生物膜流动镶嵌模型件

1、 19世纪末，欧文顿用世纪末，欧文顿用500多种化学物质对植物多种化学物质对植物 细胞的通透性进行上万次实验，细胞的通透性进行上万次实验，发现问题：发现问题：细胞膜细胞膜 对不同物质的通透性不同。对不同物质的通透性不同。 非脂溶性物质非脂溶性物质脂溶性物质脂溶性物质 第2页/共29页 1）对膜的化学成分提出假说对膜的化学成分提出假说 膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的 探索过程 第3页/共29页 时间：20世纪初 实验：科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学 分析 成果：确定细胞膜的主要成分的确是脂质和蛋白质。 第4页/共29页 ）磷脂和蛋白质是通过什么样的）磷脂和蛋白质是通过什么样的 排列方

2、式参与膜的构建的？排列方式参与膜的构建的？ 结论：结论： 细胞膜中的脂质分子必然排列为细胞膜中的脂质分子必然排列为 连续的两层！连续的两层！ 第5页/共29页 ）科学家是如何得出这一结论）科学家是如何得出这一结论 的？的？ 第6页/共29页 实验：实验：用丙酮从红细胞中抽提出脂质，在空 气水界面上铺展成单分子层，测得单分子 层的面积恰为红细胞表面积的两倍。 第7页/共29页 ）为什么磷脂分子在空气水）为什么磷脂分子在空气水 界面上可以铺展成单分子层呢？界面上可以铺展成单分子层呢？ 第8页/共29页 亲水头部亲水头部 疏水尾部疏水尾部 磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分磷脂是一种由甘油、脂

3、肪酸和磷酸所组成的分 子，子，磷酸磷酸“头头”部是亲水的，脂肪酸部是亲水的，脂肪酸“尾尾”部部 是疏水的。是疏水的。 第9页/共29页 磷脂分子可以在空气和水的界面上磷脂分子可以在空气和水的界面上 展开为一层展开为一层 第10页/共29页 想一想？想一想？ ）细胞膜中的磷脂分子又为什）细胞膜中的磷脂分子又为什 么会排成连续的两层呢？么会排成连续的两层呢？ 第11页/共29页 连连 续续 两两 层层 排排 列列 第12页/共29页 ）细胞膜中还有蛋白质，那么）细胞膜中还有蛋白质，那么 蛋白质又存在于什么位置呢？蛋白质又存在于什么位置呢？ 第13页/共29页 1959年，罗伯特森利用电镜，获年，罗

4、伯特森利用电镜，获 得了清晰的细胞膜照片，显示暗得了清晰的细胞膜照片，显示暗明明暗暗 的三层结构。的三层结构。 第14页/共29页 提出静止模型的观点提出静止模型的观点 蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质（三层结构）蛋白质（三层结构） 要点：所有膜结构都相同要点：所有膜结构都相同 静态的结构静态的结构 第15页/共29页 “蛋白质脂质蛋白质”三明治模型 第16页/共29页 质疑： ）各种生物膜功能不同，应该结构也不同）各种生物膜功能不同，应该结构也不同 ）细胞的生长、变形虫的变形运动等现象）细胞的生长、变形虫的变形运动等现象 不好解释不好解释 第17页/共29页 变形虫的变形运动变形虫的变形运动 变形

5、虫在吞噬草履虫变形虫在吞噬草履虫 第18页/共29页 新的发现： 随着新技术的运用，科学家发随着新技术的运用，科学家发 现膜蛋白并不是全部铺在脂质的现膜蛋白并不是全部铺在脂质的 表面，有的蛋白质是镶嵌在脂质表面，有的蛋白质是镶嵌在脂质 双分子层中的。双分子层中的。 第19页/共29页 小鼠细胞和人细胞融合实验 时间：时间：1970年 人物：人物：费雷和埃迪登等 实验：实验：将人和鼠的细胞膜蛋白质用不同荧光染料标 记后融合 第20页/共29页 从而推翻了静止模型的观点从而推翻了静止模型的观点 结论：细胞膜具有流动性结论：细胞膜具有流动性 提出新的细胞膜模型提出新的细胞膜模型 第21页/共29页

6、1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验桑格和尼克森在新的观察和实验 证据的基础上，提出了流动镶嵌模型证据的基础上，提出了流动镶嵌模型。 第22页/共29页 1、细胞膜主要由流动的磷脂双分子层和嵌在其中、细胞膜主要由流动的磷脂双分子层和嵌在其中 的蛋白质组成。还有少量的多糖。的蛋白质组成。还有少量的多糖。 流动镶嵌模型的基本内容：流动镶嵌模型的基本内容： 第23页/共29页 2、磷脂分子以疏水性尾部相对朝向膜的内、磷脂分子以疏水性尾部相对朝向膜的内 侧，亲水性头部朝向膜的外侧，组成生物侧，亲水性头部朝向膜的外侧，组成生物 膜的基本骨架；膜的基本骨架； 第24页/共29页 3、蛋白质或镶嵌在脂双

7、层的表面，或嵌插蛋白质或镶嵌在脂双层的表面，或嵌插 在其内部，或横跨整个磷脂双分子层，表现在其内部，或横跨整个磷脂双分子层，表现 出分布的不对称性。出分布的不对称性。 第25页/共29页 4、在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的 蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白，叫做糖被。 有些多糖与磷脂分子结合形成糖脂 糖蛋白的作用：糖蛋白的作用： 1有保护和润滑作用，有保护和润滑作用， 2还与细胞膜表面的识别有密切关系还与细胞膜表面的识别有密切关系 第26页/共29页 （2）膜蛋白的运动性）膜蛋白的运动性 5、磷脂分子和大多数蛋白质是可以运、磷脂分子和大多数蛋白质是可以运 动的，体现了动的，体现了膜的流动性膜的

8、流动性（结构特点结构特点） （1）磷脂分子的运动性）磷脂分子的运动性 第27页/共29页 小结：小结： 1.生物膜的组成：生物膜的组成：生物膜是由生物膜是由_和和_组成的。组成的。 脂质脂质蛋白质蛋白质 2.生物膜的流动镶嵌模型。生物膜的流动镶嵌模型。 生物膜的流动模型认为，生物膜的流动模型认为，_构成了膜的基构成了膜的基 本骨架；构成生物膜的磷脂具有流动性；大多数蛋白质分本骨架；构成生物膜的磷脂具有流动性；大多数蛋白质分 子也是可以运动的。子也是可以运动的。 磷脂双分子层磷脂双分子层 3.糖被的结构及功能。糖被的结构及功能。 糖被是细胞膜的外表，一层由细胞膜上的糖被是细胞膜的外表，一层由细胞

9、膜上的_ 和和_结合形成的糖蛋白，其作用是结合形成的糖蛋白，其作用是_、 _等。等。 蛋白质蛋白质 糖类糖类细胞识别细胞识别 免疫反应免疫反应 第28页/共29页 1下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（ ） A细胞膜是选择透过性膜细胞膜是选择透过性膜 B细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成 C细胞膜的分子结构具有流动性细胞膜的分子结构具有流动性 D有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动 2人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁，吞噬侵入人人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁，吞噬侵入人 体内

10、的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（ ）。）。 A选择透过性选择透过性 B保护作用保护作用 C流动性流动性 D自由扩散自由扩散 3一位细胞学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜的面积一位细胞学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜的面积 增大而厚度变小，其决定因素是细胞膜的（增大而厚度变小，其决定因素是细胞膜的（ ）。）。 A结构特点具有流动性结构特点具有流动性 B选择透过性选择透过性 C专一性专一性 D具有运输物质的功能具有运输物质的功能 A C A 课堂练习课堂练习: 第29页/共29页 ）科学家是如何得出这一结论）科学家是如何得出这一结论 的？的？ 第6页/共29页 ）为什么磷脂分子在空气水）为什么磷脂分子在空气水 界面上可以铺展成单分子层呢？界面上可以铺展成单分子层呢？ 第8页/共29页 亲水头部亲水头部 疏水尾部疏水尾部 磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分 子，子，磷酸磷酸“头头”部是亲水的，脂肪酸部是亲水的，脂肪酸“尾尾”部部 是疏水的。是疏水的。 第9页/共29页 连连 续续 两两 层层 排排 列列 第12页/