第一节生物膜的流动镶嵌模型

第一节生物膜的流动镶嵌模型第1页，共29页，2023年，2月20日，星期三一、对生物膜结构的探索历程第2页，共29页，2023年，2月20日，星期三

时间：19世纪末1895年

人物：欧文顿（E.Overton）

实验：用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验,发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：凡可以溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。实验一第3页，共29页，2023年，2月20日，星期三●●不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜提出假说：膜是由脂质组成的。第4页，共29页，2023年，2月20日，星期三2.在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？有必要，通过鉴定能更准确地说明问题3.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？当时的技术不能实现1.最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。第5页，共29页，2023年，2月20日，星期三实验:采用哺乳动物的红细胞,经过特殊处理使细胞发生溶血现象,一些物质溶出,再将溶出细胞外的物质洗掉,即可得到纯净的细胞膜(又称血影).化学分析表明：膜的成分主要是脂质和蛋白质。时间：20世纪初实验二第6页，共29页，2023年，2月20日，星期三

时间：1925年

人物：荷兰科学家Gorter和Grendel

实验：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单层分子。发现展开层后的脂单层面积是红细胞的表面积的2倍提出假说：实验三细胞膜中的磷脂是双层的第7页，共29页，2023年，2月20日，星期三亲水头部疏水尾部磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。第8页，共29页，2023年，2月20日，星期三磷脂分子可以在空气和水的界面上展开为一层第9页，共29页，2023年，2月20日，星期三想一想？1）细胞膜中的磷脂分子又为什么会排成连续的两层呢？第10页，共29页，2023年，2月20日，星期三连续两层排列第11页，共29页，2023年，2月20日，星期三水—空气界面第12页，共29页，2023年，2月20日，星期三2）细胞膜中还有蛋白质，那么蛋白质又存在于什么位置呢？第13页，共29页，2023年，2月20日，星期三

时间：1959年

人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）

实验：在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。

实验四第14页，共29页，2023年，2月20日，星期三

提出假说：生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构第15页，共29页，2023年，2月20日，星期三“蛋白质—脂质—蛋白质”三明治模型第16页，共29页，2023年，2月20日，星期三“蛋白质—脂质—蛋白质”三明治结构模型有什么不足？把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾.第17页，共29页，2023年，2月20日，星期三1970年荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验小鼠细胞绿色荧光染料标记的膜蛋白细胞融合40min37℃

杂交细胞红色荧光染料标记的膜蛋白人细胞膜蛋白具有一定的流动性第18页，共29页，2023年，2月20日，星期三举例说明细胞膜具有流动性变形虫的变形运动植物细胞的质壁分离动物细胞吸水膨胀和失水皱缩第19页，共29页，2023年，2月20日，星期三质疑：１）各种生物膜功能不同，应该结构也不同２）细胞的生长、白细胞的变形运动等现象不好解释第20页，共29页，2023年，2月20日，星期三第21页，共29页，2023年，2月20日，星期三蛋白质分子时间：1972年人物：桑格和

尼克森提出：流动镶嵌模型

磷脂双分子层糖蛋白多糖第22页，共29页，2023年，2月20日，星期三流动镶嵌模型的基本内容：1、膜的组成成分：主要是磷脂和蛋白质，还有少量的糖类．2、膜的基本支架:磷脂双分子层.（其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）3、蛋白质分子的位置:蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性）

第23页，共29页，2023年，2月20日，星期三蛋白质分子的位置蛋白质第24页，共29页，2023年，2月20日，星期三

4、生物膜的结构特点:一定的流动性.(磷脂分子是可以运动的，具有流动性;大多数的蛋白质分子也是可以运动的,也体现了流动性。)5、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）第25页，共29页，2023年，2月20日，星期三

磷脂分子的运动①侧向扩散运动；②旋转运动；③摆动运动④伸缩震荡运动；⑤翻转运动；⑥旋转异构化运动。第26页，共29页，2023年，2月20日，星期三1.生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。2.纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技术的进步所起到怎样的作用？实验技术的进步起到了关键性的推动作用。思考3.分析生物膜模型的建立过程,你受到什么启示?第27页，共29页，2023年，2月20日，星期三答案:

科学研究是要在实验和观察的基础上,通过严谨的推理和大胆的想像,提出假说,再通过实验进一步验证假说。科学发展是一个长期的过程,涉及到许多科学家辛勤的工作.科学研究依赖于科学的进步,科学进