§4.2--生物膜的流动镶嵌模型

1、第四章 细胞的物质输入和输出,第二节 生物膜的流动镶嵌模型,一、对生物膜结构的探索历程,资料1.欧文顿的实验,时间：19世纪末（1895年） 人物：欧文顿（E.Overton） 实验：用500多种化学物质对植物细 胞的通透性进行上万次的实验 推理：,资料2.其他科学家的实验,实验：科学家将哺乳动物红细胞膜分离出来，细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶分解 结论：,膜是由脂质组成的,细胞膜含有蛋白质,1、细胞膜的成分,时间：20世纪初 实验：科学家对细胞膜进行了化学成分分析 选材：,成果：确定膜的主要成分是脂质(主要是磷脂)和蛋白质，还有少量的糖类,红细胞的细胞膜,哺乳动物成熟红细胞,

2、磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子,尾部,头部,2、细胞膜的结构,资料3.朗姆瓦的实验,时间：1917年 实验：朗姆瓦（Langmuir）将磷脂溶于苯和水中，当苯挥发完以后，磷脂分子在空气与水的界面上分布散乱，经过推挤排列成了单层，并且每个磷脂分子的头部浸入水中，尾部浮于水面,根据朗姆瓦的实验构建磷脂分子在空气与水界面上分布的模型,磷脂分子的特点：,“头”部具亲水性， “尾”部具疏水性,磷脂分子排列为单分子层,细胞膜中的层磷脂分子是怎样排布的?,组织细胞生活的环境,活动主题二：根据磷脂分子的特点结合人体组织细胞内、外环境，大胆猜想并构建磷脂分子的排布模型,猜想的模型是：,怎样才能证实这

3、种猜想？,提出假说：磷脂分子排列为双分子层,时间：1925年人物：荷兰科学家戈特和格伦德 实验：用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞膜中提取脂质，在空气水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积约为红细胞表面积的2倍 结论：,资料4.荷兰科学家的实验,正确的模型为：,细胞膜中的脂质（磷脂）分子排列为连续的双分子层,资料5.罗伯特森的实验,（注：蛋白质电子密度高显黑色发暗，磷脂分子的电子密度低发亮）,1959年，罗伯特森用电镜了观察到了清晰的细胞膜照片，看到了暗亮暗的三层结构，认为:生物膜为三层统一的静态结构,罗伯特森观点： 蛋白质分子都镶在磷脂双分子层的两侧 蛋白质分子和磷脂分子都

4、是静止不动的,“蛋白质-脂质-蛋白质”三层结构,请根据罗伯特森观察的结果构建蛋白质在磷脂双分子层中排布方式的模型,单位膜模型,质疑：不能解释细胞的生长，变形虫的变形运动,时间：1970年 人物：弗雷和埃迪登( Frye 和 Edidin ) 实验：将人和鼠的细胞膜蛋白分别用红、绿荧光标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种颜色的荧光均匀分布,资料6.人鼠细胞融合实验（荧光标记实验）,具有一定的流动性,细胞膜的结构特点：,桑格和尼克森在继承创新中提出了新的模型,流动镶嵌模型,流动镶嵌模型的基本内容：,1、膜的基本支架 磷脂双分子层构成了膜的基本支架，磷脂双分子层是轻油般的流体，具流动性 2、蛋白质分子的位置 蛋白质分子有的镶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，有的贯穿整个磷脂双分子层，大部分蛋白质是可以运动的,（1）客观事实：磷脂分子在空气与水的界面上排布时头亲水，尾疏水 （2）提出假说：磷脂为连续双分子层排布 （3）演绎推理：如果在空气与水界面上表面