42《生物膜的流动镶嵌模型》.ppt

1、第2节 生物膜的流动镶嵌模型,思考： 如果让你设计细胞膜结构模型，你需要获得哪些资料？,细胞膜的组成成分及比例，各种成分在细胞膜中的分布情况。,时间：19世纪末 1895年 人物：欧文顿.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 提出假说:,资料一,不溶于脂质的物质,溶于脂质的物质,细胞膜,膜是由脂质组成的,根据该实验，欧文顿提出什么假说？,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.欧文顿认识到生物膜是由脂质组

2、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。,20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶分解。,该实验说明了什么问题？,细胞膜中含有蛋白质,细胞膜的组成成分,脂质（约50%） 蛋白质（约40%） 糖类（约2%-10%）,已有知识,磷脂和蛋白质是通过什么样的排列方式参与膜的构建的？,将用丙酮溶解的磷脂分子置于水中，它们会怎样排布呢？,问题探究,时间：1925年 人物：荷兰科学家Gorter和Grendel 实验：从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面 积是细胞膜的2倍 提出

3、假说：,资料二,细胞膜中的磷脂是双层的,胆 碱,磷 酸,甘 油,脂肪酸,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。,双层磷脂分子是如何排布构成生物膜结构的呢？,A,B,C,连续两层排列,资料3,时间：1959年 人物：罗伯特森（J.D.Robertsen） 实验：在电镜下看到清晰的暗亮暗的三层结构。 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,蛋白质：电子密度高，显黑色发暗 磷脂分子：电子密度低，发亮,“罗伯特森电镜实验”,蛋白质脂质蛋白质三层结构模式图,“蛋白质脂质蛋白质”三明治模型,思考,“三明治”结构模型有什么

4、不足？,1.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。 2.无法解释”荷兰科学家Gorter和Grendel的实验”,）各种生物膜功能不同，应该结构也不同,举例说明细胞膜具有流动性,变形虫的变形运动与取食,植物细胞的质壁分离,动物细胞吸水膨胀和失水皱缩,细胞分裂,细胞的生长,吞噬细胞的吞噬作用,时间：1970年 人物：费雷和埃迪登 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 提出假说：,膜蛋白具有一定的流动性,资料四,实验结论:,质膜上的 和 具有流动性,时间：1970年 人物：费雷和埃迪登 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 提出假说：,资料四

5、,细胞膜具有流动性,磷脂分子的运动,1972年，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。,冰冻蚀刻电子显微法 标本用干冰、液氮等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。,蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。,蛋白质在膜中的分布是不对称的,科学新进展,总结：流动镶嵌模型,1、脂双层构成膜的基本支架,流动镶嵌模型,2、蛋白质分子有的整个贯穿膜中，有的部分插在膜中，有的露在膜外,有的整个露在膜表面.（体现了膜结构内外的不对称性）,3、具有流动性,流动镶嵌模型,质膜的柔性”与刚性”,许多质膜中夹杂着刚性”的胆固醇 使得质膜既有一定的流动性,又比较坚实.,共建概念图,质膜,结构特

6、点,功能特点,结构组成,结构探究历程,决定,流动性,选择透性,脂双层,膜蛋白,2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究膜蛋白的美国科学家，这是自1991年来诺贝尔奖第三次颁发给与细胞膜蛋白质有关的研究成果 。,科学无止境,皮特阿格雷,罗德里克麦金农,分析生物膜模型的建立和完善过程，你有哪些收获？,5.探索历程的艰辛,2.根据实验现象，提出问题，做出假说,1.结构与功能是相适应的,3.实验技术推动科学发展,4.构建生物模型,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是完美无缺。,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。,3.分析生物膜模型的建立过程中，结构和功能相适应是如何体现的？,在建立生物膜模型的过程中，结构和功能相适应 的观点始终引导人们不断实践、认识，再实践、 再认识；使人类一步步接近生物膜的真相。,思考,均匀分布在脂质两侧,有的镶在磷脂双分子层表面 有的嵌入磷脂双分子层 有的则整个贯穿于磷脂双分子层,蛋白质的 分布,否