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1、第2节 生物膜的流动镶嵌模型,一、对生物膜结构的探索历程,时间：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了上万次 实验。 发现： E.Overton的推测：,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,1、对生物膜组分的探索脂质,资料1,细胞膜的通透性实验,时间：1925年 人物：荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel 实验：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气水 界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积 恰为红细胞表面积的2倍。,结论：,细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！,2、对生物膜结构的探索磷脂双分子层
2、,资料2,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。,思考：磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？,细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？,资料3：磷脂分子结构,科学家在实验中发现：细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶(能专一地分解蛋白质的物质)分解。,根据实验现象,你对膜化学成分在种类上认识是否还有新的结论?,问题探讨：,得出结论：,资料4,时间：1959年 人物：罗伯特森（J.D.Robertsen） 实验：电子显微镜是用电子束照射被检样品，由于电子与不同物
3、质发生碰撞而产生不同散射度。因蛋白质电子密度高，故显暗带，磷脂分子电子密度低则呈亮带。 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,资料五,思考：“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。,4、对生物膜架构的探索脂质和蛋白质的排布方式,标本用干冰等冰冻。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,资料6冰冻蚀刻电子显微法,时间：,资料七,1970年,Larry Frye等,将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后，让两种细胞融合，杂交细胞一半发红光、另一半
4、发绿光，放置一段时间后发现两种荧光染料均匀分布,细胞膜具有流动性,结论：,人物：,实验：,桑格和尼克森在继承中创新提出流动镶嵌模型,1、主要是磷脂和蛋白质，还有少量的糖类。 2、磷脂双分子层构成膜的基本支架。 3、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，有的横跨整个磷脂双分子层。 4 、磷脂分子和蛋白质分子都不是静止不动的,而是具有一定的流动性（结构特点），,问题：细胞膜的组成成分？ 细胞膜的基本支架？ 蛋白质分子在磷脂双分子层上如何排布的？ 细胞膜的结构特点和功能特点？,糖蛋白,细胞膜上的糖 分布在细胞膜外表，主要与蛋白质结合形成糖蛋白。 细胞膜外侧许多糖蛋白组
5、成的一层结构叫做糖被。 糖被：具有保护和润滑、与细胞识别、细胞间信息传递等密切 除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合而成的糖脂。,磷脂内外两层所含的蛋白质种类和数量不同,呈现了膜的不对称性; 糖类在细胞膜中的分布很少,并且与蛋白质或脂质结合成糖蛋白或糖脂分布在膜的外表面,也呈现了膜的不对称性.,因此,根据糖蛋白的分布,可以判断细胞膜的内外侧.,膜的不对称性,对生物膜结构的探索历程,19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由 组成的； 20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要 由 和 组成； 1925年，两位荷兰科学家将红细胞膜的脂质铺展成单层分子发现此时的面积是原膜表面积的两倍，提出了 1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都 由 三层结构； 1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有 ； 1972年，桑格和 提出了 。,脂质,脂质,蛋白质,蛋白质脂质蛋白质,流动性,尼克森,流动镶嵌模型,小结,细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层,根据现象和已有知识提出假说或模型,建模的基本方法,问题：在生物膜模型的建立和完善过程中，你受到哪些启示?,概念图小结,生物膜,结构特点,功能特点,结构组成,结构探究历程,决定,流动性,选择透过性,磷脂双分子层,蛋白质分子,白细胞吞噬病毒的过程,