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1、第四章生物膜的流动镶嵌模型第1页，本讲稿共18页学习目标：学习目标：了解生物膜模型的构建过程了解生物膜模型的构建过程掌握流动镶嵌模型的基本内容掌握流动镶嵌模型的基本内容明确生物膜的结构与功能是相适应的明确生物膜的结构与功能是相适应的第2页，本讲稿共18页思考回答：思考回答：1.生物膜系统包括哪些膜？生物膜系统包括哪些膜？细胞膜是由哪些成分构成的？细胞膜是由哪些成分构成的？2.2.生物膜对物质的选择性吸收是否与其特生物膜对物质的选择性吸收是否与其特 定的结构有关？定的结构有关？细胞膜、细胞器膜、核膜主要是脂质、蛋白质、少量的糖类是第3页，本讲稿共18页资料一时间时间:19世纪末 1895年人物人
2、物:欧文顿（E.Overton）实验实验:用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。提出假说提出假说:膜是由脂质组成的一、对生物膜结构的探索历程一、根据实验现象和有关知识提出假说一、根据实验现象和有关知识提出假说第4页，本讲稿共18页资料二磷脂分子时间时间:1925年人物人物:荷兰科学家Gorter和Grendel实验实验: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倍提出假说提出假说:细胞膜中的磷脂是双层的二、分离细胞膜，分析膜成分，推理膜结构二、分离细胞膜，分析膜成分，推理膜结构第5页，本讲稿共18页亲水头部亲水头部疏水尾部疏水尾部磷脂是一种由甘
3、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6页，本讲稿共18页 资料三时间时间:1959年人物人物:罗伯特森（J.D.Robertsen）实验实验:在电镜下看到细胞膜由蛋白质脂质蛋白质的三层结构构成提出假说提出假说: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三、观察推理，提出最初的三、观察推理，提出最初的生物生物膜模型膜模型第7页，本讲稿共18页资料四时间时间:1970年人物人物:Larry Frye等实验实验:将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后，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荧光抗体均匀分布提
4、出假说提出假说:细胞膜具有流动性第8页，本讲稿共18页人细胞杂交细胞红色荧光染料标记的膜蛋白绿色荧光染料标记的膜蛋白细胞融合荧光标记的小鼠细胞与人细胞融合实验示意图四、对假说的质疑和四、对假说的质疑和修正修正。第9页，本讲稿共18页时间时间：1972年人物人物：桑格和 尼克森提出假说提出假说：流动镶嵌模型 资料五五五、根据新的观察和实验证据，、根据新的观察和实验证据，得出结论得出结论第10页，本讲稿共18页思考：思考：如果该实验在如果该实验在2020条件下进行，则两种蛋白质均匀分布的条件下进行，则两种蛋白质均匀分布的时间将大大延长，这说明？时间将大大延长，这说明？若该实验在若该实验在00下培养
5、下培养40min40min，则发现细胞仍保持一半发红，则发现细胞仍保持一半发红光，另一半发绿光，对这一现象的合理解释是？光，另一半发绿光，对这一现象的合理解释是？随着环境温度的降低，蛋白质分子和磷脂分子随着环境温度的降低，蛋白质分子和磷脂分子的运动速率减慢。的运动速率减慢。细胞膜的流动性特点只有在适宜的条件下才能体现细胞膜的流动性特点只有在适宜的条件下才能体现。u实验影响因素：实验影响因素：主要受温度影响，适当温度范围内，随外界温度升高，主要受温度影响，适当温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度超过一定范围，则导致膜的破坏。膜的流动性增强，但温度超过一定范围，则导致膜的破坏。第11
6、页，本讲稿共18页二、流动镶嵌模型的基本内容二、流动镶嵌模型的基本内容w1、细胞膜主要由流动的磷脂双分子层和、细胞膜主要由流动的磷脂双分子层和镶镶嵌嵌在其中的蛋白质组成在其中的蛋白质组成，还有少量的多糖还有少量的多糖。第12页，本讲稿共18页w2、磷脂分子磷脂分子以以疏水性尾部疏水性尾部相对朝向膜的内侧，相对朝向膜的内侧，亲水性头部亲水性头部朝向膜的外侧，朝向膜的外侧，磷脂双分子层磷脂双分子层组成组成生物膜的基本骨架生物膜的基本骨架第13页，本讲稿共18页w3 3、蛋白质分子蛋白质分子：有的有的镶嵌镶嵌在磷脂双分子层表面，在磷脂双分子层表面，有的有的部分或全部部分或全部嵌入磷脂双分子层中，嵌入
7、磷脂双分子层中，有的有的横跨横跨整个磷脂双分子层。整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性）（体现了膜结构内外的不对称性）第14页，本讲稿共18页4 4、糖类糖类:u在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与多在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖结合形成的糖蛋白糖蛋白，叫做，叫做糖被糖被。u有些多糖与磷脂分子结合形成有些多糖与磷脂分子结合形成糖脂糖脂.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15页，本讲稿共18页5、磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的，、磷脂分子和大多数蛋白质是可
8、以运动的，体现了体现了膜的流动性膜的流动性（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（2）膜蛋白的运动性）膜蛋白的运动性第16页，本讲稿共18页流动性和选择透过性的关系流动性和选择透过性的关系：w区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。过性是生物膜的功能特性。w联系：流动性是选择透过性的基础，只有膜流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性。具有流动性，才能表现出选择透过性。第17页，本讲稿共18页细胞膜的组成、结构、功能的关系细胞膜的组成、结构、功能的关系w组成：组成：w结构：结构：w功能功能：细胞膜主要由脂质和蛋白质构成，且构成膜细胞膜主要由脂质和蛋白质构成，且构成膜的蛋白质分子和磷脂分子大都是运动的。的蛋白质分子和磷脂分子大都是运动的。细胞膜具有流动性，是流动镶嵌模型。细胞膜具有流动性，是流动镶嵌模型。细胞膜具有选择透过性。细胞膜具有选择透过性。第18页，本讲稿共18页