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1、生物膜的流动镶嵌流动模型第1页，本讲稿共29页 在制作真核细胞三维在制作真核细胞三维结构模型时，提供给你结构模型时，提供给你制作细胞膜的三种材料：制作细胞膜的三种材料：塑料袋、普通布塑料袋、普通布和和弹力弹力布布。你们认为选哪种材。你们认为选哪种材料最好？为什么料最好？为什么?？第2页，本讲稿共29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、核膜细胞膜、细胞器膜、核膜主要是脂质、蛋白质、少量的糖
2、类主要是脂质、蛋白质、少量的糖类第3页，本讲稿共29页 19世纪末，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现问题：细胞膜对不同物质的通透性不同。非脂溶性物质脂溶性物质1、对膜的化学成分提出假说 膜是由脂质组成的第4页，本讲稿共29页时间：时间：2020世纪初世纪初实验：科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学分析实验：科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学分析红细胞的细胞膜红细胞的细胞膜红细胞的细胞膜红细胞的细胞膜成果：确定细胞膜的主要成分的确是脂质和蛋白质。成果：确定细胞膜的主要成分的确是脂质和蛋白质。第5页，本讲稿共29页2）、）、实验：实验：鉴定出膜的化学成分鉴
3、定出膜的化学成分 膜是由脂质（磷脂）和蛋白质组成的膜是由脂质（磷脂）和蛋白质组成的磷脂和蛋白质是通过什么样的排列磷脂和蛋白质是通过什么样的排列组合方式参与膜的构建的？组合方式参与膜的构建的？第6页，本讲稿共29页磷脂分子磷脂分子第7页，本讲稿共29页磷脂分子可以在空气和水的界面上展磷脂分子可以在空气和水的界面上展开为一层开为一层第8页，本讲稿共29页时间：时间：1925年年 人物：人物：l两位荷兰科学家两位荷兰科学家Gorter和和Grendel实验：实验：用丙酮从红细胞中抽提出脂质，在空气用丙酮从红细胞中抽提出脂质，在空气水界面上铺水界面上铺展成单分子层，展成单分子层，测得单分子层的面积恰为
4、红细胞表面积的两倍。测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的两倍。第9页，本讲稿共29页连续两层排列3）、探测脂质分子的排列方式）、探测脂质分子的排列方式膜中脂质分子排列为连续两层膜中脂质分子排列为连续两层第10页，本讲稿共29页 1959年，罗伯特森利用电镜，获得了年，罗伯特森利用电镜，获得了清晰的细胞膜照片，显示暗清晰的细胞膜照片，显示暗明明暗的三层结暗的三层结构。构。第11页，本讲稿共29页4）、提出静止模型的观点）、提出静止模型的观点 蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质（单位膜）蛋白质（单位膜）三明治模型三明治模型第12页，本讲稿共29页“蛋白质脂质蛋白质”三明治模型第13页，本讲稿共29页变形虫
5、的变形运动变形虫的变形运动变形虫在吞噬草履虫变形虫在吞噬草履虫第14页，本讲稿共29页小鼠细胞和人细胞融合实验小鼠细胞和人细胞融合实验时间：时间：1970年年 人物：费雷和埃迪登等人物：费雷和埃迪登等实验：将人和鼠的细胞膜蛋白质用不同荧光染料标记实验：将人和鼠的细胞膜蛋白质用不同荧光染料标记后融合后融合第15页，本讲稿共29页5）、推翻静止模型的观点）、推翻静止模型的观点细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性6）、提出新的细胞膜模型）、提出新的细胞膜模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型第16页，本讲稿共29页 1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验证年，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
6、镶嵌模型。据的基础上，提出了流动镶嵌模型。第17页，本讲稿共29页19 19世纪末世纪末“欧文顿实验欧文顿实验”1 1、根据实验现象得出结论。、根据实验现象得出结论。实验现象：实验现象：_ 结论：结论：_ 细胞膜是由脂质组成的细胞膜是由脂质组成的 脂质分子更容易通过细胞膜脂质分子更容易通过细胞膜第18页，本讲稿共29页 20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来。化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质离出来。化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质 时间：时间：19251925年年 人物：荷兰科学家人物：荷兰科学家GorterGor
7、ter和和GrendelGrendel 实验：从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现实验：从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现 面积是细胞膜的面积是细胞膜的2 2倍倍 得出结论：得出结论：_细胞膜中的脂质分子为两层细胞膜中的脂质分子为两层 2 2、分离细胞膜，分析膜成分，推理膜结构、分离细胞膜，分析膜成分，推理膜结构第19页，本讲稿共29页第20页，本讲稿共29页磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸磷酸“头头”部是部是亲水亲水的，脂肪酸的，脂肪酸“尾尾”部是部是疏水疏水的。的。亲水头部亲水头部疏水尾部疏水尾部第21页，本讲稿共29页20
8、20世纪世纪4040年代，曾经有学者推测脂质两边各覆年代，曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质盖着蛋白质 ，但直到，但直到19591959年，电子显微镜的年，电子显微镜的诞生，科学家用它来观察细胞膜。诞生，科学家用它来观察细胞膜。3 3、观察推理，提出最初的、观察推理，提出最初的生物生物膜模型膜模型 所有的生物膜都由所有的生物膜都由_ 三层结构构成，中间亮层为三层结构构成，中间亮层为_，两边暗层为两边暗层为_，并且生物膜，并且生物膜为为_的统一结构。的统一结构。蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质脂质分子脂质分子蛋白质分子蛋白质分子静态静态“罗伯特森电镜实验罗伯特森电镜实验”第22页，本讲稿共29
9、页小鼠细胞小鼠细胞绿色荧光染绿色荧光染料标记的膜料标记的膜蛋白蛋白细胞融合细胞融合40min40min37 37 杂交细胞杂交细胞红色荧光红色荧光染料标记染料标记的膜蛋白的膜蛋白人细胞人细胞4 4、对最初模型的质疑和、对最初模型的质疑和修正修正。随着科学技术手段的适用，科学家发现膜蛋白在细胞膜随着科学技术手段的适用，科学家发现膜蛋白在细胞膜中的位置是中的位置是 。人鼠细胞融合，人鼠细胞融合，3737下经过下经过40min40min，两种颜色的荧光，两种颜色的荧光 ，该，该实验表明实验表明 。细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性均匀分布均匀分布有的平铺在脂质表面，有的镶嵌在脂质双分子层中有的平铺在脂
10、质表面，有的镶嵌在脂质双分子层中第23页，本讲稿共29页5 5、根据新的观察和实验证据，、根据新的观察和实验证据，19721972年桑格和尼克森提出年桑格和尼克森提出了了新的生物膜结构模型新的生物膜结构模型 流动镶嵌模型流动镶嵌模型第24页，本讲稿共29页1 1、生物膜中脂质和蛋白质的分布：、生物膜中脂质和蛋白质的分布：2 2、细胞膜中糖的分布：、细胞膜中糖的分布：。蛋白质分子：蛋白质分子：有的有的镶在镶在磷脂双分子层表面，磷脂双分子层表面，有的部分或全部有的部分或全部嵌入嵌入磷脂双分子层中，磷脂双分子层中，有的有的贯穿贯穿整个磷脂双分子层。整个磷脂双分子层。1 1、糖被、糖被。（糖被与细胞识别、保护和润滑以及胞间信息交流等有密切联（糖被与细胞识别、保护和润滑以及胞间信息交流等有密切联系）系）2 2、糖脂、糖脂。磷脂双分子层构成膜的基本支架磷脂双分子层构成膜的基本支架第25页，本讲稿共29页（2）膜蛋白的运动性）膜蛋白的运动性3、磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动、磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的，体现了膜的流动性的，体现了膜的流动性（1）磷脂分子的运动性）磷脂分子的运动性第26页，本讲稿共29页“罗伯特森电镜实验罗伯特森电镜实验”蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质三层结构模式图三层结构模式图第27页，本讲稿共29页第28页，本讲稿共29页第29页，本讲稿共29页