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1、会计学1细胞膜的特性与分子结构细胞膜的特性与分子结构2 2、流动性、流动性、流动性、流动性 用荧光用荧光染料染料标记标记磷脂磷脂实验实验证明，证明，细胞细胞膜中膜中所有所有磷脂磷脂都能都能进行进行自由自由移动移动 第1页/共20页人人鼠杂种细鼠杂种细胞膜蛋白相互胞膜蛋白相互扩散试验：扩散试验：膜蛋白能在膜膜蛋白能在膜脂中自由漂浮脂中自由漂浮和在膜表面扩和在膜表面扩散散 第2页/共20页二、细胞膜的分子结构模型二、细胞膜的分子结构模型二、细胞膜的分子结构模型二、细胞膜的分子结构模型 第3页/共20页 E.Overton 1895用植物的根毛作实验用植物的根毛作实验,发现凡是溶于脂肪的物质很容易透
2、过植物发现凡是溶于脂肪的物质很容易透过植物的细胞膜，而不溶于脂肪的物质不易透过的细胞膜，而不溶于脂肪的物质不易透过细胞膜，因此推测细胞膜，因此推测细胞膜由连续的脂类物细胞膜由连续的脂类物质组成质组成。第4页/共20页红细胞血影及封闭、未封闭小泡的形成红细胞血影及封闭、未封闭小泡的形成第5页/共20页Irving Langmuir 20世纪初世纪初，将红细胞的脂提，将红细胞的脂提取后铺展在取后铺展在Langmuir 水盘水盘(Langmuir Trough)的水面上，研究了脂的展层行为，提出脂单层的水面上，研究了脂的展层行为，提出脂单层的设想。的设想。第6页/共20页 E.Gorter&F.Gr
3、endel 1925 用有机溶剂提取了人类红细胞质膜用有机溶剂提取了人类红细胞质膜的脂类成分，将其铺展在水面，测的脂类成分，将其铺展在水面，测出膜脂展开的面积二倍于细胞表面出膜脂展开的面积二倍于细胞表面积，因而推测积，因而推测细胞膜由双层脂分子细胞膜由双层脂分子组成组成。第7页/共20页第8页/共20页1 1、片层结构模型、片层结构模型、片层结构模型、片层结构模型 细胞的表面张力显著低于油细胞的表面张力显著低于油细胞的表面张力显著低于油细胞的表面张力显著低于油-水界面的表面张水界面的表面张水界面的表面张水界面的表面张力，因此，细胞膜不可能是单纯由脂类构成的，可力，因此，细胞膜不可能是单纯由脂类
4、构成的，可力，因此，细胞膜不可能是单纯由脂类构成的，可力，因此，细胞膜不可能是单纯由脂类构成的，可能还吸附有蛋白质。能还吸附有蛋白质。能还吸附有蛋白质。能还吸附有蛋白质。1935 1935年年年年J.DanielliJ.Danielli和和和和H.DavsonH.Davson提出了第一个膜提出了第一个膜提出了第一个膜提出了第一个膜的分子结构模型的分子结构模型的分子结构模型的分子结构模型片层结构模型片层结构模型片层结构模型片层结构模型 。第9页/共20页 细胞膜中有两层磷脂分子，构成膜脂双层。细胞膜中有两层磷脂分子，构成膜脂双层。磷脂分子的疏水脂肪酸链在膜的内部彼此相对，磷脂分子的疏水脂肪酸链在
5、膜的内部彼此相对，而分子的亲水端则朝向膜的内外表面。而分子的亲水端则朝向膜的内外表面。球形蛋白质分子附着在脂双层的两侧表面。球形蛋白质分子附着在脂双层的两侧表面。第10页/共20页2 2、单位膜模型、单位膜模型、单位膜模型、单位膜模型 1959 1959年，年，年，年，J.D.RobertsonJ.D.Robertson用电镜用电镜用电镜用电镜观察细胞膜，发现细胞膜呈三层式观察细胞膜，发现细胞膜呈三层式观察细胞膜，发现细胞膜呈三层式观察细胞膜，发现细胞膜呈三层式结构。内外两侧为电子密度高的暗结构。内外两侧为电子密度高的暗结构。内外两侧为电子密度高的暗结构。内外两侧为电子密度高的暗线，中间为电子
6、密度低的明线，即线，中间为电子密度低的明线，即线，中间为电子密度低的明线，即线，中间为电子密度低的明线，即所谓所谓所谓所谓“两暗一明两暗一明两暗一明两暗一明”，进而提出单位，进而提出单位，进而提出单位，进而提出单位膜模型。膜模型。膜模型。膜模型。第11页/共20页细胞膜电镜照片细胞膜电镜照片第12页/共20页单位膜模型认为：单位膜模型认为：明线部分是膜中间的双层脂类分子，而暗明线部分是膜中间的双层脂类分子，而暗线部分则为膜两侧的单层蛋白质分子。这些蛋线部分则为膜两侧的单层蛋白质分子。这些蛋白质以单层肽链白质以单层肽链折叠形式存在，通过静电作用折叠形式存在，通过静电作用与磷脂极性端相结合。与磷脂
7、极性端相结合。第13页/共20页 单位膜模型提出了各种生物膜单位膜模型提出了各种生物膜在形态结构上的共性，即生物膜都在形态结构上的共性，即生物膜都以以“两暗一明两暗一明”的形式存在，故的形式存在，故生生物膜物膜也被称为也被称为单位膜单位膜。单位膜模型的不足之处在于把膜单位膜模型的不足之处在于把膜的动态结构描写成静止不变的。的动态结构描写成静止不变的。第14页/共20页3 3、液态镶嵌模型、液态镶嵌模型、液态镶嵌模型、液态镶嵌模型19721972 S.J.Singer&G.Nicolson S.J.Singer&G.Nicolson 在在在在”单位膜单位膜单位膜单位膜”模型模型模型模型的基础上提
8、出的基础上提出的基础上提出的基础上提出“液态镶嵌模型液态镶嵌模型液态镶嵌模型液态镶嵌模型”：把生物膜看成是嵌有球形蛋把生物膜看成是嵌有球形蛋白质脂类二维排列的液态体，膜白质脂类二维排列的液态体，膜中脂双层构成膜的连续主体，它中脂双层构成膜的连续主体，它既具有固体分子排列的有序性，既具有固体分子排列的有序性，又具有液体的流动性，呈又具有液体的流动性，呈液晶态液晶态。膜中球形蛋白质分子以各种形式膜中球形蛋白质分子以各种形式与脂双分子层相结合。与脂双分子层相结合。第15页/共20页第16页/共20页难点难点 用荧光光致漂白法研究证明，不是用荧光光致漂白法研究证明，不是用荧光光致漂白法研究证明，不是用
9、荧光光致漂白法研究证明，不是所有的表面蛋白都符合液态镶嵌模所有的表面蛋白都符合液态镶嵌模所有的表面蛋白都符合液态镶嵌模所有的表面蛋白都符合液态镶嵌模型，许多表面膜蛋白并不移动，而型，许多表面膜蛋白并不移动，而型，许多表面膜蛋白并不移动，而型，许多表面膜蛋白并不移动，而与其它膜蛋白与细胞内骨架连接。与其它膜蛋白与细胞内骨架连接。与其它膜蛋白与细胞内骨架连接。与其它膜蛋白与细胞内骨架连接。第17页/共20页 细胞骨架的主要成分是长的肌动细胞骨架的主要成分是长的肌动纤维，它们位于细胞膜下面，在有些纤维，它们位于细胞膜下面，在有些部位与细胞膜连接，微管和中间纤维部位与细胞膜连接，微管和中间纤维也参与构成细胞骨架网。当用药物破也参与构成细胞骨架网。当用药物破坏细胞骨架之后，许多细胞膜蛋白移坏细胞骨架之后，许多细胞膜蛋白移动性加强，说明这些膜蛋白是与细胞动性加强，说明这些膜蛋白是与细胞骨架纤维相连接的，细胞骨架纤维可骨架纤维相连接的，细胞骨架纤维可作为膜蛋白移动的轨迹。作为膜蛋白移动的轨迹。第18页/共20页其它模型其它模型晶格镶嵌模型（晶格镶嵌模型（1975年）年）板块镶嵌模型（板块镶嵌模型（1977年）年）第19页/共20页