第二節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型

1、 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型在在問題問題假假設(shè)設(shè)實(shí)證實(shí)證結(jié)結(jié)論論的探討歷程的探討歷程中構(gòu)建中構(gòu)建一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程問題問題1 1、細(xì)胞膜的組成成分是什么呢？、細(xì)胞膜的組成成分是什么呢？ 資料資料 1 1、18951895年年E.OvertonE.Overton用植物細(xì)用植物細(xì)胞研究細(xì)胞膜的通透性。他選取用胞研究細(xì)胞膜的通透性。他選取用500500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬次的研究，發(fā)現(xiàn)性進(jìn)行上萬次的研究，發(fā)現(xiàn): :脂溶性脂溶性分子易透過細(xì)胞膜分子易透過細(xì)胞膜; ;而非脂溶性分子而非脂溶性分子則較難以通過。則較難以通過。 推測：

2、膜是由脂質(zhì)組成的推測：膜是由脂質(zhì)組成的思考與討論思考與討論:1、最初認(rèn)識(shí)到細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的，最初認(rèn)識(shí)到細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對(duì)現(xiàn)象的推理分析，還是通過對(duì)是通過對(duì)現(xiàn)象的推理分析，還是通過對(duì)膜成分的提取和鑒定？膜成分的提取和鑒定？2 2、在推理分析得出結(jié)論后，還有必要、在推理分析得出結(jié)論后，還有必要對(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？對(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？資料資料2 2、2020世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來，發(fā)現(xiàn)細(xì)哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞不但會(huì)被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會(huì)胞不但會(huì)被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會(huì)被蛋白酶被蛋白酶(

3、 (能專一地分解蛋白質(zhì)的物質(zhì)能專一地分解蛋白質(zhì)的物質(zhì)) )分解。分解。 結(jié)論：膜的主要成分是脂質(zhì)結(jié)論：膜的主要成分是脂質(zhì)(磷脂磷脂)和蛋和蛋白質(zhì)白質(zhì)問題問題2 2、磷脂磷脂和蛋白質(zhì)是怎樣形成膜的呢？和蛋白質(zhì)是怎樣形成膜的呢？3.13.1、磷脂磷脂分子在細(xì)胞膜中是如何排列的呢？分子在細(xì)胞膜中是如何排列的呢？資料資料3 3、19251925年，兩位荷蘭科學(xué)家年，兩位荷蘭科學(xué)家E.G E.G oiteroiter和和F.G F.G rendelrendel作了丙酮抽提紅細(xì)作了丙酮抽提紅細(xì)胞膜脂質(zhì)實(shí)驗(yàn)胞膜脂質(zhì)實(shí)驗(yàn): :將抽提出的脂質(zhì)在空將抽提出的脂質(zhì)在空氣氣水界面上鋪成磷脂單分子層，水界面上鋪成磷脂單

4、分子層， 測得其分子所占的面積相當(dāng)于所用的紅測得其分子所占的面積相當(dāng)于所用的紅細(xì)胞表面積的細(xì)胞表面積的2 2倍。倍。 結(jié)論：細(xì)胞膜中的結(jié)論：細(xì)胞膜中的磷脂磷脂分子必然排列為分子必然排列為連續(xù)的兩層連續(xù)的兩層思考與討論思考與討論3:3:為什么磷脂在空氣為什么磷脂在空氣水界水界面上會(huì)鋪展成單分子層面上會(huì)鋪展成單分子層? ?頭部：親水端頭部：親水端 尾部：疏水端尾部：疏水端磷脂分子磷脂分子磷酸和膽堿磷酸和膽堿脂肪酸脂肪酸兩層脂質(zhì)分子是怎樣排列的呢？兩層脂質(zhì)分子是怎樣排列的呢？推理推理想象想象活動(dòng)體驗(yàn)活動(dòng)體驗(yàn)為什為什么磷么磷脂分脂分子在子在細(xì)胞細(xì)胞膜上膜上呈雙呈雙層排層排列列3.33.3、蛋白質(zhì)位于脂

5、雙層的什么位置呢？、蛋白質(zhì)位于脂雙層的什么位置呢？資料資料4、1959年羅伯特森在電鏡下看到年羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜如下結(jié)構(gòu)：細(xì)胞膜如下結(jié)構(gòu)：(暗暗亮亮暗暗)推測：推測：靜態(tài)靜態(tài)的的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)資料資料5 5、2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代電鏡冰凍蝕刻細(xì)胞年代電鏡冰凍蝕刻細(xì)胞膜示意圖。膜示意圖。 問題問題3 3、細(xì)胞膜真的是三層結(jié)構(gòu)嗎？、細(xì)胞膜真的是三層結(jié)構(gòu)嗎？結(jié)論：膜蛋白不是全部結(jié)論：膜蛋白不是全部平鋪在脂質(zhì)表面，有的平鋪在脂質(zhì)表面，有的蛋白是鑲嵌在脂質(zhì)雙分蛋白是鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層中的。子層中的。問題問題4 4、細(xì)胞膜真的是靜態(tài)的嗎？、細(xì)胞膜真的是靜態(tài)的

6、嗎？資料資料6 6、2020世紀(jì)世紀(jì)6060年年代以后，不少科學(xué)家代以后，不少科學(xué)家對(duì)生物膜是靜態(tài)的觀對(duì)生物膜是靜態(tài)的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑：細(xì)胞膜點(diǎn)提出質(zhì)疑：細(xì)胞膜是靜止的，變形蟲為是靜止的，變形蟲為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)？細(xì)胞為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)？細(xì)胞為什么會(huì)生長？細(xì)胞之什么會(huì)生長？細(xì)胞之間為什么會(huì)發(fā)生融合？間為什么會(huì)發(fā)生融合？變形蟲正在吞噬草履蟲變形蟲正在吞噬草履蟲推測：細(xì)胞膜可能推測：細(xì)胞膜可能是流動(dòng)的是流動(dòng)的有什么證據(jù)證明細(xì)胞膜中的物質(zhì)是不斷運(yùn)動(dòng)有什么證據(jù)證明細(xì)胞膜中的物質(zhì)是不斷運(yùn)動(dòng)的呢？的呢？資料資料7、1970年科學(xué)家做了如下實(shí)驗(yàn)?zāi)昕茖W(xué)家做了如下實(shí)驗(yàn)（熒光標(biāo)（熒光標(biāo)記法）記法）G.結(jié)論：細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)是可以

7、流動(dòng)的結(jié)論：細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)是可以流動(dòng)的資料資料8 8、動(dòng)物細(xì)胞吸水膨脹時(shí)，磷、動(dòng)物細(xì)胞吸水膨脹時(shí)，磷脂雙分子層的厚度變小。脂雙分子層的厚度變小。 細(xì)胞中的脂質(zhì)也是流動(dòng)的嗎？細(xì)胞中的脂質(zhì)也是流動(dòng)的嗎？結(jié)論：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)也可以流動(dòng)結(jié)論：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)也可以流動(dòng)19721972年，桑格和尼克森提出年，桑格和尼克森提出流動(dòng)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型 模型模型G.G.磷脂雙分子層磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子蛋白質(zhì)分子磷脂分子磷脂分子二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容：二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容： 磷脂雙分子層磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本支構(gòu)成了膜的基本支架，這個(gè)支架架，這個(gè)支架不是靜止不是靜止的。磷脂雙分的。磷脂雙分子層是輕油般的流體，具有子層是輕油般的流體，具有流動(dòng)流動(dòng)性。性。蛋白質(zhì)分子有的蛋白質(zhì)分子有的