生物膜流動鑲嵌模型初稿

一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程第1頁/共28頁

●●不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞膜

1895年，歐文頓(Overton)選用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細(xì)胞膜的通透性進(jìn)行了上萬次的研究。發(fā)現(xiàn)：從實驗現(xiàn)象能推測出什么結(jié)論呢？

提出假說：膜是由脂質(zhì)組成的。第2頁/共28頁時間：20世紀(jì)初實驗：科學(xué)家對哺乳動物紅細(xì)胞的細(xì)胞膜進(jìn)行了化學(xué)分析紅細(xì)胞的細(xì)胞膜表明：細(xì)胞膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。第3頁/共28頁磷脂分子親水疏水第4頁/共28頁將磷脂分子在空氣—水界面上鋪展成單分子層，磷脂分子將如何排布？如果攪動水中的磷脂分子，使磷脂分子分布在水體內(nèi)，磷脂分子又是怎樣排布的呢？第5頁/共28頁磷脂分子可以在空氣和水的界面上展開為一層磷脂單分子層第6頁/共28頁第7頁/共28頁時間：1925年人物：兩位荷蘭科學(xué)家實驗：用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。結(jié)論：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層。第8頁/共28頁探測脂質(zhì)分子的排列方式：

膜中脂質(zhì)分子排列為連續(xù)兩層磷脂雙分子層第9頁/共28頁2.在推理分析得出結(jié)論后，還有必要對膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？有必要，通過鑒定能更準(zhǔn)確地說明問題3.那為什么一開始不直接對膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定呢？當(dāng)時的技術(shù)不能實現(xiàn)1.最初認(rèn)識到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對現(xiàn)象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定？從生理功能上入手，通過對現(xiàn)象的推理分析的。第10頁/共28頁時間：1959年人物：羅伯特森

實驗：利用電鏡，獲得了清晰的細(xì)胞膜照片，顯示暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)。提出：所有的生物膜都由蛋白質(zhì)---脂質(zhì)---蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并把生物膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。第11頁/共28頁20世紀(jì)60年代后，人們對生物膜的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)提出質(zhì)疑：如果這樣，細(xì)胞膜的復(fù)雜功能將難以實現(xiàn)，就連細(xì)胞的生長、變形蟲的變形運(yùn)動都不好解釋。變形蟲的變形運(yùn)動偽足第12頁/共28頁返回第13頁/共28頁白細(xì)胞吞噬病毒的過程第14頁/共28頁鑲在表面、嵌入、貫穿在磷脂雙分子層中冰凍蝕刻電子顯微法：標(biāo)本用液氮等冰凍后，用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)分子該如何排布？第15頁/共28頁時間：1970年人物：費雷和埃迪登等實驗：將人和鼠的細(xì)胞膜表面的蛋白質(zhì)用不同熒光染料標(biāo)記后融合表明：細(xì)胞膜中蛋白質(zhì)分子具有流動性。37℃40min細(xì)胞融合第16頁/共28頁磷脂分子的運(yùn)動第17頁/共28頁19世紀(jì)末膜是由脂質(zhì)組成的20世紀(jì)初膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)1925年細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層1959年生物膜的模型----蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)1970年細(xì)胞膜具有流動性對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程：第18頁/共28頁

時間：1972年人物：桑格和尼克森在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了生物膜的流動鑲嵌模型。第19頁/共28頁1、磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本支架，磷脂分子具有流動性流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容：2、蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、橫跨磷脂雙分子層，大多數(shù)蛋白質(zhì)是可以運(yùn)動的第20頁/共28頁

糖蛋白的作用：1、有保護(hù)和潤滑作用2、與細(xì)胞膜表面的識別有密切關(guān)系在細(xì)胞膜的外表，蛋白質(zhì)與多糖結(jié)合形成糖蛋白糖被：糖脂：有些多糖與磷脂分子結(jié)合形成第21頁/共28頁1.生物膜的組成：主要由_______和_______組成。脂質(zhì)蛋白質(zhì)2.生物膜的流動鑲嵌模型

生物膜的流動鑲嵌模型認(rèn)為，___________構(gòu)成了膜的基本骨架；具有

；大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以

。磷脂雙分子層3.糖被的結(jié)構(gòu)及功能

糖被是細(xì)胞膜的外表，一層由細(xì)胞膜上的_________和______結(jié)合形成的糖蛋白，其作用是___________、_________等。蛋白質(zhì)糖類細(xì)胞識別保護(hù)和潤滑流動性運(yùn)動的小結(jié)：第22頁/共28頁根據(jù)現(xiàn)象和已有知識提出假說或模型用觀察和實驗對假說或模型進(jìn)行檢驗、修正和補(bǔ)充實踐檢驗第23頁/共28頁1．下列哪項敘述不是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點？（）A．細(xì)胞膜是選擇透過性膜B．細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成C．細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)具有流動性D．有些蛋白質(zhì)分子可在膜的內(nèi)外之間移動2．人體某些變形蟲能進(jìn)行變形運(yùn)動、穿出小血管壁，吞噬侵入人體內(nèi)的病菌，這個過程的完成依靠細(xì)胞膜的（）。A．選擇透過性B．保護(hù)作用C．流動性D．自由擴(kuò)散AC課堂練習(xí):第24頁/共28頁3、細(xì)胞膜的功能特點是（）A、具有一定的流動性B、有保護(hù)內(nèi)部的作用C、一種半透膜D、一種選擇透過性膜4、如果植物細(xì)胞膜由選擇透過性膜變成了全透性膜，則該細(xì)胞將（）A、縮小B、膨脹C、死亡D、生長DC第25頁/共28頁5．在人和鼠的細(xì)胞融合實驗中，用兩種熒光物分別標(biāo)記兩種抗體，使之分別結(jié)合到鼠和人的細(xì)胞膜表面抗原物質(zhì)上（如下圖）。實驗結(jié)果表明，細(xì)胞開始融合時，人、鼠細(xì)胞的表面抗原“涇渭分明”，各自只分布于各自的細(xì)胞表面；但在融合之后，兩種抗原就平均地分布在融合細(xì)胞的表面了。請分析回答下面的問題。（1）細(xì)胞融合的實驗表明了組成細(xì)胞膜的__________分子是可以運(yùn)動的，由此也證明了細(xì)胞膜具有__________的特點。

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