生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型

嚴(yán)貽蘭曾經(jīng)，我們用水彩畫過美麗的花朵；用彩紙折過翱翔的飛機(jī)；用沙子堆過宏偉的城堡；……現(xiàn)在，我們用橡皮泥、塑料等制作出了精致的細(xì)胞模型……請看看我們的作品吧！看看我們做的模型草履蟲生物膜的結(jié)構(gòu)原委是怎樣的呢？選什么材料做細(xì)胞膜呢？中學(xué)生物必修一第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第2節(jié)生物膜的流淌鑲嵌模型生物膜探索歷程歐文頓

19世紀(jì)中

19世紀(jì)末

奈利用探針刺向細(xì)胞證明細(xì)胞表面有一層膜

探究歷程對生物膜組分的探究Year1895年歐文頓（E.Overton）試驗(yàn)：細(xì)胞膜E.Overton的結(jié)論：膜是由脂質(zhì)組成的。非脂溶性物質(zhì)脂溶性物質(zhì)

探究歷程歐文頓提出膜由脂質(zhì)組成科學(xué)家通過化學(xué)方法分析膜的主要成分

19世紀(jì)中

19世紀(jì)末

20世紀(jì)初

奈利用探針刺向細(xì)胞證明細(xì)胞表面有一層膜

探究歷程對生物膜組分的探究科學(xué)家第一次將膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分別出來。紅細(xì)胞的細(xì)胞膜化學(xué)分析表明：膜的主要成分是脂質(zhì)(主要是磷脂)和蛋白質(zhì)。

探究歷程Year20世紀(jì)初歐文頓提出膜由脂質(zhì)組成科學(xué)家通過化學(xué)分析：膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)

19世紀(jì)中

19世紀(jì)末

20世紀(jì)初

奈利用探針刺向細(xì)胞證明細(xì)胞表面有一層膜

探究歷程

朗姆瓦1917年

探究歷程Year1917年對生物膜分子排布的探究朗姆瓦

指出磷脂分子的頭部是親水的，尾部是疏水的。CHCH2CH2OC=OCH-CH2CH2CH2CH2CH2CH2C=OCH2OCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2ˉN+（CH）33OOO=PˉO甘油脂肪酸尾部頭部(親水)(疏水)磷酸

自主探究Year1917年對生物膜分子排布的探究活動(dòng)一：請依據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)，建構(gòu)磷脂分子在空氣——水界面的分布模型。水空氣

自主探究Year1917年對生物膜分子排布的探究活動(dòng)二：請依據(jù)組織細(xì)胞生活的環(huán)境，構(gòu)建磷脂分子在細(xì)胞膜中的排布模型。膜外（水溶液）膜內(nèi)（水溶液）

自主探究Year1917年對生物膜分子排布的探究提出假說：磷脂分子在細(xì)胞膜中排列為雙分子層膜外（水溶液）膜內(nèi)（水溶液）歐文頓提出膜由脂質(zhì)組成科學(xué)家通過化學(xué)分析：膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)

19世紀(jì)中

19世紀(jì)末

20世紀(jì)初

奈利用探針刺向細(xì)胞證明細(xì)胞表面有一層膜

探究歷程朗姆瓦提出磷脂頭部親水，尾部疏水1917年

荷蘭科學(xué)家1925年

探究歷程Year對生物膜分子排布的探究

用丙酮從紅細(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。1925年E.Gorter

自主探究Year對生物膜分子排布的探究活動(dòng)三：綻開你的想像力，嘗試構(gòu)建蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層中的排布模型。1925年磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子

探究歷程歐文頓提出膜由脂質(zhì)組成科學(xué)家通過化學(xué)分析：膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)

19世紀(jì)中

19世紀(jì)末

20世紀(jì)初

奈利用探針刺向細(xì)胞證明細(xì)胞表面有一層膜

朗姆瓦提出磷脂頭部親水，尾部疏水1917年

兩位荷蘭科學(xué)家提出：脂質(zhì)分子排列為兩層1925年

羅伯特森1959年兩層暗一層亮小資料(關(guān)于電鏡成像)電子束照射大分子物質(zhì)散射度高，黑暗；照射小分子物質(zhì)，散射度低，光亮。Year1959年對生物膜分子排布的探究

探究歷程羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)。

探究歷程歐文頓提出膜由脂質(zhì)組成科學(xué)家通過化學(xué)分析：膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)

19世紀(jì)中

19世紀(jì)末

20世紀(jì)初

奈利用探針刺向細(xì)胞證明細(xì)胞表面有一層膜

朗姆瓦提出磷脂頭部親水，尾部疏水1917年

兩位荷蘭科學(xué)家提出：脂質(zhì)分子排列為兩層

1925年

羅伯特森提出膜的三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)1959年冰凍蝕刻電子顯微法觀察細(xì)胞膜20世紀(jì)60年代

探究歷程Year20世紀(jì)60年頭冰凍蝕刻電子顯微法：對生物膜分子排布的探究蛋白質(zhì)

、

、

在磷脂雙分子層中。鑲嵌貫穿

自主探究Year對生物膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的探究20世紀(jì)60年頭

探究歷程歐文頓提出膜由脂質(zhì)組成科學(xué)家通過化學(xué)分析：膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)

19世紀(jì)中

19世紀(jì)末

20世紀(jì)初

奈利用探針刺向細(xì)胞證明細(xì)胞表面有一層膜

朗姆瓦提出磷脂頭部親水，尾部疏水1917年

兩位荷蘭科學(xué)家提出：脂質(zhì)分子排列為兩層

1925年

羅伯特森提出膜的三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)1959年冰凍蝕刻電子顯微法觀察細(xì)胞膜20世紀(jì)60年代

弗雷和埃迪登進(jìn)行人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)1970年

探究歷程Year1970年對生物膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的探究誘導(dǎo)融合40分鐘后370C熒光標(biāo)記膜蛋白鼠細(xì)胞人細(xì)胞結(jié)論:細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)是可以運(yùn)動(dòng)的。生物膜具有流淌性

探究歷程歐文頓提出膜由脂質(zhì)組成科學(xué)家通過化學(xué)分析：膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)

19世紀(jì)中

19世紀(jì)末

20世紀(jì)初

奈利用探針刺向細(xì)胞證明細(xì)胞表面有一層膜

朗姆瓦提出磷脂頭部親水，尾部疏水1917年

兩位荷蘭科學(xué)家提出：脂質(zhì)分子排列為兩層

1925年

羅伯特森提出膜的三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)1959年利用冰凍蝕刻電子顯微法觀察細(xì)胞膜20世紀(jì)60年代

弗雷和埃迪登進(jìn)行人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)1970年

桑格和尼克森提出了新的模型1972年

探究歷程Year1972年流淌鑲嵌模型的誕生桑格和尼克森在繼承創(chuàng)新中提出了流淌鑲嵌模型S.J.SingerG.Nicolson

探究歷程Year1972年流淌鑲嵌模型的誕生

探究歷程Year1972年流淌鑲嵌模型的基本內(nèi)容有疼惜和潤滑作用，還與細(xì)胞膜表面的識別有親密關(guān)系生物膜的流淌鑲嵌模型是否已經(jīng)完備無缺？1975年1977年1975年，Wallach提出晶格鑲嵌模型。1977年，Jain和Whit提出板塊鑲嵌模型。

新的征程歐文頓提出膜由脂質(zhì)組成科學(xué)家通過化學(xué)分析：膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)

19世紀(jì)中

19世紀(jì)末

20世紀(jì)初

奈利用探針刺向細(xì)胞證明細(xì)胞表面有一層膜

朗姆瓦提出磷脂頭部親水，尾部疏水1917年

兩位荷蘭科學(xué)家提出：脂質(zhì)分子排列為兩層

1925年

羅伯特森提出膜的三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)1959年利用冰凍蝕刻電子顯微法觀察細(xì)胞膜20世紀(jì)60年代

弗雷和埃迪登進(jìn)行人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)1970年桑格和尼克森提出流動(dòng)鑲嵌模型1972年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)2003年生物膜研究的新進(jìn)展

2003年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩名研究膜蛋白的美國科學(xué)家RoderickMacKinnon和PeterAgre。

皮特·阿格雷

羅德里克·麥金農(nóng)諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)2011年

新的征程諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)2003年生物膜研究的新進(jìn)展布魯斯·博伊特勒朱爾斯·霍夫曼2011年諾貝爾生