1、第2节 生物膜的流动镶嵌模型,1.细胞膜的主要成分和功能是什么？,2.生物膜系统的功能有哪些？,一、对生物膜结构的探索历程,模型建立：模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，这种描述可以是定性的或定量的，可以是抽象的或具体的。 模型的形式： 物理模型：如真核细胞的三维结构模型、细胞膜结构模型 数学模型：如细菌在适宜条件下种群数量与繁殖代数（t）关系N=N02t 概念模型：概念图,思考：如果让你设计细胞膜结构模型，你需要获得哪些资料？,细胞膜的组成成分及比例，各种成分在细胞膜中的分布情况,时间：19世纪末 1895年人物：欧文顿（E.Overton）实验：用500多种
2、物质对植物细胞进行上万次的通透性实验,发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：凡可以溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。,资料一,不溶于脂质的物质,溶于脂质的物质,细胞膜,膜是由脂质组成的,相似相溶,化学成分,提出假说：,实验:采用哺乳动物的红细胞,经过特殊处理使细胞发生溶血现象,一些物质溶出,再将溶出细胞外的物质洗掉,即可得到纯净的细胞膜(又称血影).,化学分析表明： 膜的成分主要是脂质和蛋白质。,时间：20世纪初,资料二,磷脂和蛋白质是如何组成 细胞膜的？,时间：1925年人物：荷兰科学家Gorter和Grendel实验：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气水界面上
3、铺成单层分子。发现展开层后的脂单层面积是红细胞的表面积的2倍,资料三,细胞膜中的磷脂是双层的,提出假说：,磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。,连续两层排列,细胞膜中还有蛋白质，那么蛋白质又存在于什么位置呢？,时间：1959年人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）实验：在电镜下看到细胞膜清晰的暗 亮暗的三层结构。,资料四,要点：所有膜结构都相同静态的结构,提出假说：,生物膜是由“蛋白质脂质蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构,“蛋白质脂质蛋白质”三明治结构模型有什么不足？,把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾.,
4、变形虫的变形运动,植物细胞的质壁分离,白细胞吞噬病菌,植物细胞质壁分离现象,植物细胞质壁分离复原现象,时间：1970年人物：Larry Frye等实验：将人和鼠的细胞表面膜蛋白分别用不同的荧光标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布,资料五,融合40分钟后荧光均匀,刚融合时一半红一半绿,小鼠细胞和人细胞融合实验,细胞膜具有流动性,提出假说：,时间：1972年 人物：桑格和 尼克森,资料六,提出假说：,流动镶嵌模型,流动镶嵌模型的基本内容：,1、膜的组成成分：主要是磷脂和蛋白质，还有少量的糖类 2、膜的基本支架:磷脂双分子层.（其
5、中磷脂分子 的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧） 3、蛋白质分子的位置:蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性）,蛋白质,磷脂双分子层,细胞膜结构模型,糖类,细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。,糖被的功能：保护润滑细胞识别细胞间信息交流,生物膜结构的流动性是其变形、融合、胞吞、胞吐和跨膜运输的基础，体现了结构与功能的相适应,磷脂分子是可以运动的，具有流动性;大多数的蛋白质分子也是可以运动的,也体现了流动性。,生物膜的结构特点:,一定的流动性,假说,科学实验,科学家
6、,时间,欧文顿,两位荷兰科学家,罗伯特森,19世纪末,1925年,1959年,1970年,1972年,膜是由脂质组成的,生物膜为三层静态统一结构,细胞膜具有流动性,在新的观察和实验证据基础上,弗雷和埃迪登,桑格和尼克森,对生物膜结构的探索历程,用500多种化学物质对植物细胞进行上万次的通透性的实验，发现脂质更容易通过细胞膜,从 细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，面积是细胞膜的2倍,电镜下看到细胞膜有“蛋白质脂质蛋白质”的三层结构构成,分别用绿色和红色荧光染料标记两种细胞的蛋白质，并将两细胞融合，发现荧光均匀分布,细胞膜中脂质为连续的两层,流动镶嵌模型,对生物膜结构的探索历程,19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由 组成的； 20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由组成； 1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都由 三层结构； 1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有 ； 1972年，桑格和 提出了 。,脂质,脂质和蛋白质,蛋白质脂质蛋白质,流动性,尼克森,流动镶嵌模型,小结,
