樊慧丹4.2生物膜的流动镶嵌模型概述.ppt

第4章 细胞的物质输入和输出 第2节 生物膜的流动镶嵌模型 一、对生物膜结构的探索历程 生物膜结构模型的建构历程是比较长， 也是一个不断继承、发展、开拓、修正 的过程，这方面资料很多，教材仅按时 间进程选取部分。 时间：19世纪末 1895年 人物：欧文顿（E.Overton） 实验：用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次的实验，发现凡是溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。 资料一 欧文顿的推论是否正确？ 细胞膜中除了含脂质外，还有没有其他的成分呢？ 提出假说：膜是由脂质组成的 资料二 时间: 20世纪初 实验: 将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来.化学分析表明, 膜的主要成分是脂质和蛋白质. 那么，脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？ 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-水界面上铺成单层分子，测得单分子层面积是红细胞表面积的2倍. 提出假说： 资料三 细胞膜中的脂质分子必然为连续的两层！ 磷脂分子 亲水头部 疏水尾部 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。 磷脂分子可以在空气和水的界面上展开为一层 时间：1959年 人物：罗伯特森（J.D.Robertsen） 实验：在电子显微镜下看到细胞膜由“暗—亮—暗”的三层结构构成 提出假说：生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质” 的三层结构模型. 资料四 思考 这种“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，无法解释变形虫的变形运动和细胞的生长等生命活动。 时间：1970年 人物：Larry Frye等 实验：将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后， 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 提出假说：细胞膜具有流动性 资料五 实例还有那些？ 蛋白质分子 时间：1972年 人物：桑格和 尼克森 提出：流动镶嵌模型 磷脂双分子层 二、流动镶嵌模型的基本内容 流动镶嵌模型的基本内容： 成分: 基本支架: 蛋白质排布方式: 结构特点: 功能特点: 蛋白质 脂质 少量多糖 磷脂双分子层 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） 具有一定的流动性(磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的) 选择透过性 多糖： 糖被（仅外侧， 识别、保护、润滑）、糖脂 2.欧文顿的分析假说是如何提出的呢？ 根据他的实验结果：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。 1.最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？ 从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。 思考 3.在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗？ 有必要，仅靠推理得出的结论不一定准确,还应通过科学实验进行检验和修正. 4.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？ 当时的技术不能实现，人们无法亲眼看见细胞膜，只能从功能入手，再严谨推理大胆想象。 1.生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？ 生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。 2.纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技 术的进步所起到怎样的作用？ 实验技术的进步起到了关键性的推动作用。 3.分析生物膜模型的建立过程中，结构和功能相适应是如何体现的？ 在建立生物膜模型的过程中，结构和功能相适应 的观点始终引导人们不断实践、认识，再实践、 再认识；使人类一步步接近生物膜的真相。 思考 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 和 组成； 1959年罗伯特森提出的“单位膜”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 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