第一节生物膜的流动镶嵌模型精选文档.ppt

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1、第一节生物膜的流动镶嵌模型本讲稿第一页，共二十九页一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程本讲稿第二页，共二十九页 时间时间：19191919世纪末世纪末世纪末世纪末 1895189518951895年年年年 人物人物：欧文顿（：欧文顿（：欧文顿（：欧文顿（E.OvertonE.Overton）实验实验：用：用500500500500多种物质对植物细胞进行上万次的通多种物质对植物细胞进行上万次的通 透透性实验性实验,发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：凡可以溶

2、于凡可以溶于凡可以溶于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。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。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。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。实验一实验一本讲稿第三页，共二十九页不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜细胞膜提出假说：提出假说：膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的。本讲稿第四页，共二十九页 2.2.在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行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？提取、分离和鉴定吗？有必要，通过鉴定能

3、更准确地说明问题有必要，通过鉴定能更准确地说明问题 3.3.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离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？和鉴定呢？当时的技术不能实现当时的技术不能实现当时的技术不能实现当时的技术不能实现1.1.最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对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？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。从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。从生理功能上入

4、手，通过对现象的推理分析的。从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。本讲稿第五页，共二十九页实验: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世纪初实验二实验二本讲稿第六页，共二十九页 时间时间：1925192519251925年年 人物人物人物人物：荷兰科学家：荷兰科学家GorterGorterGorterGorter和和和和GrendelGrendelGrendelGrendel 实验实验实验实验：用丙酮：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气从人的红细胞

5、中提取脂质，在空气水界面水界面上铺成上铺成单层分子单层分子。发现展开层后的脂单层面。发现展开层后的脂单层面。发现展开层后的脂单层面。发现展开层后的脂单层面积是红细胞的表积是红细胞的表面积的面积的2倍倍 提出假说提出假说提出假说提出假说：实验三实验三细胞膜中的磷脂是双层的细胞膜中的磷脂是双层的本讲稿第七页，共二十九页亲水头部亲水头部疏水尾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，磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷磷酸酸“头头”部是亲水的，脂肪酸部是亲水的，脂肪酸“尾尾”部是疏水的。部是疏水的。本讲稿第八页，共二十九页磷脂分子可以在空气和水的界面上展开磷脂分子可以在空气和水

6、的界面上展开为一层为一层本讲稿第九页，共二十九页想一想？想一想？1）细胞膜中的磷脂分子又为什么会）细胞膜中的磷脂分子又为什么会排成连续的两层呢？排成连续的两层呢？本讲稿第十页，共二十九页连续连续两层两层排列排列本讲稿第十一页，共二十九页水水空气界面空气界面本讲稿第十二页，共二十九页2）细胞膜中还有蛋白质，那么蛋白）细胞膜中还有蛋白质，那么蛋白质又存在于什么位置呢？质又存在于什么位置呢？本讲稿第十三页，共二十九页 时间时间时间时间：1959195919591959年年年年 人物人物：罗伯特森（：罗伯特森（J.D.RobertsenJ.D.Robertsen）实验实验实验实验：在电镜下看到细胞膜清

7、晰的：在电镜下看到细胞膜清晰的：在电镜下看到细胞膜清晰的：在电镜下看到细胞膜清晰的暗暗暗暗亮亮暗暗暗暗的三层结构。的三层结构。的三层结构。的三层结构。实验四实验四本讲稿第十四页，共二十九页 提出假说：生物膜是由提出假说：生物膜是由“蛋白质蛋白质脂脂 质质蛋白质蛋白质”的三层结构构成的的三层结构构成的静态静态统统一结构一结构本讲稿第十五页，共二十九页“蛋白质脂质蛋白质”三明治模型本讲稿第十六页，共二十九页“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”三明治结构三明治结构模型有什么不足？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膜功能的多

8、样性相矛盾.本讲稿第十七页，共二十九页1970年 荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验小鼠细胞小鼠细胞绿色荧光绿色荧光染料标记染料标记的膜蛋白的膜蛋白细胞融合细胞融合40min37 杂交细胞杂交细胞红色荧光红色荧光染料标记染料标记的膜蛋白的膜蛋白人细胞人细胞膜蛋白具有一定的流动性本讲稿第十八页，共二十九页举例说明细胞膜具有流动性举例说明细胞膜具有流动性变形虫的变形运动变形虫的变形运动植物细胞的质壁分离植物细胞的质壁分离动物细胞吸水膨胀和失水皱缩动物细胞吸水膨胀和失水皱缩本讲稿第十九页，共二十九页质疑：）各种生物膜功能不同，应该结构也不同）各种生物膜功能不同，应该结构也不同）细胞的生长、白细胞的变

9、形运动等现象）细胞的生长、白细胞的变形运动等现象不好解释不好解释本讲稿第二十页，共二十九页本讲稿第二十一页，共二十九页蛋白质分子蛋白质分子时间：时间：1972年年人物：桑格和人物：桑格和 尼克森尼克森提出：提出：流动镶嵌模型流动镶嵌模型 磷脂双分子层磷脂双分子层糖蛋白糖蛋白多糖多糖本讲稿第二十二页，共二十九页流动镶嵌模型的基本内容：流动镶嵌模型的基本内容：1、膜的组成成分：、膜的组成成分：主要是磷脂和蛋白质，还有少量的糖类主要是磷脂和蛋白质，还有少量的糖类2、膜的基本支架、膜的基本支架:磷脂双分子层磷脂双分子层.（其中磷脂分子（其中磷脂分子 的亲水性头的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧

10、）部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）3、蛋白质分子的位置、蛋白质分子的位置:蛋白质分子有的蛋白质分子有的镶嵌镶嵌在磷脂双分子层表面在磷脂双分子层表面,有的部分或全部有的部分或全部嵌入嵌入磷脂双分子层中，有磷脂双分子层中，有的的横跨横跨整个磷脂双分子层。（体现了膜结整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性）构内外的不对称性）本讲稿第二十三页，共二十九页蛋白质分子的位置蛋白质分子的位置蛋白质蛋白质本讲稿第二十四页，共二十九页4、生物膜的结构特点生物膜的结构特点:一定的流动性一定的流动性.(.(磷脂分子是可以运动的，具有磷脂分子是可以运动的，具有流动性流动性;大多数的蛋白质分子也是可以运动的大

11、多数的蛋白质分子也是可以运动的,也体现了流动性。也体现了流动性。)5 5、细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类细胞膜外表，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。结合形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被与细胞识别、（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）胞间信息交流等有密切联系）本讲稿第二十五页，共二十九页1.1.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。生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。2.2.2.2.纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技纵

12、观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技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？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。实验技术的进步起到了关键性的推动作用。思考思考3.3.分析生物膜模型的建立过程分析生物膜模型的建立过程,你受到什么启示你受到什么启示?本讲稿第二十七页，共二十九页答案:科学研究是要在实验和观察的基础上科学研究是要在实验和观察的基础上,通过严通过严谨的推理和大胆的想像谨的推理和大胆的想像,提出假说提出假说,再通过实再通过实验进一步验证假说。验进一步验证假说。科学发展是一个长期的过程科学发展是一个长期的过程,涉及到许多科学涉及到许多科学家辛勤的工作家辛勤的工作.科学研究依赖于科学的进步科学研究依赖于科学的进步,科学进步了科学进步了,就就可以得到更多的数据可以得到更多的数据.科学家的观点并不全是真理科学家的观点并不全是真理,还必须通过实践还必须通过实践验证验证;科学学说不是一成不变的科学学说不是一成不变的,需要不断完需要不断完善善.本讲稿第二十八页，共二十九页谢谢大家谢谢大家2010.11.16本讲稿第二十九页，共二十九页