生物必修一第四章第节.pptVIP

第二节 生物膜的流动镶嵌模型 主讲老师：陈福民 一种物质或物体的结构，实际上是指其组成成分之间的组合形式。要弄清一种物质或物体的结构，首先要弄清它的组成成分。 细胞膜的组成成分是什么呢？ 时间：19世纪末（1895年） 实验：欧文顿(E.Overton)用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：可以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。 提出假说： 膜的成分中有脂质 ● ● 不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质 细胞膜 时间：20世纪初 实验：科学家第一次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 实验证明：欧文顿的假说是正确的 脂质和蛋白质是怎样构成膜的呢？ 时间：1925年实验：两位荷兰科学家用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞膜中提取脂质，在空气－水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰好为红细胞表面积的2倍。 得出结论： 细胞膜中的脂质分子为两层 水 空气 科学家是怎样从这一现象中得出“磷脂在细胞膜中必然是双层的排列”这一假说的呢？ 磷脂分子在细胞膜中的排列 水 水 水 水 水 水 蛋白质在脂质双分子层中是怎样分布的呢？ 标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。 蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。 蛋白质在膜中的分布是不对称的 时间：20世纪50年代实验：20世纪40年代，有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。50年代，电子显微镜诞生，科学家用它 来观察细胞膜。1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗－亮－暗的三层结构（如图示）。他结合其他科学家的工作，大胆提出生物膜的模型（也被称为“三明治”结构模型）。 主要内容：膜的主体是连续的脂双分子层，所有的生物膜都由蛋白质－脂质－蛋白质三层结构构成，电镜下的亮层是脂质，暗层是蛋白质。他把生物膜描述为静态的、统一的结构，也称为“单位膜模型”。 这样的结构模型能解释膜的功能吗？ 结构与功能相适应 基本的生物学观点 红色荧光染料标记人细胞表面蛋白质 细胞融合 绿色荧光染料标记鼠细胞表面蛋白质 杂交细胞 37℃ 40min 时间：1970年 得出结论： 细胞膜具有流动性 实验： 单位膜模型的缺陷： 单位膜模型认为： 膜是静止的； 实验或事实证明： 膜是运动的； 膜是统一的 不同的膜功能不同 决定 不同的膜结构不同 单位膜模型不能很好地解释膜的多种功能 怎样对这一模型进行修正，从而能更好地体现结构与功能相适应的特点呢？ 1、磷脂双分子层构成膜的基本支架，磷脂具有流动性。 2、蛋白质分子有的镶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。（这体现了膜结构内外的不对称性）。大多数蛋白质分子可以运动。 细胞膜通道研究的突破 2003年诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，以表彰他们在细胞膜通道方面做出的开创性贡献。阿格雷得奖是由于发现了细胞膜水通道，而麦金农的贡献主要是在细胞膜离子通道的结构和机理研究方面。他们的发现阐明了盐分和水如何进出组成活体的细胞。比如，肾脏怎么从原尿中重新吸收水分，以及电信号怎么在细胞中产生并传递等等，这对人类探索肾脏、心脏、肌肉和神经系统等方面的诸多疾病具有极其重要的意义。  * ooooooooooooooooooooooooooooooooooooo