公开课生物膜流动镶嵌模型.ppt

4.2生物膜的流动镶嵌模型 通过分析生物膜模型的建构与完善过程，我们有哪些收获？ * 是谁 为我日夜守边防 是谁 为我传信报安康 没有你 我一个小小的细胞会是何等模样 是谁 隔开了原始海洋的动荡 结构 功能 相适应 主讲：陈三胜 提出假说： 膜是由脂质 组成的 19世纪末 欧文顿（E.Overton）用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现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。 不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质 [资料一] 20世纪初,科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。 [资料二] 结论：细胞膜主要由脂质和蛋白质组成 脂质中主要成分是：磷脂 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。 脂质和蛋白质在生物膜上是怎样分布的呢？ 1925年,荷兰两位科学家从细胞膜中提取脂质，在空气-水界面铺成单分子层，测得单分子层的面积恰好为红细胞表面积的2倍。 [资料三] 结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。 水环境 水环境 磷脂双分子层 [资料四] 20世纪40年代，曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。但直到50年代，电子显微镜的诞生，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—暗三层结构。 假设1：脂质—蛋白质—脂质 假设2：蛋白质—脂质—蛋白质 小知识： 电子束照射在分子质量高的物质上，散射度高，较为黑暗；照射在分子质量低的物质上，散射度低，较为亮。 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。 罗伯特森结合其他科学家的工作，大胆的提出生物膜的模型： 变形虫的变形运动 变形虫在吞噬草履虫 吞噬作用 1970年，科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用发红色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子， [资料五] 人细胞 鼠细胞 荧光标记 膜蛋白 诱导 融合 40分钟后 370C 结论：细胞膜具有一定的流动性 磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的。 那蛋白质是对称分布的吗？ 电镜冰冻蚀刻细胞膜 20世纪60年代科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细胞膜结构中的蛋白颗粒。 [资料六] 1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了流动镶嵌模型,为多数人所接受。 流动镶嵌模型的基本内容： 磷脂双分子层构成了膜的基本支架，这个支架不是静止的。磷脂双分子层是清油般的流体，具有流动性。蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层的表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的。 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。 糖被功能：细胞识别、保护和润滑 除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的糖脂 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: 脂质 蛋白质 少量多糖 磷脂双分子层 蛋白质分子有的 磷脂双分子层表面，有的部分或全部 磷脂双分子层中，有的 整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的 ） 具有一定的 (磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的) 镶在 嵌入 贯穿 不对称性 流动性 1.结构与功能是相适应的 2.根据实验现象，提出问题，做出假设 3.实验技术推动科学发展 4.建构生物模型 5.探索历程的艰辛 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“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 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 *