生物膜的流动镶嵌模型陈莉.ppt

第2节 生物膜的流动镶嵌模型 授课教师：陈莉 高血压—身体的恶魔 资料一 19世纪末 欧文顿用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凡是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。 提出假说: 膜是由脂质组成的 不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质 细胞膜 思考与讨论: 最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对实验现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？ 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？ 最初依据实验现象和有关知识，经过严谨的推理和大胆的想像，提出假说，是一种常见的科学方法。假说还需要通过实验观察直接证实。 提出假说 20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物成熟的红细胞中分离出来，化学分析表明： 膜的主要成分是磷脂和蛋白质 实验证据 小资料 磷脂是组成细胞的主要脂质，是一种由甘油、脂肪酸、和磷酸等所组成的分子。 它有一个亲水磷酸“头”部，和一个疏水的脂肪酸的“尾”部。 亲水“头部” 疏水“尾部” 推想一： 磷脂分子在空气和水界面上单层分子的排布方式是怎样的？小组合作构建模型 磷脂分子可在空气和水的界面上展开为一层 推想二： 如果把这层单层磷脂分子按进水里，这时磷脂分子将会在水中形成一个球体，这时磷脂分子会怎样排布？小组构建模型 推想三： 如果这个球中有水，这种排布还稳定吗？磷脂分子又会构建成怎样的球体？小组合作构建模型 资料二 1925年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。 结论：膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 实证： 1959年，罗伯特森利用电镜，获得了清晰的细胞膜照片，显示暗—明—暗的三层结构。 蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？ 蛋白质的电子密度高，在电镜下显暗色；磷脂分子的电子密度低，显亮色。 小资料 40年代，曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的两边 假说 蛋白质 蛋白质 磷脂 单位膜模型 罗伯特森提出静止模型的观点 蛋白质—脂质—蛋白质（单位膜） 三明治模型 所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,蛋白质分子为单层片状，两侧的蛋白质分子不相同。生物膜为静态的统一结构。 冰冻蚀刻(冰冻断裂)技术：标本用干冰等冰冻后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。 蛋白质在膜中的分布是不对称的 新技术带来新模型一： 部分嵌入 贯穿膜的蛋白质 镶在膜表面的蛋白质 全部嵌入 单位膜静止模型无法解释的现象 新技术带来新模型二： 用荧光染料标记某种物质，利用其荧光特性，来反应研究对象的相关信息。 荧光标记技术 37℃下40min后出现了什么现象？说明什么？ 膜上的蛋白质具有流动性。 新技术带来新模型三： ①侧向扩散运动；②旋转运动；③摆动运动 小资料 磷脂分子的运动 细胞膜具有流动性 在新的观察和实验证据的基础上，1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型———流动镶嵌模型，为多数人所接受。 生物膜的流动镶嵌模型 纠错导学案上“内容总结”: 1、生物膜的组成： 2、生物膜的基本支架： 3、蛋白质分子存在形态： 4、生物膜的结构特点： 主要由脂质和蛋白质组成 磷脂双分子层 有镶在表面、嵌入、贯穿三种 流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的） 流动镶嵌模型是否已完美无缺了呢？ H2O 小练习：该图展示的是细胞吸水还是失水？ 　　2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究细胞膜的美国科学家阿格雷和麦金农。以表彰他们在细胞膜物质运输的通道方面所做的贡献。 不断完善和发展的流动镶嵌模型 2008年Escribá和他的同事设想的生物膜流动镶嵌模型，不同的脂质在不同蛋白质周围形成专门的区域，在生物膜上不对称分布。 必威体育精装版的生物膜流动镶嵌模型包含了细胞膜结构域的信息、与细胞膜有关的细胞骨架及细胞外结构等内容 硝苯地平药理： 通过阻碍心肌及血管平滑肌钙离子的膜转运，抑制钙离子向细胞内的流入，引起心肌的收缩性降低和血管扩张。 知识闯关 第一关 据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为 （ ） A 细胞膜具有一定流动性 B 细胞膜是选择透过性 C 细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架 D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子 C 细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递 和血型决定有密切关系的化学物质是（ ） A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪