20100910生物膜的流动镶嵌模型－赵武陵.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 2.你还能想出更好的材料做细胞膜吗? 提示：有条件的话，使用微孔塑胶或利用激光给气球打上微孔都可以作为模型的细胞膜。使用透析袋也可以。如果制作临时使用的模型，利用猪或其他动物的膀胱做细胞膜是更加理想的材料。 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组成: 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: * * 教学目标 简述生物膜的流动镶嵌模型的 基本内容 举例说明生物膜具有流动性特点 探讨在建立生物膜模型的过程中， 实验技术的进步所起的作用。 学习指导 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？ 2.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？ 3.脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？ 4.蛋白质位于脂双层的什么位置呢？ 5.“三明治”结构模型有什么不足？ 6.有什么证据证明细胞膜中的物质是不断 运动的呢？ 7.生物膜流动镶嵌模型的基本内容是什么？ 一、对生物膜结构的 探索历程 问题探讨 1.根据结构与功能相适应的观点分析,用哪种材料做细胞膜,更适于体现细胞膜的功能? 提示：三种材料比较，弹力布更能体现细胞膜的柔变性和一定的通透性，相对好一些。当然，这几种材料的特点与真实的细胞膜之间还有不小的差距。 时间：19世纪末 1895年 人物：欧文顿（E.Overton） 实验：用500多种物质对植物细胞进行上万 次的通透性实验，发现脂质更容易通 过细胞膜。提出假说：膜是由脂质组成的 资料一 ● ● 不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质 细胞膜 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。 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，通过鉴定能更准确地说明问题 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 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。 时间：1925年 人物：荷兰科学家Gorter和Grendel 实验：从细胞膜中提取脂质，铺成单层 分子，发现面积是细胞膜的2倍 提出假说： 资料二 细胞膜中的磷脂是双层的 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。 时间：1959年 人物：罗伯特森（J.D.Robertsen） 实验：在电镜下看到细胞膜是由三层 结构构成的:“蛋白质—脂质—蛋白质” 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 资料三 思考 “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。 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 资料四 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 磷脂（膜脂）的运动有多种形式： 1、侧向扩散； 2、旋转运动； 3、摆动运动； 4、伸缩运动； 5、翻转运动； 6、旋转异构 流动镶嵌模型的基本内容： 1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。（其中磷脂分子 的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧） 2、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） 3、磷脂分子是可以运动的，具有流动性。 （其分子的运动有多种形式） 4、大多数的蛋白质分子也是可以运动的。 （也体现了膜的流动性） 5、细胞膜外