1、第2節 生物膜的流動鑲嵌模型一、對生物膜結構的探索歷程時間：1895年人物：歐文頓（E.Overton）實驗：用500多種化學物質對植物細胞的通透性進行了上萬次 實驗。發現：E.Overton的推測： 不溶于脂質的物質溶于脂質的物質細胞膜膜是由脂質組成的1、對生物膜組分的探索脂質資料1細胞膜的通透性實驗 時間：1925年 人物：荷蘭科學家E.Gorter和F.Grendel 實驗：用丙酮從人的紅細胞中提取脂質，在空氣水 界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積 恰為紅細胞表面積的2倍。結論：細胞膜中的脂質分子必然排列為連續的兩層！2、對生物膜結構的探索磷脂雙分子層資料2親水頭部疏水尾部磷脂是一

2、種由甘油，脂肪酸和磷酸所組成的分子，磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。思考：磷脂分子在空氣-水界面上會怎么樣鋪展？細胞膜的兩側都有水環境存在，同學們嘗試著大膽的推測和想象一下在這樣的環境中，磷脂分子在細胞膜中可能是怎樣排布的呢？資料3：磷脂分子結構 科學家在實驗中發現：細胞膜不但會被溶解脂質的物質溶解，也會被蛋白酶(能專一地分解蛋白質的物質)分解。 根據實驗現象,你對膜化學成分在種類上認識是否還有新的結論? 問題探討：得出結論：推測膜中可能還含有蛋白質等3、對生物膜組分的探索蛋白質資料4 時間：1959年 人物：羅伯特森（J.D.Robertsen） 實驗：電子顯微鏡是用電子束照射

3、被檢樣品，由于電子與不同物質發生碰撞而產生不同散射度。因蛋白質電子密度高，故顯暗帶，磷脂分子電子密度低則呈亮帶。 提出假說：生物膜是由“蛋白質脂質蛋白質”的三層結構構成的靜態統一結構資料五思考：“三明治”結構模型有什么不足？把生物膜描述為靜態的剛性結構，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。4、對生物膜架構的探索脂質和蛋白質的排布方式標本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。蛋白質鑲在、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中。蛋白質在膜中的分布是不對稱的資料6冰凍蝕刻電子顯微法 時間： 資料七1970年Larry Frye等 將人和鼠的細胞膜用不同的熒光染料標記后，讓兩種細胞融合，雜交細胞一半發紅光、另一

4、半發綠光，放置一段時間后發現兩種熒光染料均勻分布細胞膜具有流動性結論：人物：實驗：桑格和尼克森在繼承中創新提出流動鑲嵌模型1、主要是磷脂和蛋白質，還有少量的糖類。2、磷脂雙分子層構成膜的基本支架。3、蛋白質分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個磷脂雙分子層。4 、磷脂分子和蛋白質分子都不是靜止不動的,而是具有一定的流動性（結構特點），問題：細胞膜的組成成分？細胞膜的基本支架？蛋白質分子在磷脂雙分子層上如何排布的？細胞膜的結構特點和功能特點？糖蛋白細胞膜上的糖 分布在細胞膜外表，主要與蛋白質結合形成糖蛋白。 細胞膜外側許多糖蛋白組成的一層結構叫做糖被。 糖被

5、：具有保護和潤滑、與細胞識別、細胞間信息傳遞等密切 除糖蛋白外，細胞膜表面還有糖類和脂質分子結合而成的糖脂。磷脂內外兩層所含的蛋白質種類和數量不同,呈現了膜的不對稱性;糖類在細胞膜中的分布很少,并且與蛋白質或脂質結合成糖蛋白或糖脂分布在膜的外表面,也呈現了膜的不對稱性. 因此,根據糖蛋白的分布,可以判斷細胞膜的內外側.膜的不對稱性對生物膜結構的探索歷程19世紀末，歐文頓的實驗和推論：膜是由 組成的；20世紀初，科學家的化學分析結果，指出膜主要由 和 組成；1925年，兩位荷蘭科學家將紅細胞膜的脂質鋪展成單層分子發現此時的面積是原膜表面積的兩倍，提出了1959年羅伯特森提出的“三明治”結構模型：所有生物膜都由 三層結構；1970年，熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗，指出細胞膜具有 ；1972年，桑格和 提出了 。 脂質脂質蛋白質蛋白質脂質蛋白質流動性尼克森流動鑲嵌模型小結細胞膜中的脂質分子必然排列為連續的兩層根據現象和已有知識提出假說或模型用觀察和實驗對假說或模型進行檢驗、修正和補充 實踐檢驗建模的基本方