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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一、对生物膜结构的探索历程时间：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,发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：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。实验一●●不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜提出假说：膜是由脂质组成的。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进行化学分析资料：吸水涨破结论：膜的主要成分是脂质和蛋白质。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。脂质和蛋白质是怎样构成细胞膜的？（1）脂质分子在细胞膜中是如何排列的？磷脂分子：想一想：磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？水空气亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水，朝向空气的一面，在水空气界面上铺展成单分子层。时间：1925年人物：荷兰科学家Gorter和Grendel实验：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单层分子。实验三细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍提出假说：朗谬尔的研究成果单层磷脂在水面上的分布示意图水水水水D水水E水C水水水A水B水双层磷脂分子是如何排布构成生物膜结构的呢？单位膜模型的提出蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？推测？？……40年代，曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的两边时间：人物：实验：提出模型：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。1959年罗伯特森（J.D.Robertsen）在电镜下看到细胞膜由“暗-亮-暗”的三层结构构成。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1959年，罗伯特森利用电镜，获得了清晰的细胞膜照片，显示暗—亮—暗的三层结构。（2）蛋白质位于脂双层的什么位置呢？所有的生物膜都是由蛋白质－脂质－蛋白质三层结构构成，并且他认为生物膜是静止不动的。评价：从结构和功能相适应的角度来评价一下生物膜的结构模型：基本内容：静态的蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模式图返回返回(白细胞吞噬病毒的过程)时间：1970年人物：LarryFrye等实验：将人和鼠的细胞表面膜蛋白分别用不同的荧光标记后，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实验五细胞膜的结构特点的探究时间：1970年人物：LarryFrye等实验：将人和鼠的细胞表面膜蛋白分别用不同的荧光标记后，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实验五提出假说：细胞膜具有流动性流动镶嵌模型：——桑格和尼克森（1972）一、对生物膜结构的探索历程时间科学家科学实验假说19世纪末欧文顿用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膜是由脂质组成的1925年两位荷兰科学家从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，面积是细胞膜的2倍细胞膜中脂质为连续的两层1959年罗伯特森在电镜下看到细胞膜由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成生物膜为三层静态统一结构1970年弗雷和埃迪登分别用绿色和红色荧光染料标记两种细胞的蛋白质，并将两细胞融合，发现荧光均匀细胞膜具有流动性1972年桑格和尼克森在新的观察和实验证据基础上提出流动镶嵌模型流动镶嵌模型的基本内容：1、膜的组成成分：主要是磷脂和蛋白质，还有少量的糖类．2、膜的基本支架:磷脂双分子层.（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）3、蛋白质分子的位置: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）4、生物膜的结构特点:流动性.(磷脂分子是可以运动的，具有流动性;大多数的蛋白质分子也是可以运动的,也体现了流动性。)5、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。（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）细胞膜结构结构特点功能成分结构模型具有一定的流动性将细胞与外界环境分隔开控制物质进出细胞(有选择透过性)进行细胞间的信息交流（共同构成生物膜系统）主要磷脂蛋白质流动镶嵌模型基本骨架:磷脂双分子层嵌入镶横跨课堂总结还有少量糖类功能特点选择透过性蛋白质