生物必修一第四章第节.ppt

第二节 生物膜的流动镶嵌模型,,主讲老师：陈福民,一种物质或物体的结构，实际上是指其组成成分之间的组合形式要弄清一种物质或物体的结构，首先要弄清它的组成成分问题,细胞膜的组成成分是什么呢？,欧文顿的实验,时间：19世纪末（1895年） 实验：欧文顿(E.Overton)用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：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 提出假说：,膜的成分中有脂质,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化学分析表明：膜的主要成分是脂质和蛋白质,科学家的实验,实验证明：欧文顿的假说是正确的,问题,脂质和蛋白质是怎样构成膜的呢？,时间：1925年 实验：两位荷兰科学家用丙酮（一种有机溶剂，可以溶解脂质）从人的红细胞膜中提取脂质，在空气－水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰好为红细胞表面积的2倍 得出结论：,细胞膜中的脂质分子为两层,荷兰科学家的实验,磷脂的化学结构,,水,,空气,问题,科学家是怎样从这一现象中得出“磷脂在细胞膜中必然是双层的排列”这一假说的呢？,磷脂分子在细胞膜中的排列,问题,蛋白质在脂质双分子层中是怎样分布的呢？,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镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中蛋白质在膜中的分布是不对称的,冰冻蚀刻电子显微法,罗伯特森的实验和假说,时间：20世纪50年代 实验：20世纪40年代，有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质50年代，电子显微镜诞生，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－暗的三层结构（如图示）他结合其他科学家的工作，大胆提出生物膜的模型（也被称为“三明治”结构模型） 主要内容：膜的主体是连续的脂双分子层，所有的生物膜都由蛋白质－脂质－蛋白质三层结构构成，电镜下的亮层是脂质，暗层是蛋白质他把生物膜描述为静态的、统一的结构，也称为“单位膜模型”问题,这样的结构模型能解释膜的功能吗？,红色荧光染料标记人细胞表面蛋白质,细胞融合,绿色荧光染料标记鼠细胞表面蛋白质,杂交细胞,37℃,40min,科学家的实验,时间：1970年,得出结论：,细胞膜具有流动性,实验：,单位膜模型的缺陷：,单位膜模型认为：,膜是静止的；,实验或事实证明：,膜是运动的；,膜是统一的,不同的膜功能不同,单位膜模型不能很好地解释膜的多种功能,问题,怎样对这一模型进行修正，从而能更好地体现结构与功能相适应的特点呢？,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，磷脂具有流动性。

2、蛋白质分子有的镶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这体现了膜结构内外的不对称性）大多数蛋白质分子可以运动小资料,细胞膜通道研究的突破 2003年诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，以表彰他们在细胞膜通道方面做出的开创性贡献阿格雷得奖是由于发现了细胞膜水通道，而麦金农的贡献主要是在细胞膜离子通道的结构和机理研究方面他们的发现阐明了盐分和水如何进出组成活体的细胞比如，肾脏怎么从原尿中重新吸收水分，以及电信号怎么在细胞中产生并传递等等，这对人类探索肾脏、心脏、肌肉和神经系统等方面的诸多疾病具有极其重要的意义。