1、第第2 2节节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型 （第（第 一一 课课 时）时） 塑料布？ 普通布？ 弹力布？弹力布？ 细胞膜细胞膜 细胞膜很薄，是细胞的边界；细胞膜很薄，是细胞的边界； 细胞膜能够控制物质的进出；细胞膜能够控制物质的进出； 植物细胞质壁分离和复原说明细胞膜具有一定的弹性。植物细胞质壁分离和复原说明细胞膜具有一定的弹性。 弹力布与真实的细胞膜有何区别？弹力布与真实的细胞膜有何区别？ 生物膜流动镶嵌模型的探索历程生物膜流动镶嵌模型的探索历程 探究二探究二 探究三探究三 探究四探究四 探究一探究一 细胞膜细胞膜 不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质溶于脂质的物质
2、 18951895年，欧文顿选用年，欧文顿选用500500多种化学物质对多种化学物质对 植物细胞膜的通透性进行上万次的实验。植物细胞膜的通透性进行上万次的实验。 发现：凡是可溶于脂质的物质，比不溶于发现：凡是可溶于脂质的物质，比不溶于 脂质的物质更容易穿过细胞膜。脂质的物质更容易穿过细胞膜。 如果你是欧文顿，你能得出怎样的结论呢？ 膜是由脂质组成膜是由脂质组成的的 提提 出出 假假 说说 生物膜流动镶嵌模型的探索历程生物膜流动镶嵌模型的探索历程 亲水头部亲水头部 疏水尾部疏水尾部 如果有一个水槽，把磷脂分子铺在水面上，如果有一个水槽，把磷脂分子铺在水面上， 磷脂分子将如何在水磷脂分子将如何在水
3、空气界面上排布？空气界面上排布？ 与水亲和的亲水头部分布在水中，而两条疏水尾与水不 亲和，因此受到水分子的排斥而朝向空气中。 动动手动动手 空气空气 水水 如果搅动水槽中的水，迫使磷脂分子进入水如果搅动水槽中的水，迫使磷脂分子进入水 溶液中，磷脂分子在水溶液中又将如何分布？溶液中，磷脂分子在水溶液中又将如何分布？ 磷脂分子的疏水尾由于受到斥力而自发的聚集起来，形成一个 脂分子团，亲水头部向外，疏水尾部朝内。 动动手动动手 水水 磷脂分子形成两层分子， 亲水头部分别在两侧朝向 外部的水溶液，疏水尾部 相对排列在内。 动动手动动手 正常情况下细胞膜一般处于什么环境？正常情况下细胞膜一般处于什么环境
4、？ 理论需要实验的支持！理论需要实验的支持！ 探究一探究一 探究三探究三 探究四探究四 探究二探究二 生物膜流动镶嵌模型的探索历程生物膜流动镶嵌模型的探索历程 19251925年，两位荷兰科学家用年，两位荷兰科学家用丙酮丙酮从人的红细胞从人的红细胞 中中提取脂质提取脂质，将提出的脂质在空气，将提出的脂质在空气水界面上水界面上 铺成铺成单分子层单分子层，测得其单分子层所占的面积相，测得其单分子层所占的面积相 当于所用的红细胞表面积的当于所用的红细胞表面积的2 2倍。倍。 水层水层 空气空气 结论：细胞膜中的脂质分子排列结论：细胞膜中的脂质分子排列 为连续的两层。为连续的两层。 探究一探究一 探究
5、二探究二 探究三探究三 探究四探究四 生物膜流动镶嵌模型的探索历程生物膜流动镶嵌模型的探索历程 资料四：资料四：1959年，年，J.D.Robertsen根据根据 电镜电镜下观察下观察到到 “蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质” “蛋白质脂质蛋白质”的静态模型是否有 缺陷，应如何修正？ 分泌蛋白的合成与运输 探究一探究一 探究二探究二 探究三探究三 探究四探究四 荧光染料标记实验荧光染料标记实验 生物膜流动镶嵌模型的探索历程生物膜流动镶嵌模型的探索历程 诱导 融合 人细胞 鼠细胞 荧光 标记 蛋白蛋白 质质 1970年，Frye和Edidin 人-鼠细胞融合实验 细胞膜的结构特点：细胞膜的结构特
6、点：具有流动性具有流动性。 40分钟后 370C 荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验 补充资料补充资料:1972:1972年，桑格（年，桑格（S. J. SingerS. J. Singer）和尼）和尼 克森（克森（G. NicolsonG. Nicolson）根据免疫荧光技术、冰冻蚀）根据免疫荧光技术、冰冻蚀 刻技术的研究结果证明，膜蛋白主要为球形结构。刻技术的研究结果证明，膜蛋白主要为球形结构。 冰冻蚀刻电镜技术又证明，冰冻蚀刻电镜技术又证明，蛋白质分子有的蛋白质分子有的镶在镶在 磷脂双分子层磷脂双分子层表面表面，有的，有的部分或全部嵌入部分或全部嵌入磷脂
7、双磷脂双 分子层中，有的分子层中，有的贯穿贯穿于整个磷脂双分子层。于整个磷脂双分子层。 19721972年桑格年桑格(S.J.Singer)(S.J.Singer)和尼克森和尼克森(G.Nicolson)(G.Nicolson)总结前人的总结前人的 研究成果，并且在新的观察和实验证据的基础上，提出了新研究成果，并且在新的观察和实验证据的基础上，提出了新 的生物膜模型的生物膜模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型，为多数人所接受。，为多数人所接受。 生物膜流动镶嵌模型的探索历程生物膜流动镶嵌模型的探索历程 结构特点：具有一定的流动性结构特点：具有一定的流动性 总总 结结 19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜
8、是由世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由 组成的；组成的； 20世纪初世纪初，化学分析结果指出，化学分析结果指出膜膜主要由主要由 和和 组成；组成； 1925年，细胞膜中的脂质排列为连续的年，细胞膜中的脂质排列为连续的 层层 罗伯特森罗伯特森1959年提出年提出的“三明治”模型的“三明治”模型：所有生物膜：所有生物膜都都 由由 三层结构；三层结构； 1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细 胞膜具有胞膜具有 ； 1972年，桑格和尼克森提出了年，桑格和尼克森提出了 。 脂质脂质 脂质脂质 蛋白质蛋白质 蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质 一定的流动性一定的流动性 流动镶嵌模型流动镶嵌模型 生物膜生物膜流动镶嵌模型的探索历程流动镶嵌模型的探索历程 模型建构的基本方法：模型建构的基本方法： 实验、推理和想象实验、推理和想象 提出假说提出假说 实验验证实验验证 提出假说提出假说 实验验证实验验证 建构模型建构模型 修正模型修正模型 两两
