第二节 生物膜的流动镶嵌模型
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第二节 生物膜的流动镶嵌模型
生物膜系统包括哪些膜?
细胞膜是由哪些成分构成的?
科学家是怎么确定细胞膜的成分的呢?
从生理功能入手研究
提出假说
观察、试验进行验证
(细胞膜有哪些功能?)
科学家是怎么确定细胞膜的结构的呢?
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
蛋白质分子是怎么分布在细胞膜上的呢?
20 世纪 40 年代科学家推测,磷脂两边各覆盖着蛋白质
20 世纪 50 年代,电子显微镜下看到了细胞膜的暗-亮-暗的结构,罗伯特森提出了生物膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成的
该模型结构的特点: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 。
这样的结构模型能适应膜的功能吗?
结构要与功能相适应基本的生物学观点
1970 年, Frye 和 Edidin 人 - 鼠细胞融合实验
诱导
融合
. 人细胞
鼠细胞
荧光标记 蛋白质
40 分钟后
370C
在观察和试验证据的基础上,科学家知道蛋白质不是平铺在磷脂双分子层的两侧的,而是或镶,或嵌,或贯穿在磷脂双分子层间的。
那么蛋白质-脂质-蛋白质的模型就是有缺陷的了。
请同学们根据我们一起分析的结果,尝试构建起新的生物膜模型。
(绘制细胞膜的纵切面)
蛋白质分子
桑格和 尼克森 流动镶嵌模型
磷脂双分子层
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,有的贯穿整个磷脂双分子层。(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。
流动镶嵌模型是目前人们普遍认同的,但它无法完美地回答生物膜的所有功能。所以后来不断提出一些新的模型,如 Wallach 于 1975 年提出晶格镶嵌模型; Jain 和 White 于 1977 年提出板块镶嵌模型等。迄今为止,已提出的生物膜结构模型达几十种之多。生物膜的结构模型虽然有很多种,但被广泛接受的结构模型基本内容是趋向一致的,其要点和特点基本相同,主要包括膜的分子组成和结构特征。
复习小结:对生物膜结构的探索历程:1 、 19 世纪末,欧文顿提出:膜由 组成;
2 、 20 世纪初,化学分析得出:膜的成分是 和 ;
3 、 1925 年,荷兰科学家得出:脂质分子是 的;
4 、 1959 年,罗伯特森在电镜观察下得出: 的
三层结构;
5 、 1970 年,用荧光标记技术证明:膜具有 性;
6 、 1972 年,桑格和尼克森提出: 模型。
二、流动镶嵌模型的主要内容:
1 )生物膜以 基本支架;
2 )蛋白质在磷脂双分子层上的分布方式有:
;
3 )生物膜具有一定的 。
磷脂双分子层
镶在表层、嵌入双分子层、贯穿双分子层
流动性
1 、据研究发现,胆固醇、小分子脂肪酸、维生素 D等物质较容易优先通过细胞膜,这是因为( )
A 细胞膜具有一定流动性
B 细胞膜是选择透过性
C 细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架
D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子
课堂练习课堂练习
2. 下列哪一种膜结构能通过生物大分子( )
A 细胞膜 B 核膜C 线粒体膜 C 叶绿体膜
3 、一分子 CO2 从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来,进入一相邻细胞叶叶绿体基质内,共穿过的生物膜层数是( )
A 5 B 6 C 7 D 8
4 、变形虫的任何部位都能伸出伪足,人体某些白细胞能吞噬病菌,这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的( ) A 保护作用 B 一定的流动性 C 主动运输 D 选择透过性