生物膜的流動鑲嵌模型(6)課件

1、生物膜的流動鑲嵌模型(6)4 -24 -2 生物膜的流動鑲嵌模型生物膜的流動鑲嵌模型生物膜的流動鑲嵌模型(6)一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程時間：時間：18951895年年人物：人物：歐文頓（歐文頓（E.OvertonE.Overton）實驗：實驗：E.OvertonE.Overton的推測：的推測： 不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細胞膜細胞膜膜中含膜中含脂脂質(zhì)。質(zhì)。1 1、對生物膜、對生物膜組分組分的探索的探索脂質(zhì)脂質(zhì)資料資料1 1細胞膜的通透性實驗細胞膜的通透性實驗生物膜的流動鑲嵌模型(6)B B：根據(jù)磷脂分子的結(jié)構(gòu)特點，展開你的想像力，

2、嘗：根據(jù)磷脂分子的結(jié)構(gòu)特點，展開你的想像力，嘗試畫出磷脂分子在試畫出磷脂分子在水水空氣界面中空氣界面中的排布方式？的排布方式？A A：磷脂是一種由甘油、脂：磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子肪酸和磷酸所組成的分子 ， 磷酸磷酸 “ “頭頭” ” 部是部是親水親水的，的，脂肪酸脂肪酸“尾尾”部是部是疏水疏水的。的。資料資料2 2：磷脂分子結(jié)構(gòu)磷脂分子結(jié)構(gòu)磷脂分子磷脂分子生物膜的流動鑲嵌模型(6)空氣空氣 水水生物膜的流動鑲嵌模型(6)時間：時間：19251925年年 人物：人物：荷蘭科學(xué)家荷蘭科學(xué)家E.GorterE.Gorter和和F.GrendelF.Grendel 實驗：實驗：用丙

3、酮從人的紅細胞中提取脂質(zhì)，在空氣用丙酮從人的紅細胞中提取脂質(zhì)，在空氣水水 界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積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恰為紅細胞表面積的2 2倍倍。資料資料3 3：E.Gorter 和和 F.Grendel 對血影的研究對血影的研究細胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層！細胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層！結(jié)論：結(jié)論：生物膜的流動鑲嵌模型(6)資料資料4 4 科學(xué)家在實驗中發(fā)現(xiàn)：細胞膜不但會被溶解脂科學(xué)家在實驗中發(fā)現(xiàn)：細胞膜不但會被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會被質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會被蛋白酶蛋白酶( (能專一地分解蛋白質(zhì)能專一地分解蛋白質(zhì)的物

4、質(zhì)的物質(zhì)) )分解。分解。得出結(jié)論：得出結(jié)論：推測膜中可能還含有蛋白質(zhì)等推測膜中可能還含有蛋白質(zhì)等2 2、對生物膜、對生物膜組分組分的探索的探索蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)生物膜的流動鑲嵌模型(6)資料資料5 5：電子顯微鏡是用電電子顯微鏡是用電子束照射被檢樣品，由于電子束照射被檢樣品，由于電子與不同物質(zhì)發(fā)生碰撞而產(chǎn)子與不同物質(zhì)發(fā)生碰撞而產(chǎn)生不同散射度。因生不同散射度。因蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)電電子密度高，故顯子密度高，故顯暗帶暗帶，磷脂磷脂分子電子密度低則呈分子電子密度低則呈亮帶亮帶。超薄切片技術(shù)獲得的細胞膜照片超薄切片技術(shù)獲得的細胞膜照片 1959 1959年，羅伯特森（年，羅伯特森（J.D.RobertsenJ.

5、D.Robertsen）的）的“單位單位膜膜”模型認為：生物膜是由模型認為：生物膜是由“蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白蛋白質(zhì)質(zhì)”構(gòu)成的三層構(gòu)成的三層靜態(tài)統(tǒng)一靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。3 3、對生物膜、對生物膜模型架構(gòu)模型架構(gòu)的探索的探索脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的排排布布方式方式生物膜的流動鑲嵌模型(6) 資料資料7 7細胞膜具有流動性（細胞膜具有流動性（蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)）熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合實驗示意圖熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合實驗示意圖時間：時間：19701970年年人物：人物：弗雷和埃迪登弗雷和埃迪登( Frye ( Frye 和和 Edidin )Edidin )實驗：實驗：結(jié)論：結(jié)論：人

6、細胞人細胞小鼠細胞小鼠細胞細胞細胞融合融合雜交細胞雜交細胞3740min紅色熒光紅色熒光染料標記染料標記的膜蛋白的膜蛋白綠色熒光綠色熒光染料標記染料標記的膜蛋白的膜蛋白生物膜的流動鑲嵌模型(6)時間：時間：19721972年年人物：人物：桑格和尼克森（桑格和尼克森（S. J. Singer & G. Nicolson S. J. Singer & G. Nicolson ）假說：假說： 流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型資料資料8 8生物膜結(jié)構(gòu)模型示意圖生物膜結(jié)構(gòu)模型示意圖生物膜的流動鑲嵌模型(6)1 1、基本、基本支架支架磷脂雙分子層磷脂雙分子層2 2、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)分子分子鑲鑲、嵌入嵌入、橫跨橫跨（體

7、現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的（體現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對稱性不對稱性和和流動性流動性）二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容3 3、結(jié)構(gòu)特點：、結(jié)構(gòu)特點：流動性流動性功能特點：功能特點：選擇透過性選擇透過性（磷脂與蛋白質(zhì)都有流動性）（磷脂與蛋白質(zhì)都有流動性）生物膜的流動鑲嵌模型(6)概念圖小結(jié)概念圖小結(jié)生物膜生物膜結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點功能特點功能特點結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)探究歷程結(jié)構(gòu)探究歷程決定決定 流動性流動性選擇透過性選擇透過性磷脂雙分子層磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子蛋白質(zhì)分子生物膜的流動鑲嵌模型(6)時間和人物時間和人物歷史事件歷史事件歷史結(jié)論歷史結(jié)論 多種物質(zhì)對膜通透性實驗多種物質(zhì)對膜通透性實驗對紅細胞

8、膜化學(xué)分析對紅細胞膜化學(xué)分析紅細胞膜的脂質(zhì)鋪展成單紅細胞膜的脂質(zhì)鋪展成單層分子的面積是原膜表面層分子的面積是原膜表面積的兩倍積的兩倍電鏡下膜呈電鏡下膜呈“暗暗亮亮暗暗”三層結(jié)構(gòu)三層結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)靜態(tài)結(jié)構(gòu)靜態(tài)結(jié)構(gòu)熒光標記人、鼠細胞融合實驗熒光標記人、鼠細胞融合實驗新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出分子結(jié)構(gòu)模型。上，提出分子結(jié)構(gòu)模型。膜含膜含脂質(zhì)脂質(zhì)膜中含脂質(zhì)和膜中含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)連續(xù)的兩層連續(xù)的兩層膜具膜具流動流動性性流動鑲嵌流動鑲嵌模型模型19721972，桑格，桑格和尼克森和尼克森19701970年年19591959年，年，羅伯特森羅伯特森19

9、251925年，年，兩位荷蘭兩位荷蘭科學(xué)家科學(xué)家2020世紀初世紀初1919世紀末世紀末歐文頓歐文頓列表總結(jié)：列表總結(jié)：生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程生物膜的流動鑲嵌模型(6)生物膜的流動鑲嵌模型(6)1 1、細胞膜的、細胞膜的流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型與與蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型的最大的三層結(jié)構(gòu)模型的最大的不同不同是是A A、流動鑲嵌模型認為細胞膜具有一定的流動性、流動鑲嵌模型認為細胞膜具有一定的流動性課內(nèi)反饋課內(nèi)反饋D D、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型認為細蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型認為細胞膜具有透過性胞膜具有透過性C C、流動鑲嵌模型認為細胞膜具有選擇性、

10、流動鑲嵌模型認為細胞膜具有選擇性B B、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型認為細蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型認為細胞膜具有一定的流動性胞膜具有一定的流動性生物膜的流動鑲嵌模型(6)2 2、下列物質(zhì)中最容易通過細胞膜進入細下列物質(zhì)中最容易通過細胞膜進入細胞的是胞的是A A、葡萄糖、葡萄糖 B B、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì) C C、甘油、甘油 D D、無機鹽離子、無機鹽離子生物膜的流動鑲嵌模型(6)2 2、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，這一、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，這一生理過程的完成依賴于細胞膜的生理過程的完成依賴于細胞膜的 A A 、保護作用、保護作用 B B、 一定的流動性一定的流動性C C 、全透性

11、、全透性 D D、信息交流、信息交流生物膜的流動鑲嵌模型(6) 冰凍蝕刻冰凍蝕刻( (冰凍斷裂冰凍斷裂) )。標本用干冰等。標本用干冰等冰凍冰凍。后用冷刀斷開，真空中升溫后暴露斷裂面。后用冷刀斷開，真空中升溫后暴露斷裂面。資料資料6 6蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)鑲在鑲在、嵌入嵌入、橫跨橫跨在在磷脂雙分子層中磷脂雙分子層中。蛋白質(zhì)在膜中的分布是蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對稱不對稱的的生物膜的流動鑲嵌模型(6)根 據(jù) 現(xiàn) 象根 據(jù) 現(xiàn) 象和 已 有 知和 已 有 知識 提 出 假識 提 出 假說 或 模 型說 或 模 型用觀察和實驗用觀察和實驗對假說或模型對假說或模型進行檢驗、修進行檢驗、修正和補充正和補充 實實踐

12、踐檢檢驗驗建模的基本方法建模的基本方法 問題問題2 2：在生物膜模型的建立和完善過程中，在生物膜模型的建立和完善過程中，你受到哪些啟示你受到哪些啟示? ?生物膜的流動鑲嵌模型(6) 1 1、生物膜的流動鑲嵌模型是否已完美、生物膜的流動鑲嵌模型是否已完美無缺的呢？細胞膜上除了含有磷脂和蛋無缺的呢？細胞膜上除了含有磷脂和蛋白質(zhì)分子外，還有其它物質(zhì)嗎？請你課白質(zhì)分子外，還有其它物質(zhì)嗎？請你課后搜索這方面的信息。后搜索這方面的信息。課后探究課后探究2 2、制作細胞膜模型有沒有更好的設(shè)計、制作細胞膜模型有沒有更好的設(shè)計方法和更合適的實驗材料。希望你課方法和更合適的實驗材料。希望你課后能嘗試一下。后能嘗試

13、一下。 生物膜的流動鑲嵌模型(6)生物膜的流動鑲嵌模型(6)問題問題2 2：在生物膜模型的建立和完善過程中，在生物膜模型的建立和完善過程中，你受到哪些啟示你受到哪些啟示? ?問題問題1 1：請你談?wù)劻鲃予偳赌Ｐ偷幕緝?nèi)容請你談?wù)劻鲃予偳赌Ｐ偷幕緝?nèi)容是什么是什么? ?生物膜在結(jié)構(gòu)上有什么樣的特點生物膜在結(jié)構(gòu)上有什么樣的特點? ?小組討論：小組討論：生物膜的流動鑲嵌模型(6)尿毒癥患者正在接受血液透析尿毒癥患者正在接受血液透析血透工作原理血透工作原理生物膜的流動鑲嵌模型(6)空氣空氣 水水生物膜的流動鑲嵌模型(6) 冰凍蝕刻冰凍蝕刻( (冰凍斷裂冰凍斷裂) )。標本用干冰等。標本用干冰等冰凍冰凍

14、。后用冷刀斷開，真空中升溫后暴露斷裂面。后用冷刀斷開，真空中升溫后暴露斷裂面。資料資料6 6蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)鑲在鑲在、嵌入嵌入、橫跨橫跨在在磷脂雙分子層中磷脂雙分子層中。蛋白質(zhì)在膜中的分布是蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對稱不對稱的的生物膜的流動鑲嵌模型(6)生物膜的流動鑲嵌模型(6)1 1、基本、基本支架支架磷脂雙分子層磷脂雙分子層2 2、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)分子分子鑲鑲、嵌入嵌入、橫跨橫跨（體現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的（體現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對稱性不對稱性和和流動性流動性）二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容3 3、結(jié)構(gòu)特點：、結(jié)構(gòu)特點：流動性流動性功能特點：功能特點：選擇透過性選擇透過性（磷脂與蛋白質(zhì)都有流

15、動性）（磷脂與蛋白質(zhì)都有流動性）生物膜的流動鑲嵌模型(6)時間和人物時間和人物歷史事件歷史事件歷史結(jié)論歷史結(jié)論 多種物質(zhì)對膜通透性實驗多種物質(zhì)對膜通透性實驗對紅細胞膜化學(xué)分析對紅細胞膜化學(xué)分析紅細胞膜的脂質(zhì)鋪展成單紅細胞膜的脂質(zhì)鋪展成單層分子的面積是原膜表面層分子的面積是原膜表面積的兩倍積的兩倍電鏡下膜呈電鏡下膜呈“暗暗亮亮暗暗”三層結(jié)構(gòu)三層結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)靜態(tài)結(jié)構(gòu)靜態(tài)結(jié)構(gòu)熒光標記人、鼠細胞融合實驗熒光標記人、鼠細胞融合實驗新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上，提出分子結(jié)構(gòu)模型。上，提出分子結(jié)構(gòu)模型。膜含膜含脂質(zhì)脂質(zhì)膜中含脂質(zhì)和膜中含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)連續(xù)的兩層連續(xù)的兩層膜具膜具流動流動性性流動鑲嵌流動鑲嵌模型模型1972