細(xì)胞膜流動(dòng)鑲嵌模型

第2節(jié)

細(xì)胞的流動(dòng)鑲嵌模型是誰,隔開了原始海洋的動(dòng)蕩,是誰,為我日夜守邊防,是誰,為我傳信報(bào)安康。啊，偉大的細(xì)胞膜??！沒有你,我——

一個(gè)小小的細(xì)胞，會(huì)是何等模樣?一、細(xì)胞膜研究之初始篇

——從生理功能入手的科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)證據(jù)一：19世紀(jì)末，歐文頓（E.Overton）在研究各種植物細(xì)胞的通透性實(shí)驗(yàn)不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞膜從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能推測(cè)出什么結(jié)論呢？思考與討論:最初認(rèn)識(shí)到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定？在推理分析得出結(jié)論后，還有必要對(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？膜是由脂質(zhì)組成最初依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和有關(guān)知識(shí)，經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?，提出設(shè)想，是一種常見的科學(xué)方法。假說還需要通過實(shí)驗(yàn)觀察來證實(shí)。提出假說20世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物的成熟的紅細(xì)胞中分離出來，化學(xué)分析膜表明：實(shí)驗(yàn)證據(jù)二膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣組合形成膜的呢？思考：二、細(xì)胞膜研究之繼承篇

——單位膜模型的提出認(rèn)識(shí)磷脂：CHCH2CH2OC=OCH-CH2CH2CH2CH2CH2CH2C=OCH2OCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2ˉN+（CH）33OOO=PˉOAD6CB思考：如果將磷脂分子倒在水面上會(huì)以下哪種情況？實(shí)驗(yàn)證據(jù):1925年,兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮從紅細(xì)胞中提取現(xiàn)脂質(zhì),在空氣---水界面上鋪展成單分子層,測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的兩倍。根據(jù)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)我們可以得出什么結(jié)論？單位膜模型的提出細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，同學(xué)們嘗試著大膽的推測(cè)和想象一下在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在細(xì)胞膜中可能是怎樣排布的呢？推測(cè)脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層脂單分子層=2×細(xì)胞膜表面積結(jié)論單位膜模型的提出蛋白質(zhì)位于細(xì)胞膜的什么位置呢？推測(cè)？？……40年代，曾經(jīng)有學(xué)者推測(cè)蛋白質(zhì)覆蓋在脂質(zhì)的兩邊假說1959年，羅伯特森（J.Robertson）用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細(xì)胞膜電鏡下的照片，顯示暗-明-暗三層結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)證據(jù)蛋白質(zhì)的電子密度高，在電鏡下顯暗色；磷脂分子的電子密度低，顯亮色。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)單位膜模型“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”單位膜模型有什么不足？把生物膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。單位膜模型的局限三、細(xì)胞膜研究之開拓篇

——新技術(shù)帶來新模型標(biāo)本用干冰等冰凍，后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面，然后用重金屬噴鍍?cè)摂嗫诒砻?，最后用電子顯微鏡觀察?？缒さ鞍淄庵艿鞍浊度氲鞍椎鞍踪|(zhì)在膜中的分布是不對(duì)稱的科學(xué)家關(guān)于蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜上存在的三種方式的概括：①鑲在膜表面②嵌在膜中③貫穿膜

用熒光染料標(biāo)記某種物質(zhì)，利用其熒光特性，來反應(yīng)研究對(duì)象的相關(guān)信息。熒光標(biāo)記技術(shù)1970年，人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)?zāi)ど系牡鞍踪|(zhì)可以運(yùn)動(dòng)，具有流動(dòng)性誘導(dǎo)融合的方法病毒誘導(dǎo)：仙臺(tái)病毒化學(xué)誘導(dǎo)：聚乙二醇物理誘導(dǎo)：電融合法小資料磷脂分子的運(yùn)動(dòng)膜上的磷脂也可以運(yùn)動(dòng)，也具有流動(dòng)性流動(dòng)鑲嵌模型在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型—流動(dòng)鑲嵌模型，為多數(shù)人所接受。流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1、生物膜的組成：2、生物膜的基本骨架：3、蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：4、生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：主要由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成磷脂雙分子層（親水性頭部朝兩側(cè)，疏水性尾部朝內(nèi)側(cè)）有鑲在表面、嵌入、貫穿三種，外側(cè)的蛋白質(zhì)分子與糖類結(jié)合形成糖蛋白。體現(xiàn)了生物膜的不對(duì)稱性。（糖蛋白與細(xì)胞識(shí)別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）流動(dòng)性（磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運(yùn)動(dòng)的）四、細(xì)胞膜研究之創(chuàng)新篇

——基于分子水平的研究