第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型

第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程

時(shí)間：19世紀(jì)末1895年

人物：歐文頓（E.Overton）

實(shí)驗(yàn)：用500多種物質(zhì)對植物細(xì)胞進(jìn)行上萬次的通透性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜。

資料一不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)提出假說：膜是由脂質(zhì)組成的2.歐文頓的分析假說是如何提出的呢？根據(jù)他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：凡可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，比不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。3.在推理分析得出結(jié)論后，還有必要對膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？有必要，通過鑒定能更準(zhǔn)確地說明問題4.那為什么一開始不直接對膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定呢？當(dāng)時(shí)的技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)1.最初認(rèn)識(shí)到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對現(xiàn)象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定？從生理功能上入手，通過對現(xiàn)象的推理分析的。膜中除了脂質(zhì)外，還有沒有其他成分呢？你從以上實(shí)驗(yàn)中能得出什么結(jié)論？動(dòng)動(dòng)腦筋材料

科學(xué)家對從紅細(xì)胞中提取的細(xì)胞膜化學(xué)成分深層分析發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜會(huì)被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物體內(nèi)普遍存在的只對蛋白質(zhì)分解起催化作用的物質(zhì)）。細(xì)胞膜的組成成分中還含有蛋白質(zhì)

時(shí)間：1925年

人物：荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel

實(shí)驗(yàn)：從細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，鋪成單層分子，發(fā)現(xiàn)面積是細(xì)胞膜的2倍

提出假說：資料二細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子是雙層的

時(shí)間：1959年

人物：羅伯特森（J.D.Robertsen）

實(shí)驗(yàn)：在電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成

資料三提出假說：生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)“三明治”結(jié)構(gòu)模型有什么不足？把生物膜描述為靜態(tài)的剛性結(jié)構(gòu)，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。思考1970年，費(fèi)雷和埃迪登的人-鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)人細(xì)胞紅色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白鼠細(xì)胞綠色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白誘導(dǎo)融合雜交細(xì)胞40分鐘后37℃

構(gòu)建細(xì)胞膜分子結(jié)構(gòu)模型細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定的流動(dòng)性資料四蛋白質(zhì)分子時(shí)間：1972年人物：桑格和

尼克森提出：流動(dòng)鑲嵌模型

磷脂雙分子層對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程19世紀(jì)末，歐文頓的實(shí)驗(yàn)和推論：膜是由

組成的；20世紀(jì)初，科學(xué)家的化學(xué)分析結(jié)果，指出膜主要由

和

組成；1959年羅伯特森提出的“三明治”結(jié)構(gòu)模型：所有生物膜都由

三層結(jié)構(gòu)；1970年，熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)，指出細(xì)胞膜具有

；1972年，桑格和

提出了

。脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)－脂質(zhì)－蛋白質(zhì)流動(dòng)性尼克森流動(dòng)鑲嵌模型小結(jié)二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架2、蛋白質(zhì)分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個(gè)磷脂雙分子層。3、磷脂分子是可以運(yùn)動(dòng)的，具有流動(dòng)性。大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。1.流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容4、細(xì)胞膜外表，有一層由細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被有保護(hù)潤滑、細(xì)胞識(shí)別的作用）2.生物膜的特點(diǎn)（1）具有一定的流動(dòng)性(結(jié)構(gòu)特性）（2）細(xì)胞膜是一種選擇透過性膜（功能特性）。親水頭部疏水尾部想一想：磷脂分子在空氣-水界面上會(huì)怎么樣鋪展？

親水的“頭部”與水接觸，疏水的“尾巴”遠(yuǎn)離水，朝向空氣的一面，在水空氣界面上鋪展成單分子層?？諝馑畵?jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過細(xì)胞膜，這是因?yàn)椋ǎ〢細(xì)胞膜具有一定流動(dòng)性B細(xì)胞膜是選擇透過性C細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架D細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子第一關(guān)知識(shí)闖關(guān)下列哪種膜結(jié)構(gòu)能通過生物大分子A細(xì)胞膜B核膜C線粒體膜D葉綠體膜第二關(guān)一分子CO2從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中擴(kuò)散出來，進(jìn)入一相鄰細(xì)胞葉葉綠體基質(zhì)內(nèi)，共穿過的磷脂分子層數(shù)是A10B12C6D8第三關(guān)變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細(xì)胞能吞噬病菌，這些生理過程的完成都依賴于細(xì)胞膜的A保護(hù)作用B一定的流動(dòng)性C主動(dòng)運(yùn)輸D選擇透過性第四關(guān)細(xì)胞膜上與細(xì)胞識(shí)別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型決定有密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是（）A糖蛋白B磷脂