生物必修一第四章第节

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1、第二节生物膜的流动镶嵌模型主讲老师：陈福民一种物质或物体的结构，实际上是指其组成成分之间的组合形式。要弄清一种物质或物体的结构，首先要弄清它的组成成分。问题细胞膜的组成成分是什么呢？欧文顿的实验时间：19世纪末（1895年）实验：欧文顿(E.Overton)用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。提出假说：膜的成分中有脂质●●不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜时间：20世纪初实验：科学家第一次将膜从哺乳动物的

2、红细胞中分离出来。化学分析表明：膜的主要成分是脂质和蛋白质科学家的实验实验证明：欧文顿的假说是正确的问题脂质和蛋白质是怎样构成膜的呢？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荷兰科学家的实验磷脂的化学结构水空气问题科学家是怎样从这一现象中得出“磷脂在细胞膜中必然是双层的排列”这一假说的呢？磷脂分子在细胞膜中的排列水水水水水水问题蛋白质在脂质双分子层中是

3、怎样分布的呢？标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。蛋白质在膜中的分布是不对称的冰冻蚀刻电子显微法罗伯特森的实验和假说时间：20世纪50年代实验：20世纪40年代，有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。50年代，电子显微镜诞生，科学家用它来观察细胞膜。1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗－亮－暗的三层结构（如图示）。他结合其他科学家的工作，大胆提出生物膜的模型（也被称为“三明治”结构模型）。主要内容：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

4、－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，也称为“单位膜模型”。问题这样的结构模型能解释膜的功能吗？结构与功能相适应基本的生物学观点红色荧光染料标记人细胞表面蛋白质细胞融合绿色荧光染料标记鼠细胞表面蛋白质杂交细胞37℃40min科学家的实验时间：1970年得出结论：细胞膜具有流动性实验：单位膜模型的缺陷：单位膜模型认为：膜是静止的；实验或事实证明：膜是运动的；膜是统一的不同的膜功能不同决定不同的膜结构不同单位膜模型不能很好地解释膜的多种功能问题怎样对这一模型进行修正，从

5、而能更好地体现结构与功能相适应的特点呢？流动镶嵌模型的基本内容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，有的横跨整个磷脂双分子层。（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。小资料细胞膜通道研究的突破2003年诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，以表彰他们在细胞膜通道方面做出的开创性贡献。阿格雷得奖是由于发现了细胞膜水通道，而麦金农的贡献主要是在细胞膜离子通道的结构和机理研究方面。他们的发现阐明了盐分

6、和水如何进出组成活体的细胞。比如，肾脏怎么从原尿中重新吸收水分，以及电信号怎么在细胞中产生并传递等等，这对人类探索肾脏、心脏、肌肉和神经系统等方面的诸多疾病具有极其重要的意义。