生物膜的流动镶嵌模型
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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。
冰冻蚀刻电镜技术观察的蛋白质分布模型
蛋白质 镶在 、 贯穿、 嵌入在磷脂双分子层中
2020/8/19
活动主题四：请根据蛋白质的三种存在形式构 建蛋白质分子在磷脂双分子层中的排布模型
2020/8/19
蛋白质
单位膜模型无 法解释的现象
2020/8/19
时间：1970年 实验：弗雷和埃迪登( Frye 和 Edidin )将人和鼠的细胞膜蛋 白分别用红、绿荧光标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一 半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种 颜色的荧光均匀分布。
3、下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞 的是 A、葡萄糖 B、蛋白质 C、甘油 D、无机盐离子
2020/8/19
利用生活中的废旧物品，尝试 制作立体的生物膜结构模型。
2020/8/19
水—空气界面中的模型
2020/8/19
活动主题一：请根据朗姆瓦的实验构建磷脂分子在空 气与水界面上分布的模型
磷脂分子排列为单分子层 磷脂分子的特点： “头”部具亲水性，“尾”部具疏水性
2020/8/19
时间：1925年 人物：荷兰科学家戈特E.Gorter和格伦德F.Grendel 实验：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 单分子层的面积约为红细胞表面积的2倍
结论： 细胞膜具有流 动性
2020/8/19
磷脂分 子的运
动
2020/8/19
时间：1972年 桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜 模型——流动镶嵌模型，为多数人所接受。
流动镶嵌模型的基本内容:
1、生物膜的组成： 主要由蛋白质和脂质组成
2、生物膜的基本骨架： 磷脂双分子层（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部 朝向内侧）。
2、最初对细胞膜的认识，是通过对现象的推理分析还是通过对膜 成分的提取与分离？在得到结论之后还有必要对膜的成分进行提取、 分离和鉴定吗？
对现象的推理分析。有必要，通过鉴定能 更准确地说明问题
3、欧文顿的推论是否正确呢？细胞膜除了脂质外，还有没有其他 成分20呢20/8？/19
时间：20世纪初 实验：科学家对哺乳动物成熟红细胞膜进行了化学成分分析
3、蛋白质分子存在形态： 有镶在表面、嵌入、贯穿三种，外侧的蛋白质分子与 糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性。（糖 被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）
4、生物膜的结构特点：
流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）
2020/8/19
讨论： 1.生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？ 2.纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技术 的进步所起到怎样的作用? 3.分析生物膜模型的建立过程中，结构和功能相适应是 如何体现的？
结论： 细胞膜中的脂质（磷脂）分子 排列为连续的双分子层
活动主题二: 根据以上实验结论构 建细胞膜中磷脂分子的排布模型
2020/8/19
时间：1959年 实验：罗伯特森用电 生质镜的物三了细膜层统为胞观一蛋膜察的白质静照到－态片了脂结构质，清－看晰蛋白
到了暗－亮－暗的 三层结构。 注：蛋白质电子密度高显黑色发暗， 结论： 磷脂分子的电子密度低发亮。
思考：
细胞膜的组成成分？
磷脂分子在空气-水界面上的分布？
磷脂分子在细胞膜上的分布？（细胞膜内外都是液体有水的环境？）
蛋白质分子在细胞膜上的分布？
32、020总/8/1结9 流动镶嵌模型的基本内容。
●
●● ● ●
来自百度文库●●
●
细胞膜
● 不溶于脂质的物质 ● 溶于脂质的物质
1、根据实验，提出了什么假说？ 假说：膜是由脂质构成的。
2020/8/19
活动主题三：请根据罗伯特森观察的结果构建蛋白质在磷 脂双分子层中排布方式的模型
罗伯特森观点：
单位膜模型
①蛋白质分子都镶在磷脂双分子层的两侧，所有膜厚度相同
②蛋白质分子和磷脂分子都是静止不动的
2020/8/19
标本用干冰（液氮）冰冻后用冷刀断开，升温后暴露断裂面
小鼠肝细胞膜冰冻蚀刻的电镜照片
红细胞的细胞膜
化学分析表明： 膜的主要成分是脂质和蛋白质
2020/8/19
• 时间：1917年
• 实验：朗姆瓦（Langmuir）将磷脂溶 于苯和水中，当苯挥发完以后，磷脂 A磷分：酸磷子所脂组在是成一的空种分气由子甘与，油磷、水酸脂的肪“酸头界和”面上分布散乱， 部疏经是水过亲 的。水推的，挤脂排肪酸列“成尾”了部是单层，而且每个磷 B你脂面：的根分。想据像子磷力脂，的分尝头子试的构部结建构浸磷特脂入点分，子水展在开中，磷脂尾分部子浮于水
B、蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型认为细胞 膜具有一定的流动性 C、流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性 D、蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型认为细胞 膜具有透过性
2020/8/19
2、变形虫的任何部位都能伸出伪足，这一生 理过程的完成依赖于细胞膜的
A 、保护作用 B、 一定的流动性 C 、全透性 D、信息交流
第2节生物膜的流动镶嵌模型
2020/8/19
1、填写表格 对生物膜结构的探索历程
19时世间纪末 科欧学文家顿或实验名称 20世纪初
1925年 两位荷兰科学家
1959年
罗伯特森
1970年 荧光染料标记实验
1972年 桑格和尼克森
实验内容
假说或结论
2、根据这些科学家的实验及结论，请你逐步构建细胞膜的模型。 （在草稿纸上画出平面或立体模型，或利用你手中的材料进行构建）
2020/8/19
2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究膜蛋白的美国 科学家，这是自1991年来诺贝尔奖第三次颁发给与 细胞膜蛋白质有关的研究成果 。
2020/8/19 罗德里克·麦金农 皮特·阿格雷
课堂反馈
1、细胞膜的流动镶嵌模型与蛋白质—脂质—蛋白质 三层结构模型的最大的不同是 A、流动镶嵌模型认为细胞膜具有一定的流动性
冰冻蚀刻电镜技术观察的蛋白质分布模型
蛋白质 镶在 、 贯穿、 嵌入在磷脂双分子层中
2020/8/19
活动主题四：请根据蛋白质的三种存在形式构 建蛋白质分子在磷脂双分子层中的排布模型
2020/8/19
蛋白质
单位膜模型无 法解释的现象
2020/8/19
时间：1970年 实验：弗雷和埃迪登( Frye 和 Edidin )将人和鼠的细胞膜蛋 白分别用红、绿荧光标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一 半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种 颜色的荧光均匀分布。
3、下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞 的是 A、葡萄糖 B、蛋白质 C、甘油 D、无机盐离子
2020/8/19
利用生活中的废旧物品，尝试 制作立体的生物膜结构模型。
2020/8/19
水—空气界面中的模型
2020/8/19
活动主题一：请根据朗姆瓦的实验构建磷脂分子在空 气与水界面上分布的模型
磷脂分子排列为单分子层 磷脂分子的特点： “头”部具亲水性，“尾”部具疏水性
2020/8/19
时间：1925年 人物：荷兰科学家戈特E.Gorter和格伦德F.Grendel 实验：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 单分子层的面积约为红细胞表面积的2倍
结论： 细胞膜具有流 动性
2020/8/19
磷脂分 子的运
动
2020/8/19
时间：1972年 桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜 模型——流动镶嵌模型，为多数人所接受。
流动镶嵌模型的基本内容:
1、生物膜的组成： 主要由蛋白质和脂质组成
2、生物膜的基本骨架： 磷脂双分子层（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部 朝向内侧）。
2、最初对细胞膜的认识，是通过对现象的推理分析还是通过对膜 成分的提取与分离？在得到结论之后还有必要对膜的成分进行提取、 分离和鉴定吗？
对现象的推理分析。有必要，通过鉴定能 更准确地说明问题
3、欧文顿的推论是否正确呢？细胞膜除了脂质外，还有没有其他 成分20呢20/8？/19
时间：20世纪初 实验：科学家对哺乳动物成熟红细胞膜进行了化学成分分析
3、蛋白质分子存在形态： 有镶在表面、嵌入、贯穿三种，外侧的蛋白质分子与 糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性。（糖 被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）
4、生物膜的结构特点：
流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）
2020/8/19
讨论： 1.生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？ 2.纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技术 的进步所起到怎样的作用? 3.分析生物膜模型的建立过程中，结构和功能相适应是 如何体现的？
结论： 细胞膜中的脂质（磷脂）分子 排列为连续的双分子层
活动主题二: 根据以上实验结论构 建细胞膜中磷脂分子的排布模型
2020/8/19
时间：1959年 实验：罗伯特森用电 生质镜的物三了细膜层统为胞观一蛋膜察的白质静照到－态片了脂结构质，清－看晰蛋白
到了暗－亮－暗的 三层结构。 注：蛋白质电子密度高显黑色发暗， 结论： 磷脂分子的电子密度低发亮。
思考：
细胞膜的组成成分？
磷脂分子在空气-水界面上的分布？
磷脂分子在细胞膜上的分布？（细胞膜内外都是液体有水的环境？）
蛋白质分子在细胞膜上的分布？
32、020总/8/1结9 流动镶嵌模型的基本内容。
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来自百度文库●●
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细胞膜
● 不溶于脂质的物质 ● 溶于脂质的物质
1、根据实验，提出了什么假说？ 假说：膜是由脂质构成的。
2020/8/19
活动主题三：请根据罗伯特森观察的结果构建蛋白质在磷 脂双分子层中排布方式的模型
罗伯特森观点：
单位膜模型
①蛋白质分子都镶在磷脂双分子层的两侧，所有膜厚度相同
②蛋白质分子和磷脂分子都是静止不动的
2020/8/19
标本用干冰（液氮）冰冻后用冷刀断开，升温后暴露断裂面
小鼠肝细胞膜冰冻蚀刻的电镜照片
红细胞的细胞膜
化学分析表明： 膜的主要成分是脂质和蛋白质
2020/8/19
• 时间：1917年
• 实验：朗姆瓦（Langmuir）将磷脂溶 于苯和水中，当苯挥发完以后，磷脂 A磷分：酸磷子所脂组在是成一的空种分气由子甘与，油磷、水酸脂的肪“酸头界和”面上分布散乱， 部疏经是水过亲 的。水推的，挤脂排肪酸列“成尾”了部是单层，而且每个磷 B你脂面：的根分。想据像子磷力脂，的分尝头子试的构部结建构浸磷特脂入点分，子水展在开中，磷脂尾分部子浮于水
B、蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型认为细胞 膜具有一定的流动性 C、流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性 D、蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型认为细胞 膜具有透过性
2020/8/19
2、变形虫的任何部位都能伸出伪足，这一生 理过程的完成依赖于细胞膜的
A 、保护作用 B、 一定的流动性 C 、全透性 D、信息交流
第2节生物膜的流动镶嵌模型
2020/8/19
1、填写表格 对生物膜结构的探索历程
19时世间纪末 科欧学文家顿或实验名称 20世纪初
1925年 两位荷兰科学家
1959年
罗伯特森
1970年 荧光染料标记实验
1972年 桑格和尼克森
实验内容
假说或结论
2、根据这些科学家的实验及结论，请你逐步构建细胞膜的模型。 （在草稿纸上画出平面或立体模型，或利用你手中的材料进行构建）
2020/8/19
2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究膜蛋白的美国 科学家，这是自1991年来诺贝尔奖第三次颁发给与 细胞膜蛋白质有关的研究成果 。
2020/8/19 罗德里克·麦金农 皮特·阿格雷
课堂反馈
1、细胞膜的流动镶嵌模型与蛋白质—脂质—蛋白质 三层结构模型的最大的不同是 A、流动镶嵌模型认为细胞膜具有一定的流动性