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,生物膜的流動鑲嵌模型,石河子高級中學 陶 錦,根據細胞膜結構與功能相適應的觀點，你會選擇哪一種材料做細胞膜，為什么？,選擇依據:,系統(tǒng)的邊界 薄 選擇透過性 伸縮性,問題探討,塑料袋,普通布,彈力布,科幻之旅 如果有“時光機器”，將此刻的你送回19世紀，你會怎樣去研究生物膜的結構?,一、對生物膜結構的探索歷程,時間：19世紀末（1895年） 人物：歐文頓（E.Overton） 實驗： E.Overton的推測：,不溶于脂質的物質,溶于脂質的物質,細胞膜,資料1,細胞膜的通透性實驗,B：根據磷脂分子的結構特點，展開你的想像力，嘗試畫出磷脂分子在水空氣界面中的排布方式？,A：磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子， 磷酸 “頭” 部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。,資料2：磷脂分子結構,磷脂分子,空氣,水,時間：1925年 人物：荷蘭科學家E.Gorter和F.Grendel 實驗：用丙酮從人的紅細胞中提取脂質，在空氣水 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2倍。,資料3：E.Gorter 和 F.Grendel 對血影的研究,細胞膜中的脂質分子必然排列為連續(xù)的兩層！,結論：,空氣,水,資料4,科學家在實驗中發(fā)現(xiàn)：細胞膜不但會被溶解脂質的物質溶解，也會被蛋白酶(能專一地分解蛋白質的物質)分解。,根據實驗現(xiàn)象,你對膜化學成分在種類上認識是否還有新的結論?,問題探討：,得出結論：,資料5：電子顯微鏡是用電子束照射被檢樣品，由于電子與不同物質發(fā)生碰撞而產生不同散射度。因蛋白質電子密度高，故顯暗帶，磷脂分子電子密度低則呈亮帶。,超薄切片技術獲得的細胞膜照片,1959年，羅伯特森（J.D.Robertsen）的“單位膜”模型認為：生物膜是由“蛋白質脂質蛋白質”構成的三層靜態(tài)統(tǒng)一結構。,3、對生物膜模型架構的探索 脂質和蛋白質的排布方式,“蛋白質-脂質-蛋白質”三層的統(tǒng)一結構模式圖,靜態(tài)的“三明治”模型,資料6,細胞膜具有流動性（蛋白質）,熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合實驗示意圖,時間：1970年 人物：弗雷和埃迪登( Frye 和 Edidin ) 實驗：,結論：,人細胞,小鼠細胞,細胞融合,紅色熒光染料標記的膜蛋白,綠色熒光染料標記的膜蛋白,磷脂分子的運動,冰凍蝕刻(冰凍斷裂)。標本用干冰等冰凍，后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。,資料7,蛋白質鑲在、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中。,蛋白質在膜中的分布是不對稱的,時間：1972年 人物：桑格和尼克森（S. J. Singer & G. Nicolson ） 假說： 流動鑲嵌模型,資料8,生物膜結構模型示意圖,二、流動鑲嵌模型的基本內容,1.舉例說明在建立生物膜模型的過程中，實驗技術的進步起什么樣的作用？ 2.在生物膜模型的建立和完善過程中，你受到哪些啟示?,思考與討論,課堂小結,19世紀末，歐文頓的實驗和推論：膜是由 組成的； 20世紀初，科學家的化學分析結果，指出膜主要由 和 組成； 1959年羅伯特森提出的“三明治”結構模型：所有生物膜都由 三層結構； 1970年，熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗，指出細胞膜具有 ； 1972年，桑格和 提出了 。,生物膜結構的探索歷程,脂質,脂質,蛋白質,蛋白質脂質蛋白質,流動性,尼克森,流動鑲嵌模型,課堂小結,1、膜的基本支架 。（磷脂分子是可以運動的，具有 。） 2、 分子有的鑲、有的嵌入、有的橫跨在磷脂雙分子層。（體現(xiàn)膜結構內外的 和 ） 3、膜在結構特性上具有 。,流動鑲嵌模型的基本內容,磷脂雙分子層,流動性,蛋白質,不對稱性,流動性,流動性,以小組為單位，自選材料構建一個生物膜的模型，下次上課時帶到課堂展示，