1、对生物膜结构的探索历程,19世纪末,欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次的实验,发现细胞膜对不同物质的通透性不一样:凡是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。,对生物膜结构的探索历程,2、 欧文顿推论是否正确呢?在推理分析得出结论之后,还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗?,3 、细胞膜中除含有脂质外,还有没有其他成分呢?,1 、最初认识到细胞膜是由脂质组成的,是通过对现象的推理分析,还是通过对膜成分的提取和鉴定?,对生物膜结构的探索历程,世纪初,科学家第一次将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来,化学分析表明:膜的主要成分是脂质和蛋白质!,脂质和蛋白质是
2、怎样形成膜的呢?,用丙酮(一种有机溶剂)提取红细胞膜中的脂类物质,然后在水面将脂质物质铺成单分子排列的一层,测得总面积恰好为红细胞表面积的2倍。,1925年,两位荷兰科学家把红细胞放在蒸馏水中使其吸水涨破,反复冲洗后只留细胞膜(血影),把这些破碎的膜展开铺在水面上,测定出红细胞的表面积。,细胞膜由两层脂质分子连续排列,对生物膜结构的探索历程,研究发现,脂质分子主要是磷脂,它是怎样排列成单分子层或双分子层的呢? 这与它的结构和状态有关。,易与水结合在一起,2条长脂肪酸链组成,性质象油,不能与水结合,头部, 尾部,磷脂分子,磷酸,脂肪酸,对生物膜结构的探索历程,20世纪50年代电子显微镜诞生,科学
3、家用它来观察细胞膜,1959年,罗伯特森在电镜下观察到了细胞膜清晰的暗亮暗的三层结构,静态的蛋白质脂质蛋白质三层结构模式图,冰冻蚀刻电镜下的细胞膜,对生物膜结构的探索历程,细胞膜是静止的,变形虫为什么会运动?,推论:细胞膜应该是流动的,有什么证据证明细胞膜中的物质是不断运动的呢?,细胞之间为什么会发生融合?细胞为什么会生长?,对生物膜结构的探索历程,细胞膜中的脂质也是流动的吗?,1972年,桑格和尼克森提出流动镶嵌模型,厚约8nm,膜的中间是磷脂双分子层构成基本支架,蛋白质,镶在膜的表面,嵌入、贯穿,对生物膜结构的探索历程,流动镶嵌模型的基本内容,生物膜的组成:,蛋白质和脂质,生物膜的基本骨架
4、:,磷脂双分子层,蛋白质分子存在形态:,镶在表面、嵌入、横跨,生物膜的结构特点:,一定的流动性,多种物质对膜通透性实验,对红细胞膜化学分析,红细胞膜的脂质铺展成单层分子的面积是原膜表面积的两倍,电镜下膜呈“暗亮暗”三层结构,蛋白质脂质蛋白质,人、鼠细胞融合实验。,新的观察和实验证据的基础上,提出分子结构模型。,膜含脂质,膜中含脂质和蛋白质,脂质双层结构,膜具流动性,流动镶嵌模型,1972,桑格和尼克森,1970年,1959年,罗伯特森,1925年,两位荷兰科学家,20世纪初,19世纪末欧文顿,列表总结:生物膜结构的探究历程,从科学家的身上,你学到了什么?,1、科学家探索细胞膜结构模型的过程中,强调的科学方法是什么?,(观察现象发现问题、分析问题提出假说、设计实验验证假说),2、技术手段的进步,与科学发展之间的关系是怎样的?,3、在建立生物膜模型的过程中,结构与功能相适应的观点是如何得到体现的?,分析成分是了解结构的基础,现象和功能又提供了探究结构的线索,