流动镶嵌模型
流动镶嵌模型
膜脂的不对称性表现在脂双层中分布的各类脂的比例不同，各种细胞的膜脂不对称性差异很大。
膜蛋白的不对称
每种膜蛋白在膜中都有特定的排布方向，与其功能相适应，这是膜蛋白不对称性的主要因素。膜蛋白的不对 称性包括外周蛋白分布的不对称以及整合蛋白内外两侧氨基酸残基数目的不对称。
感谢观看
流动镶嵌模型有两个主要特点。第一个特点是，蛋白质不是伸展的片层，而是以折叠的球形镶嵌在磷脂双分 子层中，蛋白质与膜脂的结合程度取决于膜蛋白中氨基酸的性质。第二个特点是，膜具有一定的流动性，不再是 封闭的片状结构，以适应细胞各种功能的需要。
这一模型强调了膜结构的流动性和不对称性，对细胞膜的结构和功能作出了较为科学的解释，被广泛接受， 也得到许多实验的支持。
三、大多数蛋白质分子和磷脂分子都能够以进行横向扩散的形式运动，体现了膜具有一定的流动性。
四、在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。它在细胞生命活动 中具有重要的功能。例如：消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用；糖被与细胞表面的识别有 密切的关系，好比是细胞与细胞之间，或者细胞与其他大分子之间，互相联络用的文字或语言。除糖蛋白外，细 胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的糖脂。
②膜脂的脂肪酸链：饱和程度高的脂肪酸链因紧密有序地排列，因而流动性小；而不饱和脂肪酸链由于不饱 和键的存在，使分子间排列疏松而无序，相变温度降低，从而增强了膜的流动性。脂肪酸链的长度对膜脂的流动 性也有影响：随着脂肪酸链的增长，链尾相互作用的机会增多，易于凝集(相变温度增高)，流动性下降。
③胆固醇：胆固醇对膜脂流动性的调节作用随温度的不同而改变。
流动镶嵌模型
生物学名词
01 探索历程
《生物流动镶嵌模型》课件
疾病。
细胞生物学研究
该模型为研究细胞膜上的物质 运输、信号转导等提供了理论
基础。
生物工程
在生物工程中，该模型用于理 解膜蛋白的构象和功能，以优 化生物反应器的设计和操作。
生物膜的结构与功能
结构
生物膜主要由脂质双分子层构成，其中镶嵌有蛋白质和糖类。脂质分 子可以自由移动，而蛋白质分子则以不同的方式固定在膜中。
光学显微镜观察
总结词
光学显微镜观察是通过观察生物膜的形态和结构，来间接推断生物膜分子运动情 况的技术。
详细描述
光学显微镜可以观察到细胞和细胞器的形态和结构，通过观察生物膜的形态变化 和细胞器的运动情况，可以间接推断出生物膜分子的运动情况。例如，通过观察 细胞膜的流动性，可以推断出膜蛋白和膜脂的流动性。
X射线晶体学与冷冻电镜技术
总结词
X射线晶体学与冷冻电镜技术是通过分析生物膜成分的晶体结构和电镜图像，来研究生物膜分子结构 和运动情况的技术。
详细描述
X射线晶体学与冷冻电镜技术的基本原理是，通过分析生物膜成分的晶体结构和电镜图像，可以获取 生物膜分子的结构和形态信息。通过比较不同状态下生物膜分子的结构和形态变化，可以推断出生物 膜分子的运动情况和相互关系。
具有重要意义。
03
生物膜的运输与功能
物质跨膜运
物质跨膜运输是指生物膜允许一些物质通过，而阻止其他物质通过的特 性。
物质跨膜运输的方式包括被动运输和主动运输。被动运输是物质顺浓度 梯度运输，不需要消耗能量；主动运输是物质逆浓度梯度运输，需要消
耗能量。
物质跨膜运输的机制包括载体介导的跨膜运输和通道介导的跨膜运输。 载体介导的跨膜运输需要载体蛋白的参与，通道介导的跨膜运输需要通 道蛋白的参与。
4.2生物膜的流动镶嵌模型 (共47张PPT)
荧光标记 膜蛋白
诱导 融合
40分钟 后
370C
鼠细胞 结论：细胞膜具有一定的流动性
流动镶嵌模型的基本内容
1. 生物膜的基本支架：磷脂双分子层 2. 蛋白质的位置：镶、嵌、贯穿磷脂双分子层 3. 生物膜的结构特点：具有一定的流动性 4. 糖被（糖蛋白）的功能：保护、润滑、识别等
温故知新
1. P41:细胞膜的主要成分：脂质和蛋白质 2. P64:细胞膜的功能特点：选择透过性 3. P49:生物膜：细胞器膜、细胞膜、核膜等的统称
学习目标
1.简述生物膜的结构。 2.探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功 能相适应的观点。
一、对生物膜结构的探索历程
一 19世纪末，膜透性实验 二 20世纪初，膜成分实验 三 1925年，膜面积实验 四 1959年，膜结构实验 五 1970年，膜融合实验
时光机之一：19世纪末，欧文顿实验
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实验，发现问题：细胞 膜对不同物质的通透性不同。
● ●● ●● ● ● ●
●不溶于脂质的物质 ● 溶于脂质的物质
细胞膜
假说： 膜是由脂质(磷脂)组成的
细胞膜的通透性实验 时间：1895年
人物：欧文顿
实验：用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性 实验，发现脂质、脂溶性的物质更容易通过细胞膜。
时间：1972年 人物：桑格和 尼克森
提出：流动镶嵌模型 （大多数人接受）
蛋白质分子
磷脂双分子层
※1972年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容
新技术带来新模型
科学家关于蛋白质 在细胞膜上存在的 三种方式的概括： 1 在膜表面 2 嵌在膜中 3 穿透膜
流动镶嵌模型名词解释植物生理学
流动镶嵌模型名词解释植物生理学
植物生理学是研究植物内部生物化学和生理过程的科学领域。
它涉及到植物的生长、发育、代谢、运输、营养吸收、植物对环境的响应，以及植物与其他生物的相互作用等方面。
其中，流动镶嵌模型是植物生理学中一个重要的概念。
流动镶嵌模型（phloem loading model）是用于解释植物中养分（如糖分）在韧皮部（phloem）中的运输方式的理论模型。
韧皮部是植物中的一种组织，主要负责运输养分和有机物质，如糖分、激素和信号分子。
流动镶嵌模型主要关注养分从叶片到其他植物器官的运输过程。
根据流动镶嵌模型，养分从叶片进入韧皮部的过程称为负荷（loading），而从韧皮部到其他植物器官的过程称为卸荷（unloading）。
在负荷过程中，养分被转运到韧皮部的筛管元素（sieve elements）中，然后通过筛管元素的连通性，流动到其他植物器官。
卸荷过程中，养分被释放到目标组织，供植物进行生长和代谢活动。
流动镶嵌模型有几种不同的假设和机制，包括主动负荷和被动
负荷等。
主动负荷是指养分由叶片主动转运到韧皮部的过程，而被动负荷是指养分通过被动扩散进入韧皮部。
这些机制可能会受到植物的生理状态、环境条件和养分类型等因素的影响。
总结来说，流动镶嵌模型是植物生理学中用于解释植物养分在韧皮部中的运输方式的理论模型。
它有助于我们理解植物的营养吸收、分配和利用，以及植物对环境变化的适应机制。
4.2生物膜的流动镶嵌模型
构建模型
问题一：
•流动镶嵌模型与“单位膜型
问题二：
•生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？
资料三：
• 1959年，罗伯特森（J. D. Robertson ）用超薄切片 技术获得了清晰的细胞膜电镜下的照片，显示暗明-暗三层结构。当时人们已经知道蛋白质比脂质 对电子的透过率低。且电子的透过率越低，在电 镜下显示越暗。
构建模型
“单位膜”模型
资料四：
•人们研究人工的无蛋白质的脂双层膜对不 同分子的通透性。发现：脂溶性的物质易 透过人工膜，但葡萄糖、氨基酸、钠离子 等难以透过。而生物膜却可以透过上述物 质。
实验探究
• 用以下的主要实验材料及用具，设计一探究 细胞膜上蛋白质分子能否运动的实验方案。 • 荧光染料（有红色、绿色等不同颜色，可标 记细胞膜表面的蛋白质分子）细胞（小鼠细 胞、人细胞等） • 激光器（激光过度照射可使荧光分子失去发 出荧光能力）
资料五：
荧光标记
激光处理
资料五：
资料六：
•1972年，桑格（S. J. Singer）和尼克森 （G. Nicolson）根据免疫荧光技术、冰 冻蚀刻技术的研究结果，在“单位膜” 模型的基础上提出“流动镶嵌模型”。
资料一：
•磷脂是一种由甘油、 脂肪酸和磷酸所组 成的分子。磷酸 “头”部是亲水的， 脂肪酸“尾”部是 疏水的。
构建模型
单层磷脂分子
双层磷脂分子
资料二：
•1925年，荷兰科学家 E. Gorter & F. Grendel 用有机溶剂提取了人类红细胞 的细胞膜的脂类成分，将其铺展在水 面，测出膜脂展开的面积二倍于细胞 表面积。
流动镶嵌模型知识点总结
流动镶嵌模型知识点总结1. 流动镶嵌模型的概念流动镶嵌模型是一种将财务资本、人力资源和能源等生产要素根据其时间价值和稀缺性纳入评估的模型。
该模型的核心概念是资源流动的概念，即资源在不同时间和空间中的流动和配置。
通过流动镶嵌模型，可以更好地评估和优化资源的配置，提高生产效率和经济效益。
2. 流动镶嵌模型的特点流动镶嵌模型具有以下特点：首先，它是一种综合性的评估模型，能够将财务资本、人力资源、能源等生产要素进行整合评估；其次，它考虑了时间价值和稀缺性，能够更真实地反映资源的价值；再次，它是一种动态模型，能够模拟资源的流动和配置过程，更好地指导决策和规划。
3. 流动镶嵌模型的应用领域流动镶嵌模型可以应用于多个领域，如工程管理、财务管理、生产优化等。
在工程管理中，可以利用流动镶嵌模型评估不同资源的配置方案，提高工程的效率和经济效益；在财务管理中，可以利用流动镶嵌模型评估资金的使用效率，优化投资组合；在生产优化中，可以利用流动镶嵌模型评估不同生产要素的利用效率，提高生产效率。
4. 流动镶嵌模型的构建流动镶嵌模型的构建包括如下步骤：首先，确定评估的对象和目标，明确评估的范围和要求；其次，搜集和整理需要评估的数据，包括财务资本、人力资源、能源等生产要素；再次，确定评估的方法和指标，如时间价值、稀缺性、效益等；最后，建立数学模型，进行模拟和评估。
5. 流动镶嵌模型的评价方法流动镶嵌模型的评价方法包括定性评价和定量评价。
定性评价主要通过对模型的合理性、切实性和可操作性进行评价，包括对模型的结构、假设、变量等方面进行分析和评价；定量评价主要通过对模型的模拟和预测结果进行评价，包括对模型的预测准确度、稳定性、可靠性等方面进行分析和评价。
6. 流动镶嵌模型的发展趋势随着经济全球化和资源节约型社会的发展，流动镶嵌模型将会更加重要。
未来，流动镶嵌模型将会在资源配置优化、生产效率提升、环境保护等领域发挥更大的作用。
同时，随着信息技术的发展，流动镶嵌模型将会更加智能化和精细化，为决策者提供更好的决策支持。
流动镶嵌模型的主要内容
流动镶嵌模型的主要内容
1 流动镶嵌模型
流动镶嵌模型是一种用于分析金融市场及货币传播的模型。
它最初由Merton, Black, and Scholes发明，以定义证券的价值以及其市场的行为。
从那以后，它已经演变为一个强大的金融工具，用于处理复杂的金融交易，并且重点是外汇、公司债券和期货市场。
2 流动镶嵌模型描述
流动镶嵌模型描述主要是通过运用相应的数学公式来评估在市场上的证券价格的影响因素、证券的价值和市场的行为。
这种系统的数学方法可以从一个基础的市场起点，预测由无数预期参与者决定的未来证券价格。
3 流动镶嵌模型技术
流动镶嵌模型通常基于证券价值、市场行为、研究投资者心理和财务政策历史等方面建模，在准备投资决策时，投资者可以通过多种方式来进行交易，如证券和期货市场的价格变化分析，以及外汇兑换风险分析等。
这些研究结果一般都是给予科学的物理建模或计算机仿真分析的。
4 小结
流动镶嵌模型是一种处理市场证券价格的一般系统模型，它可以帮助投资者分析市场行为和进行有效的投资决策。
它可以很好地模拟
证券价格变化，为金融市场提供了一种可靠的市场风险分析公式，为投资者提供了更多真实的市场数据。
4.2 流动镶嵌模型
外、尾部朝内
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①科学研究是要在实验和观察的基础上，通过严谨的推理和 大胆的想象，提出假说，再通过实验进一步地验证假说。 ② 科学研究依赖于技术的进步，技术进步了，可以得到更 多新的实验数据。 ③科学发现的过程是一个长期的过程，涉及到许多科学家的 辛勤工作。 ④科学发现的过程不是一帆风顺的，往往是在继承的基础上 不断验证、修正和完善发展的。 ⑤科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证；科学 学说不是一成不变的，需要不断完善。 ……………
新技术带来新模型
在新的观察和实验证据的基础上，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。
已有的科学认识
1、膜的主要成分是脂质和蛋白质。 2、脂质分子必然排列为连续的两层，且头部 朝外、尾部朝内。 3、蛋白质在生物膜上的存在有三种方式：在 膜表面、嵌在膜中、穿透膜。 4、生物膜具有流动性（磷脂双分子层和大多 数的蛋白质是可以运动的）
在新的观察和实验证据的基础上，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。
A
（4）脂质单分子层的面积是细胞表面积的2倍，说 明 。 磷脂分子在细胞膜中成双层排列
回顾：对生物膜结构的探索历程
现象观察：19世纪末，欧文顿发现 溶于脂质的 物质更容易透过细胞膜。
提出假说： 。 膜是由脂质组成 实验证明：20世纪初，对膜的化学分析结果指出膜主要由
和
组成。 蛋白质 提出问题：脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？
流动镶嵌模型基本内容的总结:
1、生物膜的组成成分： 主要由蛋白质和脂质组成 2、生物膜的基本支架： 磷脂双分子层（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部 朝 向内侧）。 3、蛋白质分子位置： 蛋白质分子有的镶嵌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，有的贯穿整个磷脂 双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性） 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） 5、糖被（位置、化学本质、作用） 细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结 合形成的糖蛋白，叫做糖被。（与细胞识别、胞间 信息交流等有密切联系）
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资料二
在20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动 物的红细胞中分离出来，经过化学分析，里面除了 脂质外，还有部分蛋白质。脂质包括磷脂、胆固醇 和脂肪，其中，磷脂含量对比与胆固醇和脂肪要大 得多，因此，我们经常将脂质说成磷脂。
思考：科学家通过实验得出了什么结论？ 该结论是否支持欧文顿的发现？
时间：1972年
人物：桑格和尼克森
提出：流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容
①组成成分：
————、—————、———— 。
②基本支架： —————————— 。 ③蛋白质分布： 覆盖 镶嵌 贯穿 ————、 ————、 ———— ④结构特点： 具有一定的流动性
—————————————— 。 —————————— 。
第四章 细胞的物质输入与输出
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
一、对生物膜结构的探索历程
资料一 细胞膜的通透性实验
• 时间：19世纪末
• 人物：欧文顿 • 实验：用500多种物质对植物细胞进行上万次的通 透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。 思考：欧文顿得出了什么结论？他是依据什么得出的？ 得出结论之后还有必要进行验证吗？
+ CH2 N（ CH 3 ）3 CH2 O O=P O O CH2 CH-CH2 O O C=O C=O CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH CH2 CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
ˉ
ˉ
亲水头部 疏水尾部
磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成的分子， 磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾部”是疏水的。
空气-水界面
单层剖面图
双层剖面图
初步构建生物膜的结构模型
资料四
时间：1959年 人物：罗伯特森 实验：利用电子显微镜的观察细胞膜的超微结构。 现象：发现电镜下细胞膜是类似铁轨结构, 显示 “暗—亮——暗”的三层结构，总厚度为7.5 nm， 且中间亮层层为3.5 nm，内外两层各为2 nm。
膜的主要成分是脂质和蛋白质。
资料三
• 时间：1925年 • 人物：荷兰科学家 • 实验：从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面积 是细胞膜的2倍。
思考：科学家在实验中观察到什么现象？ 他们推出脂质分子在细胞膜中是怎样排列的？
•得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。
磷 脂 分 子
认识磷脂
磷脂 蛋白质 磷脂双分子层
糖类
。
⑤功能特点：
选择透过性
通过对生物膜模型的建立，同学们能得到怎样的启示呢？
①科学研究是要在实验和观察的基础上，通过严谨的推理 和大胆的想象，提出假说，再通过实验进一步地验证假说。 ②科学研究在一定程度上依赖于科学技术。 ③科学发现的过程是一个长期的过程，需要许多人共同的 辛勤工作。 ④科学发现的过程不是一帆风顺的，往往是在继承的基础上 不断验证、修正和完善发展的。 ⑤科学家的观点并不全是真理，还必须通过实验验证；科学 学说不是一成不变的，需要不断完善。
生物模型的主要内容：
所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层 结构构成的静态、统一结构。
细胞膜结构的电镜照片
生物膜的模型示意图
膜结构的质疑、修正、完善
人细胞
40分钟后
诱导
荧光标记 膜蛋白 融合
370C
鼠细胞
结论：细胞膜具有一定的流动性
膜结构的质疑、修正、完善
标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温 后暴露断裂面。
蛋白质在膜中的分布是不对称的
蛋白质镶在、嵌入、ຫໍສະໝຸດ 跨在磷脂双分子层中。对生物膜结构的探索历程
十九世纪末 二十世纪初 1925年 1959年 1970年 膜是由脂质组成的 膜的主要成分是脂质和蛋白质 细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层 “三明治”模型 生物膜具有流动性
活动：根据已知道的科学事实，尝试提出一个生物膜结构的模型
概念图小结
生物膜
结构特点
功能特点
③ 流动性
④选择透过性 决定
① 磷脂双分子层
②蛋白质分子
结构组成
结构探究历程