4.2生物的流动镶嵌模型(修订)
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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
4.2生物膜的流动镶嵌模型
结构探究历程
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 。
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 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
3.脂质和蛋白质是怎样构成细胞膜的？
(1)磷脂分子在细胞膜上的分布？ 磷脂分子在空气-水界面上的如何分布？ 提示：细胞膜内外都是液体有水的环境 (2)蛋白质分子位于脂双层什么位置？
时间：1925年 人物：荷兰科学家戈特E.Gorter和格伦德 F.Grendel 实验：用有机溶剂丙酮（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 为红细胞表面积的2倍（S=2S0)
表面 其中
嵌入
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
蛋白质
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。
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
陕西省商洛中学 生物组 刘小刚
学习目标
1.简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容 2.举例说明生物膜具有流动性特点
3.探讨在建立生物膜模型的过程中，实验 技术的进步所起的作用。
提出时间和学者： 1.生物膜组成成分： 2.基本支架： 3.蛋白质的分布： ①？②？③？ 4.结构特点： 5.功能特点： 6.糖蛋白：①分布；②功能 7.糖脂？
生物必修1知识点：四(2)生物膜的流动镶嵌模型_
生物必修1知识点：四（2）生物膜的流动镶嵌模型_*生物膜的分子结构模型有多种，较为流行的如流动镶嵌模型2、生物膜分子结构的基本特点是：（1）镶嵌性：膜的基本结构是由脂双分子层镶嵌蛋白质构成的（2）流动性：膜结构中的蛋白质和脂类分子在膜中可作多种形式的移动。
膜整体结构也具有流动性。
流动性的重要生理意义：物质运输、细胞识别、细胞融合、细胞表面受体功能调节等。
（3）不对称性：膜两侧的分子性质和结构不相同（4）蛋白质极性：多肽链的极性区突向膜表面，非极性部分埋在脂双层内部。
故蛋白质分子既和水溶性也和脂溶性分子具有亲和性。
3、流动镶嵌模型的基本内容结构特点：(1)磷脂双分子层：构成膜的基本支架（其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧）(2)蛋白质分子：在膜表面，或部分或全部镶嵌在磷脂双分子层糖被（少量）：细胞膜外表功能特性：(3)脂分子是可以运动的，具有流动性；(4)膜的蛋白质分子也是可以运动的。
（也体现膜的流动性）(5)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。
（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）4.为什么说细胞膜是选择透过性膜？水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输并不都是这样，这取决于细胞生命活动的需要。
细胞对物质的吸收是有选择的。
结论：细胞膜不仅是半透膜，还是选择透过性膜1. 2012 山东济宁期末浸入1mol/L KNO3溶液中的洋葱表皮细胞，会发生质壁分离和自动复原的现象，此过程中没有发生( )A．主动运输 B．协助扩散 C．自由扩散 D．渗透作用解析：本题难度较大，浸入1摩尔每升的KNO3溶液中的洋葱表皮细胞，首先会通过渗透作用失水，本质是水的自由扩散，由于K＋、NO－3可以通过主动运输的形式进入细胞，所以内部溶质浓度会不断增大，大于外侧时，就会吸水，导致质壁分离复原。
答案：B2．(2012 江西重点中学联考)下列有关物质跨膜运输的叙述中，正确的是( )A．神经递质由突触前膜释放到突触间隙中的方式是主动运输B．mRNA在细胞核中合成后进入细胞质中要穿过2层生物膜C．水稻叶肉细胞无氧呼吸产生的CO2被同一个细胞利用要穿过2层磷脂双分子层D．血液中的葡萄糖进入红细胞的方式是主动运输解析：分泌蛋白的分泌方式为胞吐，故A错误。
4.2生物膜的流动镶嵌模型
磷脂分子在空气 -水界 面上会怎么样铺展？
亲水的“头部”与水接触， 疏水的“尾巴”远离水， 朝向空气的一面，在水 疏水 “尾部” 空气界面上铺展成单分子 层。
空气
水
单位膜模型的提出
细胞膜的两侧都有水环境存在，同学 们尝试着大胆的推测和想象一下在这 样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可 能是怎样排布的呢？
功能特点：
选择透过性 。
小结：概念图
磷脂双分子层 基本支架
生物膜
成分
蛋白质分子
镶在磷脂双分 子层表面 具有流动性
部分或全部嵌入 磷脂双分子层中 大多数可以运动
有的贯穿于整个 磷脂双分子层
生物膜具有结构特性: 流动性
溶于脂质的物质 不溶于脂质的物质
思考与讨论 : 提出假说
最初认识到生物膜 是最初依据实验现 由脂质组成的， 是通过对实验现象 象和有关知识，经 的推理分析还是通 过严谨的推理和大 过膜成分的提取和 胆的想像，提出设 鉴定？
细胞膜
从实验现象能推测出什么结论呢？
想，是一种常见的 科学方法。假说需 在推理分析得出结 要通过观察和实验 论后，还有必要对 进一步验证和完善。 膜的成分进行提取、
分离和鉴定吗？
膜是由脂质组成
从生理功能入手的科学探究
20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的成熟 的红细胞中分离出来，化学分析膜表明：
膜的主要成分是脂质和蛋白质 问题： 脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢？
继承篇： 单位膜模型的提出
单位膜模型的提出
磷脂是组成细胞 的主要脂质，是 一种由甘油、脂 肪酸、和磷酸等 所组成的分子。 它有一个亲水磷 酸“头”部，和 一个疏水的脂肪 酸的“尾”部。
推测？？……
40年代，曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的 两边。
亲水的“头部”与水接触， 疏水的“尾巴”远离水， 朝向空气的一面，在水 疏水 “尾部” 空气界面上铺展成单分子 层。
空气
水
单位膜模型的提出
细胞膜的两侧都有水环境存在，同学 们尝试着大胆的推测和想象一下在这 样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可 能是怎样排布的呢？
功能特点：
选择透过性 。
小结：概念图
磷脂双分子层 基本支架
生物膜
成分
蛋白质分子
镶在磷脂双分 子层表面 具有流动性
部分或全部嵌入 磷脂双分子层中 大多数可以运动
有的贯穿于整个 磷脂双分子层
生物膜具有结构特性: 流动性
溶于脂质的物质 不溶于脂质的物质
思考与讨论 : 提出假说
最初认识到生物膜 是最初依据实验现 由脂质组成的， 是通过对实验现象 象和有关知识，经 的推理分析还是通 过严谨的推理和大 过膜成分的提取和 胆的想像，提出设 鉴定？
细胞膜
从实验现象能推测出什么结论呢？
想，是一种常见的 科学方法。假说需 在推理分析得出结 要通过观察和实验 论后，还有必要对 进一步验证和完善。 膜的成分进行提取、
分离和鉴定吗？
膜是由脂质组成
从生理功能入手的科学探究
20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的成熟 的红细胞中分离出来，化学分析膜表明：
膜的主要成分是脂质和蛋白质 问题： 脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢？
继承篇： 单位膜模型的提出
单位膜模型的提出
磷脂是组成细胞 的主要脂质，是 一种由甘油、脂 肪酸、和磷酸等 所组成的分子。 它有一个亲水磷 酸“头”部，和 一个疏水的脂肪 酸的“尾”部。
推测？？……
40年代，曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的 两边。
4.2《生物膜的流动镶嵌模型》(22张PPT)
蛋白质分子------镶在表层或嵌插、贯穿于磷脂双分子层中
结构特点：具有一定的流动性
2020/8/9
二.结构与功能的适应
结构
功能
磷脂双 磷脂参与构成生物膜；磷脂双分子层构成膜的基本支 分子层 架，具有流动性；（有些细胞还有胆固醇有调节膜流
动性、维持膜结构稳定的作用）
蛋白质 大多数是可以运动的（包括载体蛋白和通道蛋白，受 体蛋白，酶，微管蛋白）
答案：B
2020/8/9
2.对生物膜结构的探索经历了漫长的历程，下列结论（假说） 错误的是（ ） A.欧文顿根据脂溶性物质更容易通过细胞膜得出细胞膜是由脂 质组成的 B.两位荷兰科学家提取人红细胞中的脂质，发现铺展成的单分 子层的面积是红细胞表面积的2倍，由此得出细胞膜中的脂质 分子排列为连续的两层 C.电镜下细胞膜呈清晰额暗-亮-暗三层结构，罗伯特森认为生 物膜由脂质-蛋白质-脂质三层结构构成 D.人-鼠细胞融合实验证明细胞膜具有流动性 答案：C
糖类
与蛋白质或脂质结合，形成糖蛋白或糖脂。糖蛋白： 有保护和润滑作用有细胞识别。糖脂：参与细胞识别 和信息传递，是细胞表面抗原的重要组成成分
2020/8/9
三.生物膜的结构特点和功能特性
项目 内容 原因
影响 因素 联系
结构特点
功能特性
一定的流动性
选择透过性
构成生物膜的磷脂分子和大多数 遗传特性——载体蛋白种类数
成效中学高一生物组
2020/8/9
成长 成人 成才 成功
第四章 细胞的物质输入和输出
第二节 生物膜的流动镶嵌模型
2020/8/9
三.对生物膜结构的探索历程
欧文顿 提出 膜由脂质组成
提取出细胞膜
两位荷兰科学家 提出：脂质分子
4-2生物膜的流动镶嵌模型
为了对生物膜的分子组成和空间结构有更形象的认识，试 制作一个流动镶嵌模型。
A．构成生物膜的磷脂分子可以运动 B．构成生物膜的蛋白质分子可以运动 C．构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子是静止的 D．构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动
§4—2
生物膜的流动镶嵌模型
【拓展1】分析生物膜模型的建立和完善过程，你受到哪些启示？ 【拓展2】生物膜的流动镶嵌模型是否已经完美无缺？说说你的看 法。 课外制作：利用废旧物品制作生物膜模型
§4—2
生物膜的流动镶嵌模型
·对生物膜结构的探索历胞膜中的脂质分子排列成连续的两层。 ⑶罗伯特森：提出蛋白质-脂质-蛋白质三层结构模型。 ⑷L.Frye＆M.Lipids等：细胞膜具有流动性。 ⑸桑格＆尼克森：提出流动镶嵌模型。
资料：生物膜的流动镶嵌模型
§4—2
生物膜的流动镶嵌模型
·对生物膜结构的探索历程 ·流动镶嵌模型的基本内容
⑴磷脂双分子层：构成膜的基本支架。这个支架不是静止的，而 是轻油般的流体，具有流动性。 ⑵蛋白质分子：有的镶在磷脂双分子层表面，有的嵌入、贯穿磷 脂双分子层。大多数可以运动。 糖被：在细胞膜的外表，有一层由膜上的蛋白质与糖类结合形成 的糖蛋白，叫做糖被。作用：保护、润滑、细胞识别。
磷脂双分子层
§4—2
生物膜的流动镶嵌模型
·对生物膜结构的探索历程
⑴欧文顿：膜由脂质组成。 ⑵戈特＆格伦德尔：细胞膜中的脂质分子排列成连续的两层。
学术的孕育阶段：提出假说 对膜的成分和结构的初步阐 明，最初都是先根据实验现象和 有关知识，提出假说，而不是通 过实验观察直接证实的。 假说的提出要有实验和观察 的依据，同时还需要严谨的推理 和大胆的想像。 假说需要通过观察和实验进 一步验证和完善。
A．构成生物膜的磷脂分子可以运动 B．构成生物膜的蛋白质分子可以运动 C．构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子是静止的 D．构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动
§4—2
生物膜的流动镶嵌模型
【拓展1】分析生物膜模型的建立和完善过程，你受到哪些启示？ 【拓展2】生物膜的流动镶嵌模型是否已经完美无缺？说说你的看 法。 课外制作：利用废旧物品制作生物膜模型
§4—2
生物膜的流动镶嵌模型
·对生物膜结构的探索历胞膜中的脂质分子排列成连续的两层。 ⑶罗伯特森：提出蛋白质-脂质-蛋白质三层结构模型。 ⑷L.Frye＆M.Lipids等：细胞膜具有流动性。 ⑸桑格＆尼克森：提出流动镶嵌模型。
资料：生物膜的流动镶嵌模型
§4—2
生物膜的流动镶嵌模型
·对生物膜结构的探索历程 ·流动镶嵌模型的基本内容
⑴磷脂双分子层：构成膜的基本支架。这个支架不是静止的，而 是轻油般的流体，具有流动性。 ⑵蛋白质分子：有的镶在磷脂双分子层表面，有的嵌入、贯穿磷 脂双分子层。大多数可以运动。 糖被：在细胞膜的外表，有一层由膜上的蛋白质与糖类结合形成 的糖蛋白，叫做糖被。作用：保护、润滑、细胞识别。
磷脂双分子层
§4—2
生物膜的流动镶嵌模型
·对生物膜结构的探索历程
⑴欧文顿：膜由脂质组成。 ⑵戈特＆格伦德尔：细胞膜中的脂质分子排列成连续的两层。
学术的孕育阶段：提出假说 对膜的成分和结构的初步阐 明，最初都是先根据实验现象和 有关知识，提出假说，而不是通 过实验观察直接证实的。 假说的提出要有实验和观察 的依据，同时还需要严谨的推理 和大胆的想像。 假说需要通过观察和实验进 一步验证和完善。
4.2生物膜流动镶嵌模型
C）
2.罗伯特森的关于生物膜模型的构建：所有的生物 膜都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，电镜 下看到的中间亮层是脂质分子，两边暗层是蛋白质分
子。这一观点的局限性最主要在于(
A.不能解释生物膜的化学组成
D
）
B.不能解释生物膜成分的相似性
C.不能解释脂质类物质较容易跨膜运输
D.不能解释变形虫的变形运动
19世纪末，欧文顿（E.Overton）用 500多种化学物质对植物细胞膜的通透 性进行了上万次研究。 溶于脂质的物质， 容易穿过细胞膜， 不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜。
不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质
● ●
细胞膜
提出假说：膜是由脂质组成的。 友情提示：相似相溶原理
直至20世纪初，科学家第一次将细胞膜
蛋白质 糖被是细胞膜的外表，一层由细胞膜上的_________ 糖类 细胞识别 和______结合形成的糖蛋白，其作用是___________、 免疫反应 _________等。
1.胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质以自
由扩散的方式优先通过细胞膜，这是因为（ A.细胞膜具有一定的流动性 B.细胞膜是选择透过性膜 C.细胞膜的结构是以磷脂双分子层为基本支架的 D.细胞膜上镶嵌有各种形态的蛋白质分子
二、生物膜的流动镶嵌模型内容
小结：
脂质 蛋白质 生物膜是由_______和__________组成的。 1.生物膜的组成：
2.生物膜的流动镶嵌模型。
磷脂双分子层 生物膜的流动模型认为，___________构成了膜的基 本骨架；构成生物膜的磷脂具有流动性；大多数蛋白质分 子也是可以运动的。
3.糖被的结构及功能。
你观察到这个结构时， 你会认为这三层结构分 别是什么呢，从而你又 可以提出一个什么假说 呢？
4.2 生物膜的流动镶嵌模型
蛋白质在膜中的分布是不对称的 蛋白质镶、嵌入、贯穿在磷脂双分子层中。
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。
流动镶嵌模型
对生物膜结构的探索历程:
欧文顿：从研究生物膜的功能入手 提出：生物膜是由脂质组成的 欧文顿的假说是否正确？细胞膜中 除含有脂 质外还有没有其他成分？ 化学分析：膜的主要成分是脂质和蛋白质
思考
“三明治”结构模型有什么不足？ 把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜 功能的多样性相矛盾。
变形虫的变形运动
单位膜模型无法解释的现象
提出假说：细胞膜具有流动性
实验证据
材料五、 时间：1970年 人物：弗雷(Frye)和埃迪登 (Edidin) 实验：将人和鼠的细胞膜表面的蛋白质用 不同荧光标记后，让两种细胞融合。 荧光标记技术
用荧光染料标记 某种物质，利用其 荧光特性，来反应 研究对象的相关信 息。
37℃下40min后出现了 什么现象？说明什么？
膜上的蛋白质分 子是可以运动的
小资料
磷脂分子的运动
结论：细胞膜 具有流动性
①侧向扩散运动；②旋转运动；③摆动运动
材料六、
冰冻蚀刻(冰冻断裂)。标本用干冰等冰 冻后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。
实验证据
材料二、 20世纪初，科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了 化学分析 成果：确定细胞膜的主要成分的确是脂质和蛋白质。
观察和实验依据
推理和想象
提出假说
验证和完善
观察和实验证据
得出结论
脂质和蛋白质是怎样形成生物膜的呢？
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推论1：细胞膜可 能含脂质 依据：相似相溶原理
欧 有其他成分呢？
细胞膜
资料二：
科学家在实验中发现:生物膜会被溶解脂质 的溶剂溶解，也会被分解蛋白的酶分解 .
推论2：组成生物膜的物质中有脂质和蛋白质 20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物成熟的 红细胞中分离出来，化学分析表明：
膜的主要成分是磷脂和蛋白质
磷脂分子的结构及化学性质：
磷 亲水性 甘 疏水性 脂肪酸 油 酸
活动一：根据磷脂分子的结构特点展开你的想像力， 尝试构建磷脂分子在水—空气界面中的模型并用画图来 表示。 活动二：细胞膜内外两侧都有水溶液，那组成细 胞膜的磷脂分子是怎样排布的呢？请画图表示。
资料四： 1925年两位荷兰科学家高特和格伦德用丙酮从人 的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分 子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
结论：膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
时间：1959年
人物：罗伯特森
实验：在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。
蛋白质的电子密度 高，在电镜下显暗 色；磷脂分子的电 子密度低，显亮色。
蛋白质
磷脂 蛋白质
罗伯特森提出三明治模型假说：
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
这一观点是否正确呢？
思考与讨论:
三明治结构模型有什么缺陷？
细胞膜并不是静止不动的，而是有流 动性。
蛋白质不是均匀分布在磷脂分子两侧。
新技术带来新模型一：
37℃下40min后出 现了什么现象？说明 什么？
膜上的蛋白质具 有运动性。
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。
生物膜流动镶嵌模型
二、生物膜的流动镶嵌模型
1、组成： 主要由蛋白质和脂质组成 2、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、蛋白质分子存在形态： 有覆盖表面、镶嵌、贯穿三种 细胞膜外侧，由膜上的蛋白质与糖类 4、不对称性： 结合形成糖蛋白，叫做糖被。与保护、润滑、细胞 识别、胞间信息交流等有密切联系 5、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） 6、功能特点： 选择透过性
对生物膜结构的探索历程
1、19世纪末，欧文顿提出：膜由 脂质 组成； 2、20世纪初，化学分析得出：膜的成分是由 脂质 和 蛋白质 组成的； 3、1925年，荷兰科学家得出：脂质分子必然排列为 连续的两层 ； 4、1959年，罗伯特森在电镜观察下得出： 蛋白质—脂质—蛋白质 的三层结构； 5、1970年，用荧光标记技术证明：膜具有 流动 性； 6、1972年，桑格和尼克森提出： 流动镶嵌 模型。
构建生物膜的概念图
磷脂
基本 支架
磷脂双 分子层
具有流 动性
结构 特点 流动性
生物膜
主要 成分
覆盖 三种 位置 大多数分 子运动 贯穿
选择透过性 功
蛋白质
镶嵌
能
特 点
举例说明生物膜具有流动性
A、胞吞与胞吐（白细胞吞噬细菌、变形虫捕食、 草履虫取食过程中食物泡的形成以及泡肛废渣的排 除、分泌蛋白的分泌过程） B、细胞融合（受精时细胞的融合过程、细胞杂交 时的细胞融合、人－鼠细胞的杂交实验） C、变形运动（红细胞通过狭窄毛细血管的变形、 精子细胞形成精子的变形、质壁分离和复原实验、 变形虫运动时伪足的形成） D、细胞生长分裂（动物细胞分裂时细胞膜的缢裂 过程、酵母菌的出芽生殖中长出芽体）
这一观点是否正确呢？
• 如果正确，问题来了—— • 白细胞说：我都不能动了，怎么去吞噬病菌啊！ • 酵母菌说： 我要怎样才能生出小宝宝？
一、对生物膜结构的探索历程
资料一：1895年欧文顿在研究各种未受精卵细胞的透性
时，选用500多种化学物质对动物细胞膜的通 透性进行了上万次的研究，发现： 脂溶性物质易透过细胞膜，不溶于脂类的物质透过细 胞膜十分困难。
溶于脂质的物质 不溶于脂质的物质
思考与讨论:
通过这个实验，欧文顿 得出什么结论？
欧 有其他成分呢？
细胞膜
资料二：
科学家在实验中发现:生物膜会被溶解脂质 的溶剂溶解，也会被分解蛋白的酶分解 .
推论2：组成生物膜的物质中有脂质和蛋白质 20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物成熟的 红细胞中分离出来，化学分析表明：
膜的主要成分是磷脂和蛋白质
磷脂分子的结构及化学性质：
磷 亲水性 甘 疏水性 脂肪酸 油 酸
活动一：根据磷脂分子的结构特点展开你的想像力， 尝试构建磷脂分子在水—空气界面中的模型并用画图来 表示。 活动二：细胞膜内外两侧都有水溶液，那组成细 胞膜的磷脂分子是怎样排布的呢？请画图表示。
资料四： 1925年两位荷兰科学家高特和格伦德用丙酮从人 的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分 子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
结论：膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
时间：1959年
人物：罗伯特森
实验：在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。
蛋白质的电子密度 高，在电镜下显暗 色；磷脂分子的电 子密度低，显亮色。
蛋白质
磷脂 蛋白质
罗伯特森提出三明治模型假说：
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
这一观点是否正确呢？
思考与讨论:
三明治结构模型有什么缺陷？
细胞膜并不是静止不动的，而是有流 动性。
蛋白质不是均匀分布在磷脂分子两侧。
新技术带来新模型一：
37℃下40min后出 现了什么现象？说明 什么？
膜上的蛋白质具 有运动性。
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。
生物膜流动镶嵌模型
二、生物膜的流动镶嵌模型
1、组成： 主要由蛋白质和脂质组成 2、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、蛋白质分子存在形态： 有覆盖表面、镶嵌、贯穿三种 细胞膜外侧，由膜上的蛋白质与糖类 4、不对称性： 结合形成糖蛋白，叫做糖被。与保护、润滑、细胞 识别、胞间信息交流等有密切联系 5、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） 6、功能特点： 选择透过性
对生物膜结构的探索历程
1、19世纪末，欧文顿提出：膜由 脂质 组成； 2、20世纪初，化学分析得出：膜的成分是由 脂质 和 蛋白质 组成的； 3、1925年，荷兰科学家得出：脂质分子必然排列为 连续的两层 ； 4、1959年，罗伯特森在电镜观察下得出： 蛋白质—脂质—蛋白质 的三层结构； 5、1970年，用荧光标记技术证明：膜具有 流动 性； 6、1972年，桑格和尼克森提出： 流动镶嵌 模型。
构建生物膜的概念图
磷脂
基本 支架
磷脂双 分子层
具有流 动性
结构 特点 流动性
生物膜
主要 成分
覆盖 三种 位置 大多数分 子运动 贯穿
选择透过性 功
蛋白质
镶嵌
能
特 点
举例说明生物膜具有流动性
A、胞吞与胞吐（白细胞吞噬细菌、变形虫捕食、 草履虫取食过程中食物泡的形成以及泡肛废渣的排 除、分泌蛋白的分泌过程） B、细胞融合（受精时细胞的融合过程、细胞杂交 时的细胞融合、人－鼠细胞的杂交实验） C、变形运动（红细胞通过狭窄毛细血管的变形、 精子细胞形成精子的变形、质壁分离和复原实验、 变形虫运动时伪足的形成） D、细胞生长分裂（动物细胞分裂时细胞膜的缢裂 过程、酵母菌的出芽生殖中长出芽体）
这一观点是否正确呢？
• 如果正确，问题来了—— • 白细胞说：我都不能动了，怎么去吞噬病菌啊！ • 酵母菌说： 我要怎样才能生出小宝宝？
一、对生物膜结构的探索历程
资料一：1895年欧文顿在研究各种未受精卵细胞的透性
时，选用500多种化学物质对动物细胞膜的通 透性进行了上万次的研究，发现： 脂溶性物质易透过细胞膜，不溶于脂类的物质透过细 胞膜十分困难。
溶于脂质的物质 不溶于脂质的物质
思考与讨论:
通过这个实验，欧文顿 得出什么结论？