生物膜的流动镶嵌模型(修改后)
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第1节 生物膜的流动镶嵌模型
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。
实验三 时间：1925年
人物：荷兰科学家Gorter和Grendel
实验：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在
空气—水界面上铺成单层分子。发现展开后
的脂单层面积是红细胞的表面积的2倍 细胞膜中的磷脂是双层的 提出假说：__________________________
(6)细胞膜上的外表面有糖类与蛋白质结合形成的 糖蛋白 糖脂 __________和糖类与脂质结合的__________。
课堂练习：
1.据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物 质较容易优先通过细胞膜，这是因为（ A 细胞膜具有一定流动性
C ）பைடு நூலகம்
B 细胞膜是选择透过性
C 细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架
二、生物膜的组成、结构、功能间的关系：
1、组成成分及其在膜中的分布以及结构和功能总结：
2．生物膜的结构特点——具有一定的流动性 (1)结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的。 (2)实验验证——人鼠细胞融合实验
(3)实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、 白细胞吞噬细菌等。 (4)影响因素：主要受温度影响，适当温度范围内，随外界温 度升高，膜的流动性增强，但温度高出一定范围，则导致膜 的破坏。
说明细胞膜具有流动性的实例： 变形虫的变形运动 植物细胞的质壁分离 动物细胞吸水膨胀和失水皱缩
时间：1972年 人物：桑格和 尼克森
提出：流动镶嵌模型
糖蛋白
多糖
磷脂双分子层 蛋白质分子
流动镶嵌模型的基本内容：
1、膜的组成成分： 主要是磷脂和蛋白质，还有少量的糖类． 2、膜的基本支架: 磷脂双分子层.（其中磷脂分子 的亲水性头部 朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧） 3、蛋白质分子的位置: 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，有的横 跨整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外 的不对称性）
生物膜的流动镶嵌模型
a
a
b c A
a
b B a
b D
c
b C
c
c
自我评价：
3.上图示处于不同生理状态的三个洋葱鳞片叶表 皮细胞，请回答： 图A细胞处于何种生理状态？ 质壁分离 。 如上图是同一细胞处于不同浓度的溶液中，则A、 B细胞所处外界溶液浓度是 A > B 。 如是洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离实验中观察到 的图，先后观察到的图示顺序为 B → A → C 。 图中标号①指的物质是 外界溶液 。
二、流动镶嵌模型的基本内容
4、在细胞膜的外表， 有一层由细胞膜上的蛋白 糖蛋白的作用： 质与糖类结合形成的糖蛋 1、有保护和润滑作用， 2、还与细胞表面的识别 白，叫做糖被。有些糖类 有密切关系。 与脂质分子结合形成糖脂。 这些结构只存在与细胞膜 的外表面，也体现了膜结 构内外的不对称性。
5、磷脂分子和大多数蛋 白质是可以运动的，体现 了膜的结构特点：具有一 定的流动性
1970年，费雷和埃迪登的人-鼠细胞融合实验 免疫荧光技术
人 细 胞
鼠 细 胞
红色荧 光染料 标记的 膜蛋白 诱导
融合 绿色荧光 染料标记 的膜蛋白
杂交细胞 37℃
40分钟后
结论：膜上的蛋白质分子能够运动 同时证明磷脂分子也可以运动
细胞膜结构特点：： 具有一定的流动性
在新的观察和实验证据基础上，1972年桑格 （S.J.Singer）和尼克森（G.Nicolson）提出 生物膜的流动镶嵌模型，这种模型被大多数人 所接受。
静态“蛋白质—脂质—蛋白质”三层结 构这个观点引起了许多科学家的质疑， “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，无法 解释比如变形虫的变形运动，植物质壁分离 以及复原、细胞生长和分裂等过程中膜的变 化这些现象。
生物膜的流动镶嵌模型
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 20世冰纪冻6浊0年刻代电子膜显蚀微刻实实验验 六 1970年 膜融合实验 七 1972年 流动镶嵌模型
实验二 膜成分实验
时间：20世纪初 实验：科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中 1925年
人物： 荷兰科学家
Gorter和Grendel
实验：
磷脂
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
实验三 膜面积实验
磷脂分子
亲水头部
疏水尾部
磷脂是单一层种由磷甘脂油分，子脂在肪空酸气和—磷酸水所界组面成上的是分子 如何排布的呢？
实验三 膜面积实验 单层磷脂分子在空气—水界面上是如何
实验六 膜融合实验
时间：1970年 实验：
红色荧光染料标记 人细胞表面蛋白质
细胞融合
37℃ 40min
绿色荧光染料标记
鼠细胞表面蛋白质
结论： 细胞膜具有一定的流动性
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 20世冰纪冻6浊0年刻代电子膜显蚀微刻实实验验 六 1970年 膜融合实验 七 1972年 流动镶嵌模型
糖蛋白 在细胞膜的外表，糖类与蛋白质结合
而成糖蛋白，叫做糖被
糖脂 作用：润滑、保护和识别 膜的结构特点： 具有一定的流动性
膜的功能特性： 选择透过性
课堂反馈
C 1.下列最能正确表示细胞膜结构的是（ ）
A
B
C
D
2、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等
C 物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（
实验二 膜成分实验
时间：20世纪初 实验：科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中 1925年
人物： 荷兰科学家
Gorter和Grendel
实验：
磷脂
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
实验三 膜面积实验
磷脂分子
亲水头部
疏水尾部
磷脂是单一层种由磷甘脂油分，子脂在肪空酸气和—磷酸水所界组面成上的是分子 如何排布的呢？
实验三 膜面积实验 单层磷脂分子在空气—水界面上是如何
实验六 膜融合实验
时间：1970年 实验：
红色荧光染料标记 人细胞表面蛋白质
细胞融合
37℃ 40min
绿色荧光染料标记
鼠细胞表面蛋白质
结论： 细胞膜具有一定的流动性
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 20世冰纪冻6浊0年刻代电子膜显蚀微刻实实验验 六 1970年 膜融合实验 七 1972年 流动镶嵌模型
糖蛋白 在细胞膜的外表，糖类与蛋白质结合
而成糖蛋白，叫做糖被
糖脂 作用：润滑、保护和识别 膜的结构特点： 具有一定的流动性
膜的功能特性： 选择透过性
课堂反馈
C 1.下列最能正确表示细胞膜结构的是（ ）
A
B
C
D
2、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等
C 物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（
4.2生物膜的流动镶嵌模型
7/23
空气 水
绘图活动2：如果将水——空气界面上磷脂分子 压入水中，磷脂分子在水中如何分布？
9/23
尝试细胞画出膜中的 磷脂分子的排布模型
10/23
时间：1959年 人物：罗伯特森（J.D.Robertsen） 实验：在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层 结构。
提出假说：生物膜是由“蛋白质—脂 质—蛋白质”的三层结构 11/23 构成的静态统一结构
历史事件
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
历史结论
膜是由脂质组成的 膜中含脂质和蛋白质
脂质双层结构
电镜下膜呈“暗—亮—暗” 蛋白质—脂质—蛋白质 三层结构 人、鼠细胞融合实验。 膜具流动性
1972，桑格 新的观察和实验证据的基础 和尼克森 上，提出分子结构模型。
时间：1970年 实验：将人和鼠的细胞表面膜蛋白分别用不同的荧光标记后， 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荧光抗体均匀分布 提出假说： 细胞膜具有流动性（膜的结构特点）
12/23
列表总结：生物膜结构的探究历程
时间和人物 19世纪末 欧文顿
20世纪初 1925年， 两位荷兰 科学家 1959年， 罗伯特森 1970年
第四章 第二节
生物膜的流动镶嵌模型
1/23
一、生物膜结构的探究历程
时间和人物 实验内容 结论
时间：19世纪末（1895年） 实验：欧文顿(E.Overton)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：细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：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膜。
空气 水
绘图活动2：如果将水——空气界面上磷脂分子 压入水中，磷脂分子在水中如何分布？
9/23
尝试细胞画出膜中的 磷脂分子的排布模型
10/23
时间：1959年 人物：罗伯特森（J.D.Robertsen） 实验：在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层 结构。
提出假说：生物膜是由“蛋白质—脂 质—蛋白质”的三层结构 11/23 构成的静态统一结构
历史事件
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
历史结论
膜是由脂质组成的 膜中含脂质和蛋白质
脂质双层结构
电镜下膜呈“暗—亮—暗” 蛋白质—脂质—蛋白质 三层结构 人、鼠细胞融合实验。 膜具流动性
1972，桑格 新的观察和实验证据的基础 和尼克森 上，提出分子结构模型。
时间：1970年 实验：将人和鼠的细胞表面膜蛋白分别用不同的荧光标记后， 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荧光抗体均匀分布 提出假说： 细胞膜具有流动性（膜的结构特点）
12/23
列表总结：生物膜结构的探究历程
时间和人物 19世纪末 欧文顿
20世纪初 1925年， 两位荷兰 科学家 1959年， 罗伯特森 1970年
第四章 第二节
生物膜的流动镶嵌模型
1/23
一、生物膜结构的探究历程
时间和人物 实验内容 结论
时间：19世纪末（1895年） 实验：欧文顿(E.Overton)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：细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：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膜。
生物膜的流动镶嵌模型
达标练习 4.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 ） 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
第二节 生物膜的流动镶嵌模型
（细胞膜的结构）
一、对生物膜结构的探索历程
资料一：
时间：19世纪末 1895年
人物：欧文顿（E.Overton）
实验：用500多种物质对植物细胞进行上
万次的通透性实验，发现溶于脂质的物
质更容易通过细胞膜。
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
40分钟后
370C
实验现象: 膜上的蛋白质能运动
鼠细胞
实验结论: 细胞膜具有流动性
资料六 • 时间：1972年 • 人物：桑格和 尼克森 • 提出：流动镶嵌模型
二、流动镶嵌模型的主要内容：
1．磷脂双分子层构成膜的基本支架。 2．蛋白质分子有的镶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 于整个磷脂双分子层。 3．磷脂分子和蛋白质分子大都不是静止不动的, 而是具有一定的流动性。
ˉ
+
ˉ
O C=O CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
O C=O
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分
4.2生物膜的流动镶嵌模型
背景知识：
蛋白质分子是水溶性的，蛋白质分子在整体 上表现为亲水性，而有些蛋白质有疏水性部位。
磷脂分子有亲水性头部和疏水性尾部，而且排 列为双分子层，那么蛋白质分子在磷脂双分子层中 是如何排列的呢？
蛋白质位于细胞膜的什么位置？
1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗 的三层结构。
提出假说：生物膜是由“蛋白质—脂 质—蛋白质 ”的三层结构构成的静态统一结构。这种结构又称 为三明治结构模型。
4.生物膜的功能特性：选择透过性 (1)选择透过性的含义：水分子自由通过， 一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、 小分子和大分子则不能通过。 (2)原因：
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）
1．在水溶液中，磷脂分子不能单层存在的，会 自发形成双分子层(在其他溶液中可能成单层存 在）。 2．磷脂双分子层有屏障作用，使膜两侧的水溶 性物质不能自由通过，这对细胞的正常结构和功 能的保持是十分重要的。 3．和磷脂双分子层结合在一起的蛋白质是细胞 膜功能的主要执行者。 4．细胞对大分子物质摄入或排出时所进行的胞 吞与胞吐方式须依赖细胞膜的流动性方可完成。 胞吞与胞吐过程中，不曾跨越生物膜。(跨膜 层数为0层)
生命系统的边界
塑料袋
控制物质的进出
具有一定的伸缩性
普通布
功更用 能适哪 于种 体材 现料 细作 胞细 膜胞 的膜
弹力布
结 构
功能
生命系统的 控制物质的 具有一定的 边界 进 具有
－
具有 具有
－
－
具有
弹力布
一、对生物膜结构的探索历程
资料1. 19世纪末，欧文顿用500多种化学 物质对植物细胞进行了上万次的通透性 实验，发现脂质更容易通过细胞膜。
生物膜的流动镶嵌模型
1959年，罗伯特森（J.D.Robertsen）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，即蛋白质-脂质-蛋白质的结构，提出所谓 “单位膜”模型。把生物膜描述为静态的统一结构。
单位膜模型
思考讨论二：
单位膜模型可以解释以上现象 吗？这种结构与它的功能相适 应吗？细胞膜是不是静止不动 的呢？细胞膜的流动性从微观 上如何体现的呢？
生物膜都由蛋白质－脂质－蛋白质 三层结构； 1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出
细胞膜具有 流动性 ； 1972年，桑格和尼克森提出了 流动镶嵌模型 。
思考：从科学家探索生物膜的历程，你能得到 什么启示？
课内反馈
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
人细胞
杂交细胞
荧光标记 蛋白质
细胞 融合
40分钟后
370C
鼠细胞
资料：七
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。
思考讨论三：
细胞是失水还是吸水？
H2O
思考讨论四：
问题1：请你谈谈流动镶嵌模型的基本 内容是什么?
问题2：生物膜结构内外是否对称？
思考讨论五：
①生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺 了呢？
生物膜的流动镶嵌模型
一、对生物膜组分的探索
资料一： 20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细 胞中分离出来，发现细胞膜会被蛋白酶（能专 一地分解蛋白质的物质）分解。
问题：你能推测细胞膜的成分中含有 蛋白质？
资料二
时间：1895年 人物：欧文顿（E.Overton） 实验：曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行
单位膜模型
思考讨论二：
单位膜模型可以解释以上现象 吗？这种结构与它的功能相适 应吗？细胞膜是不是静止不动 的呢？细胞膜的流动性从微观 上如何体现的呢？
生物膜都由蛋白质－脂质－蛋白质 三层结构； 1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出
细胞膜具有 流动性 ； 1972年，桑格和尼克森提出了 流动镶嵌模型 。
思考：从科学家探索生物膜的历程，你能得到 什么启示？
课内反馈
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
人细胞
杂交细胞
荧光标记 蛋白质
细胞 融合
40分钟后
370C
鼠细胞
资料：七
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。
思考讨论三：
细胞是失水还是吸水？
H2O
思考讨论四：
问题1：请你谈谈流动镶嵌模型的基本 内容是什么?
问题2：生物膜结构内外是否对称？
思考讨论五：
①生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺 了呢？
生物膜的流动镶嵌模型
一、对生物膜组分的探索
资料一： 20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细 胞中分离出来，发现细胞膜会被蛋白酶（能专 一地分解蛋白质的物质）分解。
问题：你能推测细胞膜的成分中含有 蛋白质？
资料二
时间：1895年 人物：欧文顿（E.Overton） 实验：曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行
生物膜的流动镶嵌模型课件
选择透过性是生物 膜进行物质交换、 能量转换和信息传 递的基础
对称性和不对称性
对称性：生物膜具有对称性即膜两侧的组成和结构相同 不对称性：生物膜具有不对称性即膜两侧的组成和结构不同 原因：生物膜的不对称性是由于膜上的蛋白质和脂质分布不均匀 功能：生物膜的不对称性对于膜的功能具有重要意义如信号传递、物质运输等
研究生物膜与细 胞分化的关系为 再生医学提供新 方法
感谢观看
汇报人：
流动镶嵌模型的意义和价值
验证了生物膜的流动性和镶嵌性 揭示了生物膜的结构和功能 推动了生物膜研究的发展 对生物医学、生物技术等领域具有重要意义
对生物膜研究的未来展望
深入研究生物膜 的流动镶嵌模型 揭示其结构和功 能
探索生物膜与细 胞信号传导的关 系为疾病治疗提 供新思路
研究生物膜与细 胞代谢的关系为 药物研发提供新 方向
糖类分子在生物膜中起到结构 支撑和信息传递的作用
糖类分子与蛋白质和脂质共同 构成生物膜
03
生物膜的结构
流动镶嵌模型的基本结构
磷脂双分子层：构成生物膜的基本结构具有流动性 蛋白质分子：镶嵌在磷脂双分子层中具有多样性和功能特异性 糖分子：分布在磷脂双分子层表面参与细胞识别和信号传导 膜骨架：维持生物膜的形状和稳定性与细胞运动和信号传导有关
信息传递
生物膜是细胞与 外界环境进行物 质交换和信息传 递的重要结构
生物膜上的受体 和通道蛋白可以 识别和传递信号 分子
生物膜上的受体 和通道蛋白可以 调节细胞的生理 活动
生物膜上的受体 和通道蛋白可以 参与细胞的信号 转导和基因表达
能量转换
生物膜是细胞能量的主要来源
生物膜通过光合作用、呼吸作 用等过程进行能量转换
单击此处添加副标题
生物膜的流动镶嵌模型修改
红细胞中分离出来;化学分析表明;它们的主要成分 是 脂质和蛋; 白质
脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢
资料3
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;
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;
膜中脂质分子排列为排列连续两层
蛋白质位于脂双层的什么位置呢 资料4 1959年罗伯特森在电镜下看到细胞膜如下结构：
暗——亮——暗
提出：膜由 蛋白质—脂质—蛋白质 三层结构构成;
提出的三明治结构模型
10
静态的蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模式图
11
模型的不足之处：
1 静态结构 2 把蛋白质在膜中的分布认为是:均匀分布在脂双层的两侧
2 下列哪一种膜结构能通过生物大分子
A 细胞膜 C 线粒体膜
B 核膜 C 叶绿体膜
课堂练习
3 变形虫的任何部位都能伸出伪足;人体某些白细 胞能吞噬病菌;这些生理过程的完成都依赖于细胞 膜的
A 保护作用
B 一定的流动性
C 主动运输
D 选择透过性
4 细胞膜上与细胞识别 免疫反应 信息传 递和血型决定有着密切关系的化学物质是
一 对生物膜结构的探索历程
资料1
1895年欧文顿Overton用500多种物质对植物细胞的通透 性做实验发现：凡是脂溶性物质容易透过细胞膜;不溶于脂类 的物质透过细胞膜十分困难;
膜是由脂质组成的 相似相溶
思考与讨论
非脂溶性物质
脂溶性物质
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
脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢
资料3
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;
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;
膜中脂质分子排列为排列连续两层
蛋白质位于脂双层的什么位置呢 资料4 1959年罗伯特森在电镜下看到细胞膜如下结构：
暗——亮——暗
提出：膜由 蛋白质—脂质—蛋白质 三层结构构成;
提出的三明治结构模型
10
静态的蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模式图
11
模型的不足之处：
1 静态结构 2 把蛋白质在膜中的分布认为是:均匀分布在脂双层的两侧
2 下列哪一种膜结构能通过生物大分子
A 细胞膜 C 线粒体膜
B 核膜 C 叶绿体膜
课堂练习
3 变形虫的任何部位都能伸出伪足;人体某些白细 胞能吞噬病菌;这些生理过程的完成都依赖于细胞 膜的
A 保护作用
B 一定的流动性
C 主动运输
D 选择透过性
4 细胞膜上与细胞识别 免疫反应 信息传 递和血型决定有着密切关系的化学物质是
一 对生物膜结构的探索历程
资料1
1895年欧文顿Overton用500多种物质对植物细胞的通透 性做实验发现：凡是脂溶性物质容易透过细胞膜;不溶于脂类 的物质透过细胞膜十分困难;
膜是由脂质组成的 相似相溶
思考与讨论
非脂溶性物质
脂溶性物质
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
生物膜的流动镶嵌模型课件
人细胞
荧光标记 诱导 膜蛋白 融合
40分钟后
370C
结论：细胞膜具有一定的流动性
鼠细胞
12
6.新技术带来新模型（二）
资料6： 时间：1972年 人物：桑格和尼克森 假说：流动镶嵌模型
二、流动镶嵌模型的基本内容
①组成成分： 磷脂 蛋白质 糖类 ②基本支架： 磷脂双分子层 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 ⑤功能特点： 选择透过性
资料4.冰冻蚀刻电子显微法 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 蛋白质覆盖、镶嵌、贯穿在磷脂双分子层中。
10
变形虫的运动
11
5.新技术带来新模型
资料5：人-鼠细胞融合实验 时间：1970年 人物：费雷和埃迪登等 实验：将人和鼠的细胞膜蛋白质用不同荧光染料标记后融合
非脂溶性物 质
脂溶性物质
实验：用500多种物质对 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 通透性是不一样的：溶 于脂质的物质比不溶于脂 质的物质更容易通过细胞 膜。
白质 资料2
但会科脂被学溶质家解分在脂子实质验与的中物蛋发质白现溶质：解细在，胞也膜膜会中不被如 蛋白何酶(排能专列一地分解蛋白质的物质)
1
对生物膜结构的探索历程
2 流动镶嵌模型的基本内容
1
一、对生物膜结构的探索历程
从物质跨莫运输的实例知道，生物膜对 物质的进出是有选择性的。为什么生物膜 能控制物质进出细胞？这与生物膜结构有 什么关系？
2
1、对生物膜成分的探索——脂质
资料1
时间：19世纪末 1895年 人物：欧文顿(E.Overton）
细胞融合的实验表明了组成细胞膜的__蛋___白__质___分子是可 以运动的，由此也证明了细胞膜具有__流__动__性____的特点。17
荧光标记 诱导 膜蛋白 融合
40分钟后
370C
结论：细胞膜具有一定的流动性
鼠细胞
12
6.新技术带来新模型（二）
资料6： 时间：1972年 人物：桑格和尼克森 假说：流动镶嵌模型
二、流动镶嵌模型的基本内容
①组成成分： 磷脂 蛋白质 糖类 ②基本支架： 磷脂双分子层 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 ⑤功能特点： 选择透过性
资料4.冰冻蚀刻电子显微法 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 蛋白质覆盖、镶嵌、贯穿在磷脂双分子层中。
10
变形虫的运动
11
5.新技术带来新模型
资料5：人-鼠细胞融合实验 时间：1970年 人物：费雷和埃迪登等 实验：将人和鼠的细胞膜蛋白质用不同荧光染料标记后融合
非脂溶性物 质
脂溶性物质
实验：用500多种物质对 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 通透性是不一样的：溶 于脂质的物质比不溶于脂 质的物质更容易通过细胞 膜。
白质 资料2
但会科脂被学溶质家解分在脂子实质验与的中物蛋发质白现溶质：解细在，胞也膜膜会中不被如 蛋白何酶(排能专列一地分解蛋白质的物质)
1
对生物膜结构的探索历程
2 流动镶嵌模型的基本内容
1
一、对生物膜结构的探索历程
从物质跨莫运输的实例知道，生物膜对 物质的进出是有选择性的。为什么生物膜 能控制物质进出细胞？这与生物膜结构有 什么关系？
2
1、对生物膜成分的探索——脂质
资料1
时间：19世纪末 1895年 人物：欧文顿(E.Overton）
细胞融合的实验表明了组成细胞膜的__蛋___白__质___分子是可 以运动的，由此也证明了细胞膜具有__流__动__性____的特点。17
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糖蛋白
磷脂双分子层 蛋白质分子
1、组成成分： 脂质、蛋白质、糖类（少量） 2、结构： 磷脂双分子层构成膜的基本支架 蛋白质分子有的镶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，有的横跨整个磷 脂双分子层。 3、结构特点： 具有一定的流动性
1895 年 1959 年 膜是由脂质 “三明治” 质组成的 结构模型
在提出假说后，还有必要对膜的成分进 行提取、分离和鉴定吗？
20世纪初，科学家第一次将细胞膜从哺乳 动物成熟的红细胞中分离出来。 化学分析表明： 膜的主要成分是脂质和蛋白质。
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。
利用你已知的知识推理和想象。 画出磷脂分子在空气－水界面上 单分子层排布的情况
磷脂分子的运动方式
侧向扩散运动
旋转运动
摆动运动
伸缩震荡运动
翻转运动
旋转异构化运动
科学家发现膜蛋白并不是全部平铺在脂质 表面，有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中
镶在磷脂双 分子层表面
部分嵌入磷 脂双分子层
完全嵌入磷脂 双分子层 横跨磷脂双 分子层
1972年
桑格和尼克森
生物膜的流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容
生物膜的流动镶嵌模型
是谁,隔开了原始海洋的动荡, 是谁,为我日夜守边防, 是谁,为我传信报安康。 没有你,我——一个小小的细 胞 会是何等模样?
19世纪末 欧文顿
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
欧文顿提出的假说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呢？
Байду номын сангаас
资料二
时间：1925年 人物：荷兰科学家Gorter和Grendel 实验：用丙酮从人成熟的红细胞膜中提取脂 质，在空气－水界面上铺展成单层 分子，测得单分子层的面积恰为红 细胞表面积的2倍。 结论：细胞膜中的磷脂分子必然排列成连续 的两层
磷脂分子在细胞膜上的排列情况
电 子 显 微 镜
资料三
时间：1959年 人物：罗伯特森（J.D.Robertsen） 实验：在电镜下看到细胞膜“暗—亮—暗”的三层 结构
蛋白质
两层暗层 一层亮层
提出假说：
生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质” 的三层结构构成的静态统一结构
资料四 时间：1970年
人物：Larry Frye等
实验：用红、绿色荧光的染料分别标记人和小鼠细胞 表面的蛋白质分子，将两种细胞融合，融合的细胞一半发 绿色荧光、另一半发红色荧光，在37oc下经过40min，两 种颜色的荧光均匀分布
等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（
A 细胞膜具有一定流动性 B 细胞膜是选择透过性 C 细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架 D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子
）
3.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递
和血型决定有着密切关系的化学物质是（ A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸
）
4.变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某
20 世纪初 1970 年 膜的主要成分 细胞膜具 是脂质和蛋白 质 有流动性
1925 年 1972 年 细胞膜中的 流动镶嵌 磷脂分子必然 排列成连续的 模型 两层
概念图
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
课堂练习
1.据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素 D
些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成 都依赖于细胞膜的（ ）
A 保护作用 C 主动运输 B 一定的流动性 D 选择透过性
磷脂双分子层 蛋白质分子
1、组成成分： 脂质、蛋白质、糖类（少量） 2、结构： 磷脂双分子层构成膜的基本支架 蛋白质分子有的镶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，有的横跨整个磷 脂双分子层。 3、结构特点： 具有一定的流动性
1895 年 1959 年 膜是由脂质 “三明治” 质组成的 结构模型
在提出假说后，还有必要对膜的成分进 行提取、分离和鉴定吗？
20世纪初，科学家第一次将细胞膜从哺乳 动物成熟的红细胞中分离出来。 化学分析表明： 膜的主要成分是脂质和蛋白质。
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。
利用你已知的知识推理和想象。 画出磷脂分子在空气－水界面上 单分子层排布的情况
磷脂分子的运动方式
侧向扩散运动
旋转运动
摆动运动
伸缩震荡运动
翻转运动
旋转异构化运动
科学家发现膜蛋白并不是全部平铺在脂质 表面，有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中
镶在磷脂双 分子层表面
部分嵌入磷 脂双分子层
完全嵌入磷脂 双分子层 横跨磷脂双 分子层
1972年
桑格和尼克森
生物膜的流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容
生物膜的流动镶嵌模型
是谁,隔开了原始海洋的动荡, 是谁,为我日夜守边防, 是谁,为我传信报安康。 没有你,我——一个小小的细 胞 会是何等模样?
19世纪末 欧文顿
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
欧文顿提出的假说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呢？
Байду номын сангаас
资料二
时间：1925年 人物：荷兰科学家Gorter和Grendel 实验：用丙酮从人成熟的红细胞膜中提取脂 质，在空气－水界面上铺展成单层 分子，测得单分子层的面积恰为红 细胞表面积的2倍。 结论：细胞膜中的磷脂分子必然排列成连续 的两层
磷脂分子在细胞膜上的排列情况
电 子 显 微 镜
资料三
时间：1959年 人物：罗伯特森（J.D.Robertsen） 实验：在电镜下看到细胞膜“暗—亮—暗”的三层 结构
蛋白质
两层暗层 一层亮层
提出假说：
生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质” 的三层结构构成的静态统一结构
资料四 时间：1970年
人物：Larry Frye等
实验：用红、绿色荧光的染料分别标记人和小鼠细胞 表面的蛋白质分子，将两种细胞融合，融合的细胞一半发 绿色荧光、另一半发红色荧光，在37oc下经过40min，两 种颜色的荧光均匀分布
等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（
A 细胞膜具有一定流动性 B 细胞膜是选择透过性 C 细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架 D 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子
）
3.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递
和血型决定有着密切关系的化学物质是（ A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸
）
4.变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某
20 世纪初 1970 年 膜的主要成分 细胞膜具 是脂质和蛋白 质 有流动性
1925 年 1972 年 细胞膜中的 流动镶嵌 磷脂分子必然 排列成连续的 模型 两层
概念图
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
课堂练习
1.据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素 D
些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成 都依赖于细胞膜的（ ）
A 保护作用 C 主动运输 B 一定的流动性 D 选择透过性