知识点-生物膜的流动镶嵌模型
课件4:4.2 生物膜的流动镶嵌模型

新的发现:
随着新技术的运用,科学家发现膜蛋白并不是全部 铺在脂质的表面,有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子 层中的。
有什么证据说明细胞膜不是静止的呢?
[资料六]
时间:1970年(探究细胞膜的结构特性) 人物:Larry Frye等 实验:将人和鼠的细胞表面的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。
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)
生物膜的特点
❖ 结构特点: 具有一定的流动性
❖ 功能特点: 具有选择透过性
课堂总结
主要 成分
结构
结构
细
模型
胞
膜
磷脂、蛋白质 (还有糖蛋白架:磷脂双分子层
例题
使用下列哪种物质处理会使细胞失去识别能力( C )
A . 核酸酶 C. 糖水解酶
B .龙胆紫 D .淀粉酶
5、磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的,体现 了膜的流动性(结构特点)
(1)磷脂分子的运动性 (2)膜蛋白的运动性
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。 3、蛋白质分子的位置:
空气
空气
水
水
结论:细胞膜中的脂质分子排列成连续的两层
P66思考与讨论 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。
亲水头部
疏水尾部
《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。
高中生物膜的流动镶嵌模型知识总结 新课标 人教版 必修1

高中生物膜的流动镶嵌模型知识总结新课标人教版必修1 (一)对生物膜结构的探索历程1.19世纪末,欧文顿提出:膜是由脂质组成的。
2.20世纪初,荷兰科学家提出:细胞膜中的脂质分子必为连续的两层。
3.1959年,罗伯特森提出生物膜的模型:蛋白质——脂质——蛋白质三层结构构成,并描述为静态结构。
4.1970年,科学家通过实验证明细胞膜具有流动性。
5.1972年,桑格和尼克森提出流动镶嵌模型。
(二)流动镶嵌模型的基本内容1.膜是由蛋白质和脂类组成的。
2.膜的基本支架:磷脂双分子层。
该支架具有流动性。
3.蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的嵌入其中间,有的横跨整个磷脂双分子层,大多数蛋白质分子是可以运动的。
4.膜的结构特点:流动性。
5.膜的功能特点:选择透过性。
本节内容包括:①对生物膜结构的探索历程②流动镶嵌模型的基本内容。
本节内容充分体现了生物体结构与功能的适应。
(1)细胞膜的成分主要是蛋白质和脂类,其中,蛋白质约占膜干重的20%~70%,脂类约占30%~80%,各种膜所含蛋白质和脂类的比例同膜的功能有密切关系,功能活动较旺盛的细胞,其蛋白质的含量高,因为膜的功能主要由蛋白质来承担,此外,细胞膜中还有10%左右的糖类,它们与蛋白质或脂类结合成糖蛋白或糖脂,分布在细胞膜的外表面,与细胞表面的识别有密切关系。
(2)构成细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,蛋白质分子覆盖在磷脂双分子层表面,或贯穿在磷脂双分子层之间,或镶嵌在磷脂双分子层当中。
(3)结构特点:组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的,这种结构特点,使细胞膜具有一定的流动性。
(4)细胞膜的功能:一是保护作用,包括支持、识别、免疫;二是控制物质进出细胞,包括吸收、分泌、排泄等。
学习本节知识,要注意用“结构与功能相适应”的观点来分析细胞膜的结构与其功能之间的关系。
【例题】根据细胞膜的化学成分和结构特点,分析下列材料并回答问题:(1)1895年,Overton在研究各类未受精卵细胞的透性时,发现脂溶性物质容易透过细胞膜,反之,则比较困难,这表明组成细胞膜的主要成分中有(2)1925年,Gorter Grendel用丙酮提取红细胞膜的类脂,它在空气一水面上展开时,这个单层分子的面积相当于原来红细胞表面积的两倍油此可以认为细胞膜由组成。
4.2 生物膜的流动镶嵌模型

▲
资料2
时 实 结 间:20世纪初 验:科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学分析 论: 膜的主要成分是蛋白质和脂质(磷脂)
资料3
时 间:1925年 科学家:荷兰科学家Gorter和Grendel 实 验:从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两倍 现 象: 得出结论: 细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层
嵌入
镶
横跨
4、在细胞膜的外表,有一层由细胞膜上的 蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白,叫做糖被。 有些多糖与磷脂分子结合形成糖脂。
糖蛋白的作用
1.有保护和 润滑作用; 2.与细胞识 别、信息交 流、免疫反 应、血型决 定等有关。
5.磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的
------体现了细胞膜的流动性
二、生物膜的流动镶嵌模型的基本内容
载体种类、数量
选择性。
流动性与选择透过性的关系 (1)区别:流动性是生物膜的结构特点, 选择透过性是生物膜的功能特性。 (2)联系:流动性是选择透过性的基础,膜只有具有流动 性,才能实现选择透过性。膜的流动性和选择透过性都是 活细胞的特性,死细胞将失去流动性和膜的选择透过性。
概念图
生物膜
结构特点
放置一段时间后发现两种颜色的荧光均匀分布
结
论: 细胞膜具有流动性
时间:1972年
人物:桑格和 尼克森
提出:
流动镶嵌模型
对生物膜结构的探索历程
时间
19世纪末
科学家
欧文顿
科学实验
假说或结论
用500多种物质对植物细胞进行 膜是由脂质组 上万次的通透性实验 成的
20世纪初
从哺乳动物红细胞中分离出细 膜的主要成分是 某科学家 脂质和蛋白质 胞膜,并分析其成分
第4章第2节 生物膜的流动镶嵌模型(笔记)

二、对生物膜结构的探索历程
1、19世纪末 1895年,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。 提出假说:膜是由脂质组成的
2、20世纪初,科学家将膜从哺乳动物的红细胞分离出 来,通过化学分析表明,膜的主要成分是脂质和蛋白质。
3、1925年荷兰科学家:用丙酮从人红细胞膜中提取脂 质,在空气-水界面上铺成单层分子,测得单分子层 的面积恰为红细胞表面积的2倍。 结论:细胞膜中的脂质分子必然排列为两层
8
6、主动运输
特点: 从低浓度到高浓度; 需要载体蛋白的协助; 需要能量(ATP)。
如:Na+ 、K+、Ca2+、Mg2+等离子通过细胞膜;葡萄 糖、氨基酸通过小肠上皮细胞。
载体具有转一性,不同的离子 需要不同的载体运输。
7、主动运输具有重要的意义: 细胞膜的主动运输是活细胞的特性,它保
证了活细胞能够按照生命活动的需要,主动选 择吸收所需的营养物质,主动排出代谢废物和 对细胞有害的物质。
特点: • 从高浓度到低浓度; • 不需要载体蛋白的协助; • 不消耗能量。 如:水、氧气、二氧化碳、
甘油、乙醇、苯等。
4、协助扩散特点、物质: 特点: ➢从高浓度到低浓度; ➢需要载体蛋白的协助; ➢不需要能量。
如:葡萄糖分子进入红细胞。
5、自由扩散和协助扩散相同点和不同点: 都自自是由由顺扩扩浓散散度不梯需(度要fre运 载e 输 体di, ,ffu都 协si不 助on需 扩)要 散能 需量要载体 协助扩散 (facilitated diffusion)
4、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。 磷脂分子组成元素:C、H、O、N、P 磷脂在空气-水界面上铺成单层分子的排列方式:
课件12:4.2 生物膜的流动镶嵌模型

含氮 磷酸 甘油
脂肪酸
1.将大量磷脂分子放入清水中,搅拌后,不可能出现的
现象是( A )
解析:依据“相似相溶”原理,磷脂分子不可能散乱地分 布在水中。
活动
根据磷脂分子的特点,以及细胞膜的内外环境, 构建细胞膜中磷脂分子的排布模型
空气
水
①单层磷脂分子在空气—— ②单层磷脂分子完全
水界面中的分布情况
膜的主要成分是 脂质和蛋白质
对排列方式的探究
1925年,两位荷兰科学家用丙酮(一种有机 溶剂,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约为红细胞表面积的2 倍。
你能推出什么结论?
脂质在细胞膜中排列为连续的两层。
磷脂分子结构特点(P66)
头部
亲水性 疏水性
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浸在水中的分布情况
细胞所处的环境是怎样的?
√A
B
C
对排列方式的探究
除脂质外,蛋白质也是细胞膜的成分。那么, 蛋白质位于细胞膜的什么位置?
1959年,罗伯特森(J.D.Robertsen)在电镜下看 到细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构。
生物膜是由“蛋白质—脂 质—蛋白质”的三层结构 构成的(三明治模型)
模型特点:
①蛋白质分子镶在磷脂双分子 层的两侧 ②生物膜是静态的结构
思考 “三明治”结构模型有什么不足?
①蛋白质并不只是在磷脂分子两侧; ②把生物膜描述为静态的结构,这显然与膜功能的 多样性相矛盾。
①蛋白质并不只是在磷脂分子两侧;
通过冰冻蚀刻电子显微法,科学家们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的。
蛋白质
第5课 生物膜的流动镶嵌模型

①侧向扩散运动;②旋转运动;③摆动运动
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。
流动镶嵌模型的基本内容
脂质、蛋白质、糖类 ①组成成分:______________________
(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 。
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
脂质分子必然排列为连续 的两层
GORTER
想一想:
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。
亲水 “头部” 疏 水 “ 尾 部 “
磷脂分子在空气-水界面 上会怎么样铺展?
亲水的“头部”不水接触, 疏水的“尾巴”远离水, 朝向空气的一面,在水空 气界面上铺展成单分子层。
空气
水
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?
水
水
水 A
水
水 B
水
水
水 C 水D
水E
生物膜的流动镶嵌模型是否已完 美无缺呢?
晶格镶嵌模型 板块镶嵌模型 ……
不断完善和发展的流动镶嵌模型
2003年度诺贝尔 化学奖授予两名研究 细胞膜的美国科学家 阿格雷和麦金农。以 表彰他们在细胞膜物 质运输的通道方面所 做的贡献。
人类对自然界的认识永无止境, 对膜的研究将更加细致入微……
概念图
膜是由脂质组成
选择何种细胞才能膜
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。
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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( B)
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( ) A 糖A蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸
蛋白质分子的位置
蛋白质
4、生物膜的结构特点:
流动性.(磷脂分子是可以运动的,具有流动性;大多 数的蛋白质分子也是可以运动的,也体现了流动性 。)
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)
磷脂分子的运动 ①侧向扩散运动;②旋转运动;③摆动运动 ④伸缩震荡运动;⑤翻转运动;⑥旋转异构 化运动。
课堂反馈
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(C )
A 细胞膜具有一定流动性
B 细胞膜是选择透过性C ຫໍສະໝຸດ 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
2、异体器官的移植手术往往很难成功。最 大的障碍就是 异体细胞间的排斥,这主要是由 于细胞膜具有识别作用。这种生理功能的结构基 础是(B)
5、一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出
来,进入该细胞的叶绿体基质内,共穿过的磷脂分
子层层数是( B )
A6 B8
C 12 D 16
知识点——生物膜的 流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容
流动镶嵌模型
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)