高一生物《生物膜的流动镶嵌模型》知识点
【个人珍藏版】高中人教版生物必修1学生笔记：4.2 生物膜的流动镶嵌模型
§4.2 生物膜的流动镶嵌模型
⏹ 4.2.1 对生物膜结构的探索历程
1)（19世纪末）凡是可以溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入
细胞⇒膜由脂质构成。
2)（20世纪初）从红细胞中分离得到膜，分析⇒膜的主要成分是脂质和蛋白质
3)（1925年）单分子层脂质（磷脂）的面积为红细胞表面积的2倍⇒细胞中的磷脂排列
成两层。
说明：磷脂分子可分为疏水性的尾部和亲水性的头部。
4)提出问题：蛋白质和脂质的位置关系如何？（20世纪40年代）推测脂质两边各覆盖着
蛋白质；（1959年）电镜下观察到细胞膜有暗－明－暗三层结构⇒生物膜是由蛋白质－脂质－蛋白质三层结构构成。
5)静态的细胞模型如何解释细胞的生长等变化？（1970年）荧光标记的人鼠细胞融合实
验说明了细胞膜具有流动性。
6)提出新的模型：现在人们普遍接受的细胞膜结构模型是流动镶嵌模型。
⏹ 4.2.2 流动镶嵌模型的基本内容
✧磷脂双分子层构成膜的基本支架，具有流动性
✧蛋白质分子镶嵌或贯穿磷脂双分子层，大多数蛋白质分子可以运动
注：膜的功能主要取决于膜上蛋白质的种类和数量。
✧细胞膜上的一些蛋白和糖类结合形成糖蛋白，叫做糖被，糖蛋白具有润滑、保护和细胞
表面的识别作用。
细胞膜表面还含有糖类和脂质分子结合成的糖脂
1111
注意：膜的结构具有不对称性，细胞膜上的糖蛋白只朝向细胞外，细胞器膜上的糖蛋白只朝向细胞器内。
高中生物必修一第四章第二节生物膜的流动镶嵌型模型
第二节生物膜的流动镶嵌型模型1、对生物膜结构的探索历程【习题一】对生物膜结构的探索经历了漫长的历程，下列结论（假说）错误是（）A．脂溶性物质更易通过细胞膜说明细胞膜是由脂质组成B．提取哺乳动物成熟红细胞的脂质铺展成的单分子层是红细胞表面积2倍，说明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的暗-亮-暗三层结构，罗伯特森认为生物膜由脂质-蛋白质-脂质三层构成D．人鼠细胞杂交实验证明细胞膜具有流动性【分析】1、生物膜的流动镶嵌模型（1）蛋白质在脂双层中的分布是不对称和不均匀的．（2）膜结构具有流动性．膜的结构成分不是静止的，而是动态的，生物膜是流动的脂质双分子层与镶嵌着的球蛋白按二维排列组成．（3）膜的功能是由蛋白与蛋白、蛋白与脂质、脂质与脂质之间复杂的相互作用实现的．2、细胞膜的成分：脂质、蛋白质和少量的糖类．磷脂构成了细胞膜的基本骨架．【解答】解：A、根据相似相融的原理，脂溶性物质更易通过的细胞膜说明细胞膜是由脂质组成，A正确；B、哺乳动物成熟红细胞膜结构中只有一层细胞膜，脂质铺展成的单分子层是红细胞表面积2倍，说明膜中的脂质分子排列为连续的两层，B正确；C、电镜下细胞膜呈清晰的暗-亮-暗三层结构，罗伯特森认为生物膜由蛋白质-脂质-蛋白质三层构成，C错误；D、人鼠细胞杂交实验证明细胞膜具有流动性，D正确。
故选：C。
2、流动镶嵌模型的基本内容①基本支架→磷脂双分子层磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的嵌在磷脂分子的表层（细胞膜具有流动性）②蛋白质嵌入磷脂分子层贯穿于磷脂分子层③在细胞膜的外表面，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。
它与细胞的识别、保护、免疫等密切相关。
除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类与脂质分子结合成的糖脂。
④细胞膜的功能特性：选择透过性；细胞膜的结构特性：具有流动性。
⑤消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑的作用。
【习题二】如图是质膜的流动镶嵌模型，①〜④表示构成质膜的物质，下列叙述错误的是（）A．①位于质膜的外表面，在细胞识别过程中起重要作用B．②的尾部和③一起存在于脂双层的内部C．②和④是可以移动的，且④更容秘移动D．②和④都存水溶性部分和脂溶性部分【分析】细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，还有少量的糖类。
生物膜的流动镶嵌模型
人细胞
荧光标记 膜蛋白
诱导 融合
鼠细胞 结论：细胞膜具有一定的流动性
40分钟后 370C
揭示了细胞膜结构中的蛋白颗粒。
[讨论]实验的现象是什么?——实验表明蛋白质并不是全部平铺在脂质的表面，有的蛋白质是镶嵌在 脂质双分子层中的。
蛋白质颗粒
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、横跨在磷脂双分子层中。
[资料五]免疫荧光技术细胞融合实验
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
提出假说： 膜是由脂质 组成的
(2)验证假说——膜是由脂质组成的
[资料二] 细胞膜提取分离和成分分析 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分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的溶剂溶解，也 会被蛋白酶分解。
问题：细胞膜是由哪些化学成分构成的? 膜的主要成分是脂质和蛋白质。
20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由
和
1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都由 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
1972年，脂桑质格和 蛋提白出质了
。
蛋白质－脂质－蛋白质
脂质 组成；
；
三层结
流动性 尼克森
流动镶嵌模型
两层暗层（蛋白质） 一层明层（脂质）
3、大多数的蛋白质分子也是可以运动的。（也体现了膜的流动性）
高一生物 生物膜的流动镶嵌模型
E. Overton 1895 发现凡是溶 于脂肪的物质很容易透过植 物的细胞膜，而不溶于脂肪 的物质不易透过细胞膜，因 此推测细胞膜由连续的脂类 物质组成
水溶性物质难以通过质膜
欧文顿的推论是否正确呢? 细胞中除含有脂质外,还有没 有其他成分呢?
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,化学分析表明:膜的主要成 分是脂质和蛋白质
【解析】由于细胞膜的识别功能，通常只有同种的细胞才能相互融合。 酶具有专一性分解物质的特性，能被蛋白酶分解;说明细胞膜中有蛋白质 成分;细胞膜能被溶解脂质物质的溶剂分解，说明细胞膜中有脂质成分。 【答案】（1）细胞识别 （2）磷脂分子在细胞膜上的分布状况为双层排列 （3）组成细胞膜的物质中有脂质和蛋白质分子
2.磷脂双分子层具有流动性
3.蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双 分子层表面,有的部分或全部嵌入 其中,有的横跨整个双分子层
思考与讨论
1.在建立生物膜模型的过程 中,实验技术的进步起到怎样 的作用?
2.在建立生物模型的过程 中,结构与功能相适应的观 点是如何得到体现的?
1.下列最易通过细胞膜的物质是（ A、淀粉 B、脂肪酸 C、糖类
普通高中课程标准实验教 科书生物必修
分子与细胞
人民教育出版社
第4章 细胞的物质输 入和输出
第2节 生物膜的流动镶 嵌模型Leabharlann 复习旧知识(细胞膜的组成)
脂质
约占细胞膜总量的50%(磷脂最丰 富)
约占 40%( 构成细胞膜的重要成分 , 蛋白质 是膜执行各种功能的物质基础)
糖类 占2%~10%
● 细胞膜很薄,是细胞这个生命
那么,脂质和蛋白质是怎 样形成膜的呢?
1925 ,两位荷兰科学家E. Gorter & F. Grendel 用有机溶剂提取了人类红细 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，因而推测细胞膜由双层脂分 子组成
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
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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
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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
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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
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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
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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
高中生物必修一--生物膜流动镶嵌模型
⑶科学研究需要理性思维和实验结合，需要在实验和观察 的基础上，通过严谨的推理和大胆的想象，提出假说，再 通过实验进一步地去验证。
⑷科学研究的过程是一个不断开拓，继承，修正和发展的 过程。
⑸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。
思考
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不可能完美无缺。
2.纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技 术的进步所起到怎样的作用？ 实验技术的进步起到了关键性的推动作用。
高中生物必修一--生物膜流动镶嵌模型
3.分析生物膜模型的建立和完善过程，你受到哪些启 示？
⑴科学发现是很多位科学家共同参与，共同努力的结果。
提出： 流动镶嵌模型
高中生物必修一--生物膜流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容：
1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。 2、蛋白质分子或镶嵌，或全部，部分嵌入，或横跨磷 脂双分子层。 3、生物膜具有一定的流动性。
4、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。
5、除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结 合而成的糖脂。
高中生物必修一--生物膜流动镶嵌模型
1.最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对 现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？ 从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。
2.在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行 提取、分离和鉴定吗？ 有必要，通过鉴定能更准确地说明问题 3.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离 和鉴定呢？ 当时的技术不能实现
高中生物必修一--生物膜流动镶嵌模型
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,化学分析表明:膜的主 要成分是脂质和蛋白质.
4.2生物膜的流动镶嵌模型(共46张PPT)
1、细胞膜主要由流动的磷脂双分子层和镶嵌 在其中的蛋白质组成。还有少量的多糖。
2、磷脂分子以疏水性尾部相对朝向膜的内 侧，亲水性头部朝向膜的外侧，组成生物 膜的基本骨架；
3、蛋白质或镶在脂双层的表面，或嵌入 在其内部，或横跨整个磷脂双分子层，表 现出分布的不对称性。
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
膜是由脂质组 成的
1925年
两位荷兰 科学家
从细胞膜中提取脂质，铺成单 层分子，面积是细胞膜的2倍
细胞膜中脂质 为连续的两层
在电镜下看到细胞膜由“蛋白 1959年 罗伯特森 质—脂质—蛋白质”的三层结
生物膜为三层 静态统一结构
构构成
1970年
弗雷和埃 分别用绿色和红色荧光染料标
迪登
记两种细胞的蛋白质，并将两
第二节 生物膜的流动镶嵌模型
从生理功能入手的科学探究
19世纪末，欧文顿在研究各种植物细
胞的通透性实验
不溶于脂质 的物质
溶于脂质 的物质
细胞膜
从实验现象能推测出什么结论呢？
膜是由脂质组成 依据？
思考与讨论: •最初认识到生物膜是由脂质组成 的，是通过对实验现象的推理分析 还是通过膜成分的提取和鉴定？
答:支持
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”
想一想：
磷脂分子在空
亲水的“头部”与水接气触-水，界疏面上
水的“尾巴”远离水，会朝怎向么空样铺展？
气的一面，在空气-水界面上铺
新编人教版高中生物必修1 第四章 细胞的物质输入和输出 生物膜的流动镶嵌模型知识点归纳
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第二节生物膜的流动镶嵌模型
一、对生物膜结构的探索历程
膜是由脂质组成的。
膜的主要成分是脂质和蛋白质。
磷酸头部亲水，脂肪酸尾部疏水。
罗伯特森→暗亮暗→蛋白质—脂质—蛋白质→静态统一结构
桑格和尼克森提出流动镶嵌模型。
细胞膜具有流动性。
二、流动镶嵌模型的基本内容
▲磷脂双分子层构成了膜的基本支架
▲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
▲磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动。
轻油般的流体，具有流动性。
细胞膜的外表有一层糖蛋白（糖被）。
细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的糖脂。
组成：由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成。
作用：细胞识别、免疫反应、血型鉴定、保护润滑等。
....。
生物膜的流动镶嵌模型
生物膜的流动镶嵌模型1、什么是生物膜的流动镶嵌模型生物膜指的是生物细胞中的膜状结构，包括细胞质膜、细胞核膜、细胞器膜等等。
这些膜之间以一种连续或不连续的方式连接起来，称为内膜系统。
生物膜的流动镶嵌模型是一种生物膜结构的模型，它认为生物膜是磷脂以疏水作用形成的双分子层为骨架，磷脂分子是流动性的，可以发生侧移、翻转等。
蛋白质分子镶嵌于双分子层的骨架中，可能全部埋藏或者部分埋藏，埋藏的部分是疏水的，同样，蛋白质分子也可以在膜上自由移动。
因此称为流动镶嵌模型。
2、生物膜的流动镶嵌模型的发现史(1)欧文顿（E.overton）的物质通透性实验，用500多中物质对植物细胞进行上万次通透性试验（1895年），发现脂质更容易通过细胞膜。
这里我们可以猜想到细胞膜由脂质物质构成。
（2）1917年，Langmuir的磷脂分子实验。
将磷脂溶于苯和水中，待苯挥发完后，发现磷脂分子分布凌乱，经推挤发现磷脂排列成单层，而且磷脂分子一头浸在水里，一头浮在水面。
再探究发现磷脂分子由头部和尾部组成，头部由一分子胆碱，一分子磷酸，一分子甘油组成，尾部由2个脂肪酸分子构成。
头部由极性分子组成形成亲水端，尾部由非极性分子组成形成疏水端。
所以磷脂在水中排列时，亲水端浸人水中，疏水端浮在水面。
（3）1925年，E.Corter和F.Grendel用有机溶剂抽取人的红细胞质膜的膜质成分，测定膜质单层分子在水中的展开面积，发现它是红细胞表面积的两倍。
这现象说明质膜是双层脂分子构成的。
之后Davson 和Danielli提出了“蛋白质-脂质-蛋白质”的三文治式的质膜结构模型，持续影响20年。
（4）20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶脂质的物质溶解，还会被蛋白酶分离。
由此可以猜到细胞膜中含有蛋白质，同时还有疑问，蛋白质处于细胞膜的哪个位置，又有多少？（5）罗伯特森的电镜实验（1959年）用超薄切片技术获得清晰的细胞膜照片，明显的暗-明-暗3层结构，厚约7.5nm，由厚约3.5nm的较亮层和内外表面约2nm的较暗层组成的。
生物必修一 生物膜的流动镶嵌模型(共55张PPT)
为什么会出现这种实验现象呢？
单层磷脂分子在空气——水界面上 是如何排布的呢？
标本用干冰等冰冻。后用
冷刀断开，升温后暴漏断裂面。
蛋白质在膜中的分布是不对称的 蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。
对生物膜结构的探索历程
时间
科学家
19世纪末 欧文顿
20世纪初 两位荷兰科学家
1959年
罗伯特森
1970年
①磷脂内外两层所含的蛋白质种类和数量不同,呈现了膜的不对称性;
用500多种化学物质对植物细胞进行上万次的通透性的实验，发现脂质更容易通过细胞膜
1、19世纪末，欧文顿提出：膜由
组成；
4、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。
科学开展是一个长期的过程,涉及到许多科学家辛勤的工作.
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
用500多种化学物质对植物细胞进行上万
次的通透性的实验，发现脂质更容易通过 膜是由脂
细胞膜
质组成的
两位荷兰 从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子， 细胞膜中脂质
1925年 科学家 面积是细胞膜的2倍
为连续的两层
电镜下看到细胞膜有“蛋白质—脂质— 生物膜为三层静
3．结构特点 具有一定的流。动性
P68
二、流动镶嵌模型的根本内容
糖被的功能：
保护和润滑
细胞识别〔细胞间信息交流〕
制作概念图：
二、流动镶嵌模型的根本内容
制作概念图：
二、流动镶嵌模型的根本内容
脂质
根本支架 磷脂双分子层 具有流动性
生物膜 主要成分
蛋白质分子
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高一生物《生物膜的流动镶嵌模型》知识点
1、欧文顿(E .Overtn)的发现和结论
⑴、发现：细胞膜对不同物质的通透性不同。
但凡脂溶性物质都更容易通过细胞膜进入细胞。
⑵、结论：膜是由脂质组成的。
2、1925年荷兰科学家的实验发现和结论
⑴、实验：提取人红细胞中的脂质，在空气——水界面上铺展成单层分子。
⑵、发现：单层分子的面积为人红细胞外表积的2倍。
⑶、结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。
3、1959年，罗伯特森( .D .Rbertsen)的发现和论断
⑴、发现：电镜下，发现细胞膜有清晰的“暗—亮—暗”三层结构。
⑵、论断：所有的生物膜都是由“蛋白质—脂质—蛋白质”三层结构构成。
4、“荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验”的发现和结论(P—67图4—5)
⑴、发现：两种细胞刚融合时，融合细胞一半发绿色荧光，另一半发红色荧光;370C下40in后，
两种颜色的荧光均匀分布。
⑵、论断：细胞膜具有流动性。
5、1972年，桑格(S . .Singer)和尼克森(G .Niclsn)提出的流动镶嵌模型的根本内容
⑴、磷脂双分子层是细胞膜的根本支架。
⑵、蛋白质分子或镶或嵌入或横跨磷脂双分子层。
⑶、磷脂和蛋白质分子都是可以运动的。
6、糖被——糖蛋白
⑴、位置：细胞膜的外侧外表。
⑵、组成：蛋白质和多糖。
⑶、功能：细胞识别作用、信息传递等。
保护和润滑作用。
如消化道、呼吸道上皮细胞外表的糖蛋白。