(共18张PPT)
第四章第二节
生物膜的流动镶嵌模型
从生理功能入手的科学研究
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了上万次的实验
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？
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？
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？
膜是由脂质组成
最初依据实验现象和有关知识，经过严谨的推理和大胆的想像，提出设想，是一种常见的科学方法。假说还需要通过实验观察来证实。
提出假说
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：
实验证据
从生理功能入手的科学探究
膜的主要成分是脂质和蛋白质
脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢？
问题：
实验：1925年，两位荷兰科学家用丙酮从红细胞中抽提出脂质，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。
科学家由此得出结论：
为什么磷脂在空气—水界面铺展成单分子层？
科学家是如何从这一现象推导出“脂质在细胞膜上排列为连续的两层”？
小资料
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。
想一想：
磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？
亲水“头部”
水
空气
亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水，朝向空气的一面，在水空气界面上铺展成单分子层。
疏水“尾部”
单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍
1959年，罗伯特森利用电镜，获得了清晰的细胞膜照片，显示暗—明—暗的三层结构。
蛋白质
蛋白质
脂质
蛋白质-脂质-蛋白质的“三明治”模型
静止模型的观点
蛋白质—脂质—蛋白质（三层结构）
要点：①所有膜结构都相同
②静态的结构
质疑：
１）各种生物膜功能不同，应该结构也不同
２）细胞的生长、变形虫的变形运动等现象不好解释
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。
小鼠细胞和人细胞融合实验
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
结论：细胞膜具有流动性
1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了流动镶嵌模型,为多数人所接受
1、细胞膜主要由流动的磷脂双分子层和嵌在其中
的蛋白质组成。还有少量的多糖。
流动镶嵌模型的基本内容：
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、蛋白质或镶嵌在脂双层的表面，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
糖蛋白的作用：
1有保护和润滑作用，
2还与细胞膜表面的识别有密切关系
（2）膜蛋白的运动性
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
小结：
1.生物膜的组成：
生物膜是由_______和__________组成的。
脂质
蛋白质
2.生物膜的流动镶嵌模型。
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。
磷脂双分子层
3.糖被的结构及功能。
糖被是细胞膜的外表，一层由细胞膜上的_________和______结合形成的糖蛋白，其作用是___________、_________等。
蛋白质
糖类
细胞识别
保护润滑
现象观察：19世纪末，欧文顿发现 物质更容易透过细胞膜。
提出假说： 。
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。
提出问题：脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？
实验探究：
1925年 荷兰科学家测得膜单分子层恰为红细胞表面积的2倍，提出
.
1959年罗伯特森提出的“三明治”模型：所有生物膜都由 三层结构。
提出新问题：如果膜是静态的，细胞的一些复杂功能又怎样解释呢？
组织新探究：
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，桑格和尼克森提出了 。
回顾：对生物膜结构的探索历程
溶于脂质的
膜是由脂质组成
脂质
蛋白质
脂质分子排列为连续的两层
蛋白质-脂质-蛋白质
流动性
流动镶嵌模型
A
不要灰心，再来一次！
C
D
B
不要灰心，再来一次！
不要灰心，再来一次！
恭喜你，答对了！再接再厉！
实战演练
人体内的白细胞能进行变形运动，穿出毛细血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的 （ ）
选择透过性
保护作用
流动性
扩散(共19张PPT)
温故知新：
1.什么叫生物膜？
细胞中的膜
（含细胞膜、细胞器膜、核膜）
2.细胞膜的主要成分是什么？
脂质 约50%
蛋白质 约40%
糖类 2% —— 10%
主要成分
问题探讨
解析：三种材料比较，弹力布更能体现细胞膜的柔变性和一定的通透性，相对好一些。当然，这几种材料的特点与真实的细胞膜之间还有不小的差距。
2.微孔塑胶、猪或其他动物的膀胱
1.弹力布
解析：有条件的话，使用微孔塑胶或利用激光给气球打上微孔都可以作为模型的细胞膜。使用透析袋也可以。如果制作临时使用的模型，利用猪或其他动物的膀胱做细胞膜是更加理想的材料。
1.欧文顿的实验：
2.化学分析：
3.两位荷兰科学家的实验：
一 、 对生物膜结构的探索历程
膜主要成分是脂质和蛋白质。
凡是溶于脂质的物质容易通过细胞膜
膜是由脂质组成的
细胞膜的脂质分子排列为连续的两层。
从细胞膜中提取的脂质铺展成单分子层，其表面积是细胞表面积的两倍
现象:
提出:
表明:
现象:
结论:
水中油滴表面的磷脂分子又会怎样排列呢？
水中油滴表面的磷脂分子的排列方式
油滴
水表面单层的磷脂分子会怎样排列呢？
磷脂
水表面的单层磷脂分子的排列方式
得出结论
细胞膜中的脂质分子排列成连续的两层
实验结果 展层后脂质面积约为红细胞表面积的两倍
1925年荷兰科学家从红细胞中抽取脂类进行展层
设计实验
提出问题
细胞膜中的脂质分子真是单层排列的吗？
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。
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。
4）.磷脂单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍
解析：因为磷脂分子的“头部”亲水，所以在水—空气界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触，尾部则朝向空气一面。科学家因测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。
科学家质疑：
静态模型的细胞膜的结构和功能不能一致，无法解释变形虫的变形运动和细胞的生长
细胞膜结构 的电镜照片
细胞膜的暗-亮-暗三层结构
4.罗伯特森实验：
电镜观察：
推断：
所有的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成。
静态的统一结构
5.荧光染料标记实验：
绿色荧光标记表面蛋白质分子的小鼠细胞和红色荧光标记表面蛋白质分子的人细胞融合后，荧光均匀分布。
细胞膜具有流动性。
现象：
结论：
思考与讨论
1.关键性的推动作用
解析：在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步起到了关键性的推动作用。如电子显微镜的诞生使人们终于看到了膜的存在；冰冻蚀刻技术和扫描电子显微镜技术使人们认识到膜的内外两侧并不对称；荧光标记小鼠细胞与人细胞的融合实验又证明了膜的流动性等。没有这些技术的支持，人类的认识便不能发展。
2.解析：在建立生物膜模型的过程中，结构与功能相适应的观点始终引导人们不断实践、认识，再实践、再认识；使人类一步步接近生物膜结构的真相。例如，不同生物膜的功能是有差异的。在生命系统中，一般来说，功能的不同常伴随着结构的差异，而早期的生物膜模型假定所有的生物膜都是相同的，这显然与不同部位的生物膜功能不完全相同是矛盾的。
还有，不同膜的厚度也不完全一样。由此促进学者们重新研究脂质和蛋白质相互作用的问题。一些学者使用了更加先进的技术，运用红外光谱等技术证明，膜蛋白主要为球形结构。冰冻蚀刻电镜技术又证明，脂双层中分布有蛋白质颗粒，这样又发展了生物膜模型。生物膜中存在不同种类的蛋白质，以及蛋白质在生物膜中的不同分布情况，恰能较好地解释不同结构的生物膜具有不同的生理功能。
1972年在新的实验证据的基础上，桑格和尼克森提出细胞膜的流动镶嵌模型
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，这个支架不是静止的。磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性。
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。大多数蛋白质是可以运动的。
糖被 ：
在细胞膜的外表
细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白
重要作用：保护、润滑；细胞识别
糖脂：
细胞表面糖类和脂质分子结合成的。
生物膜的特点
结构特点：
功能特点：
具有选择透过性
具有一定的流动性(共31张PPT)
细胞膜主要是由_____和_______组成。
脂质
蛋白质
科学家是怎样得知细胞膜是由脂质和蛋白质组成的呢？
资料1
●
●
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞膜
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，发现脂质更容易通过细胞膜。
根据物质相似相溶原理，你能得出什么推论？
膜是由脂质组成的。
2. 欧文顿的推论是通过对现象的推理分析得出的，有没有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？
有必要。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象。但是假说也需要通过观察和实验进一步验证和完善。
资料2
时间: 20世纪初
实验: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。
细胞膜是由哪些化学成分构成的？
细胞膜是由 脂质 和蛋白质构成的。
脂质
：磷脂
磷酸
甘油
脂肪酸
资料3
时间: 1917年
人物:朗姆瓦
实验: 将磷脂溶于苯和水中，当苯挥发后磷脂分布散乱，经过推挤，磷脂分子排列成了单层，而且磷脂分子的一端都浸入水中，另一端浮于水面。
头部是亲水的
尾部是疏水的
资料4
时间:1925年
人物:荷兰科学家Gorter和Grendel
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
细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层！
你能画出细胞膜的基本结构吗？
蛋白质和脂质的相对位置是怎样的呢？
小知识：
电子束照射在分子质量高的物质上，散射度高，较为黑暗；照射在分子质量低的物质上，散射度低，较为亮。
时间:1959年
人物:罗伯特森（J.D.Robertsen）
实验:在电镜下看到细胞膜由暗—亮—暗的三层结构构成。
资料4
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。
罗伯特森的“三明治”静态结构模型有什么不足之处呢？
把生物膜描述成静态的刚性结构，解释不了膜的许多生理功能。
蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。
冰冻蚀刻电子显微法
资料7
细胞膜具有流动性。
时间：1972年
人物：桑格和 尼克森
提出假说：流动镶嵌模型
（1）磷脂双分子层是生物膜的基本支架。其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部相对朝向内侧。
（2）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。
（3）在细胞膜的外侧，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结构合形成的糖蛋白，叫做糖被。
流动镶嵌模型的基本内容
练习
1、对细胞膜的选择透过性起主要作用的物质是（ ）
A、水 B、糖类
C、蛋白质 D、磷脂
2、细胞膜具有流动性，这种结构特点是指 （ ）
A、整个细胞膜具有流动性
B、细胞膜上磷脂是静止的，蛋白质具有流动性
C、细胞膜中磷脂和蛋白质都具有流动性
D、细胞膜上蛋白质是静止的，磷脂具有流动性
3、脂质能够优先通过细胞膜，这是因为（ ）
A、细胞膜以磷脂双分子层为支架
B、细胞膜上有搬运脂质物质的载体蛋白
C、细胞膜外有一层糖蛋白
D、磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动
4、下列物质中，易通过细胞膜的是（ ）
A、淀粉 B、脂肪酸
C、蛋白质 D、糖类
Thank you！(共24张PPT)
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
一、对生物膜结构的探索历程
生物膜结构模型的建构历程是比较长，
也是一个不断继承、发展、开拓、修正
的过程，这方面资料很多，教材仅按时
间进程选取部分。
时间：19世纪末 1895年
人物：欧文顿（E.Overton）
实验：用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次的实验，发现凡是溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。
资料一
欧文顿的推论是否正确？
细胞膜中除了含脂质外，还有没有其他的成分呢？
提出假说：膜是由脂质组成的
资料二
时间:
20世纪初
实验:
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.
那么，脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？
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，测得单分子层面积是红细胞表面积的2倍.
提出假说：
资料三
细胞膜中的脂质分子必然为连续的两层！
磷脂分子
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。
请运用化学知识解释,为什么磷脂在空气---水界面上铺展成单分子层,而科学家如何从这一现象推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论的。
提示：因为磷脂分子的“头部”亲水，所以在水—空气界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触，尾部则朝向空气一面。科学家因测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。
时间：1959年
人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）
实验：在电子显微镜下看到细胞膜由“暗—亮—暗”的三层结构构成
提出假说：生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”
的三层结构模型.
资料四
思考
这种“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，无法解释变形虫的变形运动和细胞的生长等生命活动。
时间：1970年
人物：Larry Frye等
实验：将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后，
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
资料五
实例还有那些？
蛋白质分子
时间：1972年
人物：桑格和 尼克森
提出：流动镶嵌模型
磷脂双分子层
二、流动镶嵌模型的基本内容
流动镶嵌模型的基本内容：
成分:
基本支架:
蛋白质排布方式:
结构特点:
功能特点:
蛋白质 脂质 少量多糖
磷脂双分子层
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）
具有一定的流动性(磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的)
选择透过性
多糖：
糖被（仅外侧）
识别、保护、润滑
2.欧文顿的分析假说是如何提出的呢？
根据他的实验结果：凡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。
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。
思考
3.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，仅靠推理得出的结论不一定准确,还应通过科学实验进行检验和修正.
4.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，人们无法亲眼看见细胞膜，只能从功能入手，再严谨推理大胆想象。
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。
3.分析生物膜模型的建立过程中，结构和功能相适应是如何体现的？
在建立生物膜模型的过程中，结构和功能相适应
的观点始终引导人们不断实践、认识，再实践、
再认识；使人类一步步接近生物膜的真相。
思考
对生物膜结构的探索历程
19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由 组成的；
20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由
和 组成；
1959年罗伯特森提出的“单位膜”结构模型：所有生物膜都由 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 ；
1972年，桑格和 提出了 。
脂质
脂质
蛋白质
蛋白质－脂质－蛋白质
流动性
尼克森
流动镶嵌模型
小结
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
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
课堂练习
2.下列哪一种膜结构能通过生物大分子（ ）
A 细胞膜 B 核膜
C 线粒体膜 C 叶绿体膜
3、一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞叶叶绿体基质内，共穿过的生物膜层数是（ ）
A 5 B 6 C 7 D 8
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 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸
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 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸
5、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
6、下列物质中，不能横穿细胞膜进出细胞的是（ ）
A 维生素D和性激素 B 水和尿素
C 氨基酸和葡萄糖 D 酶和胰岛素
4、下列有关膜的叙述，错误的是
A．细胞膜主要由蛋白质分子和磷脂分子组成
B．核膜和内质网膜在结构上有密切联系
C．线粒体膜和叶绿体膜中的蛋白质分子是相同的
D．细胞膜中的大多数蛋白质分子和磷脂分子不是
静止的
5、根毛细胞的细胞液浓度最大的植物，分布在
A．热带雨林 B．荒漠
C．草原 D．森林
C
B(共46张PPT)
必修1-04-02
生物膜的流动镶嵌模型
人民教育出版社
普通高中课程标准实验教科书
生物
P65本节聚焦：
1.生物膜流动镶嵌模型的基本内容是什么？
2.通过分析科学家建立生物膜模型的过程，你对科学的过程和方法有哪些领悟？
1.提示：三种材料比较，弹力布更能体现细胞膜的柔变性和一定的通透性，相对好一些。当然，这几种材料的特点与真实的细胞膜之间还有不小的差距。
2.提示：有条件的话，使用微孔塑胶或利用激光给气球打上微孔都可以作为模型的细胞膜。使用透析袋也可以。如果制作临时使用的模型，利用猪或其他动物的膀胱做细胞膜是更加理想的材料。
P65问题探究
从物质的跨膜运输的实例可以看出，生物膜对物质进出细胞是有选择性的。为什么生物膜能够控制物质的进出呢？这与生物膜的结构有什么关系？
每一种结构都是由化学物质构成的，那么细胞膜具有什么样的组成成分呢？
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。
非脂溶性物质
脂溶性物质
时间：20世纪初
实验：科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了化学分析
红细胞的细胞膜
成果：确定细胞膜的主要成分的确是脂质和蛋白质。
P66思考与讨论
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得出的。
2.有必要。仅靠推理得出的结论不一定准确，还应通过科学实验进行检验和修正。
1）对膜的化学成分提出假说
膜是由脂质组成的
探索过程
２）磷脂和蛋白质是通过什么样的
排列方式参与膜的构建的？
３）科学家是如何得出这一结论的？
４）为什么磷脂分子在空气－水界面上可以铺展成单分子层呢？
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。
磷脂分子可以在空气和水的界面上展开为一层
P66思考与讨论
3.提示：因为磷脂分子的“头部”亲水，所以在水—空气界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触，尾部则朝向空气一面。科学家因测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。
实验：用丙酮从红细胞中抽提出脂质，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。
５）细胞膜中的磷脂分子又为什么会排成连续的两层呢？
想一想？
——亲水部分
——疏水部分
磷脂分子
内外都有水
连续两层排列
６）细胞膜中还有蛋白质，那么蛋白质又存在于什么位置呢？
1959年，罗伯特森利用电镜， 获得了清晰的细胞膜照片，显示 暗—明—暗的三层结构。
提出静止模型的观点
蛋白质—脂质—蛋白质（三层结构）
要点：①所有膜结构都相同
②静态的结构
“蛋白质—脂质—蛋白质”三明治模型
１）各种生物膜功能不同，应该结构也不同
２）细胞的生长、变形虫的变形运动等现象不好解释
想一想？
变形虫的变形运动
变形虫在吞噬草履虫
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。
小鼠细胞和人细胞融合实验
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
从而推翻了静止模型的观点
结论：细胞膜具有流动性
提出新的细胞膜模型
1972年，桑格和尼克森提出了流动镶嵌模型。
流动镶嵌模型的基本内容：
1、细胞膜主要由流动的磷脂双分子层和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、蛋白质或镶嵌在脂双层的表面，或嵌插在其内部，或横跨整个磷脂双分子层，表现出分布的不对称性。
糖蛋白的作用：
1有保护和润滑作用，
2还与细胞膜表面的识别有密切关系
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
（2）膜蛋白的运动性
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
1.提示：在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步起到了关键性的推动作用。如电子显微镜的诞生使人们终于看到了膜的存在；冰冻蚀刻技术和扫描电子显微镜技术使人们认识到膜的内外两侧并不对称；荧光标记小鼠细胞与人细胞的融合实验又证明了膜的流动性等。没有这些技术的支持，人类的认识便不能发展。
P67思考与讨论
2.提示：在建立生物膜模型的过程中，结构与功能相适应的观点始终引导人们不断实践、认识，再实践、再认识；使人类一步步接近生物膜结构的真相。例如，不同生物膜的功能是有差异的。在生命系统中，一般来说，功能的不同常伴随着结构的差异，而早期的生物膜模型假定所有的生物膜都是相同的，这显然与不同部位的生物膜功能不完全相同是矛盾的。还有，不同膜的厚度也不完全一样。由此促进学者们重新研究脂质和蛋白质相互作用的问题。一些学者使用了更加先进的技术，运用红外光谱等技术证明，膜蛋白主要为球形结构。冰冻蚀刻电镜技术又证明，脂双层中分布有蛋白质颗粒，这样又发展了生物膜模型。生物膜中存在不同种类的蛋白质，以及蛋白质在生物膜中的不同分布情况，恰能较好地解释不同结构的生物膜具有不同的生理功能。
细胞膜
结构
主要成分
结构模型
磷脂、蛋白质
（还有糖蛋白、糖脂）
流动镶嵌模型
覆盖
镶嵌
横跨
特性
具有一定的流动性
基本骨架：磷脂双分子层
蛋白质
时间 科学家 科学实验 假说
19世纪末
欧文顿
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
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
1959年
罗伯特森
在电镜下看到细胞膜由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成
生物膜为三层静态统一结构
1970年
弗雷和
埃迪登
分别用绿色和红色荧光染料标记两种细胞的蛋白质，并将两细胞融合，发现荧光均匀
细胞膜具有流动性
1972年
桑格和
尼克森
在新的观察和实验证据基础上
提出流动镶嵌模型
1）生物膜以 基本支架；
2）蛋白质在磷脂双分子层上的分布方式
3）生物膜具有一定的 。
磷脂双分子层
镶在表层、嵌入双分子层、横跨双分层
流动性
流动镶嵌模型的主要内容
1.生物膜的组成：
生物膜是由_______和__________组成的。
脂质
蛋白质
2.生物膜的流动镶嵌模型。
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。
磷脂双分子层
3.糖被的结构及功能。
糖被是细胞膜的外表，一层由细胞膜上的_________和______结合形成的糖蛋白，其作用是___________、_________等。
蛋白质
糖类
细胞识别
免疫反应
下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（ ）
A．细胞膜是选择透过性膜
B．细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成
C．细胞膜的分子结构具有流动性
D．有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动
A
人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（ ）。
A．选择透过性
B．保护作用
C．流动性
D．自由扩散
C
一位细胞学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜的面积增大而厚度变小，其决定因素是细胞膜的（ ）。
A．结构特点具有流动性
B．选择透过性
C．专一性
D．具有运输物质的功能
A
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
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
C、流动镶嵌模型认为细胞膜具有选择性
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
在下列几组化学元素中，构成细胞膜所必需的基本元素是（ ）
A.C、H、O
B.C、H、O、P
C.C、H、O、N
D.C、H、O、N、P
D
构成玉米细胞的细胞膜的主要化学成分是（ ）
A、蛋白质和磷酸
B、蛋白质和脂肪
C、氨基酸和磷脂
D、蛋白质和磷脂
D
科学家将一个细胞的的细胞膜中的磷脂成分抽提出来，并将它在空气——水界面上铺成单分子层，发现这个单分子层的表面积，相当于原来细胞膜表面积的两倍。这说明磷脂分子在细胞膜上的分布状况是（ ）
A、单层排列
B、均匀稀疏排列
C、双层排列
D、均匀紧密排列
C
组成细胞膜的磷脂和蛋白质分子的排布有下述特点，其中描述细胞膜基本支架特征是（ ）
A、膜两侧的分子结构和性质不尽相同
B、磷脂分子排布成双分子层
C、蛋白质分子附着和镶嵌于脂质分子层中
D、蛋白质和磷脂分子具有相对侧向流动性
B
A 、保护作用
B、 一定的流动性
C 、全透性
D、信息交流
变形虫的任何部位都能伸出伪足，这一生理过程的完成依赖于细胞膜的
下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞的是
A、葡萄糖
B、蛋白质
C、甘油
D、无机盐离子(共22张PPT)
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
1855年瑞典科学家奈利的实验：色素分子进入受损的植物细胞的速度比进入完整细胞的速度要快得多；在显微镜下用微细的探针刺向细胞时能看到细胞表面出现褶皱，并感到阻力，一旦刺破细胞进入细胞内部，阻力就随之消失，这些都说明细胞表面有一层膜，即细胞的边界。
细胞的边界
——细胞膜
想一想？
1.作为一个最小生命系统----细胞，最
外层的系统边界----细胞膜有哪些功能？
选择透过性
2.如果让你制作一个细胞模型，作为细
胞膜的材料有三种：塑料袋、普通布和
弹力布，你认为哪种材料最能体现细胞
的功能？
弹力布
既然生物膜对物质进出细胞是有选择性的，为什么生物膜能够控制物质的进出？这与生物膜的结构有什么关系？当年科学家是怎样通过跨膜运输现象来探索生物膜的结构的呢？
(1)细胞膜是由脂质参与组成的
一、对生物膜结构的探索历程
1. 细胞膜的组成成分
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，发现脂质更容易通过细胞膜。
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
[资料一] 细胞膜的通透性实验
[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。
(2)验证假说——膜是由脂质组成的
时间：1925年
人物：荷兰科学家高特Gorter和格伦德Grendel
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
提出假说：
[资料三] 两位荷兰科学家实验过程
细胞膜中的磷脂是双层的
2.细胞膜的单位膜模型
①现象:测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
②实验结论:细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。
③细胞膜中的脂质为什么会排列为连续的两层呢
磷脂分子由磷酸、甘油、脂肪酸组成。其磷酸“头部”是亲水性的，其脂肪酸“尾部”是疏水性的。该结构决定了细胞膜中磷脂分子的排列方式。
细胞膜中的磷脂如果是单层的，则膜面积展开后应该相等
只有细胞膜中的磷脂是双层的，则膜面积展开后才为1:2
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。
水环境
水环境
非水环境
水环境
时间：1959年
人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）
实验：在电镜下看到细胞膜
由“蛋白质—脂质—蛋白质”
的三层结构构成
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]三明治”结构模型
蛋白质颗粒
[资料五] 电镜冰冻蚀刻细胞膜
时间：20世纪60年代
实验：科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术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。
3.新技术带来新模型
标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。
蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。
蛋白质在膜中的分布是不对称的
时间：1970年
人物：Larry Frye等
实验：将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后，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
[资料五]免疫荧光技术细胞融合实验
结论：细胞膜具有一定的流动性
人细胞
鼠细胞
荧光标记 膜蛋白
诱导
融合
40分钟后
370C
时间：1972年
人物：桑格和 尼克森
提出：流动镶嵌模型
磷脂双分子层
蛋白质分子
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，疏水性的尾部朝向内侧）是轻油般的流体，具有流动性。
2、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）
二、流动镶嵌模型的基本内容
4、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）
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）
6.细胞膜的流动性与细胞功能的关系
吞噬作用
对生物膜结构的探索历程
19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由 组成的；
20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由 和 组成；
1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都由 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 ；
1972年，桑格和 提出了 。
脂质
脂质
蛋白质
蛋白质－脂质－蛋白质
流动性
尼克森
流动镶嵌模型
小结
一层明层（脂质）
两层暗层（蛋白质）(共12张PPT)
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
第四章 细胞的物质输入和输出
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，发现脂质更容易通过细胞膜。
提出假说:膜是由脂质组成的
一、对生物膜结构的探索历程
资料二
磷脂分子
时间:1925年
人物:荷兰科学家Gorter和Grendel
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
提出假说:细胞膜中的磷脂是双层的
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。
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由蛋白质—脂质—蛋白质的三层结构构成
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:将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后，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
人细胞
杂交细胞
红色荧光染料标记的膜蛋白
绿色荧光染料标记的膜蛋白
细胞融合
荧光标记的小鼠细胞与人细胞融合实验示意图
时间：1972年
人物：桑格和 尼克森
提出假说：流动镶嵌模型
二、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。（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）
2、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）
3、磷脂分子是可以运动的，具有流动性。（其分子的运动有多种形式）
4、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）
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）
练习
1、对细胞膜的选择透过性起主要作用的物质是（ ）
A、水 B、糖类
C、蛋白质 D、磷脂
答案：Ｃ
2、细胞膜具有流动性，这种结构特点是指 （ ）
A、整个细胞膜具有流动性
B、细胞膜上磷脂是静止的，蛋白质具有流动性
C、细胞膜中磷脂和蛋白质都具有流动性
D、细胞膜上蛋白质是静止的，磷脂具有流动性
答案：Ｃ
3、脂质能够优先通过细胞膜，这是因为（ ）
A、细胞膜以磷脂双分子层为支架
B、细胞膜上有搬运脂质物质的载体蛋白
C、细胞膜外有一层糖蛋白
D、磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动
答案：A
4、下列物质中，易通过细胞膜的是（ ）
A、淀粉 B、脂肪酸
C、蛋白质 D、糖类
答案：B
