课件23张PPT。第4章 细胞的物质输入与输出
第2节 生物膜的流动镶嵌模型人教版必修1一、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。蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？ 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。
有什么证据证明
细胞膜中的物质不是静态的呢？ 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？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
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 84、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 酶和胰岛素课件24张PPT。第4章 细胞的物质输入与输出
第2节 生物膜的流动镶嵌模型人教版必修11.细胞膜的功能有哪些？
2.细胞膜具有弹性吗？问题探讨用结构跟功能相适应的观点分析，用哪种材料做细胞膜更适于体现细胞膜的功能？细胞膜具有：
1.屏障分隔作用
2.选择透过性
3.弹性弹力布能完全表现细胞膜的功能吗？一、对生物膜结构的探索历程 材料一 、时间：19世纪末 人物：欧文顿
实验：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：
提出假说:细胞膜对不同物质的通透性不同膜是由脂质组成的不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜思考与讨论:
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？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。
提出假说观察和实验证据观察和实验依据推理和想象验证和完善实验证据得出结论活动主题一：
利用你小组的知识推理和想象，提出许多磷脂分子在空气和水界面上单分子排布的假说，并用画图来表达。活动主题二：
利用你小组的知识推理和想象，提出许多磷脂分子在空气和水界面上单分子排布后被搅动,在水溶液中形成的相对稳定排布假说，并用画图来表达。脂质和蛋白质是怎样形成生物膜的呢？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”小资料搅动后水溶液中形成球状的微团双层脂分子的球形脂质体 空气和水界面上单分子排布表面积为1表面积为2提出假说:膜中脂质分子排列为连续两层
实验证据材料三、
时间：1925年
人物：两位荷兰科学家Gorter和Grendel
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。
结论：脂质分子必然排列为连续的两层GORTER脂单分子层=2×材料四、 20世纪50年代电子显微镜诞生。在电子显微镜下观察蛋白质显得灰暗，磷脂分子显得光亮。1959年罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。 蛋白质位于脂双层的什么位置呢？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单位膜模型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。实验证据①侧向扩散运动；②旋转运动；③摆动运动小资料磷脂分子的运动结论：细胞膜具有流动性 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。材料六、蛋白质镶、嵌入、贯穿在磷脂双分子层中。蛋白质在膜中的分布是不对称的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探究成分探究磷脂在生物膜中的分布探究蛋白质在生物膜中的分布探究结构 进一步探究生物膜的结构特点单位膜结构模型生物膜的流动镶嵌模型二、流动镶嵌模型的具体内容：1、生物膜的组成：2、生物膜的基本骨架：3、蛋白质分子存在形态：4、生物膜的结构特点：主要由蛋白质和脂质组成磷脂双分子层（亲水性头部朝向两侧，
疏水性尾部朝向内侧）。有镶在表面、嵌入、贯穿三种。外侧有的蛋白质分子与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性。（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）一定的流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）5、生物膜的功能特点：具有选择透过性生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺呢？？？？ 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。 不断完善和发展的流动镶嵌模型新篇章：
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……1．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
2．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
3．一位细胞学家发现，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 ACA课堂练习:4．在人和鼠的细胞融合实验中，用两种荧光物分别标记两种抗体，使之分别结合到鼠和人的细胞膜表面抗原物质上（如下图）。实验结果表明，细胞开始融合时，人、鼠细胞的表面抗原“泾渭分明”，各自只分布于各自的细胞表面；但在融合之后，两种抗原就平均地分布在融合细胞的表面了。请分析回答下面的问题。
（1）细胞融合的实验表明了组成细胞膜的__________分子是可以运动的，由此也证明了细胞膜具有__________的特点。
（2）在细胞融合实验中，一种抗体只能与相应的抗原结合，说 明了这类物质在分子结构上具有__________性。蛋白质 流动性 特异
