生物膜的流动镶嵌模型
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4.2 生物膜的流动镶嵌模型(简单)
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（ C ）。
A．选择透过性 B．保护作用 C．流动性 D．自由扩散
默写：
生物膜的组成及特点
1、化学组成： 膜主要由脂质和蛋白质构成，其基本支架 是磷脂双分子层 。
2、结构特点： 组成膜的蛋白质和脂质具流动性，蛋白质在磷脂 双分子层上分布是 不均匀的。
2.细胞膜具有弹性吗？ 塑料袋
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
其他……
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
时间 科学家
科学实验
假说
19世纪 欧文顿 末
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 从细胞膜中提取脂质，铺成单 细胞膜中脂质 科学家 层分子，面积是细胞膜的2倍 为连续的两层
1959年
在电镜下看到细胞膜由“蛋白 罗伯特森 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 分别用绿色和红色荧光染料标 细胞膜具有流
迪登
记两种细胞的蛋白质，并将两 动性
细胞融合，发现荧光均匀
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
二、流动镶嵌模型的基本内容
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）
A．选择透过性 B．保护作用 C．流动性 D．自由扩散
默写：
生物膜的组成及特点
1、化学组成： 膜主要由脂质和蛋白质构成，其基本支架 是磷脂双分子层 。
2、结构特点： 组成膜的蛋白质和脂质具流动性，蛋白质在磷脂 双分子层上分布是 不均匀的。
2.细胞膜具有弹性吗？ 塑料袋
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
其他……
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
时间 科学家
科学实验
假说
19世纪 欧文顿 末
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 从细胞膜中提取脂质，铺成单 细胞膜中脂质 科学家 层分子，面积是细胞膜的2倍 为连续的两层
1959年
在电镜下看到细胞膜由“蛋白 罗伯特森 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 分别用绿色和红色荧光染料标 细胞膜具有流
迪登
记两种细胞的蛋白质，并将两 动性
细胞融合，发现荧光均匀
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
二、流动镶嵌模型的基本内容
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）
4.2生物膜的流动镶嵌模型 (共47张PPT)
荧光标记 膜蛋白
诱导 融合
40分钟 后
370C
鼠细胞 结论：细胞膜具有一定的流动性
流动镶嵌模型的基本内容
1. 生物膜的基本支架：磷脂双分子层 2. 蛋白质的位置：镶、嵌、贯穿磷脂双分子层 3. 生物膜的结构特点：具有一定的流动性 4. 糖被（糖蛋白）的功能：保护、润滑、识别等
温故知新
1. P41:细胞膜的主要成分：脂质和蛋白质 2. P64:细胞膜的功能特点：选择透过性 3. P49:生物膜：细胞器膜、细胞膜、核膜等的统称
学习目标
1.简述生物膜的结构。 2.探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功 能相适应的观点。
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 1970年，膜融合实验
时光机之一：19世纪末，欧文顿实验
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。
● ●● ●● ● ● ●
●不溶于脂质的物质 ● 溶于脂质的物质
细胞膜
假说： 膜是由脂质(磷脂)组成的
细胞膜的通透性实验 时间：1895年
人物：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、脂溶性的物质更容易通过细胞膜。
时间：1972年 人物：桑格和 尼克森
提出：流动镶嵌模型 （大多数人接受）
蛋白质分子
磷脂双分子层
※1972年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容
新技术带来新模型
科学家关于蛋白质 在细胞膜上存在的 三种方式的概括： 1 在膜表面 2 嵌在膜中 3 穿透膜
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（
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：
生物膜的流动镶嵌模型
单位膜模型
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
变形虫的变形运动
植物细胞质壁分离现象
“蛋白质—脂质—蛋白质”单位膜模型有什么不足？
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.
开拓篇：
膜能运动吗？如果运动，膜上的蛋白质又 该位于什么位置？
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
丁卫萍
问题探讨
塑料袋
其他……
植物细胞的质壁分离说明膜具有弹性
如果模拟做真核细胞三维结构模型，你认为： 塑料袋、普通布和弹力布，哪种更适合做细胞膜 体现细胞膜的功能？为什么？
分析：做为细胞膜要满足下列几个条件： ① 能做为细胞这一系统的边界； ② 能让一部分物质透过； ③ 具有一定的弹性。
因此三种材料中弹力布较适合做模型中的细胞膜。
弹力布能完全体现细胞膜的功能吗？
开启篇
从生理功能入手的科学研究
一种物质或物体的结构，实际上是指其组 成分之间的组合形式。比如细胞的结构是 指由细胞膜，细胞质基质，细胞器，细胞 核之间的组合形式. 氨基酸的结构是指组成它的各种原子之间 组合形式。 要弄清一种物质或物体的结构，首先要弄 清其组成成分。那么细胞膜的组成成是什 么呢？
6.糖蛋白及糖脂的介绍！ 糖蛋白
蛋白质
磷脂双 分子层
糖蛋白及糖脂的介绍！
一.多糖+蛋白质 == =糖蛋白
注意：1.糖蛋白也称为糖被，具有识别（细胞
之间信息交流），保护和润滑等作用（如：消 化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白）。
2. 存在于膜外表面，是判断膜内外的
标志。
3.糖蛋白只是膜上众多种类蛋白质的一
4.2生物膜流动镶嵌模型
C）
2.罗伯特森的关于生物膜模型的构建：所有的生物 膜都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，电镜 下看到的中间亮层是脂质分子，两边暗层是蛋白质分
子。这一观点的局限性最主要在于(
A.不能解释生物膜的化学组成
D
）
B.不能解释生物膜成分的相似性
C.不能解释脂质类物质较容易跨膜运输
D.不能解释变形虫的变形运动
19世纪末，欧文顿（E.Overton）用 500多种化学物质对植物细胞膜的通透 性进行了上万次研究。 溶于脂质的物质， 容易穿过细胞膜， 不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜。
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。 友情提示：相似相溶原理
直至20世纪初，科学家第一次将细胞膜
蛋白质 糖被是细胞膜的外表，一层由细胞膜上的_________ 糖类 细胞识别 和______结合形成的糖蛋白，其作用是___________、 免疫反应 _________等。
1.胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质以自
由扩散的方式优先通过细胞膜，这是因为（ A.细胞膜具有一定的流动性 B.细胞膜是选择透过性膜 C.细胞膜的结构是以磷脂双分子层为基本支架的 D.细胞膜上镶嵌有各种形态的蛋白质分子
二、生物膜的流动镶嵌模型内容
小结：
脂质 蛋白质 生物膜是由_______和__________组成的。 1.生物膜的组成：
2.生物膜的流动镶嵌模型。
磷脂双分子层 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。
3.糖被的结构及功能。
你观察到这个结构时， 你会认为这三层结构分 别是什么呢，从而你又 可以提出一个什么假说 呢？
生物膜的流动镶嵌模型、物质跨膜运输的方式
主动运输的动力来源
载体蛋白介导的主动运输
物质通过与载体蛋白结合，由载体蛋白的构象变化介导物质逆浓度梯度跨膜运 输的过程。载体蛋白介导的主动运输需要消耗能量。
离子泵介导的主动运输
离子泵通过水解ATP释放的能量，将物质逆浓度梯度跨膜运输的过程。离子泵 介导的主动运输需要消耗能量。
04
物质跨膜运输的实例和应用
胞吐
细胞内物质通过囊泡与细胞膜融合， 将物质释放到细胞外。
03
物质跨膜运输的动力来源
被动运输的动力来源
扩散
物质在浓度差的作用下，由高浓度向 低浓度方向自发流动的过程。扩散不 需要消耗能量，是被动运输的一种方 式。
渗透
水分子或其他溶剂分子通过半透膜从 低浓度一侧向高浓度一侧的流动过程。 渗透作用的动力来自半透膜两侧的浓 度差和压力差。
蛋白质分子
蛋白质分子以不同的方式 镶嵌在磷脂双分子层中， 它们承担着物质转运、信 息传递等重要功能。
糖类分子
糖类分子以共价键与蛋白 质或磷脂相连，形成糖蛋 白或糖脂，参与细胞识别 和信息传递。
流动镶嵌模型的特点
流动性
可塑性
磷脂分子和蛋白质分子都可以在膜上 流动，保持膜的动态平衡，有利于细 胞功能的调节和适应环境变化。
协助扩散
需要载体蛋白的帮助，由高浓度 向低浓度扩散，不消耗能量。
主动运
原发主动运输
直接消耗能量将物质逆浓度梯度或电位梯度进行跨膜运输。
次发主动运输
在物质顺浓度梯度或电位梯度的情况下，间接消耗能量进行 跨膜运输。
胞吞和胞吐
胞吞
细胞通过细胞膜内陷将外部物质包裹 进细胞内，形成囊泡，再通过胞内消 化将物质释放到细胞质中。
有助于理解细胞信号转导
生物膜的流动镶嵌模型
生物膜的流动镶嵌模型
一、1.膜的组成成分:
脂质:溶解脂质物质能溶解细胞膜。
蛋白质:蛋白酶分解。
2.膜的磷脂双分子层:
磷脂分子铺在空气界面，发现面积是膜面积2倍。
磷脂是一种由甘油，脂肪酸，磷酸等所组成的分子。
3.蛋白质的位置:
蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。
细胞膜具有流动性。
适当升高温度，流动性增强。
二、流动镶嵌模型(有流动性、不对称性、镶嵌型)
1.基本内容:①磷脂双分子层构成了膜的基本支架，具有流动性。
②蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的嵌入磷脂双分子层中，贯穿整个磷脂双分
子层。
③大多数蛋白质分子，磷脂也是可以运动的。
④糖蛋白在细胞膜上，是由糖类和蛋白质形成。
2.成分功能分析:①磷脂分子:构成了磷脂双分子层支架。
作用:脂溶性物质易透过。
②蛋白质:决定膜功能。
种类:结构蛋白:构成细胞膜成分。
载体蛋白:运输物质。
糖蛋白:保护、润滑、识别作用。
受体:信息交流。
抗原:免疫。
③糖类:糖蛋白、糖脂。
3.生物膜结构特性:膜具有流动性。
①结构基础:磷脂分子，蛋白质可运动。
②生理意义:细胞生长分裂，细胞融合。
分泌蛋白分泌。
③实例:白细胞吞噬细菌。
4.膜的功能特性:选择透过性。
①结构基础:膜上载体蛋白。
②生理意义:控制物质进出。
③实例:水分子进出，无机盐的吸收。
4.2 生物膜的流动镶嵌模型
蛋白质
静态的统一结构
脂质
蛋白质
单位膜模型
质疑
1.无法解释变形虫的运动等 细胞的基本生命现象
细胞膜并非是固定的，而 是可以改变形状的
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
新技术带来新模型
用荧光染料标记某种物质，利 用其荧光特性，来反应研究对 象的相关信息
资料七
时间：
1970年 荧光染料标记人和鼠细胞表面的蛋白质后，将两种
实验： 细胞融合
人细胞
荧光标记 膜蛋白
诱导 融合
40分钟后
370C
鼠细胞 膜上蛋白质可以运动，细胞膜具有一定的流动性
新技术带来新模型
磷脂分子的运动
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
A．磷脂
B．糖脂
C．糖蛋白
D．蛋白质
相似相溶原理
相似相溶原理是指脂溶性物质一般能溶 解于脂质溶剂，水溶性物质一般能溶 于水
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
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
生物膜的流动镶嵌模型
说明：细胞膜中的脂质是双层的
若提取的是口腔上皮细胞中的磷脂，铺展成单分子 层的面积是S3，则S3 ﹥ 2S1
资料四
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。因蛋白质密度高，故显暗带，磷脂 分子密度低则呈亮带。 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
蛋白质 分子
磷脂双 分子层
磷脂
磷脂双 分子层
生物膜
蛋白质
镶在 表面
功能特点
一定的流 动性
选择透过性 嵌入
贯穿
生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？
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。
2003年度诺贝尔化学 奖授予两名研究细胞 膜的美国科学Peter Agre和Roderick MacKinnon。
生物膜的流动镶嵌模型
知识回顾
细胞膜具有三大功能：1、 控制物质进出 2、 进行细胞间信息交流 3、 从植物细胞质壁分离和复原实验看出， 包括细胞膜在内的原生质层的伸缩性比 细胞壁的 大 。
将细胞与外界分隔开
问题探讨
用哪种材料做细胞膜，更适于体现细胞膜的上述 功能？（塑料袋、普通布、弹力布） 塑料袋能体现 屏障功能 普通布能体现 屏障功能和控制物质进出功能 弹力布能体现 屏障和控制物质进出功能且能伸缩 由此说明，探索细胞膜的结构模型，必需考虑它 的 功能 。即 结构要与功能相适应
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，发现脂质更容易通过细胞膜。 提出假说：细胞膜含有脂质 不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质
若提取的是口腔上皮细胞中的磷脂，铺展成单分子 层的面积是S3，则S3 ﹥ 2S1
资料四
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。因蛋白质密度高，故显暗带，磷脂 分子密度低则呈亮带。 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
蛋白质 分子
磷脂双 分子层
磷脂
磷脂双 分子层
生物膜
蛋白质
镶在 表面
功能特点
一定的流 动性
选择透过性 嵌入
贯穿
生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？
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。
2003年度诺贝尔化学 奖授予两名研究细胞 膜的美国科学Peter Agre和Roderick MacKinnon。
生物膜的流动镶嵌模型
知识回顾
细胞膜具有三大功能：1、 控制物质进出 2、 进行细胞间信息交流 3、 从植物细胞质壁分离和复原实验看出， 包括细胞膜在内的原生质层的伸缩性比 细胞壁的 大 。
将细胞与外界分隔开
问题探讨
用哪种材料做细胞膜，更适于体现细胞膜的上述 功能？（塑料袋、普通布、弹力布） 塑料袋能体现 屏障功能 普通布能体现 屏障功能和控制物质进出功能 弹力布能体现 屏障和控制物质进出功能且能伸缩 由此说明，探索细胞膜的结构模型，必需考虑它 的 功能 。即 结构要与功能相适应
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，发现脂质更容易通过细胞膜。 提出假说：细胞膜含有脂质 不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质
生物膜的流动镶嵌模型
连 续 两 层 排 列
20世纪50年代， ຫໍສະໝຸດ 子显微镜诞生，科 学家用它来观察细胞 膜。1959年，罗伯特 森用超薄切片技术获 得了清晰的细胞膜电 镜照片，看到了暗－ 亮－暗的三层结构。 解释：蛋白质电子密度 高显黑色发暗，磷脂 分子的电子密度低发 亮。
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。
蛋白质电子密度高显黑色发暗，磷脂分子的 电子密度低发亮。
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静态的统一的结构
人细胞
荧光标记 蛋白质
诱导 融合
鼠细胞
实验结论: 质膜上的 蛋白质 和 脂质 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。
●
●
不溶于脂质的物质 细胞膜
提出假说：膜是由脂质组成的
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
成果：确定细胞膜的主要成分的确是脂质和蛋白质。
红细胞的细胞膜
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
流动镶嵌模型的基本内容
生物膜的流动镶嵌模型认为，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， 有的贯穿于整个磷脂双分子层。大多 数蛋白质分子也是可以运动的。
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
流动镶嵌模型名词解释生物化学
流动镶嵌模型名词解释生物化学
流动镶嵌模型 (Flowing Shell Model) 是一种描述生物膜结构的模型，它认为生物膜是由磷脂分子以疏水作用形成的双分子层为骨架，蛋白质分子镶嵌于双分子层的骨架中，并在膜上自由移动。
这个模型得名于它的流动性质，因为它类似于流体在固体表面上的扩散过程。
在流动镶嵌模型中，磷脂分子以疏水端头碰头的方式排列成双分子层，蛋白质分子则镶嵌在这个双分子层的骨架中。
磷脂分子和蛋白质分子的疏水端都暴露在膜的外表面，而亲水端则指向膜的内部。
流动镶嵌模型是生物化学领域的重要模型之一，它对于理解生物膜的结构和功能具有重要的意义。
根据这个模型，生物膜中的蛋白质分子起到了交通枢纽的作用，它们能够在膜上进行自由移动，并将内外的物质进行交换和运输。
同时，生物膜中的磷脂分子也起到了骨架的作用，它们使得生物膜具有一定的强度和稳定性。
流动镶嵌模型是一个简明易懂的模型，它能够帮助人们更好地理解生物膜的结构和功能，并为研究生物膜提供了重要的理论依据。
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。
生物膜的流动镶嵌模型
细胞膜中的磷脂是双层的
亲水头部 疏水 尾部
磷脂分子的结构
空气 水
细胞膜内侧：含水 细胞膜外侧：含水
实验四 时间：1959年 人物：罗伯特森 实验：1、在电镜下看到细胞膜清晰的 暗—亮—暗三层结构。2、生物膜为静态 的统一结构。
小资料(关于电子显微镜成像)
电子束照射大分子物质呈现黑暗；照射小 分子物质呈现光亮。
试验五：冰冻蚀刻电子显微法
将标本用干冰等冰冻。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、贯穿于磷脂双分子层中。
实验六 时间：1970年 实验：科学家将人和鼠的细胞表面膜
蛋白分别用红色和绿色荧光物质标 记，将两个细胞融合， 放置一段 时间后发现两种荧光物质均匀分布。
时间：20世纪初
实验:采用哺乳动物的红细胞,经过 特殊处理使细胞发生溶血现象,一些 物质溶出,再将溶出细胞外的物质洗 掉,即可得到纯净的细胞膜(又称血 影).化学分析表明：膜的成分主要是 脂质和蛋白质
实验三 时间：1925年 人物：荷兰科学家 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。发现单分子层的面积恰为红 细胞表面积的2倍。
A．构成生物膜的磷脂分子可以运动 B．构成生物膜的蛋白质分子可以运动 C．构成生物膜磷脂分子和蛋白质分子是静止的 D．构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子
可以运动
2．变形虫可吞噬整个细菌，该事实说明 D
A．细胞膜具有选择透过性 B．细胞膜失去选择透过性 C．大分子可以透过细胞膜 D．细胞膜具有一定流动性
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
亲水头部 疏水 尾部
磷脂分子的结构
空气 水
细胞膜内侧：含水 细胞膜外侧：含水
实验四 时间：1959年 人物：罗伯特森 实验：1、在电镜下看到细胞膜清晰的 暗—亮—暗三层结构。2、生物膜为静态 的统一结构。
小资料(关于电子显微镜成像)
电子束照射大分子物质呈现黑暗；照射小 分子物质呈现光亮。
试验五：冰冻蚀刻电子显微法
将标本用干冰等冰冻。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、贯穿于磷脂双分子层中。
实验六 时间：1970年 实验：科学家将人和鼠的细胞表面膜
蛋白分别用红色和绿色荧光物质标 记，将两个细胞融合， 放置一段 时间后发现两种荧光物质均匀分布。
时间：20世纪初
实验:采用哺乳动物的红细胞,经过 特殊处理使细胞发生溶血现象,一些 物质溶出,再将溶出细胞外的物质洗 掉,即可得到纯净的细胞膜(又称血 影).化学分析表明：膜的成分主要是 脂质和蛋白质
实验三 时间：1925年 人物：荷兰科学家 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。发现单分子层的面积恰为红 细胞表面积的2倍。
A．构成生物膜的磷脂分子可以运动 B．构成生物膜的蛋白质分子可以运动 C．构成生物膜磷脂分子和蛋白质分子是静止的 D．构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子
可以运动
2．变形虫可吞噬整个细菌，该事实说明 D
A．细胞膜具有选择透过性 B．细胞膜失去选择透过性 C．大分子可以透过细胞膜 D．细胞膜具有一定流动性
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
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生物
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？
第二节பைடு நூலகம்
生物膜的流动镶嵌模型
实验一 时间：19世纪末 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,发现细 胞膜对不同物质的通透性是不一样 的：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。
提出假说：膜是由脂质组成的
实验二 时间：20世纪初 实验:采用哺乳动物的红细胞,经 过特殊处理使细胞发生溶血现象,一 些物质溶出,再将溶出细胞外的物质 洗掉,即可得到纯净的细胞膜(又称 血影).化学分析表明：膜的成分主 要是脂质和蛋白质
亲水头部
疏水 尾部
磷脂分子的结构
空气
水
实验三 时间：1925年 人物：荷兰科学家 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。发现单分子层的面积恰为 红细胞表面积的2倍。
5、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 A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸 6、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 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
蛋白质在膜中的分布是不对称的，蛋白质镶在、 嵌入、贯穿于磷脂双分子层中。
实验六
时间：1970年 实验：科学家将人和鼠的细胞表面膜 蛋白分别用红色和绿色荧光物质标 记，将两个细胞融合， 放置一段时间后发现两种荧光物质均 匀分布。 结构特点：细胞膜有流动性
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。
小结
一、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 脂质 组成的； 20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要 由脂质和蛋白质 组成； 1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所 蛋白质－脂质－蛋白质 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， 流动性 指出细胞膜具有 尼克森 ； 流动镶嵌模型
3、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 4、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 B A 、保护作用 B、一定的流动性 C 、全透性 D、信息交流
细胞膜中的磷脂是双层的
细胞膜内侧：含水
细胞膜外侧：含水
实验四
时间：1959年 人物：罗伯特森 实验：在电镜下看到细胞膜清晰的暗— 亮—暗三层结构。
小资料(关于电子显微镜成像) 电子束照射大分子物质呈现黑暗；照射小 分子物质呈现光亮。
试验五：冰冻蚀刻电子显微法
将标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升 温后暴露断裂面。
二、流动镶嵌模型的主要内容 1、基本支架为 磷脂双分子层 。 2、蛋白质分子：镶、嵌、穿 。 3．结构特点 流动性 。
反馈练习
1．生物膜的结构特点是 D A．构成生物膜的磷脂分子可以运动 B．构成生物膜的蛋白质分子可以运动 C．构成生物膜磷脂分子和蛋白质分子是静止的 D．构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子 可以运动 2．变形虫可吞噬整个细菌，该事实说明 D A．细胞膜具有选择透过性 B．细胞膜失去选择透过性 C．大分子可以透过细胞膜 D．细胞膜具有一定流动性
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？
第二节பைடு நூலகம்
生物膜的流动镶嵌模型
实验一 时间：19世纪末 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,发现细 胞膜对不同物质的通透性是不一样 的：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。
提出假说：膜是由脂质组成的
实验二 时间：20世纪初 实验:采用哺乳动物的红细胞,经 过特殊处理使细胞发生溶血现象,一 些物质溶出,再将溶出细胞外的物质 洗掉,即可得到纯净的细胞膜(又称 血影).化学分析表明：膜的成分主 要是脂质和蛋白质
亲水头部
疏水 尾部
磷脂分子的结构
空气
水
实验三 时间：1925年 人物：荷兰科学家 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。发现单分子层的面积恰为 红细胞表面积的2倍。
5、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 A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸 6、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 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
蛋白质在膜中的分布是不对称的，蛋白质镶在、 嵌入、贯穿于磷脂双分子层中。
实验六
时间：1970年 实验：科学家将人和鼠的细胞表面膜 蛋白分别用红色和绿色荧光物质标 记，将两个细胞融合， 放置一段时间后发现两种荧光物质均 匀分布。 结构特点：细胞膜有流动性
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。
小结
一、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 脂质 组成的； 20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要 由脂质和蛋白质 组成； 1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所 蛋白质－脂质－蛋白质 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， 流动性 指出细胞膜具有 尼克森 ； 流动镶嵌模型
3、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 4、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 B A 、保护作用 B、一定的流动性 C 、全透性 D、信息交流
细胞膜中的磷脂是双层的
细胞膜内侧：含水
细胞膜外侧：含水
实验四
时间：1959年 人物：罗伯特森 实验：在电镜下看到细胞膜清晰的暗— 亮—暗三层结构。
小资料(关于电子显微镜成像) 电子束照射大分子物质呈现黑暗；照射小 分子物质呈现光亮。
试验五：冰冻蚀刻电子显微法
将标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升 温后暴露断裂面。
二、流动镶嵌模型的主要内容 1、基本支架为 磷脂双分子层 。 2、蛋白质分子：镶、嵌、穿 。 3．结构特点 流动性 。
反馈练习
1．生物膜的结构特点是 D A．构成生物膜的磷脂分子可以运动 B．构成生物膜的蛋白质分子可以运动 C．构成生物膜磷脂分子和蛋白质分子是静止的 D．构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子 可以运动 2．变形虫可吞噬整个细菌，该事实说明 D A．细胞膜具有选择透过性 B．细胞膜失去选择透过性 C．大分子可以透过细胞膜 D．细胞膜具有一定流动性