第二节 生物膜的流动镶嵌模型 (正式)
生物膜的流动镶嵌模型
生物膜的流动镶嵌模型第2节生物膜的流动镶嵌模型【考点解读】1、简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容2、举例说明生物膜具有流动性特点3、举例说出细胞膜是选择透过性膜4、科学家对细胞膜结构的探索过程【基础知识回顾】1生物膜静态模型的提出：⑴19世纪末，欧尔顿发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：凡是可以溶于的物质，更容易通过细胞膜进入细胞。
于是，他提出：膜是由组成的。
⑵20世纪初，科学家通过对红细胞膜成分进行化学分析表明：膜的主要成分是和。
192年，两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水面上铺展层单分子层，面积为红细胞表面积的倍，由此得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为。
⑶20世纪40年代，有学者推测脂质两边各覆盖着。
199年，罗伯特森在下看到了细胞膜清晰的三层结构，他结合其他学者的工作，提出生物膜的模型：所有的生物膜都由三层结构构成，中间的亮层是分子，两边暗层是分子，他把生物膜描述为的统一结构。
2流动镶嵌模型的提出：⑴20世纪60年代以后，很多科学家对罗伯特森的模型提出质疑：如果这样，细胞膜的复杂功能将难以实现，就连、这样的现象都不好解释。
⑵后科学家发现膜蛋白并不全是全部在脂质表面，有的蛋白质是在脂质双分子层中的。
⑶1970年，科学家用绿色荧光燃料标记鼠细胞表面的蛋白质分子，红色荧光燃料标记人细胞表面的蛋白质分子，研究细胞融合。
此实验表明：细胞膜具有。
⑷结合前人的研究成果，1972年桑格和尼克森提出了模型，并为大多数人所接受。
3生物膜流动镶嵌模型的基本内容：生物膜流动镶嵌模型认为，构成了膜的基本支架，这个支架不是的，是轻油般的流体，具有。
蛋白质分子有的磷脂双分子层表面，有的部分或全部磷脂双分子层中，有的整个磷脂双分子层。
大多数蛋白质分子也是可以的。
4在细胞膜的外表，有一层细胞膜上的与结合形成的糖蛋白，叫做糖被。
它有重要的功能。
如：消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有作用；糖被与细胞表面的有密切关系。
第4章 第2节《生物膜的流动镶嵌模型》 教学设计
第2节生物膜的流动镶嵌模型一、教材分析1．内容和地位“生物膜的流动镶嵌模型”一节是人教版《必修1分子与细胞》第四章《细胞的物质输入和输出》之第二节，与第一节“物质跨膜运输的实例”所反映的生物膜对物质的进出控制具有选择性等知识有一定的联系，并对第三节学习“物质跨膜运输的方式”作了知识准备。
所以,这节的内容安排很巧妙，对整个章节的知识起到了承上启下的作用。
本节主要包括对生物膜结构的探索历程和生物膜的流动镶嵌模型的基本内容两大部分。
在教学中，要充分发挥教师的主导地位和学生的主体地位，引导学生观察并分析实验现象，大胆的提出实验假设，宛如亲历科学家探索科学的历程，切身感受科学的魅力，保持强烈的探究科学的激情和兴趣，自然地接受流动镶嵌模型的理论。
让学生在探究中学习科学探索的方法，从而渗透探索科学过程和方法的教育。
2．教学重点①对生物膜结构的探索历程②生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容3．教学难点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二、学情分析1.学生已经了解了细胞、知道了组成细胞的分子、掌握了细胞的基本结构，尤其是细胞膜作为最基本生命系统的边界等相关知识，为本节知识的学习奠定了基础。
2.高中学生具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，对事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。
三、课程三维目标1. 知识与技能①简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容②举例说明生物膜具有的流动性特点③通过分析科学家建立生物膜模型的过程阐述科学发展的一般规律2．过程与方法①分析科学家建立生物膜结构模型过程，尝试提出问题，大胆作出假设②发挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构3. 情感、态度与价值观①使学生树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点②培养学生严谨的推理和大胆想象能力③认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的观点看待科学，树立辨证的科学观四、教学策路以学生“自主、探究、合作”的学习方式来优化课堂学习与教学，实现课程三维目标。
第2节生物膜的流动镶嵌模型讲义正式课件
化学分析表明：
膜的成分主要是脂质和蛋白质。
脂质和蛋白质是怎样有机结合 构成膜的呢？
2、对生物膜结构的探索
时间：1925年 人物：两位荷兰科学家
小组讨论: 科学家是如何进行的实验？ 在实验中观察到什么现象?
结论：他们推测磷脂分子在细胞膜中是怎样
实验。
●
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。
资料2.其他科学家的实验 时间：20世纪初
小组讨论:
科学家又进行了怎样的实验？ 实验得出什么样的结论? 结论得出后还有必要进行验证吗？
资料2.其他科学家的实验 时间：20世纪初
第一次分离出哺乳动物的红细 胞细胞膜,并对其进行化学分析。
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……
概念图小结
生物膜
结构特点
功能特点
③ 流动性
④选择透过性
① 磷脂双分子层 ②蛋白质分子 决定
结构组成
结构探究历程
THANK YOU
2、蛋白质或镶在脂双层的表面，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。
3、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。
4、
多糖
糖蛋白
蛋白质
糖蛋白的作用：
1 有保护和润滑作用。 2 与细胞膜表面的识 别有密切关系。
二、流动镶嵌模型的基本内容
1、膜的基本支架:磷脂双分子层构成了膜的基本 支架 (其中磷脂分子的亲水性的头部朝向两侧， 疏水性的尾部朝向内侧) 是轻油般的流体，具有 流动性。
第二节 细胞膜的流动镶嵌模型
（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____特__异____性。
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
19世纪末（1895年）欧文顿(E.Overton)用500多种 化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现细 胞膜对不同物质的通透性是不一样的：可以溶于脂质的 物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。
●
●溶于脂质的物质
不溶于脂质的物质
细胞膜
C=O C=O
CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH
CH CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2 CH2
CH2 CH2
A
B
C
D
资料:1925年,两位荷兰科学家用丙酮从 红细胞中提取出脂质,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、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
共建概念图
生物膜
结构特点
功能特点
③ 流动性 ①磷脂双分子层 ② 蛋白质
结构组成
④选择透过性 决定 结构探究历程
第2节生物膜的流动镶嵌模型
结论：膜的主要成分是脂质和蛋白质。
想象空间 单层连续的磷脂分子是怎样分布在水面上的？
亲水头部 疏水尾部
朗谬尔的研究成果 单层磷脂在水面上的分布示意图
Hale Waihona Puke 空气水资料： 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
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
普通布
弹力布
塑料布
一、对生物膜结构的探索历程
1、细胞膜的组成成分是什么呢？
资料：
时间：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。
思考与讨论：
①对细胞膜的研究是从研究什么开始的？为什么？
3、细胞膜的结构特点的探究？
No3:流动镶嵌膜模型：——桑格和尼克森（1972）
No3:流动镶嵌膜模型： ——桑格和尼克森（1972）
对生物膜结构的探索历程:
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
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
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？
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
②根据这一实验现象，你能提出什么假说呢？
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
4.2生物膜的流动镶嵌模型
结构探究历程
2003年度诺贝尔化学奖授予两名研究膜蛋白的美 国科学家，这是自1991年来诺贝尔奖第三次颁发 给与细胞膜蛋白质有关的研究成果 。
罗德里克· 麦金农
皮特· 阿格雷
课堂反馈
1、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 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
3.脂质和蛋白质是怎样构成细胞膜的？
(1)磷脂分子在细胞膜上的分布？ 磷脂分子在空气-水界面上的如何分布？ 提示：细胞膜内外都是液体有水的环境 (2)蛋白质分子位于脂双层什么位置？
时间：1925年 人物：荷兰科学家戈特E.Gorter和格伦德 F.Grendel 实验：用有机溶剂丙酮（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恰 为红细胞表面积的2倍（S=2S0)
表面 其中
嵌入
蛋白质的三种存在形式构建蛋白质分子在磷脂 双分子层中的排布模型
蛋白质
时间：1970年 实验：弗雷和埃迪登( Frye 和 Edidin )将人和鼠的细胞 膜蛋白分别用红、绿荧光标记后，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 发现两种颜色的荧光均匀分布。
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
陕西省商洛中学 生物组 刘小刚
学习目标
1.简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容 2.举例说明生物膜具有流动性特点
3.探讨在建立生物膜模型的过程中，实验 技术的进步所起的作用。
提出时间和学者： 1.生物膜组成成分： 2.基本支架： 3.蛋白质的分布： ①？②？③？ 4.结构特点： 5.功能特点： 6.糖蛋白：①分布；②功能 7.糖脂？
生物人教版必修一-第四章-第2节-生物膜的流动镶嵌模型(课件)省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课
蛋白质分子
磷脂双分子层
小结
对生物膜构造旳探索历程
19世纪末，欧文顿旳试验和推论：膜是由 脂质构成 旳；
20世纪初，科学家旳化学分析成果，指出膜主要
由 脂质 和蛋白质
构成；
1959年罗伯特森提出旳“三明治”构造模型：全
部生物膜都由蛋白质－脂质－蛋白质
三层构造；
1970年，荧光标识小鼠细胞和人细胞融合试验， 指出细胞膜具有 流动性 ；
第四章：细胞旳物质输入和输出
第2节：生物膜旳流动镶嵌模型
一、对生物膜构造旳探索历程
资料一
时间：19世纪末 1895年 人物：欧文顿（E.Overton） 试验：用500多种物质对植物细胞进行上万次旳通透 性试验，发觉脂质更轻易经过细胞膜。 提出假说：膜是由脂质构成旳
不溶于脂质旳物质 溶于脂质旳物质
3、磷脂分子是能够运动旳，具有流动性。（其分子旳 运动有多种形式）
4、大多数旳蛋白质分子也是能够运动旳。（也体现了 膜旳流动性） 5、细胞膜外表，有一层由细胞膜上旳蛋白质与糖类结 合形成旳糖蛋白，叫做糖被。（糖被与细胞辨认、胞间 信息交流等有亲密联络）
第一关
知识闯关
据研究发觉，胆固醇、小分子脂肪酸、维生
最终一关
恭喜你，答 对了！再接 不要灰再心厉，！ 再来一次！
下列物质中，不能横穿细胞膜进出细胞旳是 （） AA 维生素D和性激素 B B水和尿素 CC 氨基酸和葡萄糖 D 酶D 和胰岛素
1.最初认识到生物膜是由脂质构成旳，是经过对 现象旳推理分析还是经过膜成份旳提取和鉴定？
从生理功能上入手，经过对现象旳推理分析旳。
2.欧文顿旳分析假说是怎样提出旳呢？
根据他旳试验成果：凡能够溶于脂质旳物质，比不溶 于脂质旳物质更轻易经过细胞膜进入细胞。
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
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
糖蛋白 多糖
蛋白质(三种结合方式)
磷脂双分 子层 （构成膜的基本支架）
糖蛋白
细胞膜上的糖
分布在细胞膜外表，主要与蛋白质结合形成糖蛋白。
细胞膜外侧许多糖蛋白组成的一层结构叫做糖被。
糖被：具有保护和润滑、与细胞识别、细胞间信息传 递等密切。
生物膜的流动镶嵌模型的基本内容
脂质、蛋白质、糖类 ①组成成分：______________________
磷脂双分子层 ②基本支架：______________________ 镶在表面、嵌入、贯穿 ③蛋白质分布：___________________
5.细胞膜具有选择透过性，与这一特性密切相关的成
分是（
D
）
B.糖蛋白 D.蛋白质
A.磷脂 C.磷脂、蛋白质
6．一位细胞学家发现，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 ）。 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
7、下图表示细胞某一部分的亚显微结构，请据图回答： (1)这个简图所表示的是 细胞膜的亚显微结构。 (2)这个简图所体现的模型的名是 流动镶嵌模型 。 (3)此模型的基本支架是[ ① ] 磷脂双分子层 。 (4)具有识别作用的是[ ③ ] 糖蛋白 。
最初认识细胞膜的成分时，是对现象的 推理，还是对膜成分的提取和坚定？
为什么不一开始就对膜的成分进行鉴定？
一、对生物膜结构的探索历程
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。
第四章第2节 生物膜的流动镶嵌模型
第四章第2节生物膜的流动镶嵌模型第十四中学生物组符争课前预习学案一、预习目标：1．探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。
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。
3．尝试提出问题，作出假设。
学习重点：流动镶嵌模型的基本内容。
学习难点：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。
二、预习内容三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中课内探究学案一、学习目标知识目标1．探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。
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。
3．尝试提出问题，作出假设。
学习重点：流动镶嵌模型的基本内容。
学习难点：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二、学习过程(一)、对生物膜结构的探索历程（1）从生理功能入手的科学探究实验一：1895年E.Overton用植物细胞研究细胞膜的通透性。
他选取用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次的研究，发现：脂溶性分子易透过细胞膜；而非脂溶性分子则难以通过。
问题①：你能推测出什么结论？问题②：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？问题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？实验二：20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶（能专一地分解蛋白质的物质）分解。
问题①：你能推测出什么结论？问题②：在此实验中为什么要选用红细胞膜来进行分析？实验三：1925年，两位荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel作了丙酮抽提红细胞膜脂质实验：将抽提出的脂质在空气—水界面上铺成单分子层，测得其分子所占的面积相当于所用的红细胞表面积的2倍。
问题①：你能推测出什么结论？问题②：细胞膜中的脂质为什么会排列为连续两层呢？细胞膜中的磷脂分子会排列成怎样两层呢？思考：讨论对膜的研究为什么是从生理功能入手？（2）单位膜模型的提出实验四：1959年，J.D.Robertsen根据电镜下观察到的细胞膜暗—亮—暗的三层结构，提出单位膜结构模型。
第4章 第2节 生物膜的流动镶嵌模型
第2节生物膜的流动镶嵌模型学习目标 1.体会科学家建立生物膜模型的过程。
2.简述生物膜流动镶嵌模型的基本内容。
素养要求 1.生命观念：尝试制作生物膜模型，认可结构决定功能。
2.科学探究：体会有关膜结构特点的实验设计方法和原理。
一、对生物膜结构的探索历程1．对生物膜结构的探索历程时间科学家或实验结论19世纪末欧文顿膜是由脂质组成的20世纪初膜的分离实验膜的主要成分是脂质和蛋白质1925年脂质的提取实验细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层1959年罗伯特森所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成1970年荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验细胞膜具有流动性1972年桑格和尼克森提出生物膜的流动镶嵌模型2.细胞膜具有流动性的实验(1)方法(2)现象①开始：一半发红色荧光，另一半发绿色荧光。
②40 min后两种颜色的荧光均匀分布。
(3)结论：细胞膜具有流动性。
补充材料荧光染料≠荧光粉(1)荧光染料是指吸收某一波长的光波后能发射出另一波长大于吸收光的光波的物质。
(2)荧光粉，俗称夜光粉，通常分为光致储能夜光粉和带有放射性的夜光粉两类。
光致储能夜光粉是荧光粉在受到自然光、日光灯光、紫外光等照射后，把光能储存起来，在停止光照射后，再缓慢地以荧光的方式释放出来，所以在夜间或者黑暗处，仍能看到发光，持续时间长达几小时致十几小时。
(1)但凡溶于脂质的物质更易通过细胞膜，由此推测生物膜的主要成分是脂质( ) (2)提取鸡红细胞的脂质在空气—水界面上铺成单层是其红细胞膜面积的两倍( ) (3)磷脂分子由亲水“头”部和疏水“尾”部构成，含C 、H 、O 、N 、P 五种元素( ) (4)科学家罗伯特森用光学显微镜观察到了细胞膜暗—亮—暗的三层结构( ) 答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)×1．若将细胞膜上的磷脂提取后放入盛水的容器中，磷脂分子稳定的分布方式为图中的 A 。
2．细胞膜中的磷脂是连续的两层，试分析细胞膜中的两层磷脂分子最可能的排列方式是 A 。
生物膜的流动镶嵌模型
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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分 子 脂
磷
水—空气界面 空气界面
在水-空气界面处， 在水 空气界面处，磷脂分子只有 空气界面处 亲水性头部能够接触水！ 亲水性头部能够接触水！ 细胞内外均是水环境！ 细胞内外均是水环境！
水环境Biblioteka 水环境问题（ ）：除了脂质外，蛋白质也是细胞膜的成分。 ）：除了脂质外 问题（3）：除了脂质外，蛋白质也是细胞膜的成分。那 蛋白质和磷脂的位置关系又是如何的呢？ 蛋白质和磷脂的位置关系又是如何的呢？
1.生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。人类对自然界 的认识永无止境，随着实验技术的不断创新和改进，对膜 的研究将更加细致入微，对膜结构的进一步认识将能更完 善地解释细胞膜的各种功能，不断完善和发展流动镶嵌模 型。 2.科学研究是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验证假 说； 科学研究依赖于技术的进步；科学发现的过程是一个 长期的过程，涉及到许多科学家的辛勤工作； 科学发现的 过程不是一帆风顺的，往往是在继承的基础上不断验证、 修正和完善发展的。
变形虫正在吞噬草履虫
资料五
荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验
时间:1970年 时间 人物:Larry Frye等 人物 实验:将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后，让两种 实验 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 提出假说
流动性 是可以运动的
在制作真核细胞的三维结构模型中，遇到过用什 么材料做细胞膜的问题？以下的三种材料中，你会选 用哪种材料？为什么？
塑料袋
普通布
弹力布
三种材料比较 :
塑料袋：塑料袋基本上没有透性，只能满足作为系统边 界的要求； 普通布：普通布能够满足系统的边界和让一部分物质透 过这两项功能的要求； 弹力布：弹力布则更能体现细胞膜的柔变性和一定的通 透性，相对好一些。 这些材料与真实的细胞膜之间还有不小的差距。 这些材料与真实的细胞膜之间还有不小的差距。大家还 能想出更好的材料做细胞膜吗？ 能想出更好的材料做细胞膜吗？
（3）1925年 Corter Grendel用丙酮提取细胞膜的脂，并将 它在空气—水界面上展开时，发现这个单层分子的面积相 当于原来细胞表面积的两倍。由此可以认为细胞膜由 磷脂双分子层 ___________组成。 （4）1970年，科学家用不同荧光染料标记的抗体，分别 与鼠和人细胞膜上的一种抗原相结合，使它们分别产生绿 色和红色荧光。将两种细胞融合成一个细胞时，开始时一 半呈绿色，另一半呈红色，但在 37 ℃水浴中保温40 min 后，融合细胞上的两种颜色的荧光呈现均匀分布。这个实 构成细胞膜的蛋白质分子（抗原） 构成细胞膜的蛋白质分子（抗原） 验说明___________，其原因是_________。 细胞膜具有一定的
构 建 模 型 罗伯特森模型
蛋白质—脂质 蛋白质三层结构构成 蛋白质 脂质—蛋白质三层结构构成，而且 脂质 蛋白质三层结构构成， 为处于静止状态的统一结构。 为处于静止状态的统一结构。
问题4 细胞膜真的是静态的吗？ 问题4、细胞膜真的是静态的吗？
静态的蛋白质—脂质 蛋白质三层结构受到质疑 静态的蛋白质 脂质—蛋白质三层结构受到质疑 脂质 细胞膜是静止的，变形虫为什么会运动？ 细胞膜是静止的，变形虫为什么会运动？ 细胞之间为什么会发生融合？ 细胞之间为什么会发生融合？ 细胞为什么会生长？ 细胞为什么会生长？ 推论： 推论：细胞膜应该是流动的 有什么证据证明细胞膜中 的物质是不断运动的呢？ 的物质是不断运动的呢？
一、对生物膜结构的探索历程 ：
问题（1）：探究细胞膜的组成成分是什么？
材料一
欧文顿的实验
时间：19世纪末，1895年 科学家：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过上万次的实 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，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。
问题（ ）：探究这些物质是如何组成膜的？ ）：探究这些物质是如何组成膜的 问题（2）：探究这些物质是如何组成膜的？ 资料：1917年欧文·朗缪尔（Langmuir）将提取的膜 质铺展在水盘的水面上，发现脂在水面上形成一薄 层，单脂层亲水的头朝向水面，疏水的尾背离水面。 于是他提出：磷脂分子是一种由甘油、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。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。这样磷脂分子可 以在空气和水的界面上展开为一层，也就是铺展成 单分子层。
亲水头部 疏水尾部
单分子层
磷脂是一种由甘油， 磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成的 分子。 分子。
材料三 时间: 时间:1925年
戈特和格伦德对血影的研究
科学家:荷兰科学家Gorter和Grendel 科学家 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 实验 提出假说:细胞膜中的磷脂是双层的 提出假说
人细胞 红色荧 光染料 标记的 膜蛋白
杂交细胞
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
资料六
1972年，桑格和尼克森提出——流动镶嵌模型 年 桑格和尼克森提出 流动镶嵌模型
时间：1972年 时间 科学家：桑格和尼克森 科学家 提出假说：流动镶嵌模型
二、流动镶嵌模型的基本内容
提出假说：膜是由脂质组成的。 提出假说：膜是由脂质组成的。
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。 细胞膜是由哪些化学成分构成的？ 细胞膜是由哪些化学成分构成的？ 主要成分： 主要成分：脂质和蛋白质 这个实验也证实了欧文顿的假说，也就是说假说是在实 验与观察的基础上提出来的，同时还需要严谨的推理和大胆 的想象。假说需要通过观察和实验进一步验证和完善。
资料四
罗伯特森的“三明治” 罗伯特森的“三明治”结构模型
时间:1959年 时间 科学家:罗伯特森（J.D.Robertsen） 科学家 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 实验 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 提出假说
罗伯特森(J. 罗伯特森 D. Robertson)用超薄切片 用超薄切片 技术获得的清晰细胞膜电镜下照片 暗-明-暗 明暗 三层结构
生物膜的流动镶嵌 1959年：电镜下细胞膜呈现清晰的暗—亮—暗三层结构 生物膜是由 年 电镜下细胞膜呈现清晰的暗 亮 暗三层结构 暗三层结构→生物膜是由 蛋白质－脂质－ 蛋白质－脂质－蛋白质三层结构构成 模型是否已完美无
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缺呢？从生物膜结 你受到哪些启发？
1970年：人鼠细胞杂交实验→细胞膜具有 一定流动性 年 人鼠细胞杂交实验 细胞膜具有 构的探索历程中， ⇓ 1972年：桑格和尼克森提出了生物膜的 流动镶嵌模型 年
一、对生物膜结构的探索历程 19世纪末：欧文顿发现脂溶性物质易通过细胞膜→膜是由 脂质 世纪末：欧文顿发现脂溶性物质易通过细胞膜 膜是由 世纪末 组成的 ⇓ 20世纪初：化学分析表明膜的主要成分是 脂质和蛋白质 世纪初： 世纪初 ⇓ 1925年：从红细胞中提取的脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的2倍 年 从红细胞中提取的脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的 倍 → 膜中的脂质分子排列为 ⇓ 连续的2层 连续的 层
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）
（1）变形虫的任何部位能伸出伪足，人体的某些白细胞能 吞噬病菌，这些生理活动的完成说明细胞膜具有下列哪一 特点（B ） A.选择透过性 B.一定的流动性 C.保护作用 D.细胞识别 （2）1985年 Overton在研究各种未受精卵细胞的透性时， 发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过 细胞膜十分困难。这表明组成细胞膜的主要成分中有 脂质 ___________。