生物膜的流动镶嵌模型
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。
生物膜的流动镶嵌模型(汇报课
01
尽管已有大量实验证据支持生物 膜流动镶嵌模型，但这些证据仍 存在局限性，无法完全证明或推 翻该以及实验条件的多样性等因素 可能导致实验结果的不一致或偏 差。
新技术与新方法的出现
随着科学技术的不断发展，新的研究方法和手段不断涌现，为研究生物 膜流动镶嵌模型提供了更多可能性。
04
生物膜流动镶嵌模型的争议 与挑战
模型的理论基础
生物膜流动镶嵌模型的理论基础主要 基于对生物膜结构和功能的观察与实 验研究，但理论本身仍存在一些未解 之谜和需要进一步研究的问题。
例如，模型对于生物膜中蛋白质和脂 质的流动性、相互作用以及与膜功能 的关系等方面的解释仍不完全清晰。
实验证据的局限性
03
生物膜的功能
物质运
物质运输
生物膜的主要功能之一是控制物质进出细胞。通过膜上的转运蛋白，如通道蛋白 和载体蛋白，细胞可以选择性地吸收、释放或排除某些物质，从而维持细胞内环 境的稳定。
主动运输与被动运输
物质运输方式包括主动运输和被动运输。主动运输需要消耗能量，以将物质从低 浓度区域向高浓度区域转运；被动运输则不需要消耗能量，物质顺浓度梯度运输 。
信息传递
信号转导
生物膜在信息传递过程中发挥重要作用。膜上的受体可以识 别外部信号分子，并将信号转导至细胞内部，引发一系列生 物化学反应，最终导致细胞响应。
跨膜信号转导途径
跨膜信号转导途径包括G蛋白偶联受体介导的信号转导、受 体酪氨酸激酶介导的信号转导、离子通道受体介导的信号转 导等。这些途径参与调节细胞生长、分化、代谢等多种生理 过程。
生物膜具有一定的流动性，同时 镶嵌在脂质双分子层中的蛋白质 可以执行各种生命活动，如物质 运输、信息传递和能量转换等。
生物膜的流动镶嵌模型
1．细胞生物膜的结构基本是（ C） ．细胞生物膜的结构基本是（ A. 蛋白质 糖被 脂质 蛋白质—糖被 糖被—脂质 B. 蛋白质—糖脂 脂质 蛋白质 糖脂—脂质 糖脂 C. 蛋白质 脂质 蛋白质 蛋白质—脂质 脂质—蛋白质 D. 脂质 蛋白质 脂质 脂质—蛋白质 蛋白质—脂质
3.下列能正确表示细胞膜结构的是（ C ） 下列能正确表示细胞膜结构的是（ 下列能正确表示细胞膜结构的是
A
B
C
D
4.某同学欲获得纯净的细胞膜，以研究其结构和功能， 某同学欲获得纯净的细胞膜，以研究其结构和功能， 某同学欲获得纯净的细胞膜 请您帮助设计一个简易实验。 请您帮助设计一个简易实验。 （1）选取人体的 ）选取人体的______________作为获取细胞 作为获取细胞 膜的来源， 膜的来源，其原因是红细胞中充满了血红蛋白而 _________________________。 。 （2）将选取的材料放入 ）将选取的材料放入____________中，一段 中 时间后，此类细胞将由于____________而破裂。 而破裂。 时间后，此类细胞将由于 而破裂 s （3）利用离心法及有机溶剂等方法提取出膜成份 ） 2 中的磷脂，将其铺展在空气—水界面上，测得磷脂 中的磷脂，将其铺展在空气 水界面上， 水界面上 占有的面积为S， 占有的面积为 ，请预测此类细胞表面积的值接近于 _________，可推理出细胞膜中的磷脂分子为 ， __________________。 。
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
构建模型
问题一：
•流动镶嵌模型与“单位膜型
问题二：
•生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？
资料三：
• 1959年，罗伯特森（J. D. Robertson ）用超薄切片 技术获得了清晰的细胞膜电镜下的照片，显示暗明-暗三层结构。当时人们已经知道蛋白质比脂质 对电子的透过率低。且电子的透过率越低，在电 镜下显示越暗。
构建模型
“单位膜”模型
资料四：
•人们研究人工的无蛋白质的脂双层膜对不 同分子的通透性。发现：脂溶性的物质易 透过人工膜，但葡萄糖、氨基酸、钠离子 等难以透过。而生物膜却可以透过上述物 质。
实验探究
• 用以下的主要实验材料及用具，设计一探究 细胞膜上蛋白质分子能否运动的实验方案。 • 荧光染料（有红色、绿色等不同颜色，可标 记细胞膜表面的蛋白质分子）细胞（小鼠细 胞、人细胞等） • 激光器（激光过度照射可使荧光分子失去发 出荧光能力）
资料五：
荧光标记
激光处理
资料五：
资料六：
•1972年，桑格（S. J. Singer）和尼克森 （G. Nicolson）根据免疫荧光技术、冰 冻蚀刻技术的研究结果，在“单位膜” 模型的基础上提出“流动镶嵌模型”。
资料一：
•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。
构建模型
单层磷脂分子
双层磷脂分子
资料二：
•1925年，荷兰科学家 E. Gorter & F. Grendel 用有机溶剂提取了人类红细胞 的细胞膜的脂类成分，将其铺展在水 面，测出膜脂展开的面积二倍于细胞 表面积。
生物膜的流动镶嵌模型
结论：细胞膜具有流动性
1972年，桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型
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,这 个支架不是静止的，具有 流动性 。
2、蛋白质分子有的 镶在 磷脂双分层表面， 有的 部分或全部嵌入 磷脂双分子层中，有 的 贯穿 整个磷脂分子层。 大多数蛋白质分子是可以 运动的 。
概念图
生物膜 结构特点 功能特点
③ 流动性
④选择透过性 决定
① 磷脂双分子层
②蛋白质分子
结构组成
结构探究历程
课堂反馈
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 2.变形虫可吞噬整个细菌，该事实说明（ ） 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
第四章 第2节 生物膜的流动镶嵌模型
(白细胞吞噬病毒的过程)
探究
细胞膜具有流动性
1970年 人—鼠 细胞融合实验
人细胞
40分钟后 37℃
荧光 标记
诱导 融合
刚融合时一 半红一半绿
两种颜色 荧光均匀
鼠细胞
得出结论：细胞膜表面的蛋白质分子具有流动性。
磷脂分子的运动
①侧向扩散运动；②旋转运动；③摆动运动 ④伸缩震荡运动；⑤翻转运动；⑥旋转异构 化运动。
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、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.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. 磷脂 B. 糖蛋白 C. 脂肪 D. 核酸
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教案
一、教案基本信息生物膜的流动镶嵌模型优秀教案课时安排：2课时教学对象：高中生物课程学生教学目标：1. 理解生物膜的流动镶嵌模型的概念。
2. 掌握生物膜的组成和结构特点。
3. 了解生物膜的功能及其在细胞生命活动中的重要性。
教学方法：1. 讲授法：讲解生物膜的流动镶嵌模型的概念、组成和结构特点。
2. 直观演示法：展示生物膜的流动镶嵌模型的实验现象和结构。
3. 小组讨论法：分组讨论生物膜的功能及其在细胞生命活动中的应用。
教学准备：1. 教学PPT：包含生物膜的流动镶嵌模型的概念、组成、结构特点及功能。
2. 实验材料：生物膜实验所需材料。
3. 讨论问题：关于生物膜功能及其在细胞生命活动中的应用。
二、教学过程第一课时：1. 导入新课：通过展示生物膜的流动镶嵌模型的图片，引发学生的好奇心，激发学习兴趣。
2. 讲解概念：讲解生物膜的流动镶嵌模型的定义，让学生理解生物膜的结构特点。
3. 讲解组成：介绍生物膜的组成成分，如磷脂、蛋白质等，并讲解它们在生物膜中的分布和作用。
4. 结构特点：讲解生物膜的结构特点，如流动性和选择透过性。
5. 课堂小结：对本节课的内容进行总结，强调生物膜的流动镶嵌模型的概念和结构特点。
第二课时：6. 导入新课：通过复习上节课的内容，引导学生进入本节课的学习。
7. 讲解功能：讲解生物膜的功能，如保护细胞、维持细胞内环境稳定、物质运输等。
8. 实验演示：展示生物膜的流动镶嵌模型的实验现象，让学生直观地了解生物膜的结构特点。
9. 小组讨论：分发讨论问题，让学生分组讨论生物膜的功能及其在细胞生命活动中的应用。
10. 分享成果：邀请各小组代表分享讨论成果，引导学生深入思考生物膜的重要性。
11. 课堂小结：对本节课的内容进行总结，强调生物膜的流动镶嵌模型的概念、结构和功能。
三、课后作业1. 根据本节课的学习内容，完成课后练习题。
四、教学反思在课后，教师应认真反思本节课的教学效果，包括学生的参与度、理解程度和反馈。
生物膜的流动镶嵌模型
单位膜模型
思考讨论二：
单位膜模型可以解释以上现象 吗？这种结构与它的功能相适 应吗？细胞膜是不是静止不动 的呢？细胞膜的流动性从微观 上如何体现的呢？
生物膜都由蛋白质－脂质－蛋白质 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 流动性 ； 1972年，桑格和尼克森提出了 流动镶嵌模型 。
思考：从科学家探索生物膜的历程，你能得到 什么启示？
课内反馈
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
人细胞
杂交细胞
荧光标记 蛋白质
细胞 融合
40分钟后
370C
鼠细胞
资料：七
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。
思考讨论三：
细胞是失水还是吸水？
H2O
思考讨论四：
问题1：请你谈谈流动镶嵌模型的基本 内容是什么?
问题2：生物膜结构内外是否对称？
思考讨论五：
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
一、对生物膜组分的探索
资料一： 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，发现细胞膜会被蛋白酶（能专 一地分解蛋白质的物质）分解。
问题：你能推测细胞膜的成分中含有 蛋白质？
资料二
时间：1895年 人物：欧文顿（E.Overton） 实验：曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行
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？
4-2生物膜的流动镶嵌模型
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．构成生物膜的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
§4—2
生物膜的流动镶嵌模型
【拓展1】分析生物膜模型的建立和完善过程，你受到哪些启示？ 【拓展2】生物膜的流动镶嵌模型是否已经完美无缺？说说你的看 法。 课外制作：利用废旧物品制作生物膜模型
§4—2
生物膜的流动镶嵌模型
·对生物膜结构的探索历胞膜中的脂质分子排列成连续的两层。 ⑶罗伯特森：提出蛋白质-脂质-蛋白质三层结构模型。 ⑷L.Frye＆M.Lipids等：细胞膜具有流动性。 ⑸桑格＆尼克森：提出流动镶嵌模型。
资料：生物膜的流动镶嵌模型
§4—2
生物膜的流动镶嵌模型
·对生物膜结构的探索历程 ·流动镶嵌模型的基本内容
⑴磷脂双分子层：构成膜的基本支架。这个支架不是静止的，而 是轻油般的流体，具有流动性。 ⑵蛋白质分子：有的镶在磷脂双分子层表面，有的嵌入、贯穿磷 脂双分子层。大多数可以运动。 糖被：在细胞膜的外表，有一层由膜上的蛋白质与糖类结合形成 的糖蛋白，叫做糖被。作用：保护、润滑、细胞识别。
磷脂双分子层
§4—2
生物膜的流动镶嵌模型
·对生物膜结构的探索历程
⑴欧文顿：膜由脂质组成。 ⑵戈特＆格伦德尔：细胞膜中的脂质分子排列成连续的两层。
学术的孕育阶段：提出假说 对膜的成分和结构的初步阐 明，最初都是先根据实验现象和 有关知识，提出假说，而不是通 过实验观察直接证实的。 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 和大胆的想像。 假说需要通过观察和实验进 一步验证和完善。
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。
流动镶嵌模型
结论：细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。
膜外（水） 膜内(水）
活动主题二：根据磷脂分子的特点结合人体组织细
胞内、外环境,大胆猜想并构建细胞膜中磷脂分子的 排列模型。
膜外（水）
膜内(水）
猜想的模型是：
非脂溶性物质
脂溶性物质 细胞膜
欧文顿用了 500多种化 学物质进行 了上万次实 验。
E.Overto n的假说： 膜是由脂质组成的。
资料2：20世纪初，科学家第一次将细胞膜从哺
乳动物红细胞中分离出来，应用化学手段分析表 明：
膜的主要成分是脂质和蛋白质，组成膜 的脂质中磷脂含量最多
磷脂在细胞膜中是如何排布的呢？
C、主动运输
D、选择透过性
课后探究
1、请你根据现有的对细胞膜结构和功能的了 解，选择合适的材料，分小组制作生物膜模型。
2、查问资料：生物膜的模拟和研究在处理污 水、海水淡化、改善农作物品质等多种领域发 挥的重要作用。
…
实验技术的进步起到了关键性的推动作用
2、在建立生物膜模型的过程中，结构与功能相适应 的观点是如何得到体现的？
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。
概念图小结
生物膜
结构特点
决定
功能特点
③
一定的 流动性
④选择透过性
① 磷脂双分子层 ②蛋白质分子
变形虫在吞噬草履虫
植物细胞质壁分离
资料6
时间：1970年
人物：弗雷和埃迪登( Frye 和 Edidin )
实验：红色荧光
4.2生物膜的流动镶嵌模型
4、生物膜的结构及功能特点：
结构特点：
具有一定的流动性（磷脂分 子和大多数蛋白质分子都是 运动的） 主要受温度影响，适当温度范围
内，随外界温度升高，膜的流动 性增强，但温度高出一定范围， 则导致膜的破坏。
功能特点： 选择透过性
5.选择透过性和流动性的关联？（理解）
联系：细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基 础。因为只有细胞膜具有流动性，才能表现出选择透 过性，如细胞膜中的部分蛋白质充当载体运输物质进 出细胞，只有它是运动的，才能运输物质。 区别：选择透过性是指能通过小分子隔绝大分子的特 性，如小分子通过是穿过细胞膜的，但流动性是指细 胞膜如同液体一样可以流动，不是固定不变的，体现 流动性的如胞吞胞吐，是不穿过细胞膜的
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 种，膜上蛋白还有载体蛋白及酶等蛋白质物质 二.多糖+脂质===糖脂 存在于膜外表面
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？
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
11 生物膜的流动镶嵌模型
爱是什么？ 一个精灵坐在碧绿的枝叶间沉思。 风儿若有若无。 一只鸟儿飞过来，停在枝上，望着远处将要成熟的稻田。 精灵取出一束黄澄澄的稻谷问道：“你爱这稻谷吗？” “爱。” “为什么？” “它驱赶我的饥饿。” 鸟儿啄完稻谷，轻轻梳理着光润的羽毛。 “现在你爱这稻谷吗？”精灵又取出一束黄澄澄的稻谷。 鸟儿抬头望着远处的一湾泉水回答：“现在我爱那一湾泉水，我有点渴了。” 精灵摘下一片树叶，里面盛了一汪泉水。 鸟儿喝完泉水，准备振翅飞去。 “请再回答我一个问题，”精灵伸出指尖，鸟儿停在上面。 “你要去做什么更重要的事吗？我这里又稻谷也有泉水。” “我要去那片开着风信子的山谷，去看那朵风信子。” “为什么？它能驱赶你的饥饿？” “不能。” “它能滋润你的干渴？” “不能。”爱是什么？ 一个精灵坐在碧绿的枝叶间沉思。 风儿若有若无。 一只鸟儿飞过来，停在枝上，望着远处将要成熟的稻田。 精灵取出一束黄澄澄的稻谷问道：“你爱这稻谷吗？” “爱。” “为什么？” “它驱赶我的饥饿。” 鸟儿啄完稻谷，轻轻梳理着光润的羽毛。 “现在你爱这稻谷吗？”精灵又取出一束黄澄澄的稻谷。 鸟儿抬头望着远处的一湾泉水回答：“现在我爱那一湾泉水，我有点渴了。” 精灵摘下一片树叶，里面盛了一汪泉水。 鸟儿喝完泉水，准备振翅飞去。 “请再回答我一个问题，”精灵伸出指尖，鸟儿停在上面。 “你要去做什么更重要的事吗？我这里又稻谷也有泉水。” “我要去那片开着风信子的山谷，去看那朵风信子。” “为什么？它能驱赶你的饥饿？” “不能。” “它能滋润你的干渴？” “不能。”
必 修 一
生物膜的流动镶嵌模型
第二节
第四章
思考一：细胞膜的组成成分是什么呢？ 科学家： 欧文顿 实验：500多种物质对植物细胞进行上万次
的通透性实验
结果：溶于脂质的物质更容易通过细胞膜 推测：膜是由脂质组成的。
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(经典整理版)
荧光标记技术
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。
37℃下40min后出现了 什么现象？说明什么？
结论：蛋白质 分子是可以运 动的 ,说明细 胞膜具有一定 的流动性
一、对生物膜结构的探索历程
[连一连]
时间：1972年 人物：桑格和 尼克森
提出：生物膜的结构-- 流动镶嵌模型 这是在电镜下看到的吗? 教材P66
超薄切片技术获得的细胞膜照片
假说： 生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”构成的 三层静态统一结构（三明治模型）。
三 明 治 模 型
要点：12..蛋静白态质 结在构膜中分布的对称性
变形虫的变形运动
变形虫在吞噬草履虫
(白细胞吞噬病毒的过程)
6.新技术带来新模型（一）
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： 膜中脂质分子排列为连续两层
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”
想一想：
磷脂分子在空气-水界面 上会怎么样铺展？
疏水 “尾部”
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。
类和数量相同。（ ×）
5（双选）.下图为细胞膜的液态流动镶嵌模型示 意图，有关其叙述不正确的是（ BD ）
③
① ②
A.具有① 的一侧为细胞膜的外侧 B. ③ 与细胞膜表面的识别有关 C. ②是构成细胞膜的基本支架 D细胞膜的选择透过性与①的种类数量有关
6.癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞的成分的改变有 关，下列哪些物质成分不可以作为检测细胞癌变的证据
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2020/11/26
生物膜的流动镶嵌模型
问题探究
• 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。
•细胞膜结构 的电镜模型
生物膜的流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的提出
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生物膜的流动镶嵌模型
思考与讨论2
• 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。
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生物膜的流动镶嵌模型
生物膜的成分
• 脂质（2）层 • 蛋白质
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生物膜的流动镶嵌模型
细胞膜的模型
• 暗—亮—暗三层结构
• 蛋白质—脂质—蛋白质
• 静态统一结构 • 科学家发现 • 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
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生物膜的流动镶嵌模型
对生物膜结构的探究历程
• 思考与讨论1 • 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。
• 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。
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生物膜的流动镶嵌模型
• 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。
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生物膜的流动镶嵌模型
1972年在新的实验证据的基础上提 出细胞膜的流动镶嵌模型
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生物膜的流动镶嵌模型
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2020/11ห้องสมุดไป่ตู้26
生物膜的流动镶嵌模型