细胞膜的结构模型假说
人教版高中生物必修一《细胞膜的结构和功能》细胞的基本结构PPT教学课件(第2课时)
糖类与蛋白质或脂质分子结合形成糖蛋白或糖脂， 分布在细胞膜的外表面，糖蛋白具有保护、润滑和 细胞识别的作用
二、对细胞膜结构的探索
时间：1959年
人物：罗伯特森
发现：在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。
提出假说：所有的细胞膜都由蛋白质—脂 质—蛋白质三层结构构成，电镜下看到的
中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋
科学方法——提出假说
细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作 用。科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一 种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。 一种假说最终被接受被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察 和试验结果相吻合
三、流动镶嵌模型的基本内容
白质分子。他把细胞膜描述为静态的统一 结构。
细胞膜结构的电镜照片
时间：20世纪60年代以后 质疑：科学家对细胞膜是静态的观点提出质疑：如果是这样，细 胞膜的复杂功能将难以实现，就连细胞的生长、变形虫的运动这 样的现象都难以解释。
变形虫的运动
模拟细胞的生长
时间：1970年 实验：人——鼠细胞荧光标记融合实验
影响因素 温度等
特点
流动性
实例
Hale Waihona Puke 小鼠细胞和 人细胞融合进行细胞间的信息交流开
原因
主要表现 为构成膜
的磷脂分
子可以侧
向自由移
动，膜中
的蛋白质
④细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为构成膜的磷脂 分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。细胞膜的流动性 对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。
对细胞膜的深入研究发现
细胞膜的外表面还有糖类分子和蛋白质分子结合形成的糖蛋白，或与脂质结合 形成的糖脂，这些糖类分子叫作糖被（glycocalyx）。
流动镶嵌模型
膜脂的不对称性表现在脂双层中分布的各类脂的比例不同，各种细胞的膜脂不对称性差异很大。
膜蛋白的不对称
每种膜蛋白在膜中都有特定的排布方向，与其功能相适应，这是膜蛋白不对称性的主要因素。膜蛋白的不对 称性包括外周蛋白分布的不对称以及整合蛋白内外两侧氨基酸残基数目的不对称。
感谢观看
流动镶嵌模型有两个主要特点。第一个特点是，蛋白质不是伸展的片层，而是以折叠的球形镶嵌在磷脂双分 子层中，蛋白质与膜脂的结合程度取决于膜蛋白中氨基酸的性质。第二个特点是，膜具有一定的流动性，不再是 封闭的片状结构，以适应细胞各种功能的需要。
这一模型强调了膜结构的流动性和不对称性，对细胞膜的结构和功能作出了较为科学的解释，被广泛接受， 也得到许多实验的支持。
三、大多数蛋白质分子和磷脂分子都能够以进行横向扩散的形式运动，体现了膜具有一定的流动性。
四、在细胞膜的外表，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。它在细胞生命活动 中具有重要的功能。例如：消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用；糖被与细胞表面的识别有 密切的关系，好比是细胞与细胞之间，或者细胞与其他大分子之间，互相联络用的文字或语言。除糖蛋白外，细 胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的糖脂。
②膜脂的脂肪酸链：饱和程度高的脂肪酸链因紧密有序地排列，因而流动性小；而不饱和脂肪酸链由于不饱 和键的存在，使分子间排列疏松而无序，相变温度降低，从而增强了膜的流动性。脂肪酸链的长度对膜脂的流动 性也有影响：随着脂肪酸链的增长，链尾相互作用的机会增多，易于凝集(相变温度增高)，流动性下降。
③胆固醇：胆固醇对膜脂流动性的调节作用随温度的不同而改变。
流动镶嵌模型
生物学名词
01 探索历程
3.1 细胞膜的结构和功能(2)
位置
位于细胞膜
作用
与细胞识别、细胞间的信息传递等有关
（4）生物膜的结构特性： 流动性
主要表现为构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜 中的蛋白质大多也能运动。
（5）生物膜的功能特性： 选择透过性
科学方法——提出假说
科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物 学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建 立的假说进行修正和补充。一种假说最终被接受或被 否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验 结果相吻合。
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
“三明治”结构模型有什么不足？
无法解释细胞的生长、 变形虫的变形运动
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。
资料2：1970年
细胞融合实验：将人和鼠的细胞膜用不同的荧光染料标记后，让两 种细胞融合
S单分子层 = 2S红细胞表面积
细胞膜中的磷脂分子必然排列为 连续的两层
排列方式的探究 细胞内外环境都是液体环境，那么在细胞膜中，
磷脂分子是如何排列的呢？
亲水的“头部”与水接触， 疏水的“尾巴”远离水
讨论
如果将磷脂分子置于水一苯的混合溶剂中， 磷脂分子将会如何分布?
如果将磷脂分子置于水一苯的混合溶剂中,磷脂 的头部将与水接触,尾部与苯接触,磷脂分子分布 成单层。
细胞膜的控制作用是相对的
抗体、激素、 代谢废物
细胞内 核酸等
例如：有些病毒、细菌也能侵入细胞，使生物体患病。
细胞壁
1.分布：植物、真菌及大多数原核细胞都有细胞壁
2.成分：植物---纤维素和果胶 细菌---肽聚糖
细胞壁
3.功能 支持和保护
细胞膜的结构与功能
提出假说：细胞膜含有
成分 。
资料二
用蛋白酶处理，能破坏细胞膜。
（蛋白酶可以水解蛋白质）
提出假说：细胞膜含有
成分。
资料三
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：膜脂（即后来研究发现的磷脂）分子
在细胞膜中的排布为
。
磷脂分子的结构
亲水头部
疏水尾部
细胞膜的骨架--磷脂双分子层
磷脂
蛋白质
细胞膜结构模式图
多糖
胆 固 醇
思考：
细胞膜是固定不动的吗？
.
请你思考
如何用花瓣、酒精灯、清水和烧杯 等材料验证活细胞膜能控制物质进出。
实验步骤：
第一步：在两个烧杯注入等量清水，其中 一个加热至沸腾。
第二步：将等量花瓣分别放入烧杯内。 第三步：观察现象。
预测实验现象：
实验结论：
活细胞细胞膜能够控制物质进出； 死细胞细胞膜不具备这个功能。
生活小常识
散黄蛋怎么回事？怎样挑选新鲜鸡 蛋？
人的红细胞
细胞膜的结构与功能
细胞膜的结构与功能
体验细胞膜的存在
实验材料：鸡蛋的蛋黄
实验用具：解剖针（使用钝的一端）
实验方法: 用解剖针钝的一端轻轻碰触蛋 黄。
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多次 通透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。
细胞膜
细胞膜细胞膜(cell membrane)是每个细胞把自己的内容物包围起来的一层界膜，又叫质膜(plasma membrane)。
细胞膜使细胞与外界环境有所分隔而又保持种种联系。
它首先是一个具有高度选择性的滤过装置和主动的运输装置，保持着细胞内外的物质浓度差异，控制着营养成分的进入细胞和废物、分泌物的排出细胞；其次它是细胞对外界信号的感受装置，介导了细胞外因子对细胞引发的各种反应。
它还是细胞与相邻细胞和细胞外基质的连接中介。
质膜与细胞内膜（即各种细胞器的膜）具有共同的结构和相近的功能，统称为生物膜(biological membrane)。
生物膜具有各种复杂奇妙的功能，其基础在于它的化学组成和结构。
在常规电镜超薄切片上，它们呈两暗夹一明、总宽度约为７nm的膜层。
在冷冻蚀刻技术中，它们可被断裂成两个半膜，在断裂面上可以看到膜内颗粒。
生物膜都是由脂质分子、蛋白质分子、糖类分子以非共价结合的方式组成的。
脂质分子排列成厚约５nm的连续双层，称为脂双层（lipid bilayer），构成膜的支架，并成为对大多数水溶性分子的通透屏障；蛋白质分子分布在脂双层内，担负着作为酶、运输蛋白、连接蛋白、膜抗原和受体等的种种特殊使命；存在于膜表面的糖类也参与了膜的一些重要功能。
本章将讨论细胞膜的化学组成和结构，还将讨论细胞膜的一部分功能—对小分子物质的运输。
膜的其他功能如大分子物质的运输、细胞外信号的识别和传导、膜抗原和免疫反应等内容将在其他章节中介绍。
第一节细胞膜的化学组成和结构从多种细胞分离获得的纯净质膜或各种内膜进行化学分析，结果表明，各种生物膜都是由脂类、蛋白质和糖类这三种物质组成的。
三种成分的比例在不同的膜有很大变化。
例如，主要起绝缘作用的神经髓鞘膜上，７５％为脂类，而主要参与能量转换的线粒体内膜上，７５％为蛋白质。
对大多数细胞来说，脂类约占５０％，蛋白质约占４０%－５０％，糖类约占１%－１０％。
生物膜之所以具有种种复杂而重要的功能，不但因为构成膜的三种成分各自具有独特的理化性状，而且因为这三种成分之间有着巧妙的相互作用，组成特定的结构。
【高中生物】2023届高三生物一轮复习课件细胞膜的结构和功能
4 流动镶嵌模型的基本内容 动物细胞膜还有胆固醇，如何分布呢？
胆固醇：调节膜的流动性，增加了膜的稳定性。
细胞膜外
糖被（细胞的识别、细胞间的信息传递）
糖脂
糖蛋白
磷脂双分子层 （基本支架）
磷脂分子 细胞膜内
蛋白质（镶在表面、部分或全部嵌入、贯穿） 功能：转运蛋白、具有催化作用的酶、具有识别作用的受体蛋白
②思1考97：0罗年伯科特学森家的："三荧明光治标"模记型的有小什么鼠不细足胞？和人细胞融合实验 思结考论：：思细考在胞必膜修具模有块流中动有哪性些实验可以反驳罗伯特森的"三明治"模型？
③1972年辛格和尼科尔森： 提出：流动镶嵌模型
科 科学学探探究索的永基无本止思路境和，方科法学：理论是在不断修正的过程中建立和完 善先的根，据观需察要到探的索现精象神，、作出科推学测思或维提和出技假术说，手再段进的行结验合证。、补充和完善。
此过程均需消耗能量
C.膜蛋白的种类和含量决定了细胞膜功能的复杂程度 D.受体能结合某些激素分子实现细胞间的信息交流
B
【福建理综高考】细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识
别等重要生理功能。下列图中，可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能ຫໍສະໝຸດ 是( )血红蛋白在红细胞内部
抗体主要分布在血清
D
胰高血糖素受体
C
A.图中③为该模型的基本支架，具有一定的流动性 B.图中a侧为细胞膜的外侧，该侧还应该含有糖类分子 C.图中①为通道蛋白，是部分离子和小分子物质自由进出细胞的通道 D.哺乳动物有核组织的细胞膜与红细胞膜在结构上可能存在差异
考向二 细胞膜的结构特点和功能特性
4.光脱色恢复技术是细胞学上研究膜蛋白或膜的特性的基本实验技术之一。用
第三章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能
第三章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能一、教材分析本节内容选自新人教版高中生物必修一第三章第一节《细胞膜的结构与功能》，主要包含了细胞膜的获取、成分和功能，对细胞中的化合物具有具体化和结构化的作用，又对物质的输入输出做出了铺垫，具有承上启下的作用，内在联系是“功能-结构-功能”，而且有助于帮助学生建立结构与功能相适应的观点。
所以将细胞膜的成分、功能与生物膜的流动镶嵌模型相结合更有利于学生从整体上系统掌握细胞膜的功能及与功能相适应的结构。
二、学情分析学生在知识储备上对细胞与细胞之间的关系已经有了感性认识，了解了细胞的结构，并且对组成细胞的化合物有了一定的掌握。
教师在讲解内容时可借助多媒体技术，帮助学生识记和理解。
三、教学目标1.简述细胞膜的结构和功能。
2.说出流动镶嵌模型的基本内容。
3.分析对细胞膜成分与结构的探索历程，认同科学理论的形成是一个科学精神、科学思维和技术手段结合下不断修正与完善的过程。
四、教学重难点1.教学重点(1)细胞膜的功能(2)流动镶嵌模型的主要内容2.教学难点(1)细胞膜的结构与其组成成分的内在联系(2)对细胞膜结构的探索五、教学方法讲授法、直观教学法、自主学习法六、教学过程（一）明确学习目标师：课件展示本节重点：1.结合实例理解细胞膜的结构和功能的适应性（生命观念）2.借助模型识记细胞膜的结构特点（科学思维）一细胞膜有哪些主要功能？一流动镶嵌模型的基本内容是什么？一通过对细胞膜结构的探索过程的分析，你对科学的过程和方法有哪些领悟？（二）课堂导入：问题探讨师：展示课本P40的问题探讨有关台盼蓝实验能使死细胞染色的资料，展示相关图片。
引导学生思考相关问题，并讲解。
讨论1：L为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？提示：染料台盼蓝是细胞不需要的物质，活细胞的细胞膜可以阻止台盼蓝进入细胞，死细胞的细胞膜不能，台盼蓝能通过细胞膜进人细胞，死细胞能被染成蓝色。
生：思考回答。
（活细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的能力）讨论2：据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？提示：细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。
高中生物第一册 第3章 第1节 细胞膜的结构和功能 讲义
第1节细胞膜的结构和功能课标内容要求核心素养对接概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流。
1.生命观念——通过对细胞膜的学习建立生命的结构与功能观。
2．科学探究——领悟细胞膜结构探索过程的科学方法。
3．科学思维——流动镶嵌模型及其解读。
一、细胞膜的功能1．将细胞与外界环境分隔开细胞膜使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。
2．控制物质进出细胞(1)细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞；细胞不需要的物质不容易进入细胞。
(2)细胞内合成的抗体、激素等物质和代谢废物要排到细胞外，细胞内有用的成分不会轻易流失到细胞外。
(3)环境中一些对细胞有害的病菌和病毒有时候也能进入细胞，说明这种控制作用是相对的。
3．进行细胞间的信息交流方式过程通过体液的运输信号分子通过血液的运输到达靶细胞，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞，如胰岛素细胞间直信号分子和细胞膜结合在一起，只能和相邻细胞的细胞膜上的受体1．探索过程(1)脂质(约占细胞膜总质量的50%)⎩⎨⎧磷脂(主要)胆固醇(动物细胞膜) (2)蛋白质(约占40%)：与细胞膜的功能密度相关，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量就越多。
(3)糖类(2%～10%)：与蛋白质分子或脂质结合。
三、对细胞膜结构的探索1．提出暗—亮—暗的三层结构(1)科学家：罗伯特森。
(2)模型假说：①所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。
②把细胞膜描述为静态的统一结构。
2．对静态结构提出质疑：20世纪60年代以后，科学家对细胞膜是静态的观点提出质疑。
3．1970年荧光标记细胞膜实验 4．科学方法——提出假说科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。
一种假说最终被接受或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。
2020版新课程同步人教版高中生物必修第一册：第1节 第2课时 细胞膜的结构
细胞膜的结构特点 (1)镶嵌性：膜的基本结构是由磷脂双分子层及镶嵌在其 上的蛋白质构成的。 (2)不对称性：膜两侧的分子性质和结构不相同，如糖蛋 白只分布在细胞膜外侧。
(3)结构特点——流动性：组成细胞膜的各种成分都是运 动的，而不单纯是磷脂双分子层是运动的。
[在应用中悟]
[典例 3] 如图是细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表
[答案] A
[典例 4] 能体现细胞膜具有流动性的实例是 ( )
①高尔基体膜形成的小泡与细胞膜融合 ②吞噬细胞吞
噬病菌 ③小肠绒毛上皮细胞吸收 K＋ ④核糖体上合成的
蛋白质进入细胞核 ⑤变形虫伸出伪足运动
A．①②③
B．①②⑤
C．②③④
D．①④⑤
[解析] 膜的融合就是细胞膜流动性最好的体现，如高尔 基体膜形成的小泡与细胞膜融合；胞吞也是膜的融合；变形 虫伸出伪足运动说明细胞膜是动态的。而小肠绒毛上皮细胞 对 K＋的吸收是小分子物质进入细胞的实例，与膜融合无关， 蛋白质进入细胞核经过的是核孔，没有穿膜，不能体现膜的 流动性。
示构成细胞膜的物质，有关说法错误的是
()
A．②与③是静止不动的 B．③构成细胞膜的基本支架 C．①位于细胞膜的外] ②是蛋白质分子，大多数是可以运动的，③是磷 脂双分子层，是可以运动的，A 错误；磷脂双分子层构成了 细胞膜的基本支架，B 正确；①是糖蛋白，位于细胞膜的外 表面，与细胞识别有关，C、D 正确。
(2)[_②__] 蛋白质 是生物膜功能的行使者，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 贯___穿_于整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子是可以运动的。
(3)在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的[②__] 蛋白质 与 [_③__]_糖__类__结合形成的 糖蛋白 ，这些糖类分子叫作糖被。糖 被与 细胞识别 、细胞间的 信息交流 有密切联系。另外，细 胞膜表面还有[_③__]_糖__类__和脂质分子结合成的 糖脂 。
高一生物必修1_分子与细胞_阅读材料：细胞膜的结构模型
细胞膜的结构模型19世纪中叶K.W.Mageli发现细胞表面有阻碍染料进入的现象，提示膜结构的存在；1899年E.Oveiton发现脂溶性大的物质易入胞，推想应为脂类屏障。
1925年荷兰人E.Gorter和F.Grendel用丙酮抽提红细胞膜结构，计算出红细胞膜平铺面积约为其表面积的两倍，提出脂质双分子层模型.成立前提：a.红细胞的全部脂质都在膜上；b.丙酮法抽提完全；c.RBC平均表面积估算正确。
（70%~80%偏低）；40年后Bar重复这一试验发现红细胞膜平铺面积应不是70%～80%，而是1.5倍还有蛋白质表面，同时干膜面积是99μm2，湿膜面积则为145μm2。
两项误差相抵，结果基本正确。
根据细胞的生理生化特征，曾先后推测质膜是一种脂肪栅、脂类双分子层和由蛋白质-磷脂-蛋白质构成的三夹板结构。
同时电镜观察也证实质膜确实呈暗-明-暗三层结构。
随后冷冻蚀刻技术显示双层膜中存在蛋白质颗粒；免疫荧光技术证明质膜中蛋白质是流动的。
据此S.J.Singer等人在1972年提出生物膜的流动镶嵌模型，结构特征是：生物膜的骨架是磷脂类双分子层，蛋白质分子以不同的方式镶嵌其中，细胞膜的表面还有糖类分子，形成糖脂、糖蛋白；生物膜的内外表面上，脂类和蛋白质的分布不平衡，反映了膜两侧的功能不同；脂双层具有流动性，其脂类分子可以自由移动，蛋白质分子也可以在脂双层中横向移动。
尽管目前还没有一种能够直接观察膜的分子结构的较为方便的技术和方法，但从研究中30年代以来提出了各种假说有数十种，其中得到较多实验事实支持而目前仍为大多数人所接受的是美国的S.J.Singer和G.L.Nicholsom于1972年提出的流体镶嵌模型（fluid mosaic model）。
这一假想模型的基本内容是：膜的共同结构特点是以液态脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构、因而也具有不同生理功能的蛋白质，后者主要以α-螺旋或球型蛋白质的形式存在。
高中生物 细胞膜的分子结构假说和模型
细胞膜的分子结构假说和模型关于膜的结构，从2019开始一直到现在，科学家们提出了很多假说和模型。
下面举几个比较流行的模型加以说明。
1．单位膜模型这种模型于1935年提出，到20世纪50年代加以修正，随后经罗伯特桑（Robertson）的电镜观察加以完善。
这种模型表示，细胞膜由脂质双分子层及在其内外两侧各覆盖一层蛋白质所组成，脂质分子相互平行，与膜垂直。
蛋白质是以β-折叠形式结合在膜的内外两侧，形成网状。
从而形成蛋白质――磷脂――蛋白质的三层结构。
罗伯特桑于1959年指出，所有生物膜的厚度基本上是一致的，这种三层结构的膜普遍存在于细胞中，他叫这样的膜为单位膜。
但到20世纪60年代以后，由于应用了一系列新技术，科学家证实膜的脂质双分子层中也有蛋白质颗粒，并证实膜蛋白主要不是β-折叠结构，而是α-螺旋结构等。
科学家根据这些事实，对生物膜的单位膜模型理论提出了修正。
单位膜模型的主要不足在于：把膜结构描述成静止的、不变的，这显然与膜功能的多样性相矛盾。
2．流动镶嵌模型这一模型是S.J.Singer和G.Nicolson于1972年通过对已有的模型进行修正而提出的，这是细胞生物学的重要进展之一。
科学家发现细胞膜不是静态的，而是膜中的脂质和蛋白质都能自由运动。
这种模型叫做流动脂质—球蛋白镶嵌模型，现已广泛被接受。
这是个动态模型，表示细胞膜是由脂质双分子层和镶嵌着的球蛋白分子组成的，有的蛋白质分子露在膜的表面，有的蛋白质分子横穿过脂质双分子层。
这种模型主要强调的是，流动的脂质双分子层构成了膜的连续体，而蛋白质分子像一群岛屿一样无规则地分散在脂质的“海洋”中。
后来，不少实验都证实膜脂的“流动性”是生物膜结构的基本特性之一，因此这种模型比较普遍地被大家所接受和支持。
但是，这种模型也有不足之处，它比较忽视了蛋白质分子对脂质分子流动性的控制作用，以及其他因素对脂质分子运动的影响。
3．晶格镶嵌模型由于液态镶嵌模型有上述不足之处，沃利奇（Wallach）于1975年提出了晶格镶嵌模型。
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
人教(2019)生物高考复习：第5讲 细胞膜的结构和功能 细胞核的结构和功能
不同生理状态下细胞膜的成分及功能分析 (1)衰老细胞的细胞膜的通透性发生改变，物质运输功能下降。 (2)代谢旺盛的细胞，物质运输速度快，需要的载体种类和数目多， 细胞膜上的蛋白质种类和含量较多。 (3)癌细胞的细胞膜上的糖蛋白减少，细胞之间黏着性降低，易于扩 散和转移。 (4)死亡细胞的细胞膜没有选择透过性。
(4)图中⑤的功能是参与某种__________的合成及__________的形成。 (5)在细胞分裂中，能周期性消失和重建的结构是__________。(填 图中序号) 【 答 案 】 (1)①( 染 色 质 ) ②( 染 色 体 ) (2)4 内 质 网 核 糖 体 (3)ABC (4)RNA 核糖体 (5)③⑤
【答案】(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√
2．深挖教材 (1)同一生物体所有细胞核内的遗传信息都一定相同吗？举例说明： ____________________________________。 (2)大量实验证明，凡是无核的细胞，既不能生长也不能分裂，如哺 乳动物成熟的红细胞。人工去掉细胞核的细胞，一般不能存活太久，如 变形虫去掉细胞核后，新陈代谢减弱，运动停止，当重新移入核后，又 能够恢复生命活动。这些实验说明了什么？ ____________________________________________________。
自主学习· 巩固基础
知识点一 细胞膜的结构与功能 [自主学习]
1．细胞膜的功能
【答案】将细胞与外界环 境分隔开 胞吞、胞吐 激素 胞间连丝 精卵结合
2．细胞膜的成分 【答案】磷脂 糖类
3．对细胞膜成分和结构的探索历程(连线)
实例(实验)
结论(假说)
①脂溶性物质更易通过细胞膜
细胞膜的功能和结构
b．在37 ℃下经过40 min后两种颜色的荧光_均__匀__分__布_。 c．结论：细胞膜具有流__动__性__。
(3)1972年，辛格和尼科尔森 ①方法：新的观察和实验证据。 ②结果：提出为大多数人所接受的流__动__镶__嵌__模__型__。
特别
提醒
【科学方法】
【提出假说】细胞膜结构的探索过程，反映了提出假说这一科学 方法的作用。科学家首先根据已有的知识信息，提出解释某一生 物学问题的一种假说，再进一步观察与实验对已建立的假说进行 修正和补充。一种假说最终被接受或被否定，取决于它是否能与 以后不断得到的观察和实验结果相吻合！
b
亲水的头 疏水的尾
【思考】磷脂分子在空气——水界面上会怎样排布？ 空气
水 磷脂分子的结构（P42）
教材1深925挖年：，将两位人荷的兰肝科细学胞家中戈特的和磷格脂伦全德部尔提用丙取酮出从来人，的铺红成细胞单中分提子取层脂，质其，在面积 是肝空细气胞—表水面界面积上的铺2倍成单吗分？子为层什，么测？得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。
大大超过2倍，肝细胞具有多种具膜的细胞器和细胞核
【问题1】该实验得出了怎样的推论？ 1层细胞膜含2层磷脂分子 【问题2】细胞膜上的磷脂分子是怎样排b 列的？
水 水
水 水
讨论：如果将磷脂分子置于水—苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？
b
如果将磷脂分子置于水—苯的混合溶剂中，磷脂的“头部”将与水接触， “尾部”与苯接触，磷脂分子分布成单层。
【科学方法】
【提出假说】细胞膜结构的探索过程，反映了提出假说这一科学 方法的作用。科学家首先根据已有的知识信息，提出解释某一生 物学问题的一种假说，再进一步观b 察与实验对已建立的假说进行 修正和补充。一种假说最终被接受或被否定，取决于它是否能与 以后不断得到的观察和实验结果相吻合！
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细胞膜的结构模型假说
1.脂质双层模型 1925年，Gorter 和Grendel最早对膜结构的模型提出假说，即脂质双层模型。
因为他们通过实验发现从红血球膜中提取出来的脂类在空气-水界面铺成单分子层, 从而可以占据约两倍于完整红血球总表面的面积。
2.三合板式模型 1935年，Danielli 和Davson 假设膜中脂类是夹在两层蛋白质之间, 脂类和蛋白质的相互作用是由静电力所控制的。
但后来发现这一假说与实际结构的距离仍然很远, 因为技术条件和实验手段的限制，这种蛋白质-脂肪-蛋白质的三合板式模型却统治了膜结构的研究三十多年。
3.单位膜模型 1959 年，Robertson 提出以三合板模型为基础的单位膜的概念, 这个模型主要得到电子显微镜和X光衍射的实验数据的支持, 它假定在脂类核心两侧蛋白质的分布是不对称的, 因此可以把单位膜模型看成是三合板模型的进一步完善。
自从单位膜模型提出后, 对膜结构的研究进入了一个新的阶段。
4. 膜的镶嵌模型 20世纪60年代中期,singer和Wallach 提出镶嵌模型, 认为球蛋白埋在脂类的双分子层中, 甚至穿过这个双分子层, 而脂类双分子层尽管还存在, 但它们是不连续的, 可以把膜看作一种脂类和蛋白质的镶嵌体, 这种假说很符合疏水键在确定蛋白质的特定构造中起着关键性作用的实验。
5. 液态镶嵌模型 1972年，Singer 和Nicolson基于膜结构的动力学方面的考虑,将镶嵌模型加以巧妙发挥, 提出目前被广泛接受的液态镶嵌模型, 并能最好地解释已积累起来的来自各种膜的数据。