第四章第二节生物膜的流动镶嵌模型
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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：
第四章 第2节 生物膜的流动镶嵌模型
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、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 胞叶绿体基质内，共穿过的磷脂分子层数是（ ） A.6 B.18 C.12 D.16 3、最可能构成细胞膜的一组元素是( ） A. C、H、O B. C、H、O、N C. C、H、O、N、P D. C、H、O、P
第2 节
生物膜的流动镶嵌模型
1、在制作真核细胞三维结构模型时， 提供给你制作细胞膜的三种材料：塑 料袋、普通布和弹力布。你们认为选 哪种材料最好
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、你还能想出便好的材料做细胞膜吗? 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。
亲水头部 疏水尾部
磷脂分子由甘油、脂肪酸 和磷酸组成，其磷酸“头部” 是亲水的，脂肪酸“尾部”是 疏水的。
讨论一：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,还是通过对膜成分的提取和鉴定? 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。 讨论二：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。 讨论三：解释磷脂在空气——水界面上展成单分子层，为什么 细胞膜必然排列成两层? 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。
必修一 第四章 第2节-生物膜流动镶嵌模型
C．细胞膜具有流动性 D.细胞具有周期性
2．最能代表生物膜基本化学成分的一组化学元
素是( B )
A．C、H、O、N
B．C、H、O、N、P
C．C、H、O、S、P
D．C、H、O、Mg、Fe
3.下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞的
（ C）
A 葡萄糖
B 蛋白质
C 甘油
D 无机盐离子
4.对白血病病人进行治疗的有效方法是将正常人 的骨髓造血细胞移植入病人体内，使病人能够 产生正常的血细胞。移植之前需要捐献者和病 人的血液进行组织配型，主要检测他们的 HLA(人体白细胞抗原)是否相配。HLA是指
人细胞
荧光标记 诱导 蛋白质 融合
40分钟后
370C
鼠细胞
思考：你能得出什么样的结论? 细胞膜具有流动性
资料8.流动镶嵌模型
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。
流动镶嵌模型的基本内容
3．生物膜选择透过性与流动性的联系
细胞膜的流动性是表现其选择透过性 的结构基础。只有细胞膜具有流动性，细胞 才能完成其各项生理功能，才能表现出选择 透过性。相反，如果细胞膜失去了选择透过 性，细胞可能已经死亡了。
[典例1] 下图是细胞膜的亚显微结构模式图， ①～③表示构成细胞膜的物质。有关说法错误
思考：你从以上实验中能得出什么结论？
细胞膜的组成成分中还含有蛋白质
思考：
1.最初认识到生物膜是由脂质和蛋白质组成的，是通 过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？
是通过对现象的推理分析得出的
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？
2．最能代表生物膜基本化学成分的一组化学元
素是( B )
A．C、H、O、N
B．C、H、O、N、P
C．C、H、O、S、P
D．C、H、O、Mg、Fe
3.下列物质中最容易通过细胞膜进入细胞的
（ C）
A 葡萄糖
B 蛋白质
C 甘油
D 无机盐离子
4.对白血病病人进行治疗的有效方法是将正常人 的骨髓造血细胞移植入病人体内，使病人能够 产生正常的血细胞。移植之前需要捐献者和病 人的血液进行组织配型，主要检测他们的 HLA(人体白细胞抗原)是否相配。HLA是指
人细胞
荧光标记 诱导 蛋白质 融合
40分钟后
370C
鼠细胞
思考：你能得出什么样的结论? 细胞膜具有流动性
资料8.流动镶嵌模型
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。
流动镶嵌模型的基本内容
3．生物膜选择透过性与流动性的联系
细胞膜的流动性是表现其选择透过性 的结构基础。只有细胞膜具有流动性，细胞 才能完成其各项生理功能，才能表现出选择 透过性。相反，如果细胞膜失去了选择透过 性，细胞可能已经死亡了。
[典例1] 下图是细胞膜的亚显微结构模式图， ①～③表示构成细胞膜的物质。有关说法错误
思考：你从以上实验中能得出什么结论？
细胞膜的组成成分中还含有蛋白质
思考：
1.最初认识到生物膜是由脂质和蛋白质组成的，是通 过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？
是通过对现象的推理分析得出的
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？
第四章第二节生物膜的流动镶嵌模型
第四章第二节生物膜的流动镶嵌模型一、教材分析“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，这节的内容安排很合理，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。
二、教学目标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，树立辨证的科学观三、教学重难点1 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2 教学难点①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②生物膜的流动性特点；四、教具准备①与生物膜结构探索过程相关的科学家图片及实验图片②生物膜流动镶嵌模型的多媒体演示课件五、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，实现课程教学目标。
本节课采用“展示科学家对生物膜结构的探索历程”的教学模式，从化学组分入手，再研究分子结构，融合运用引导启发、观察分析、对比归纳、联系实例等方法，配以多媒体辅助教学，尤其在体验生物膜的探索历程上给学生以动态的感觉六、课时安排2课时七、教学过程第一课时尝试以图表形式构建起新的学生思考，在纸上画图表示。
第4章第2节 生物膜的流动镶嵌模型
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
●
●
细胞膜
提出假说：脂质是细胞膜的组成成份。
实验：科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，然后用蛋白 酶处理。（已知蛋白酶能专一性的催化蛋白质的分解）细胞膜被 破坏.
提出假说：蛋白质是细胞膜的组成成份。
实验：科学家使哺乳动物的红细胞发生溶血现象, 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). 进行化学分析,确定细胞膜的主要成分的确是脂质和蛋白 质。
磷脂分子可以在空气和水的界面上展开 为一层
连续两 层排列
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。
1.最初认识到生物膜是由脂质和蛋白质组成的， 是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提 取和鉴定？ 通过对现象的推理分析的。
（也体现了膜的流动性）
5.细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类 结合形成的糖蛋白，也叫糖被。除糖蛋白外，细胞 膜表面还有糖类和脂质组成的糖脂 （糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）
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思考：分析生物膜模型的建立过程,你受到什么 启示? 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像,提出假说,再通过实 验进一步验证假说。 科学发展是一个长期的过程,涉及到许多科学 家辛勤的工作. 科学研究依赖于科学的进步,科学进步了,就 可以得到更多的数据. 科学家的观点并不全是真理,还必须通过实践 验证;科学学说不是一成不变的,需要不断完 善.
小结
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
第四章第2节生物膜的流动镶嵌模型2015
白具有流动性
一、对生物膜结构的探索历程
5、1972年，桑格和尼克森提出的流动镶嵌模 型为大多数人所接受。
流动镶嵌模型
磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架
蛋白质分子
镶在磷脂双分子层内外侧 嵌插在磷脂双分子层两侧
贯穿磷脂双分子层
注：细胞膜上的糖类和蛋白质结合形成的
糖蛋白，称为糖被 糖类
蛋白质分子
细胞膜结构示意图
一、对生物膜结构的探索历程
1、1859年，欧文顿（E.Oerton）的实验。
细胞膜是由脂质组成
2、 1925年荷兰科学家Gorter和Grendel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
细胞膜中的磷脂是双层的
亲水头部
疏水尾部
问：如果将磷脂倒在水面上，磷脂分子 应该如何排列？
思考： 细胞的两侧都是水，那么细胞膜上 的磷脂分子又应该如何排列呢?
磷脂质组成
2、细胞膜基本骨架是磷脂双分子层
3、关于细胞膜的第一种假说： 蛋白质—脂质—蛋白质
4、细胞膜的流动镶嵌模型
5、糖蛋白的作用
保护润滑 识别和信息交流
加油加油！！！
水水
水
水
磷脂双分子层
一、对生物膜结构的探索历程
3、1959年罗伯特森用电子显微镜观察 细胞膜看到暗—亮—暗的三层结构 提出假说：蛋白质—脂质—蛋白质 静态的统一结构
蛋白质
脂质
蛋白质
思考：生物膜上的物质是否静态的呢？
白细胞吞噬病菌
一、对生物膜结构的探索历程
4、1970人-鼠细胞融合实验
结论：膜上的蛋
一、对生物膜结构的探索历程
5、1972年，桑格和尼克森提出的流动镶嵌模 型为大多数人所接受。
流动镶嵌模型
磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架
蛋白质分子
镶在磷脂双分子层内外侧 嵌插在磷脂双分子层两侧
贯穿磷脂双分子层
注：细胞膜上的糖类和蛋白质结合形成的
糖蛋白，称为糖被 糖类
蛋白质分子
细胞膜结构示意图
一、对生物膜结构的探索历程
1、1859年，欧文顿（E.Oerton）的实验。
细胞膜是由脂质组成
2、 1925年荷兰科学家Gorter和Grendel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
细胞膜中的磷脂是双层的
亲水头部
疏水尾部
问：如果将磷脂倒在水面上，磷脂分子 应该如何排列？
思考： 细胞的两侧都是水，那么细胞膜上 的磷脂分子又应该如何排列呢?
磷脂质组成
2、细胞膜基本骨架是磷脂双分子层
3、关于细胞膜的第一种假说： 蛋白质—脂质—蛋白质
4、细胞膜的流动镶嵌模型
5、糖蛋白的作用
保护润滑 识别和信息交流
加油加油！！！
水水
水
水
磷脂双分子层
一、对生物膜结构的探索历程
3、1959年罗伯特森用电子显微镜观察 细胞膜看到暗—亮—暗的三层结构 提出假说：蛋白质—脂质—蛋白质 静态的统一结构
蛋白质
脂质
蛋白质
思考：生物膜上的物质是否静态的呢？
白细胞吞噬病菌
一、对生物膜结构的探索历程
4、1970人-鼠细胞融合实验
结论：膜上的蛋
第四章第二节生物膜流动镶嵌模型
10
资料4 资料4从形态学角度入手的科学探究 时间：1959年 时间：1959年 人物：罗伯特森（J.D.Robertsen） 人物：罗伯特森（J.D.Robertsen） 实验：在电镜下看到细胞膜由“ 实验：在电镜下看到细胞膜由“暗—亮—暗”的三层 结构构成 提出假说： 提出假说： 生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质” 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
●
溶于脂质的物质 ●
不溶于脂质的物 质 细胞 膜 实验现象说明细胞膜中含有脂质物质 ＿＿
提出假说： 提出假说： 膜是由脂质组成的
4
1.最初认识到生物膜是由脂质组成的， 1.最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对 最初认识到生物膜是由脂质组成的 现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？ 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。 从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。 2.在推理分析得出结论后， 2.在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行 在推理分析得出结论后 提取、分离和鉴定吗？ 提取、分离和鉴定吗？ 有必要，通过鉴定能更准确地说明问题 有必要， 3.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、 3.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离 那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取 和鉴定呢？ 和鉴定呢？ 当时的技术不能实现
12
单位膜模型无法解释的现象
13
实验结论: 细胞膜具有一定 的流动性
14
科学家发现膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面， 科学家发现膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面， 有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中。 有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子层中。
活动主题：利用你的知识推理和想象， 活动主题：利用你的知识推理和想象，膜的蛋白质 在磷脂双分子层中的排布，并用画圈来表示。 在磷脂双分子层中的排布，并用画圈来表示。
必修一第4章第2节生物膜的流动镶嵌模型
糖蛋白（识别）
磷脂双分子 层（基本支 架） 蛋白质
结构特点：一定 流动性
流动镶嵌模型的基本内容： 1.磷脂分子 磷脂双分子层构成了膜的基本支架，具有流动性； 2.蛋白质 蛋白质分子镶在、嵌入、贯穿于磷脂双分子层，大多数蛋白质分子是可 以运动的； 3.糖类 糖类在细胞膜的外表结合形成糖蛋白或糖脂，糖蛋白具有识别、保护、润滑等功能。
C
]
课堂练习
• 实验表明，正常情况下维生素D可以优先通过细 胞膜进入到细胞内部，这是因为： • A．细胞膜上含有蛋白质分子； • B．细胞内维生素D的浓度过低； • C．细胞膜的基本支架是磷脂双分子层； • D．细胞膜上含有多糖。
答[
C
]
如图所示细胞膜亚显微结构模式图，请据图回答下列问题：
(1)图中[B]________的基本组成单位是________。构成细胞膜基 本支架的结构是[ ]______________。 (2)与细胞膜的识别功能有关的结构是[ ]________。 (3)吞噬细胞吞噬细菌的过程体现了细胞膜的结构特点是具有 ________性，这是因为_________________________________。 (4)不同细胞细胞膜的生理功能不同，主要取决于细胞膜上的哪一 结构？________(填字母)。 (5)细胞膜的外侧是________(填“M”或“N”)侧。 (6)细胞膜的这种结构模型被称为__________________。
蛋白质
肽 链
2nm
单位膜模型
• 资料5： • 实验技术：扫描电子显微镜，冰冻蚀刻技术
• 结论：蛋白质分子有的镶在磷脂分子层表面，有的嵌 入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。
• • • •
红色荧光 染料标记 的膜蛋白
4、2生物膜的流动镶嵌模型
罗伯特森 三层结构
蛋白质—脂质—蛋白质
1970年 人、鼠细胞融合实验。
膜具流动性
1972，桑格 新的观察和实验证据的基础 和尼克森 上，提出分子结构模型。 流动镶嵌模型
糖类
糖被（仅外侧）
磷 脂 双 分 子 结构特点：具有一定的流动性(磷脂分子和大层 多数蛋白质分子是可以运动的)
功能特点：选择蛋透白过质性（体现了膜结构内外的不对称性）
人教版高中生物必修一《分子与细胞》 第四章—细胞的物质输入和输出
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
学习目标
1、生物膜流动镶嵌模型的基本内容是什么？ 2、通过分析科学家建立生物膜模型的过程， 你对科学的过程和方法有哪些领悟？
探究历程
欧文顿
19世纪中
19世纪末
奈利用探针刺向 细胞证明细胞表 面有一层膜
探探究历究程历程
“ 蛋白质-脂质-蛋白质”三层的统一结构模式图
探究历程
欧文顿 提出 膜由脂质组成
朗姆瓦提出磷脂 头部亲水，尾部 疏水
罗伯特森 提 出膜的三层静 态统一结构
19世纪中
20世纪初
1925年
20世纪60年代
19世纪末
1917年
1959年
奈利用探针 刺向细胞证 明细胞表面 有一层膜
科学家通过化 学分析：膜的 主要成分是脂 质和蛋白质
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
3、使磷脂特别适于形成细胞膜的原因是（ ）
A、磷脂能迅速吸水
B、磷脂是亲水性的 C、磷脂既是疏水性的又是亲水性的 D、磷脂是疏水性 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（ ）
第4章第2节 生物膜的流动镶嵌模型(上课用)
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。
脂质分子在细胞膜中是如何排列的呢？
时间：1925年 人物：荷兰科学家Gorter和Grendel
实验：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。
生物 课堂
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
一、科学家对细胞膜结构的 探索历程
P65－68
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：膜是由脂质组成的
欧文顿推论是否正确呢？ 细胞膜中除含有脂质外，还有没有其他成分呢？
有什么证据证明细胞膜中的物质是不断运动的呢？ 1970年，科学家做了如下实验：
人 细
杂交细胞
胞
细胞融合
37℃
小 鼠
40min
细
胞
实验证明： 细胞膜上的蛋白质具
有流动性
1972年，桑格和 尼克森，提出：流动镶嵌模型
糖蛋白
磷脂双 分子层
蛋白质分子
磷脂双分子层
二、流动镶嵌模型的主要内容：
1、磷脂双分子为基本支架； 2、蛋白质分子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；有的贯穿于整个磷脂双分子层； 3、磷脂双分子层与大多数蛋白质分子都可以运动，具有流动性。
结论： 细胞膜中的脂质分子必然排列为两层
两层脂质分子又是如何排列的呢？
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。
脂质分子在细胞膜中是如何排列的呢？
时间：1925年 人物：荷兰科学家Gorter和Grendel
实验：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。
生物 课堂
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
一、科学家对细胞膜结构的 探索历程
P65－68
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：膜是由脂质组成的
欧文顿推论是否正确呢？ 细胞膜中除含有脂质外，还有没有其他成分呢？
有什么证据证明细胞膜中的物质是不断运动的呢？ 1970年，科学家做了如下实验：
人 细
杂交细胞
胞
细胞融合
37℃
小 鼠
40min
细
胞
实验证明： 细胞膜上的蛋白质具
有流动性
1972年，桑格和 尼克森，提出：流动镶嵌模型
糖蛋白
磷脂双 分子层
蛋白质分子
磷脂双分子层
二、流动镶嵌模型的主要内容：
1、磷脂双分子为基本支架； 2、蛋白质分子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；有的贯穿于整个磷脂双分子层； 3、磷脂双分子层与大多数蛋白质分子都可以运动，具有流动性。
结论： 细胞膜中的脂质分子必然排列为两层
两层脂质分子又是如何排列的呢？
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。
人教版高中生物必修一第4章第2节生物膜的流动镶嵌模型 课件
三层结构
蛋白质—脂质—蛋白质
1970年
人、鼠细胞融合实验。
膜具流动性
1972，桑格 新的观察和实验证据的基础
和尼克森 上，提出分子结构模型。
流动镶嵌模型
小结 概念图
生物膜 结构特点
功能特性
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 决定
结构组成
结构探究历程
思考
在生物膜模型的建立和完善过程中， 你受到哪些启示?
电子束照射大分子物质散 射度高，黑暗；照射小分 子物质，散射度低，光亮。
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）。
称之为单位膜
三 明 治 模 型
要点：12..蛋静白态质结均 构匀分布在脂双层的两侧（对称）
分组讨论
质疑： 把生物膜描述为静态的刚性结构，显然与膜 很多功能（如细胞生长、分裂；变形等）相矛盾。
预测了脂空质气 分子的排列 方式。那水么，蛋白质又
位于膜中的什么位置?
水溶液环境 (外)
连续两 层排列
水溶液环境 (内)
4.对生物膜模型的探索——脂质和蛋白质的排布方式（一）
资料5： 1959年罗伯特 森在电子显微镜下看到 细胞膜清晰的暗—亮— 暗的三层结构。
细胞膜结构的电镜照片
假说：
关于电镜成像知识·······
荧光标记 膜蛋白
诱导 融合
40分钟后
370C
结论：细胞膜具有流动性
鼠细胞
7.对生物膜模型的探索——脂质和蛋白质的排布方式（四）
资料8： 时间：1972年 人物：桑格和尼克森 假说：流动镶嵌模型
P67思考与讨论
1.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？
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 。
第四章 第2节 《生物膜的流动镶嵌模型》
知识闯关：第一关
一位细胞学家发现，当温度升高到一定程度 时，细胞膜的厚度变小而表面积增大。变形 虫能做变形运动。下列各项中，与这些现象 有关的是 ( )
A 细胞膜的生理特性性 B 细胞膜的选择透过性 C 细胞膜的流动性
D 细胞膜的功能特性
恭喜你，答
对不了要！灰再心接， 再再来厉一！次！
知识闯关：第二关
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
学习目标
简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容 举例说明生物膜具有流动性特点 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。
诺贝尔奖颁奖典礼
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
1972年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型
1、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
2、蛋白质或镶嵌在脂双层的表面，或嵌入 在其内部，或贯穿整个磷脂双分子层。
3、在细胞膜上有一层由蛋白质与多糖 结合形成的糖蛋白，叫做糖被。
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
组成细胞膜的磷脂和蛋白质分子的排布有下述 特点，其中描述细胞膜基本支架的是 ( )
A 膜两侧的分子结构和性质不尽相同恭喜你，答
B 蛋白质分子附着和镶嵌于磷脂双分对不子了要层！灰再心中接，
C 磷脂排布成双分子层
再再来厉一！次！
D 蛋白质和磷脂分子具有一定的流动性性
知识闯关：第三关
细胞膜具有选择透过性，与这一特性密切相 关的成分是（ ）
A 磷脂 B 糖蛋白 C 磷脂、蛋白质 D 蛋白质
恭喜你，答
第四章第二节-生物膜的流动镶嵌模型-
2、异体器官的移植手术往往很难成功。最大的障 碍就是 异体细胞间的排斥，这主要是由于细胞膜 具有识别作用。这种生理功能的结构基础是（ ）
A细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成 B细胞膜表面有糖蛋白 C细胞膜具有一定的流动性 D细胞膜具有选择透过性
3、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 C 主动运输 B 一定的流动性 D 选择透过性
对生物膜结构的探索历程（三）
1925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——水界面上铺展成单分子层， 测得单分子层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连续的两层。
【想一想】
从人的口腔上皮细胞中提取脂质在空气-水界 面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积为 S，若细胞的表面积为S’。则以下正确的是 （ ）
【小结】
糖蛋白 又叫______ 3.图中③的 名称：______, 糖被 。 外侧 位置：细胞膜的_____ 识别 作用：保护、润滑和______;
【小结】
3.流动镶嵌模型的结构特点：______________ 具有一定的流动性 具有选择透过性 功能特点：___________
哪些实例可以体现生物膜的流动性？
• • • •
1.变形虫的运动 2.精卵细胞的融合 3.囊泡的形成 4.质壁分离以及复原
用红色荧光标记人细胞表面的蛋白质。 细胞融合后，两种颜色均匀混合。
人细胞
诱导
荧光标记 膜蛋白 融合
40min
370C
鼠细胞
结论：细胞膜具有一定的流动性
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）
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结构构成，把生物膜描述为静态的统一结构。
蛋白质
材料四 1970年，科学家做了荧光标记的小鼠和人细胞融合实验 结论：细胞膜具有流动性
温度影响细胞膜的流动性
1972年 桑格和尼克森提出生物膜的流动镶嵌模型。
变形虫摄食
白细胞吞噬病毒的过程
二、流动镶嵌模型的基本内容
1、基本支架：磷脂双分子层 （具有流动性）
特点：具有 流动性
，
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，有的贯穿整个双分子层
③ 糖蛋白，叫做 糖被 ，作用是保护、润滑、细胞识别。
1.下列能正确表示细胞膜结构的是(
)
2.据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等
物质较易优先通过细胞膜，是因为（
）
A.细胞膜具有一定的流动性
磷 脂 分 子
亲水头部
磷酸
疏水尾部
脂肪酸
磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成 的分子，“头”部是亲水的，“尾”部是疏水 的。
胆碱 磷酸 甘油
脂肪酸
组成磷脂分子的元素有:
C、H、O、N、P
材料三
1959年，罗伯特森在电镜下观察看到了细胞膜有 “暗-亮-暗”的三层结构。 结论：所有的生物膜都有蛋白质—脂质—蛋白质三层
2、蛋白质的位置： （大多数具有流动性） ➢ 镶嵌在磷脂双分子层面 ➢ 部分或全部嵌入磷脂双分子层中 ➢ 横跨整个磷脂双分子层。 （体现了膜结构内外的不对称性）
3、糖蛋白的作用： 有保护和润滑作用 与细胞膜表面的识别有密切关系
练习
糖脂 ④
③
细胞外
①
②
细胞内
①磷脂双分子层构成了膜的 基本支架 ，
膜是由脂质组成的
动动
（2）20世纪初，科学家通过化学分析表明： 脑筋
膜的主要成分是脂质和蛋白质。
不溶于脂质的物质
●
溶于脂质的物质
●
细胞膜
材料二 1925年荷兰科学家Gorter和Grendel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. 结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层
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
D.细胞膜上镶嵌有各种蛋白质发分子
第二节
细 胞
脂质（磷脂最丰富） 大约占50%
膜
的 主
蛋白质
大约占40%
要
成 分
糖类
大约占2%—10%
一、对生物膜结构的探索历程
材料一
（1）19世纪末，欧文顿选用500多种化学物质对植
物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。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
你从以上实验中能得出什么结论？并说明理由。
蛋白质
材料四 1970年，科学家做了荧光标记的小鼠和人细胞融合实验 结论：细胞膜具有流动性
温度影响细胞膜的流动性
1972年 桑格和尼克森提出生物膜的流动镶嵌模型。
变形虫摄食
白细胞吞噬病毒的过程
二、流动镶嵌模型的基本内容
1、基本支架：磷脂双分子层 （具有流动性）
特点：具有 流动性
，
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，有的贯穿整个双分子层
③ 糖蛋白，叫做 糖被 ，作用是保护、润滑、细胞识别。
1.下列能正确表示细胞膜结构的是(
)
2.据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等
物质较易优先通过细胞膜，是因为（
）
A.细胞膜具有一定的流动性
磷 脂 分 子
亲水头部
磷酸
疏水尾部
脂肪酸
磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成 的分子，“头”部是亲水的，“尾”部是疏水 的。
胆碱 磷酸 甘油
脂肪酸
组成磷脂分子的元素有:
C、H、O、N、P
材料三
1959年，罗伯特森在电镜下观察看到了细胞膜有 “暗-亮-暗”的三层结构。 结论：所有的生物膜都有蛋白质—脂质—蛋白质三层
2、蛋白质的位置： （大多数具有流动性） ➢ 镶嵌在磷脂双分子层面 ➢ 部分或全部嵌入磷脂双分子层中 ➢ 横跨整个磷脂双分子层。 （体现了膜结构内外的不对称性）
3、糖蛋白的作用： 有保护和润滑作用 与细胞膜表面的识别有密切关系
练习
糖脂 ④
③
细胞外
①
②
细胞内
①磷脂双分子层构成了膜的 基本支架 ，
膜是由脂质组成的
动动
（2）20世纪初，科学家通过化学分析表明： 脑筋
膜的主要成分是脂质和蛋白质。
不溶于脂质的物质
●
溶于脂质的物质
●
细胞膜
材料二 1925年荷兰科学家Gorter和Grendel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. 结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层
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
D.细胞膜上镶嵌有各种蛋白质发分子
第二节
细 胞
脂质（磷脂最丰富） 大约占50%
膜
的 主
蛋白质
大约占40%
要
成 分
糖类
大约占2%—10%
一、对生物膜结构的探索历程
材料一
（1）19世纪末，欧文顿选用500多种化学物质对植
物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。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
你从以上实验中能得出什么结论？并说明理由。