生物膜的流动镶嵌模型

一、对生物膜结构的探索历程
1、生物膜的组成成分是什么呢？
资料1：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 细胞进行过上万次的通透性实验，发 现细胞膜对不同物质通透性不一样： 凡是可以溶于脂质的物质更容易通过 细胞膜进入细胞。
不溶于脂质的物质
●
溶于脂质的物质
流动镶嵌模型：——桑格和尼克森（1972）
小结：
（一）对生物膜结构的探索历程 1、19世纪末，欧文顿提出：膜是由___脂__质_____组成的。 2、20世纪初，化学分析结果：膜主要由_脂__质__和蛋__白__质__组成。 3、1925年，两位荷兰科学家提出：脂质分子必然排列为_两___层。 4、1959年，罗伯特森提出：生物膜由_蛋___白__质___-_脂__质___-_蛋__白___质____ 三层结构构成。 5、1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验：细胞膜具有 __一__定___的__流__动___性。 6、1972年桑格和尼克森提出：生物膜的__流__动__镶__嵌___ 模型。
●
细胞膜
思考：
①根据这一实验现象，你能提出什么假说？
注意：假说的提出是以一定的事实材料和科学原理为依据，对某一未知事物或 规律所做出的推测性解释或判断。
②你是根据什么提出这样的假说？ ③通过哪种手段来验证你提出的假说？
资料2：时间： 20世纪初 实验：科学家发现不仅脂溶性物质可 以通过细胞膜，细胞膜也会被蛋白酶 （能专一地分解蛋白质的物质）分解。
磷脂分子：
亲水头部
疏水尾部
单层连续的磷脂分子是怎样分布在空气--水界面上的？
1917年 欧文·朗缪尔的研究成果 单层磷脂在水面上的分布示意图
空气

质疑： １）各种生物膜功能不同，应该结构也不同 ２）细胞的生长、变形虫的变形运动等现象不好解释
新的发现：
随着新技术的运用，科学家发现膜蛋白并不是全部 铺在脂质的表面，有的蛋白质是镶嵌在脂质双分子 层中的。
有什么证据说明细胞膜不是静止的呢？
[资料六]
时间：1970年（探究细胞膜的结构特性） 人物：Larry Frye等 实验：将人和鼠的细胞表面的蛋白分别用不同的荧光标记后， 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荧光抗体均匀分布。
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）
生物膜的特点
❖ 结构特点： 具有一定的流动性
❖ 功能特点： 具有选择透过性
课堂总结
主要 成分
结构
结构
细
模型
胞
膜
磷脂、蛋白质 （还有糖蛋白架：磷脂双分子层
例题
使用下列哪种物质处理会使细胞失去识别能力（ C ）
A . 核酸酶 C. 糖水解酶
B .龙胆紫 D .淀粉酶
5、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（结构特点）
（1）磷脂分子的运动性 （2）膜蛋白的运动性
流动镶嵌模型的基本内容： 1、膜的组成成分： 主要是磷脂和蛋白质，还有少量的糖类。 2、膜的基本支架: 磷脂双分子层。 3、蛋白质分子的位置:
空气
空气
水
水
结论：细胞膜中的脂质分子排列成连续的两层
P66思考与讨论 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。
亲水头部
疏水尾部

a
a
b c A
a
b B a
b D
c
b C
c
c
自我评价：
3.上图示处于不同生理状态的三个洋葱鳞片叶表 皮细胞，请回答： 图A细胞处于何种生理状态？ 质壁分离 。 如上图是同一细胞处于不同浓度的溶液中，则A、 B细胞所处外界溶液浓度是 A > B 。 如是洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离实验中观察到 的图，先后观察到的图示顺序为 B → A → C 。 图中标号①指的物质是 外界溶液 。
二、流动镶嵌模型的基本内容
4、在细胞膜的外表， 有一层由细胞膜上的蛋白 糖蛋白的作用： 质与糖类结合形成的糖蛋 1、有保护和润滑作用， 2、还与细胞表面的识别 白，叫做糖被。有些糖类 有密切关系。 与脂质分子结合形成糖脂。 这些结构只存在与细胞膜 的外表面，也体现了膜结 构内外的不对称性。
5、磷脂分子和大多数蛋 白质是可以运动的，体现 了膜的结构特点：具有一 定的流动性
1970年，费雷和埃迪登的人-鼠细胞融合实验 免疫荧光技术
人 细 胞
鼠 细 胞
红色荧 光染料 标记的 膜蛋白 诱导
融合 绿色荧光 染料标记 的膜蛋白
杂交细胞 37℃
40分钟后
结论：膜上的蛋白质分子能够运动 同时证明磷脂分子也可以运动
细胞膜结构特点：： 具有一定的流动性
在新的观察和实验证据基础上，1972年桑格 （S.J.Singer）和尼克森（G.Nicolson）提出 生物膜的流动镶嵌模型，这种模型被大多数人 所接受。
静态“蛋白质—脂质—蛋白质”三层结 构这个观点引起了许多科学家的质疑， “三明治”结构模型有什么不足？
把生物膜描述为静态的刚性结构，无法 解释比如变形虫的变形运动，植物质壁分离 以及复原、细胞生长和分裂等过程中膜的变 化这些现象。

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（

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

得出结论： 细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层
尝试细胞画出膜中的磷脂分子的排布模型
推测:? ? ? ? ? ?
蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？
资料4.罗伯特森的实验和模型
小资料(关于电镜成像) 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。
“蛋白质-脂质-蛋白质”三层的统一结构模式图
01
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？
添加标题
02
举例说明在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步起什么样的作用？你受何启示？
添加标题
03
思考与讨论
添加标题
课堂延伸
细胞膜通道研究的突破 2003年诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，以表彰他们在细胞膜通道方面做出的开创性贡献。阿格雷得奖是由于发现了细胞膜水通道，而麦金农的贡献主要是在细胞膜离子通道的结构和机理研究方面。他们的发现阐明了盐分和水如何进出组成活体的细胞。比如，肾脏怎么从原尿中重新吸收水分，以及电信号怎么在细胞中产生并传递等等，这对人类探索肾脏、心脏、肌肉和神经系统等方面的诸多疾病具有极其重要的意义。
资料2.其他科学家的实验
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）
实验现象：细胞膜被破坏 得出结论：……
添加标题
应用化学手段分析表明：
添加标题
膜的主要成分是脂质和蛋白质
添加标题
组成膜的脂质中磷脂含量最多
01.
01.
01.
01.
01.
生物膜的流动镶嵌模型
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时间：1970年 人物：Larry Frye等 实验：将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后，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荧光抗体均匀分布 提出假说： 细胞膜具有流动性
人细胞
荧光标记 膜蛋白
诱导 融合
鼠细胞 结论：细胞膜具有一定的流动性
40分钟后 370C
揭示了细胞膜结构中的蛋白颗粒。
[讨论]实验的现象是什么?——实验表明蛋白质并不是全部平铺在脂质的表面，有的蛋白质是镶嵌在 脂质双分子层中的。
蛋白质颗粒
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、横跨在磷脂双分子层中。
[资料五]免疫荧光技术细胞融合实验
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
提出假说： 膜是由脂质 组成的
(2)验证假说——膜是由脂质组成的
[资料二] 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。
问题：细胞膜是由哪些化学成分构成的? 膜的主要成分是脂质和蛋白质。
20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由
和
1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都由 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
1972年，脂桑质格和 蛋提白出质了
。
蛋白质－脂质－蛋白质
脂质 组成；
；
三层结
流动性 尼克森
流动镶嵌模型
两层暗层（蛋白质） 一层明层（脂质）
3、大多数的蛋白质分子也是可以运动的。（也体现了膜的流动性）

2、生物膜的基本骨架： 磷脂双分子层（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部 朝向内侧）。
3、蛋白质分子存在形态： 有镶在表面、嵌入、贯穿三种，外侧的蛋白质分子 与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性。 （糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）
4、生物膜的结构特点：
流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）
S. J. Singer
G. Nicolson
活动3
观察生物膜的结构示意图，讨论 并总结生物膜“流动镶嵌模型”基 本内容
生物膜的结构特点
活动4
“流动镶嵌模型”是现在科学界 公认的生物膜结构模型，它和 “三明治模型”相比较有哪些进 步呢？
流动镶嵌模型的基本内容:
1、生物膜的组成： 主要由蛋白质和脂质组成
更准确地说明问题
3、欧文顿的推论是否正确呢？细胞膜除了脂质外，还有没有其 他成分呢？
时间：20世纪初 实验：科学家对哺乳动物成熟红细胞膜进行了化学成分分析
红细胞的细胞膜
化学分析表明：膜的主要成分是脂质和蛋白质
❖ 时间：1917年
❖ 实验：朗姆瓦（Langmuir）将磷脂溶于苯和水中，当苯挥发 完以后，磷脂分子在空气与水的界面上分布散乱，经过推挤 排列成了单层，而且每个磷脂分子的头部浸入水中，尾部浮
猜谜
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。（打一细胞结构）
细胞膜
●
●● ● ●
●●
●
细胞膜
● 不溶于脂质的物质 ● 溶于脂质的物质
1、根据实验，提出了什么假说？ 假说：膜是由脂质构成的。
2、最初对细胞膜的认识，是通过对现象的推理分析还是通过对 膜成分的提取与分离？在得到结论之后还有必要对膜的成分进行提 取、分离和鉴定吗？对现象的推理分析。有必要，通过鉴定能

电子显微镜是用电子束来照射 被检样品，入射电子与蛋白质 和磷脂不同的原子发生碰撞， 对电子有不同的散射度，蛋白 质的散射度高，显黑色，发暗； 磷脂分子的散射度低，发亮。
细胞膜结构的电镜照片
2、蛋白质的排布方式？
资料五： 1959 年，罗伯特森（ J.D.Robertsen ）在电镜 下看到细胞膜由“暗—亮—暗”的三层结构构 成。
一、对生物膜结构的探索历程
1、对生物膜组分的探索 2、对生物膜分子结构模型的探索 1、脂质的排布方式？ 2、蛋白质的排布方式？
资料三：
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。
单层磷脂分子
双层磷脂分子
资料四：
1925 年，荷兰科学家 Gorter 和 Grendel 从细胞
膜中提取脂质，在空气——水界面上铺成单层
分子，发现面积是细胞膜的2倍。
结论：细胞膜中的脂质为连续两层
磷脂双分子层
一、对生物膜结构的探索历程
1、对生物膜组分的探索 2、对生物膜分子结构模型的探索
1、脂质的排布方式？
磷脂双分子层
2、蛋白质的排布方式？
2、蛋白质的排布方式？
资料五： 1959 年，罗伯特森（ J.D.Robertsen ）在电镜 下看到细胞膜由“暗—亮—暗”的三层结构构 成。 背景资料
人细胞 杂交细胞
细胞 融合
一段时间后
37℃ 40 min
小鼠细胞
荧光标记的小鼠细胞和 人细胞融合实验示意图
结论：
构成细胞膜的蛋白质、磷脂 等成分是可以移动的。
细胞膜具有流动性 （结构特点）
“流动镶嵌”结构模型
流动镶嵌模型 。 磷脂双分子层构成骨架；蛋白

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。

《生物膜的流动镶嵌模型》讲义一、引言在细胞这个微小而神奇的世界里，生物膜扮演着至关重要的角色。

它不仅将细胞内部与外界环境分隔开来，还承担着物质交换、信息传递等诸多关键功能。

而要深入理解生物膜的结构和功能，就不得不提到生物膜的流动镶嵌模型。

二、生物膜的探索历程（一）早期观点在对生物膜的研究早期，科学家们曾提出过多种假说。

其中，“三明治”模型认为生物膜是由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成的静态结构。

然而，随着研究的深入，这一模型逐渐被证明存在局限性。

（二）新技术的推动随着电子显微镜技术的发展，科学家们能够更加清晰地观察到生物膜的细微结构，为新模型的提出提供了有力的证据。

三、流动镶嵌模型的主要内容（一）磷脂双分子层构成膜的基本支架磷脂分子具有亲水性的头部和疏水性的尾部。

在水环境中，它们自发地形成双层结构，头部朝向两侧的水相，尾部相对排列在内侧，构成了生物膜的基本骨架。

（二）蛋白质分子镶嵌、贯穿或覆盖在磷脂双分子层上有的蛋白质分子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，还有的贯穿整个磷脂双分子层。

这些蛋白质分子在生物膜中发挥着各种各样的功能，如运输物质、识别信号等。

（三）生物膜具有流动性1、磷脂分子的运动磷脂分子可以在膜内自由移动，横向扩散速度较快。

2、蛋白质分子的运动大部分蛋白质分子也能在膜上运动，这使得生物膜不是一个僵硬的结构，而是具有一定的流动性。

四、生物膜流动性的意义（一）物质运输流动性有助于物质更高效地通过生物膜，实现细胞内外的物质交换。

（二）细胞识别与通讯膜上的蛋白质分子可以在膜上移动，从而更灵活地与外界信号分子结合，完成细胞间的识别和信息传递。

（三）细胞生长与分裂在细胞生长和分裂过程中，生物膜的流动性使得膜能够适应细胞形态和体积的变化。

五、对流动镶嵌模型的补充和完善随着研究的不断深入，人们发现生物膜的结构和功能比最初想象的更加复杂。

例如，膜上还存在一些糖类分子，它们与蛋白质或脂质结合形成糖蛋白或糖脂，在细胞识别等方面发挥着重要作用。

提出假说： 细胞膜中的磷脂和蛋白质都具有流动性。
探索历程（结构）
资料八
时间：1972年 科学家：桑格和尼克森 模型：生物膜的流动镶嵌模型
二、流动镶嵌模型的基本内容
1、生物膜的组成：
主要由蛋白质和脂质组成
2、生物膜的基本骨架： 磷脂双分子层 （亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧）。
3、蛋白质分子存在形态： 有镶在表面、嵌入、贯穿三种。细胞膜外侧的蛋白质 分子与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性。 （糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）
连续两层排列
问题：蛋白质在细胞膜中如何分布呢？ 和磷脂分子的位置关系如何呢？
探索历程（结构：蛋白质的排布）
资料四 时间：1959年 人物：罗伯特森
提出假说： 所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层
结构构成，是静态的统一结构。（单位膜模型）
质疑
1.膜厚度： 实际膜厚度
7.5nm；
模型与实际相符合吗？
D.由两层磷脂分子构成，两层磷脂的头部相对
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资料三
时间：1925年 人物：Gorter和Grendel 实验：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在 空气—水界面上铺成单分子层。测得单分子层 的面积恰好为红细胞的表面积的2倍。
提出假说： 细胞膜中的磷脂是双层的
细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着 大胆的推测和想象一下在这样的环境中，双层磷脂 分子在细胞膜中怎样排列稳定性最高？
生物膜的流动镶嵌模型
一、对生物膜结构的探索历程
探索历程（成分） 资料一
时间：19世纪末 人物：欧文顿 实验：
不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质
提出假说： 膜是由脂质组成的。

用干冰等冰冻，后用冷刀断开，升温 后暴露断裂面
蛋白质
镶在磷脂分子的表 面、嵌入、贯穿在
磷脂双分子层中
有什么证据证明细 胞膜中的物质是不 断运动的呢？
1970年，费雷和埃迪登等，将人和鼠的细胞 膜蛋白质用不同荧光染料标记后融合
人细胞
荧光标记 膜蛋白
诱导
融合
40分钟后
370C 结 论
每个磷脂分子的亲水端都朝向外 有的蛋白质是贯穿于整个磷 脂双分子层
生物膜中具有识别作用的是糖脂
D
亲，恭喜 你！
C D
请完成课后练习题
谢 谢
1925年，两位荷兰科学家用丙酮（一种有 机溶剂，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约为红细胞表面积的2倍
得出的结论： 细胞膜中的脂质分子排列为连续
的两层
1959年,罗伯特森（J.D.Robertsen）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—亮—暗三层结构。
C
恭喜你，答 对了！
课堂练习 2、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 A
保护作用 C C 主动运输
B B
一定的流动性 D D 选择透过性
B
恭喜你，答 对了！
课堂练习 3、下列不符合流动镶嵌模型的是（ ）
A B
水
磷脂双分子层具有流动性
罗百特森提出所谓的 “单位膜”模型。它由 双层脂质分子和内外表 面的蛋白质构成。
罗伯特森的“单位膜” 模型 蛋白质 磷脂
蛋白质
模型特点：
①蛋白质分子镶在磷脂双分子层的两侧，对称分布
②生物膜是静态的结构

原生质层是指 、 和两模之间的细胞质组成。
活的动物细胞的膜和植物细胞的原生质层都相当
于
，而且都具有
的功能。当外界溶液
浓度大于细胞内溶液浓度，细胞会 ，动物细胞
会 ，植物细胞会出现 现象；当外界溶液浓
度小于细胞内溶液浓度，细胞会 ，动物细胞
会 ，植物细胞会出现 现象。探究实验步骤：
1、提出问题，2、 3、 4、进行实验，5、
膜 6 层，穿过的磷脂分子 12 层， 穿过的磷脂双分子层 6 层。
课堂练习
2、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传 递和血型决定有密切关系的化学物质是（A） A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸
3、变形虫能伸出伪足，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（ B）
A 保护作用
B 一定的流动性
请依据磷脂分子的结构特点，小组讨论并自 已动手绘图：
探究一:磷脂分子在空气－水的界面上将如何 排布？
推测：膜中磷脂分子排列为连续两层
一、对生物膜结构的探索历程
资料三： 1959年罗伯特森在电镜下观察到细胞膜暗—亮—暗 的三层结构
提出假说：膜构由 构蛋 成白质—脂质—蛋白质三层结
特点：①蛋白质分子都覆盖在磷脂双分子层的两侧; ②构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是
静止不动的; 不足： ①难以解释变形四：人鼠细胞融合实验
人细胞
荧光 标记 的蛋 白质
杂交细胞
37℃
细胞融合
40min
结论： 蛋白质可以运动，表明 细胞膜具有流动性
小鼠细胞
一、对生物膜结构的探索历程
1972年，桑格和尼克森提出：生物膜的 流动镶嵌模型
二、流动镶嵌模型的基本内容
分析结果得出结论等。

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。

1917年 1925年 1959年
20世纪 60年代
1970年 1972年
新技术带来新技术
流动镶嵌模型的诞生 在新的观察和实验基础上，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
有保护和润滑作用，还与细 胞膜表面的识别有密切关系
糖脂
探究历程
流动镶嵌模型的基本内容
增大而厚度变小，其决定因素是细胞膜的（ A ）。
4、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
5、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血
CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH2
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CH2 CH
CH2 CH
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CH2
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CH2
CH2
CH2
CH2 CH2 CH2 CH2
CH 2CH2
CH2 CH2
磷酸 头部 甘油 (亲水)
尾部 脂肪酸 (疏水)
磷脂分子
Year
1895年 20世纪初
蛋白质
结构组成
决定
结构探究历程
课后延伸
搜集生物膜在医药环 境等领域的应用
课堂练习:
1．下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（ A ）
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 ）。
3．一位细胞学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜的面积