第2节 生物膜的流动镶嵌模型
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?
1.细胞膜的功能有哪些？

2.上节课的物质跨膜运输实例说明细胞膜的什么功能？细胞膜具有弹性吗？
问题探讨
用结构跟功能相适应的观点分析，用哪种材料做细胞膜更适于体现
细胞膜的功能？
细胞膜具有：
1.屏障分隔
2.选择透过性
3.信息交流
弹力布能完全表现细胞膜的功能吗？
科学家对细胞膜组成的探索历程
①1859年，欧文顿选用500多种化学物质对动物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。发现凡是易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。
●
●
不溶于脂质的物质
溶于脂质的物质
细胞膜
结论1：细胞膜的组成成分中含有脂质
（相似相溶原理）
思考与讨论:
最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对实验现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？

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？
19世纪末，欧文顿（E.Overton）在研究各种细胞的透性实验
②科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解
（提示：蛋白酶是生物体内普遍存在的只对蛋白质分解起催化作用的物质）。
你从以上实验中能得出什么结论？
结论2：细胞膜的组成成分中还含有蛋白质
细胞膜的成分
脂质（磷脂最丰富）大约占50%

蛋白质 大约占40%

糖类（少量） 大约占2%—10%
2、细胞膜的成分及其功能：
脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢？
问题：
单位膜模型的提出
实验证据
1925年 Gorter 和 Grendel 用丙酮（一种有机溶剂）从一定数量的红细胞中抽提脂类，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
脂质分子必然排列为连续的两层
GORTER
单位膜模型的提出
小资料
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。
想一想：
磷脂分子在空气-水界面上会怎么样铺展？
亲水“头部”
水
空气
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。
疏水“尾部”
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，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？
推测
蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？
推测？？……
问题：
白细胞吞噬病菌的过程
单位膜模型无法解释的现象
新技术带来新模型
蛋白质在膜中的分布是不对称的
科学家关于蛋白质在细胞膜上存在的三种方式的概括：

在膜表面
嵌在膜中
穿透膜
磷脂双分子层
37℃下40min后出现了什么现象？说明什么？
膜上的蛋白质具有流动性
细胞膜结构和细胞流动性
细胞膜的立体结构
流动镶嵌模型
细胞膜的流动性
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。
流动镶嵌模型基本内容的总结:
1、生物膜的组成：
2、生物膜的基本骨架：
3、蛋白质分子存在形态：
4、生物膜的结构特点：
主要由蛋白质和脂质组成
磷脂双分子层（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部
朝向内侧）。
有镶在表面、嵌入、横跨三种，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）
流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）
均匀分布在脂质两侧
有的镶在磷脂双分子层表面有的嵌入磷脂双分子层有的则整个贯穿于磷脂双分子层
蛋白质的分布
否
是
是否具有流动性
脂质和蛋白质
脂质和蛋白质
组成
三层结构模型
流动镶嵌模型
流动镶嵌模型与三层结构模型的比较
小结：概念图
磷脂双分子层
蛋白质分子
部分镶在磷脂双分子层表面
部分或全部嵌入磷脂双分子层中
流动性
成分
现象观察：19世纪末，欧文顿发现 物质更容易透过细胞膜。
提出假说： 。
实验证明：20世纪初，对膜的化学分析结果指出膜主要由 和
组成。
提出问题：脂质和蛋白质是怎样形成膜的呢？
实验探究：
1925年 荷兰科学家测得膜单分子层恰为红细胞表面积的2倍，提出 .
1959年罗伯特森提出的单位膜模型：所有生物膜都由
三层结构。
溶于脂质的
膜是由脂质组成
脂质
蛋白质
脂质分子排列为连续的两层
蛋白质-脂质-蛋白质
课堂巩固：
提出新问题：如果膜是静态的，细胞的一些复杂功能又怎样解释呢？
组织新探究：
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，桑格和尼克森提出了 。
流动性
流动镶嵌模型
A
C
D
B
知识闯关：第一关
1.人体内的白细胞能进行变形运动，穿出毛细血管壁，吞噬侵入人体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的 （ ）
选择透过性
保护作用
流动性
扩散
A
C
D
B
知识闯关：第二关
2.使磷脂特别适于形成细胞膜的原因是（ ）
磷脂是疏水性
磷脂是亲水性的
磷脂能迅速吸水
磷脂既是疏水性的又是亲水性的
A
C
D
B
知识闯关：第三关
3.细胞膜具有选择透过性，与这一特性密切相关的成分是（  ）
磷脂
糖蛋白
蛋白质
磷脂、蛋白质
4.某研究性学习小组欲研究细胞膜的结构和成分，如果你是课题组成员，请你回答下列问题：
（1）应选取人的哪种细胞做实验（ ）
A．神经细胞 B．口腔上皮细胞
C．成熟的红细胞 D．白细胞
（2）将选取的上述材料放入 ，由于渗透作用，一段时间后细胞将破裂，然后再用 法获得纯净的细胞膜。
C
蒸馏水
离心
（3）若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，经过充分搅拌后，下列能正确反应其分布的图是（ ）

（4）脂质单分子层的面积是细胞表面积的2倍，说明 。
A
磷脂分子在细胞膜中成双层排列
1．下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（ ）
A．细胞膜是选择透过性膜
B．细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成
C．细胞膜的分子结构具有流动性
D．有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动
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（ ）。
A．选择透过性 B．保护作用 C．流动性 D．自由扩散
3．一位细胞学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜的面积增大而厚度变小，其决定因素是细胞膜的（ ）。
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
A
C
A
课堂练习: