1、必修1第4章第2节 生物膜的流动镶嵌模型 一、对生物膜结构的探索历程 1.对生物膜成分的探索脂质和蛋白质 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：可以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。20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物红细胞提取出来。化学分析表明，膜的主要成分是由脂质和蛋白质得出结论：细胞膜中还含有蛋白质 根据相似相溶原理，提出假设：膜是由脂质组成的 2.对生物膜结构的探索磷脂双分子层 1925年，两位荷兰科学家用丙酮从红细胞中抽提出脂质，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两倍。膜中脂质分子排列为连续两
2、层 结论：膜外（水）膜内(水）膜中磷脂分子怎样排成两层呢？请画图 CHCH2CH2OC=OCH-CH2CH2CH2CH2CH2CH2C=OCH2OCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2N+（CH）33OOO=P O磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子 磷 酸 甘油 脂肪酸 尾部 头部 胆碱 【拓展】磷脂分子的结构 疏水 亲水 ABCD【课堂思考】在水空气介面，磷脂分子是如何排列的？3.对生物膜架构的探索 脂质和蛋白质的排布方式（一）1959年，罗伯特森用电镜了观
3、察到了清晰的细胞膜照片，看到了暗亮暗的三层结构 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 提出假说：缺陷：不能解释细胞膜的流动性，如变形虫的变形运动。【拓展】罗伯特森的三明治模型：单位膜模型 1、蛋白质在膜中分布的对称性 2、静态结构 不能解释细胞膜的流动性3.对生物膜架构的探索脂质和蛋白质的排布方式（二）蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中 蛋白质在膜中的分布是不对称的 镶 嵌入 横跨 科学家用扫描电镜技术和冰冻蚀刻技术揭示了细胞膜结构中的蛋白颗粒。4.新技术带来新模型（一）细胞膜上的蛋白质具有流动性 结论：这一实验，以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性 4.新技术
4、带来新模型（二）1972年桑格和尼克森提出了流动镶嵌模型1.下列关于生物膜结构探索历程的说法，不正确的是（）A最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由 脂质组成的 B三层结构模型认为生物膜为静态的结构 C流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和 大多数蛋白质分子可以运动 D三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质 分子在膜中的分布是不均匀的 D【典型例题】2.在电子显微镜下观察细胞膜，可以看到的是两条 暗袋中夹一条明带，那么关于对这两条暗带和明 带的化学成分说法比较准确的是（）A.两条暗带的主要成分是蛋白质，明带的主要成分 是磷脂，无蛋白质 B.明带的主要成分是蛋白质。两条暗带的主要成分 是磷脂，无
5、蛋白质 C.两条暗带的主要成分是蛋白质。明带主要成分是 磷脂，也有蛋白质 D.明带的主要成分是蛋白质。两条暗带的主要成分 是磷脂，也有蛋白质 C 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）二、流动镶嵌模型的基本内容 磷脂分子和蛋白质分子都不是静止不动的,而是具有一定的流动性。-膜的基本支架 磷脂双分子层 蛋白质分子【拓展】细胞膜外侧的糖蛋白与细胞识别 动物细胞间的信息交流常见模式 图1体现了通过体液运输实现细胞间的间接交流，图2体现了细胞与细胞间的直接交流，都依赖于细胞膜的糖蛋白（受体）。【典型例题】人鼠细胞融合实验，
6、是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体。如图是相关实验记录，据此不能得到的结论是（双选）（）A当温度增加到15 以上时，膜的流动性发生变化 B该实验证明膜蛋白能够在膜表面运动 C温度对膜蛋白的扩散无影响 D图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多 CD 三、生物膜的基本特点 结构特点：功能特点：具有一定流动性 选择透过性 生物膜 结构特点 功能特点 结构探究历程 决定 流动性 选择透过性 磷脂双分子层 蛋白质分子 结构组成 1.细胞膜的结构特点与功能特性的不同点(1)结构特点是具有一定的流动性，温度对此特点的影响是在一定范围内，温
7、度越高，细胞膜的流动性越大。(2)功能特性是具有选择透过性，影响此特性的内因是细胞膜上载体的种类和数量。(3)二者存在的关系是：流动性是选择透过性的基础，膜只有具有流动性，才能表现出选择透过性。(1)功能越复杂的膜中，蛋白质数量越多。(2)细胞膜的组分并不是不可变的，如细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。(3)细胞膜结构图示中糖蛋白的多糖侧链是判断生物膜内、外侧的依据，多糖侧链所在的一侧为细胞膜外侧，另一侧则为细胞膜内侧。2.细胞膜结构与功能相关的4个注意点【典型例题】实验室中鉴别细胞死活，常用“染色排除法”。例如：用台盼蓝染色
8、，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不着色，从而判断细胞死活。该实验所利用的细胞膜特性或功能是（）A进行细胞间的信息交流 B保护细胞内部结构 C流动性 D选择透过性 D 一、对生物膜结构的探索历程 1.细胞膜的成分 欧文顿的实验：细胞膜含有脂质 其他科学家的实验：细胞膜含有蛋白质 2.细胞膜的结构 荷兰科学家的实验：细胞膜中的脂质（磷脂）分子排列为 连续的双分子层；罗伯特森的实验：生物膜为三层统一的静态结构；荧光标记实验：细胞膜具有一定的流动性；二.流动镶嵌模型的基本内容 磷脂双分子层构成了膜的基本支架；蛋白质分子镶在、嵌入、贯穿于磷脂双分子层上；三.生物膜的基本特点 结构特点：具有一定的流动性；功能特性：具有选择透过性。课堂小结