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高中生物必修一分子与细胞人教版第四章
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
主讲人：婺源县天佑中学
程淑萍
丁卫萍
问题探讨
细胞膜的功能有哪些？
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？
塑料袋
弹力布能完全表现
细胞膜的功能吗？
细胞膜具有：
1.分隔
2.控制物质的进出
3.信息交流
其他……
从生理功能入手的科学研究
19世纪末，欧文顿（E.Overton）在研究各种未受精卵细
胞的透性实验
溶于脂质的物质
思考与讨论:
提出假说
不溶于脂质的物质
细胞膜
从实验现象能推测出什么结论呢？
膜是由脂质组成
•最初认识到生物膜
最初依据实验现象
是由脂质组成的，
和有关知识，经过
是通过对实验现象
严谨的推理和大胆
的推理分析还是通
的想像，提出设想，
过膜成分的提取和
是一种常见的科学
鉴定？
方法。假说还需要
•在推理分析得出结
通过实验观察来证
论后，还有必要对
实。
膜的成分进行提取、
分离和鉴定吗？
从生理功能入手的科学探究
20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的成熟
的红细胞中分离出来，化学分析膜表明：
膜的主要成分是脂质和蛋白质
脂质和蛋白质是怎样组合形成膜的呢？
单位膜模型的提出
想一想：
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。
亲水
“头部”
疏水
“尾部”
磷脂分子在空气-水界面
上会怎么样铺展？
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。
空气
水
单位膜模型的提出
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？
水
水
水
水 B
水 A
水
水D
水
水 C
水E
单位膜模型的提出
1925年 两位荷兰科学家用丙酮（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
蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？
推测？？……
40年代，曾经有学者推测蛋白质覆盖在脂质的两边
单位膜模型的提出
1959年，罗伯特森（J. D. Robertson ）
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-明-暗三层结构。
蛋白质
脂质
蛋白质的电子密度高，在电镜
下显暗色；磷脂分子的电子密
度低，显亮色。
蛋白质
单位膜模型
单位膜模型无法解释的现象
“蛋白质—脂质—蛋白质”单位膜模型有什么不足？
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.
新技术带来新模型
标本用干冰等冰冻。后用冷刀断开，升温后暴露断裂面。
跨膜蛋白
科学家关于蛋白质在细胞膜上存在的
三种方式的概括：
镶在膜表面
外周蛋白
嵌入蛋白

嵌在膜中

贯穿膜

蛋白质在膜中的分布是不对称的
新技术带来新模型
膜上的蛋白质可
以运动
新技术带来新模型
磷脂分子的运动
细胞膜具有
流动性
新技术带来新模型
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
流动镶嵌模型基本内容的总结:
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，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）
注意：
生物膜的流动镶嵌模型是否已完
美无缺呢？
新篇章：
人类对自然界的认识永无止境，
对膜的研究将更加细致入微……