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
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,发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：
实验一
凡可以溶于脂质的物质，比不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
细胞膜
提出假说：膜是由脂质组成的。
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？
有必要，通过鉴定能更准确地说明问题
3.那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？
当时的技术不能实现
1.最初认识到生物膜是由脂质组成的，是通过对
现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定？
从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。
实验:采用哺乳动物的红细胞,经过特殊处理使细胞发生溶血现象,一些物质溶出,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).
化学分析表明：膜的成分主要是脂质和蛋白质。
时间：20世纪初
实验二
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。
时间：1925年
人物：荷兰科学家Gorter和Grendel
实验：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单层分子。发现展开层后的脂单层面积是红细胞的表面积的2倍

提出假说：
实验三
细胞膜中的磷脂是双层的
水—空气界面
时间：1959年 人物：罗伯特森（J.D.Robertsen）
实验：在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。
实验四
提出假说：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
“蛋白质—脂质—蛋白质”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，这显然与膜功能的多样性相矛盾.
时间：1970年 人物：Larry Frye等
实验：将人和鼠的细胞表面膜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
提出假说：细胞膜具有流动性
实验五
举例说明细胞膜具有流动性
变形虫的变形运动
植物细胞的质壁分离
动物细胞吸水膨胀和失水皱缩
时间：1972年
人物：桑格和 尼克森
提出：流动镶嵌模型
糖蛋白
多糖
磷脂双分子层构成了膜的基本支架，这个支架不是静止的。磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性。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中，有的横跨整个磷脂双分子层。大多是蛋白质分子也是可以运动的。
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.（其中磷脂分子 的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）
3、蛋白质分子的位置:
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）
流动镶嵌模型的基本内容：
蛋白质分子的位置
蛋白质
4、生物膜的结构特点---流动性.
磷脂分子是可以运动的，具有流动性;大多数的蛋白质分子也是可以运动的,也体现了流动性。
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，叫做糖被。
（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）
1.生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？
生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。
2.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？
实验技术的进步起到了关键性的推动作用。
思考
3.分析生物膜模型的建立过程,你受到什么启示?
对生物膜结构的探索历程
19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由 组成的；
20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由＿＿＿＿＿＿＿组成；
1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都由 三层结构；
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，桑格和 提出了 。
脂质
脂质和
蛋白质
蛋白质－脂质－蛋白质
流动性
尼克森
流动镶嵌模型
小结
知识闯关
第一关
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
C
下列哪种膜结构能通过生物大分子（）
A 细胞膜
B 核膜
C 线粒体膜
D 叶绿体膜
第二关
A
B
D
C
B
第三关
一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞叶叶绿体基质内，共穿过的生物膜层数是（ ）
A 5 B 6 C 7 D 8
B
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 B 一定的流动性
C 主动运输 D 选择透过性
第四关
A
B
D
C
B
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 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸
第五关
B
A
D
C
A
下列物质中，不能横穿细胞膜进出细胞的是（ ）
A 维生素D和性激素 B 水和尿素
C 氨基酸和葡萄糖 D 酶和胰岛素
最后一关
B
D
A
C
D