第二节 生物膜的流动镶嵌模型

生物膜系统包括哪些膜？

细胞膜是由哪些成分构成的？

科学家是怎么确定细胞膜的成分的呢？

从生理功能入手研究

提出假说

观察、试验进行验证

（细胞膜有哪些功能？）

科学家是怎么确定细胞膜的结构的呢？

时间： 1925 年实验：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恰好为红细胞表面积的 2 倍。

得出结论： 细胞膜中的脂质分子为两层

蛋白质分子是怎么分布在细胞膜上的呢？

20 世纪 40 年代科学家推测，磷脂两边各覆盖着蛋白质

20 世纪 50 年代，电子显微镜下看到了细胞膜的暗－亮－暗的结构，罗伯特森提出了生物膜都是由蛋白质－脂质－蛋白质三层结构构成的

该模型结构的特点：膜的主体是连续的脂双分子层，所有的生物膜都由蛋白质－脂质－蛋白质三层结构构成，电镜下的亮层是脂质，暗层是蛋白质。他把生物膜描述为静态的、统一的结构 。

这样的结构模型能适应膜的功能吗？

结构要与功能相适应基本的生物学观点

1970 年， Frye 和 Edidin 人 - 鼠细胞融合实验

诱导

融合

. 人细胞

鼠细胞

荧光标记 蛋白质

40 分钟后

370C

在观察和试验证据的基础上，科学家知道蛋白质不是平铺在磷脂双分子层的两侧的，而是或镶，或嵌，或贯穿在磷脂双分子层间的。

那么蛋白质－脂质－蛋白质的模型就是有缺陷的了。

请同学们根据我们一起分析的结果，尝试构建起新的生物膜模型。

（绘制细胞膜的纵切面）

蛋白质分子

桑格和 尼克森 流动镶嵌模型

磷脂双分子层

1 、磷脂双分子层构成膜的基本支架，磷脂具有流动性

2 、蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿整个磷脂双分子层。（这体现了膜结构内外的不对称性）。大多数蛋白质分子可以运动。

流动镶嵌模型是目前人们普遍认同的，但它无法完美地回答生物膜的所有功能。所以后来不断提出一些新的模型，如 Wallach 于 1975 年提出晶格镶嵌模型； Jain 和 White 于 1977 年提出板块镶嵌模型等。迄今为止，已提出的生物膜结构模型达几十种之多。生物膜的结构模型虽然有很多种，但被广泛接受的结构模型基本内容是趋向一致的，其要点和特点基本相同，主要包括膜的分子组成和结构特征。

复习小结：对生物膜结构的探索历程：1 、 19 世纪末，欧文顿提出：膜由 组成；

2 、 20 世纪初，化学分析得出：膜的成分是 和 ；

3 、 1925 年，荷兰科学家得出：脂质分子是 的；

4 、 1959 年，罗伯特森在电镜观察下得出： 的

三层结构；

5 、 1970 年，用荧光标记技术证明：膜具有 性；

6 、 1972 年，桑格和尼克森提出： 模型。

二、流动镶嵌模型的主要内容：

1 ）生物膜以 基本支架；

2 ）蛋白质在磷脂双分子层上的分布方式有：

；

3 ）生物膜具有一定的 。

磷脂双分子层

镶在表层、嵌入双分子层、贯穿双分子层

流动性

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

课堂练习课堂练习

2. 下列哪一种膜结构能通过生物大分子（ ）

A 细胞膜 B 核膜C 线粒体膜 C 叶绿体膜

3 、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

4 、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