37℃下40min后出现 了什么现象？说明什么？
结论：细胞膜具 有流动性
材料六、冰冻蚀刻电子显微法 标本用干冰等冰冻，后用冷刀断开，升温 后暴露断裂面。
蛋白质在膜中的分布是不对称的 蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。
小
1、19世纪末 2、20世纪初 3、1925年
结
科学家？
一 、 生物膜的探索历程
糖蛋白
细胞膜上的糖
分布在细胞膜外表，主要与蛋白质结合形成糖蛋白。
细胞膜外侧许多糖蛋白组成的一层结构叫做糖被。
糖被：具有保护和润滑、与细胞识别、细胞间信息 传递等密切，可用于判断细胞的内外侧。
除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合 而成的糖脂。
结 构 与 功 能 相 适 应
生物膜的 流动镶嵌模型
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。
提出：脂质分子必然排列为 连续的两层
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，磷脂双分子在细胞膜中 可能是怎样排布的呢？
尝试建构模型
小组合作讨论完成
资料 四
蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？
1988年，罗德里克·麦金农利用X射线晶体成像技术获得了世界第一张 离子通道的高清晰度照片，并第一次从原子层次揭示了离子通道的工 作原理。这张照片上的离子通道取自青链霉菌，也是一种蛋白。麦金 农的方法是革命性的，它可以让科学家观测离子在进入离子通道前的 状态，在通道中的状态，以及穿过通道后的状态。对水通道和离子通 道的研究意义重大。很多疾病，比如一些神经系统疾病和心血管疾病 就是由于细胞膜通道功能紊乱造成的，对细胞膜通道的研究可以帮助 科学家寻找具体的病因，并研制相应药物。另外，利用不同的细胞膜 通道，可以调节细胞的功能，从而达到治疗疾病的目的。中药的一个 重要功能是调节人体体液的成分和不同成分的浓度，这些成分可以通 过不同细胞膜通道调节细胞的功能。有专家认为，对细胞膜通道的研 究可以为揭示中医药的科学原理提供重要的途径。
1959年，罗伯特森实验用电子显微镜观察到：“暗-亮-暗” 三层结构
提出： “蛋白质-脂质-蛋白质”三层结构
静态的统一结构
单位膜模型无法解释的现象
提出假说：细胞膜具有流动性
实验证据
材料五、 1970年 科学家 将人和鼠的细胞膜表面的蛋 白质用不同荧光标记后，让两种细胞融合。
荧光标记技术 用荧光染料标记某 蛋白质，利用其荧 光特性，来反应研 究对象的相关信息。
基本支架-磷脂双分子层 ：状态、特点 蛋白质：位置、特点、种类
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ结构特点
具有一定的流动性 例：细胞融合、质壁 分离复原、分泌蛋白分泌
注：功能特点：选择透过性
包括人类在内的各种生物都是由细胞组成的。细胞如同一个由城墙围起来 的微小城镇，有用的物质不断被运进来，废物被不断运出去。早在100多年 前，人们就猜测细胞这一微小城镇的城墙中存在着很多“城门”，它们只 允许特定的分子或离子出入。2003年诺贝尔化学奖表彰的就是有关这些“ 城门”的研究成果。 瑞典皇家科学院8日宣布，将2003年诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得·阿 格雷和罗德里克·麦金农，分别表彰他们发现细胞膜水通道，以及对离子 通道结构和机理研究作出的开创性贡献。他们研究的细胞膜通道就是人们 以前猜测的“城门”。生物体的主要组成部分是水溶液，水溶液占人体重 量的70%。生物体内的水溶液主要由水分子和各种离子组成。它们在细胞膜 通道中的进进出出可以实现细胞的很多功能。 20世纪50年代中期，科学家发现，细胞膜中存在着某种通道只允许水分子 出入，人们称之为水通道。因为水对于生命至关重要，可以说水通道是最 重要的一种细胞膜通道。尽管科学家发现存在水通道，但水通道到底是什 么却一直是个谜。
一、探索历程
材料一 、19世纪末 欧文顿 实验：用500多种化学物质对植物细胞的通透 性进行上万次实验 发现问题： 细胞膜对不同物质的通透性不同 提出假说:膜是由脂质组成
提出假说
思考与讨论:
不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质
细胞膜
相似相溶原理：溶质与溶剂在结 构上相似能彼此相容
•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 通过实验观察直接 •在推理分析得出结 论后，还有必要对 证实。 膜的成分进行提取、 分离和鉴定吗？
实验证据
材料二、 20世纪初，科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜进行了 化学分析
提出：细胞膜的主要成分的确是脂质和蛋白质。
观察和实验依据
推理和想象
提出假说
验证和完善
观察和实验证据
得出结论
资料 三：磷脂分子结构
亲水头部 疏水尾部
思考与讨论：磷脂分子在空气-水界面上 会怎么样铺展？
材料三、
1925年两位荷兰科学家用丙酮从红细胞
• 20世纪80年代中期，美国科学家彼得·阿格雷研究了不同 的细胞膜蛋白，经过反复研究，他发现一种被称为水通道 蛋白的细胞膜蛋白就是人们寻找已久的水通道。为了验证 自己的发现，阿格雷把含有水通道蛋白的细胞和去除了这 种蛋白的细胞进行了对比试验，结果前者能够吸水，后者 不能。为进一步验证，他又制造了两种人造细胞膜，一种 含有水通道蛋白，一种则不含这种蛋白。他将这两种人造 细胞膜分别做成泡状物，然后放在水中，结果第一种泡状 物吸收了很多水而膨胀，第二种则没有变化。这些充分说 明水通道蛋白具有吸收水分子的功能，就是水通道。
2000年，阿格雷与其他研究人员一起公布了世界第一张水通道蛋白的高 清晰度立体照片。照片揭示了这种蛋白的特殊结构只允许水分子通过。 水通道的发现开辟了一个新的研究领域。目前，科学家发现水通道蛋白 广泛存在于动物、植物和微生物中，它的种类很多，仅人体内就有11种 。它具有十分重要的功能，比如在人的肾脏中就起着关键的过滤作用。 通常一个成年人每天要产生170升的原尿，这些原尿经肾脏肾小球中的水 通道蛋白的过滤，其中大部分水分被人体循环利用，最终只有约1升的尿 液排出人体。 早在1890年，威廉·奥斯特瓦尔德（1909年诺贝尔化学奖获得者）就推 测离子进出细胞会传递信息。20世纪20年代，科学家证实存在一些供离 子出入的细胞膜通道。50年代初，阿兰·霍奇金和安德鲁·哈克斯利发 现，离子从一个神经细胞中出来进入另一个神经细胞可以传递信息。为 此，他们获得了1963年诺贝尔生理学或医学奖。不过，那时科学家并不 知道离子通道的结构和工作原理。
生物膜的流动镶嵌模型是否已完 美无缺呢？
不断完善和发展的流动镶嵌模型
2003年度诺贝 尔化学奖授予两名研 究细胞膜的美国科学 家阿格雷和麦金农。 以表彰他们在细胞膜 物质运输的通道方面 所做的贡献。
小结 生物膜“流动镶嵌模型”的基本内容
主要 成分
结 构 生 物 膜 结构 模型
磷脂、蛋白质（还有糖蛋 白、糖脂） 流动 镶嵌 模型
人教版必修1
第4章细胞的物质输入和输第2
节生物膜的流动镶嵌模型
问题探讨
1.细胞膜的功能有哪些？ 2.细胞膜具有弹性吗？
塑料袋
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.屏障分隔作用 2.选择透过性
弹力布能完全表现 细胞膜的功能吗？
3.弹性
其他……
膜是由脂质组成的
膜是由脂质和蛋白质构成 ？ 脂质分子必然排列为连续的两层？
4、1959年 蛋白质—脂质—蛋白质静态统一 结构
5、1970 细胞膜具有流动性
？蛋白质怎么排布
资料 七 1972年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容
二、流动镶嵌模型 的基本内容
1、生物膜的主要成分： 蛋白质分子和磷脂分子 2、生物膜的基本支架： 磷脂双分子层 3、蛋白质分子有的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，有的贯穿于 整个磷脂双分子层 4、生物膜的结构特点：具有流动性（磷脂和大部 分的蛋白质分子都是可以运动的）功能特点？