生物膜结构的探索历程

生物膜结构的探索历程 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

?生物膜结构的探索历程：

?1、19世纪末，欧文顿发现凡是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进入细胞，于是他提出：膜是由脂质组成的。

?2、20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。

?3、1925年，两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气一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。由此他们得出的结论是细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。

?4、1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗一亮一暗的三层结构，并大胆地提出生物膜的模型是所有的生物膜都由蛋白质--脂质--蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子，他把生物膜描述为静态的统一结构。

?5、1970年，科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验，以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性。

?6、1972年，桑格和尼克森提出的为流动镶嵌模型大多数人所接受。?生物膜的流动镶嵌模型：

?1、生物膜的流动镶嵌模型图解：

?？

?

?①糖蛋白（糖被）：细胞识别、保护、润滑、免疫等。

?②蛋白质分子：膜功能的主要承担着。

?③磷脂双分子层：构成膜的基本支架。

?2、基本内容

?(1)脂质：构成细胞膜的主要成分是磷脂，磷脂双分子层构成膜的基本骨架。

?①磷脂分子的状态：亲水的“头部”排在外侧，疏水的“尾部”排在内侧。

?②结构特点：一定的流动性。

?(2)蛋白质：膜的功能主要由蛋白质承担，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的含量越高，种类越多。

?①蛋白质的位置：有三种。镶在磷脂双分子层表面；嵌入磷脂双分子层；贡穿于磷脂双分子层。

?②种类： a．有的与糖类结合，形成糖被，有识别、保护、润滑等作用。 b．有的起载体作用，参与主动运输过程，控制物质进出细胞。 c．有的是酶，起催化化学反应的作用。

?(3)特殊结构——糖被

?①位置：细胞膜的外表。

?②本质：细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白。

?③作用：与细胞表面的识别有关；在消化道和呼吸道上皮细胞表面的还有保护和润滑作用。

?(4)细胞膜的特征：

?①结构特征：具有一定的流动性。

?②功能特征：具有选择透过性。

?细胞膜的流动性与选择透过性的区分方法：

?1．结构特点：具有一定的流动性。

?（1）原因：膜结构中的蛋白质分子和脂质分子是可以运动的。?（2）表现：变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐及载体对相应物质的转运等。

?（3）影响因素：主要受温度影响，适当温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度超过一定范围，则导致膜的破坏。

?2．功能特性：具有选择透过性。

?（1）表现：植物根对矿质元素的选择性吸收，神经细胞对K+的吸收和对Na+的排出，肾小管的重吸收和分泌，小肠的吸收等。

?（2）原因：遗传性决定载体种类、数量决定选择性。

?3．二者的区别与联系

?（1）区别：流动性是细胞膜结构方面的特性，选择透过性体现了细胞功能方面的特性，主动运输能充分说明选择透过性。

?（2）联系：细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。

相反，如果细胞膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。

?易错点拨：

?1、位于细胞膜外侧面的糖蛋白形成糖被，它是识别图中细胞膜内外侧的标志。

?2、载体蛋白属于嵌入或贯穿磷脂双分子层的蛋白质。载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时，细胞吸收该物质的速度不再随物质的浓度增大而增大。

?3、磷脂双分子层数、生物膜层数与磷脂分子层数：磷脂双分子层数=生物膜层数=磷脂分子层数的一半。

?例血浆中的1个葡萄糖分子进入组织细胞被彻底氧化分解，需要穿过几层磷脂分子( )

?A．5层 B．3层层 D．4层

?思路点拨：葡萄糖首先要穿过毛细血管壁进入组织液，至少要跨毛细血管壁的一层上皮细胞，即穿过2层细胞膜，再进入组织细胞共穿过3层细胞膜，生物膜都是由磷脂双分子构成，故本题穿越的磷脂分子层数是6。答案C

生物膜

6-6 生物膜的组成和性质上册P589 细胞的外周膜（质膜）和内膜系统统称为生物膜。生物膜结构是细胞结构的基本形式。 生物膜主要由蛋白质（包括酶）、脂质（主要是磷脂）和糖类组成。生物膜的组分因膜的种类不同而不同，如P589（表18-1），一般功能复杂或多样的膜，蛋白质比例较大，蛋白质：脂质比例可从1:4到4:1。 （一）膜脂：有磷脂、胆固醇和糖脂。 （1）磷脂：构成生物膜的基质，为生物膜主要成分。包括甘油磷脂和鞘磷脂，在生物膜中呈双分子排列，构成脂双层。 （2）糖脂：大多为鞘氨醇衍生物，如半乳糖脑苷脂和神经节苷脂。 （3）胆固醇：对生物膜中脂质的物理状态，流动性，渗透性有一定调节作用，是脊椎动物膜流动性的关键调节剂。 为膜的凝胶相和液晶相的相互转变温度。磷脂分子成膜后头膜分子的相变温度T C 以下时，尾链全部取反式构象（全交叉），排列整齐，为凝胶相； 基排列整齐，在T C 以上时，尾链成邻位交叉，形成“结”而变成流动态，为液晶相。见P597 图而在T C 18-15。 ，胆固醇阻扰磷脂尾链中碳碳键旋转的分子异构化运动，胆固醇的作用是：当t>T C 阻止向液晶态转化，使相变温度提高；而当t

细胞膜的结构和功能

细胞膜的结构和功能 【学习目标】 1．理解细胞膜的化学成分、分子结构以及流动性的结构特点。 2．理解细胞膜的主要功能、物质出入膜的两种方式及功能特点。 3．建立细胞膜的结构模型，了解细胞膜的其他功能。 4．能用膜的流动性、选择透过性等特点进行分析和解释相关的现象。 【学习障碍】 1．理解障碍 如何理解细胞膜的结构以及结构特点；如何理解膜的结构与功能之间的关系；如何理解膜的结构特点与功能特性之间的联系。 2．解题障碍 用膜的结构特点以及膜的选择透过性的原理去分析解释有关细胞的融合、物质出入细胞(包括内吞与外排、主动运输等)等相关的生命现象。 【学习策略】 1．理解障碍的突破 (1)用“模型法”理解细胞膜的结构。 生命是物质的，生命活动需要一定的结构来保障，因此，学习过程中经常会遇到生物体的结构问题，尤其是更微观层次上的结构，这就要求学习者能将微观问题转变成宏观的问题，而建立一个简单、直观的模型来辅助，为思维创建一些支点，是解决此类问题的有效方法之一。这就是所谓的“模型法”。如下图。 在细胞膜中每一个磷脂分子头部因含有磷酸和碱基，极性强，是亲水性的；尾部的碳氢链为非极性的，具疏水性。如通过实验将磷脂加入水中，在一定浓度下，磷脂分子相互聚集，亲水性的极性头部朝向水相，而疏水的非极性尾部则避开水向内聚集，从而形成微小的球形磷脂分子团。若继续用超声波处理，则形成不易溶于水且在水相对稳定存在的磷脂双分子层结构。因此，膜中的磷脂分子正如模型中的那样排列。而磷脂分子的这种性质对于构成稳定的膜结构具有重要意义。 从模型中还可以看出，磷脂双分子层是细胞膜的主要结构支架；膜蛋白为球蛋白，分布于磷脂双分子层表面或嵌入磷脂分子中，有的甚至横跨整个磷脂双分子层；组成细胞膜的各种成分在膜中的分布是不均匀的，即具有不对称性。例如：膜蛋白在磷脂双分子层中不对称地、不同程度地嵌入磷脂双分子层中或分布于膜表面。同时不同部位膜蛋白的种类和数量也不同；另外，细胞膜上的糖被只存在于膜外表面，与外层蛋白质结合形成糖蛋白。所以，糖类在细胞膜中的分布具有显著的不对称性。这些特点对于膜的功能的实现具有更直接的意义。 [例1]根据细胞膜的化学成分和结构特点，分析下列材料并回答有关问题： (1)1895年Overton在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。这表明组成细胞膜的主要成分中有_________。 (2)1925年Gorter Grendel用丙酮提取红细胞膜的类脂，并将它在空气、水界面上展开时，这个单层分子的面积相当于原来红细胞表面积的两倍。由此可以认为细胞膜由_______________组成。 解析：用“联想对照法”来解。 答案：(1)脂质分子(2)两层磷脂分子 点评：此题以考查细胞膜的结构和功能为线索，兼学科内综合及跨学科知识于一体。取材于书外，回答的内容却在书内，即“题在书外，理在书内”，是一道科技含量高，分析推理较强的试题。 (2)用“借比法”理解膜的结构特点。 “借比法”就是把难于想象或很抽象的生物学内容，通过借助我们所熟知的一些事例或现象进行比喻，以达到对问题真正理解的一种科学思维方法。 根据细胞膜的结构，巧妙地利用“借比法”帮助理解。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。膜的流动性是细胞膜结构的基本特征之一，同时也是细胞膜表现其正常功能的必要条件。膜的流动性是指膜结构分子的运动性，它包括膜磷脂分子的运动和膜蛋白的运动。我们可以联想细胞就好比地球，假设地球上没有陆地而全被大海所覆盖，那么磷脂双分子层就好比海水，蛋白质分子就好比海上的各种船只，它们都是可以运动的，这样就很容易理解细胞膜的结构特点——具有一定的流动性。 (3)用“结构与功能相统一”的观点去理解细胞膜的结构与功能之间的关系、结构特点与功能特性之间的联系。 结构与功能相统一的观点包括两层意思：一是有一定的结构就必然有与之相对应的功能存在；二是任何功能都需要有一定的结构来完成。 细胞膜的基本结构是：①由磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，这种结构的存在就必然有与之相对应的功能存在——脂溶性物质能够以自由扩散的方式优先通过膜，其他不带电荷的小分子也可以以自由扩散的方式通过膜。②在磷脂双分子层中，镶嵌有蛋白质分子，这一结构的存在，也必然有与之相对应的功能存在——蛋白质可以作为物质运输的载体，从而使膜具有主动运输的功能；糖被的存在，与细胞保护、润滑、识别等

细胞膜的结构和功能教案

细胞膜的结构及功能 一、教材分析 高中生物必修1第二章第一节中“细胞膜的结构和功能”的内容是细胞知识的重要组成部分，本节内容要求学生通过细胞膜的亚显微结构的学习，认识细胞膜的化学组成，理解细胞膜结构和功能相适应的关系，为进一步学习物质的跨膜运输打基础。是在对前面“细胞的元素和化合物”学习的基础上进行的学习，同时也为后面学习细胞的结构和功能、新陈代谢、物质出入细胞、物质代谢、生物膜系统等内容作铺垫。所以本节内容起到承上启下的桥梁作用。 二、教学目标 1、知识目标： （1）说出细胞膜的化学成分和结构； （2）说出细胞膜有哪些重要功能； （3）说出细胞膜的“结构特性”和“功能特性”。 2、能力目标： 认识细胞膜的结构示意图，清楚细胞膜结构的功能特点。 三、教学重点 1、细胞膜的成分与结构特点：磷脂双分子层、蛋白质、糖类； 2、细胞膜的功能：物质交换、细胞识别、分泌、排泄、免疫。 四、教学难点 1、细胞膜上脂质和蛋白质都是运动的； 2、细胞膜怎样进行自由扩散和主动运输。 五、教学方法 讲解式教学法，融合直观教学法和讨论法等多种教学方法配合进行教学。 六、教学内容 1、导入 上节课我们学习了细胞的元素和化学组成，我们说了细胞是由哪几种元素组成的？首先是大量元素，有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；然后是微量元素，有Fe、Cu、Zn、B、Mn 、Mo等，其中讲到C是细胞最基本的元素；接下来讲的是生物界和非生物界的统一性和差异性，他们的统一性是说生物界中的元素在非生物界里都有，而非生物界中的元素在生物界里也都有，差异性是说生物界和非生物界中的元素含量有很大的差异；最后我们将了组成细胞的化合物：有无机化合物和有机化合物，无机化合物有水、无机盐，有机化合物有糖类、脂质、蛋白质、核酸。那么，今天我们就来讲由化合物组成的细胞的结构和由结构决定的功能。说到细胞的结构，首先来看细胞的结构是什么，细胞由细胞膜、细胞质、细胞核组成，其中一些还有细胞壁，比如，植物细胞。所以我们先讲细胞膜的结构和功能。下面同学们用两分钟的时间看一下课本上“细胞的结构和功能”这节的内容，然后解决以下三个问题：1、细胞膜的元素和化合物组成是什么？2、细胞膜的结构是什么？3、细胞膜的功能是什么？ 板书课题：细胞膜的结构和功能 好的，时间差不多了，现在我们来看一下刚才说的问题：1、细胞膜的元素和化合物组成是什么？2、细胞膜的结构是什么？3、细胞膜的功能是什么？今天我们就是围绕这三个问题来讲细胞膜的结构和工能。下面我们开始学习。首先，我们一起来看一下细胞膜的成分。

生物膜总结

生物膜 1、生物膜的基本结构特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？ 2、从生物膜结构模型的演化谈谈人们对生物膜结构的认识过程。 3、何谓膜内在蛋白？膜内在蛋白以什么方式与膜脂相结合？ 4、比较主动输运与被动输运的特点及其生物学意义。 5、说明Na＋－K＋泵的工作原理及其生物学意义。 生物膜（bioligical membrane）：细胞和细胞器所有膜结构的总称，是镶嵌有蛋白质和糖类（统称糖蛋白）的 磷脂双分子层，起着划分和分隔细胞和细胞器作用，并有大量的酶结合位点，也是与许多能量转化和细胞 内通讯有关的重要部位。 流体镶嵌模型（fluid mosaic model）：针对生物膜的结构提出的一种模型。在这个模型中，生物膜被描述成 镶嵌有蛋白质的流体脂双层，脂双层在结构和功能上都表现出不对称性。有的蛋白质“镶”在脂双层表面， 有的则部分或全部嵌入其内部，有的则横跨整个膜。另外脂和膜蛋白可以进行横向扩散。 生物膜的功能： 跨膜运输 能量转换 信息识别与传递 运动和免疫 1答：生物的基本结构特征是膜的流动性和不对称性。生物膜的流动镶嵌模型：膜的共同结构特点是以液态 的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构，而具有不同生理功能的蛋白质。流动镶嵌模型主 要强调（1）膜的流动性，膜蛋白和膜脂均可侧向运动；（2）膜蛋白镶嵌在脂类中表现出分布的不对称性，有的镶嵌在膜的内外表面，有的嵌入或横跨脂双分子层。膜的流动性是表现生物膜正常功能的必要条件，如通过膜的物资运输、细胞识别、细胞免疫、细胞分化及激素的作用等都与膜的流动性密切相关。膜的不 对称性决定了生物膜内外表面功能的特异性。 从生物膜结构模型演化说明人们对生物膜结构的认识过程。 2答：对生物膜的分子结构的认识经历了四个发展阶段： （1）脂质双分子层模型：研究人员通过实验发现易溶于脂类的物质易通过膜，所以推测膜由脂质构成，有 通过计算总面积，得出膜的模型是脂质双分子层，极性的亲水基团朝向外侧的水性环境。 （2）Davson-Danielli模型：即“蛋白质-脂质-蛋白质”三明治式的细胞膜分子结构模型，这个模型的提出是建立在人们对于蛋白质在细胞膜中作用有了初步认识的基础上。 （3）单位膜模型：即生物膜由蛋白质-脂质-蛋白质的单位膜构成，该模型继用了前两种模型的合理成分， 但未正确解释蛋白质的位置 （4）流动镶嵌模型：该模型强调膜的流动性，膜蛋白和膜脂均可侧向运动，膜蛋白镶嵌在脂类中并表现出 分布不对称性，而且是通过疏水和亲水相互作用维持膜的结构。该模型强调膜的流动性。生物膜的模型还 在不断的完善中，从这一演化过程中可以看出，人们是通过不断的研究，不断地从实验中发现新现象，在 前人的研究基础上不断地完善对于生物膜结构的认识。 1、生物膜的基本结构特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？ 生物膜的组成和特点： 膜主要是由脂类(lipid) 和蛋白质以非共价键相互作用结合而成的二维流动体系。 脂类分子呈连续的双分子层(bilayer)排列。 膜具有双亲性。 蛋白质相对于脂双层具有不同镶嵌方式。

生物膜总结

. 生物膜 1、生物膜的基本结构特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？ 2、从生物膜结构模型的演化谈谈人们对生物膜结构的认识过程。 3、何谓膜内在蛋白？膜内在蛋白以什么方式与膜脂相结合？ 4、比较主动输运与被动输运的特点及其生物学意义。 5、说明Na＋－K＋泵的工作原理及其生物学意义。 生物膜（bioligical membrane）：细胞和细胞器所有膜结构的总称，是镶嵌有蛋白质和糖类（统称糖蛋白）的磷脂双分子层，起着划分和分隔细胞和细胞器作用，并有大量的酶结合位点，也是与许多能量转化和细胞内通讯有关的重要部位。 流体镶嵌模型（fluid mosaic model）：针对生物膜的结构提出的一种模型。在这个模型中，生物 膜被描述成镶嵌有蛋白质的流体脂双层，脂双层在结构和功能上都表现出不对称性。有的蛋白质“镶”在脂双层表面，有的则部分或全部嵌入其内部，有的则横跨整个膜。另外脂和膜蛋白可以进行横向扩散。 生物膜的功能： 跨膜运输 能量转换 信息识别与传递 运动和免疫 1答：生物的基本结构特征是膜的流动性和不对称性。生物膜的流动镶嵌模型：膜的共同结构特点是以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构，而具有不同生理功能的蛋白质。流动镶嵌模型主要强调（1）膜的流动性，膜蛋白和膜脂均可侧向运动；（2）膜蛋白镶嵌在脂类中表现出分布的不对称性，有的镶嵌在膜的内外表面，有的嵌入或横跨脂双分子层。膜的流动性是表现生物膜正常功能的必要条件，如通过膜的物资运输、细胞识别、细胞免疫、细胞分化及激素的作用等都与膜的流动性密切相关。膜的不对称性决定了生物膜内外表面功能的特异性。从生物膜结构模型演化说明人们对生物膜结构的认识过程。 2答：对生物膜的分子结构的认识经历了四个发展阶段： （1）脂质双分子层模型：研究人员通过实验发现易溶于脂类的物质易通过膜，所以推测膜由脂质构成，有通过计算总面积，得出膜的模型是脂质双分子层，极性的亲水基团朝向外侧的水性环境。 （2）Davson-Danielli模型：即“蛋白质-脂质-蛋白质”三明治式的细胞膜分子结构模型，这个模型的提出是建立在人们对于蛋白质在细胞膜中作用有了初步认识的基础上。 （3）单位膜模型：即生物膜由蛋白质-脂质-蛋白质的单位膜构成，该模型继用了前两种模型的 合理成分，但未正确解释蛋白质的位置 （4）流动镶嵌模型：该模型强调膜的流动性，膜蛋白和膜脂均可侧向运动，膜蛋白镶嵌在脂类中并表现出分布不对称性，而且是通过疏水和亲水相互作用维持膜的结构。该模型强调膜的流动性。生物膜的模型还在不断的完善中，从这一演化过程中可以看出，人们是通过不断的研究，不断地从实验中发现新现象，在前人的研究基础上不断地完善对于生物膜结构的认识。

细胞膜的结构和功能

、细胞膜的结构和功能 （一）基础扫描 1 、生物体结构和功能的基本单位是，阐明细胞是一切动植物生命活动的基本单位的理论观点是。判断：细胞是生物体结构和功能的基本单位（）细胞是一切生物体结构和功能的基本单位（）细胞是一切动植物结构和功能的基本单位（） 2 、细胞的原核细胞：没有，如、细菌、蓝藻、放线菌 类型真核细胞：有，如绝大多数生物（酵母菌、衣藻、草履虫、变形虫） 判断：①成熟的哺乳动物的红细胞，因为没有细胞核，所以是原核细胞（） ②生物界可能存在这样的生物：体内既有原核细胞，又有真核细胞（） 3 、细胞膜的成分：含有、和，其中，和是主要成分 4、细胞膜的分子结构：层磷脂分子形成磷脂双分子层，是细胞膜的基本支架（磷脂分子的头部 是的，因此在表面；尾部是的，因此在中间）；蛋白质以不同深度结合在磷脂双分子层上。 5 、细胞膜的膜外结构：糖被（由组成），消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖被有 和作用；糖被还与有关。（请课后试绘：细胞膜结构模式图） 结构特点是：构成细胞膜的磷脂和蛋白质分子不是静止的，而是流动 的 6 、细胞膜生理特性是：即水分子能自由通过（自由扩散）、细胞要选择吸收的离 的特点子（主动运输）、小分子（O2、CO2、甘油、乙醇、苯是自由扩散，葡萄糖 除进入红细胞以外是主动运输，氨基酸是主动运输）也可以通过，而其他的离子、 小分子、大分子则不能通过（指细胞膜总量不变的情况下） 7 、细胞壁：在植物细胞外表面有一层细胞壁，主要成分是和，起支持和保护作用，是全透性结构；一般的原核细胞的表面也有一层细胞壁，主要成分是。判断：在由细胞构成的生物中，只有人和动物的细胞外面才没有细胞壁（） 8 、细菌细胞的基本结构有：、、、 细菌细胞的特殊结构有：、、 （二）难点突破 1 、物质基础：构成生物体的和

关于生物膜结构的探索历程

?生物膜结构的探索历程： ?1、19世纪末，欧文顿发现凡是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进入细胞，于是他提出：膜是由脂质组成的。 ?2、20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。 ?3、1925年，两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气一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。由此他们得出的结论是细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。 ?4、1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗一亮一暗的三层结构，并大胆地提出生物膜的模型是所有的生物膜都由蛋白质--脂质--蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子，他把生物膜描述为静态的统一结构。 ?5、1970年，科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验，以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性。 ?6、1972年，桑格和尼克森提出的为流动镶嵌模型大多数人所接受。 ?生物膜的流动镶嵌模型： ?1、生物膜的流动镶嵌模型图解：

?? ? ?①糖蛋白（糖被）：细胞识别、保护、润滑、免疫等。 ?②蛋白质分子：膜功能的主要承担着。 ?③磷脂双分子层：构成膜的基本支架。 ?2、基本内容 ?(1)脂质：构成细胞膜的主要成分是磷脂，磷脂双分子层构成膜的基本骨架。 ?①磷脂分子的状态：亲水的“头部”排在外侧，疏水的“尾部”排在内侧。 ?②结构特点：一定的流动性。 ?(2)蛋白质：膜的功能主要由蛋白质承担，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的含量越高，种类越多。?①蛋白质的位置：有三种。镶在磷脂双分子层表面；嵌入磷脂双分子层；贡穿于磷脂双分子层。?②种类：a．有的与糖类结合，形成糖被，有识别、保护、润滑等作用。b．有的起载体作用，参与主动运输过程，控制物质进出细胞。c．有的是酶，起催化化学反应的作用。 ?(3)特殊结构——糖被 ?①位置：细胞膜的外表。

生物膜的结构与功能

生物膜的结构与功能集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

第四章生物膜的结构与功能 生物膜是细胞和各种细胞器表面所包裹的一层极薄的膜系结构，是具有高度选择性的半透性屏障。包括细胞质膜（细胞膜）、线粒体膜、内质网膜、高尔基复合体膜、溶酶体膜及核膜等。在电镜下，各种生物膜结构非常相似。生物膜除起物理屏障外，其主要功能有：物质转运功能；信息分子识别和信息传递；能量转换等。 第一节生物膜的基本结构 一、生物膜的化学组成 包括脂类、蛋白质和少量的糖类，水及金属离子。 （一）脂类 包括磷脂（主）、胆固醇和糖脂。不同生物膜脂类的种类和含量 差异较大，各种脂类物质分子结构不同，但有一共同的结构特点即其分子有两部分组成，即亲水的极性基团（头）和疏水的非极性基团（尾），膜脂的这种特性使其在膜中排列具有方向性，对形成膜的特殊结构有重要作用。 （二）蛋白质 细胞内20-25%的蛋白质与膜结构相联系，根据它们在膜上的定位可分为膜周边蛋白质和膜内在蛋白质（图）： （1）外周蛋白质：分布在膜外表面，不深入膜内部。它们通过静电力或范德华力与膜脂连接。这种结合力弱，容易被分离出来，只要改变介质的PH、离子强度或鏊合计便可将其分离出来。约占膜蛋白的20-30%。

（2）内在蛋白：分布在膜内，有的插入膜中，有的埋在膜内，有的贯穿整个膜，有的一端两端暴露于膜外侧，或两端暴露，称跨膜蛋白。内在蛋白通过疏水键与膜脂比较牢固结合，分离较困难，只有用较剧烈的条件如：去垢剂、有机溶剂、超声波等才能抽提出来，因为它们具有水不溶性，除去萃取剂后又可重新聚合成不溶性物质。占70-80%。（三）糖 生物膜中的糖以寡糖的形式存在，通过共价键与蛋白形成糖蛋白，少量还可与脂类形成糖脂。糖蛋白中的糖往往是膜抗原的重要部分，如决定血型A、B、O抗原之间的差别，只在于寡糖链末端的糖基不同。糖基在细胞互相识别和接受外界信息方面起重要作用，有人把糖蛋白中的糖基部分比喻为细胞表面的天线。 二、生物膜的结构特点 （一）生物膜的结构模型是脂质双层流动镶嵌模型 1972年提出的流动镶嵌模型受到广泛的支持。这种生物膜结构模型的主要特征是 1、流动性：流动性是生物膜的主要特征。大量研究结果表明，合适的流动性对生物膜表现正常功能具有十分重要的作用。例如能量转换、物质运转、信息传递、细胞分裂、细胞融合、胞吞、胞吐以及激素的作用等都与膜的流动性有关。 生物膜的流动性表现在膜脂分子的不断运动。膜脂间运动可分为侧向运动和翻转运动。如图：

生物膜结构的探索历程

生物膜结构的探索历程： 1、19世纪末，欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过 细胞膜进入细胞，于是他提出：膜是由脂质组成的。 2、20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，化学分析表明，膜的 主要成分是脂质和蛋白质。 3、1925年，两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气一水界面上铺展成 单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。由此他们得出的结论是细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。 4、1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗一亮一暗的三层结构，并大胆地提 出生物膜的模型是所有的生物膜都由蛋白质--脂质--蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子，他把生物膜描述为静态的统一结构。 5、1970年，科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验，以及相关的其他实验证 据表明细胞膜具有流动性。 6、1972年，桑格和尼克森提出的为流动镶嵌模型大多数人所接受。 生物膜的流动镶嵌模型： 1、生物膜的流动镶嵌模型图解： ①糖蛋白（糖被）：细胞识别、保护、润滑、免疫等。

②蛋白质分子：膜功能的主要承担着。 ③磷脂双分子层：构成膜的基本支架。 2、基本内容 (1)脂质：构成细胞膜的主要成分是磷脂，磷脂双分子层构成膜的基本骨架。 ①磷脂分子的状态：亲水的“头部”排在外侧，疏水的“尾部”排在内侧。 ②结构特点：一定的流动性。 (2)蛋白质：膜的功能主要由蛋白质承担，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的含量越高，种 类越多。 ①蛋白质的位置：有三种。镶在磷脂双分子层表面；嵌入磷脂双分子层；贡穿于磷脂双分 子层。 ②种类：a．有的与糖类结合，形成糖被，有识别、保护、润滑等作用。b．有的起载体 作用，参与主动运输过程，控制物质进出细胞。c．有的是酶，起催化化学反应的作用。 (3)特殊结构——糖被 ①位置：细胞膜的外表。 ②本质：细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白。 ③作用：与细胞表面的识别有关；在消化道和呼吸道上皮细胞表面的还有保护和润滑作用。 (4) 细胞膜的特征： ①结构特征：具有一定的流动性。 ②功能特征：具有选择透过性。 细胞膜的流动性与选择透过性的区分方法： 1．结构特点：具有一定的流动性。 （1）原因：膜结构中的蛋白质分子和脂质分子是可以运动的。

生物膜的结构与功能

第四章生物膜的结构与功能 生物膜是细胞和各种细胞器表面所包裹的一层极薄的膜系结构，是具有高度选择性的半透性屏障。包括细胞质膜（细胞膜）、线粒体膜、内质网膜、高尔基复合体膜、溶酶体膜及核膜等。在电镜下，各种生物膜结构非常相似。生物膜除起物理屏障外，其主要功能有：物质转运功能；信息分子识别和信息传递；能量转换等。 第一节生物膜的基本结构 包括脂类、蛋白质和少量的糖类，水及金属离子。 （一）脂类 包括磷脂（主）、胆固醇和糖脂。不同生物膜脂类的种类和含量差异较大，各种脂类物质分子结构不同，但有一共同的结构特点即其分子有两部分组成，即亲水的极性基团（头）和疏水的非极性基团 （尾），膜脂的这种特性使其在膜中排列具有方向性，对形成膜的特殊结构有重要作用。 （二）蛋白质 细胞内20-25%勺蛋白质与膜结构相联系，根据它们在膜上的定位可分为膜周边蛋白质和膜内在蛋白质（图）： （1）外周蛋白质：分布在膜外表面，不深入膜内部。它们通过静电力或范德华力与膜脂连接。这种结合力弱，容易被分离出来，只要改变介质的PH离子强度或鏊合计便可将其分离出来。约占膜蛋白的20-30%。 （2）内在蛋白：分布在膜内，有的插入膜中，有的埋在膜内，有的贯穿

整个膜，有的一端两端暴露于膜外侧，或两端暴露，称跨膜蛋白。内在蛋白通过疏水键与膜脂比较牢固结合，分离较困难，只有 用较剧烈的条件如：去垢剂、有机溶剂、超声波等才能抽提出来，因为它们具有水不溶性，除去萃取剂后又可重新聚合成不溶性物质。占70-80%。 （三）糖 生物膜中的糖以寡糖的形式存在，通过共价键与蛋白形成糖蛋白，少量还可与脂类形成糖脂。糖蛋白中的糖往往是膜抗原的重要部分，如决定血型A、B、O抗原之间的差别，只在于寡糖链末端的糖基不同。糖基在细胞互相识别和接受外界信息方面起重要作用，有人把 糖蛋白中的糖基部分比喻为细胞表面的天线。 （一）生物膜的结构模型是脂质双层流动镶嵌模型 1972年提出的流动镶嵌模型受到广泛的支持。这种生物膜结构模型的主要特征是 1、流动性：流动性是生物膜的主要特征。大量研究结果表明，合适的流动性对生物膜表现正常功能具有十分重要的作用。例如能量转换、物质运转、信息传递、细胞分裂、细胞融合、胞吞、胞吐以及激素的作用等都与膜的流动性有关。 生物膜的流动性表现在膜脂分子的不断运动。膜脂间运动可分为侧向运动和翻转运动。如图: 侧向运动是膜脂分子在单层内与临近分子交换位置，是一种经常发生的快运动。翻转运动是膜脂双分子层中的一层翻至另一层的运动，这种运动方式很少

【课外阅读】生物膜的结构与功能1

生物膜的结构与功能 生物膜是细胞和各种细胞器表面所包裹的一层极薄的膜系结构，是具有高度选择性的半透性屏障。包括细胞质膜（细胞膜）、线粒体膜、内质网膜、高尔基复合体膜、溶酶体膜及核膜等。在电镜下，各种生物膜结构非常相似。生物膜除起物理屏障外，其主要功能有：物质转运功能；信息分子识别和信息传递；能量转换等。 生物膜的基本结构 一、生物膜的化学组成 包括脂类、蛋白质和少量的糖类，水及金属离子。 （一）脂类 包括磷脂（主）、胆固醇和糖脂。不同生物膜脂类的种类和含量差异较大，各种脂类物质分子结构不同，但有一共同的结构特点即其分子有两部分组成，即亲水的极性基团（头）和疏水的非极性基团（尾），膜脂的这种特性使其在膜中排列具有方向性，对形成膜的特殊结构有重要作用。 （二）蛋白质 细胞内20-25%的蛋白质与膜结构相联系，根据它们在膜上的定位可分为膜周边蛋白质和膜内在蛋白质（图）：

（1）外周蛋白质：分布在膜外表面，不深入膜内部。它们通过静电力或范德华力与膜脂连接。这种结合力弱，容易被分离出来，只要改变介质的PH、离子强度或鏊合计便可将其分离出来。约占膜蛋白的20-30%。 （2）内在蛋白：分布在膜内，有的插入膜中，有的埋在膜内，有的贯穿整个膜，有的一端两端暴露于膜外侧，或两端暴露，称跨膜蛋白。内在蛋白通过疏水键与膜脂比较牢固结合，分离较困难，只有用较剧烈的条件如：去垢剂、有机溶剂、超声波等才能抽提出来，因为它们具有水不溶性，除去萃取剂后又可重新聚合成不溶性物质。占70-80%。 （三）糖 生物膜中的糖以寡糖的形式存在，通过共价键与蛋白形成糖蛋白，少量还可与脂类形成糖脂。糖蛋白中的糖往往是膜抗原的重要部分，如决定血型A、B、O抗原之间的差别，只在于寡糖链末端的糖基不同。糖基在细胞互相识别和接受外界信息方面起重要作用，有人把糖蛋白中的糖基部分比喻为细胞表面的天线。 二、生物膜的结构特点 （一）生物膜的结构模型是脂质双层流动镶嵌模型 1972年提出的流动镶嵌模型受到广泛的支持。这种生物膜结构模型的主要特征是 1、流动性：流动性是生物膜的主要特征。大量研究结果表明，合适的流动性对生物膜表现正常功能具有十分重要的作用。例如能量

“生物膜的结构”教学设计

“生物膜的结构”教学设计 一、教学目标的确立依据 （一）课程标准要求及解读 对于生物膜的结构，山东省2017级生物学科教学指导意见中的要求为“概述生物膜的结构”。概述为理解水平，即不仅要说出流动镶嵌模型的基本内容，还应该建立生物膜结构和功能之间的联系。2017版《普通高中生物学课程标准》中与这一部分有关的学业要求有：“从结构和功能相适应这一视角，解释细胞由多种多样的分子组成，这些分子是细胞执行各项生命活动的物质基础；建构并使用细胞模型，阐明细胞各部分结构通过分工与合作，形成相互协调的统一整体。”本节课是在学习了细胞膜功能和生物膜系统功能的基础上进行的，所以可以很好地使学生形成结构和功能相适应的观点，从而提高生命观念这一核心素养，所以这是本节课的一个重要目标。本节课将以生物膜结构的探究历程为主线，构建生物膜的流动镶嵌模型，从而使学生对细胞结构有一个更清晰的认识，进而能阐明其功能，所以引导学生回顾生物膜结构的探究历程进而总结出流动镶嵌模型的主要内容是 本节课重要的学习目标。另外课标要求注重生物科学史和科学本质的学习，而本节课恰恰是以生物膜结构的探究历程为主线，可以让学生沿着科学家探索的道路，理解科学的本质和科学研究的思路、方法，让学生认识到“科学知识可能随

着研究的深入而改变”“科学工作依赖观察和推论”“科学工作采用基于实证的范式”。 （二）教材与教学内容分析 1、内容分析 “生物膜的结构”为人教版高中生物学教材《分子与细胞》第4章第2节《生物膜的流动镶嵌模型》的内容，是上一章中“细胞膜——系统的边界”内容的延伸，与第4章第1节“物质跨膜运输的实例”和第3节“物质跨膜运输的方式”联系紧密，起到承上启下的作用。教学内容主要包括两部分：科学家对生物膜结构的探究历程；生物膜流动镶嵌 模型的基本内容。在此基础上建立细胞膜结构和功能的联系，使学生认同结构与功能相适应的观点。对于生物膜结构的探索历程，教材中选取的资料简明扼要，所以在教学中以教材提供的资料为主，补充了冷冻断裂技术，以便学生认识蛋白质在膜中的分布情况和技术对于科学发展的推动作用；对于荧光标记人-鼠细胞融合的实验，不是直接给出，而是先让 学生设计实验，以此培养学生科学探究的核心素养。 2、重难点分析 教学重点：生物膜结构的探究历程；生物膜流动镶嵌模 型的基本内容。 教学难点：探究蛋白质分子是否能够运动的实验设计； 建立细胞膜结构和功能的联系。

生物膜结构的探索历程

生物膜结构的探索历程 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

?生物膜结构的探索历程： ?1、19世纪末，欧文顿发现凡是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进入细胞，于是他提出：膜是由脂质组成的。 ?2、20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。 ?3、1925年，两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气一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。由此他们得出的结论是细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。 ?4、1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗一亮一暗的三层结构，并大胆地提出生物膜的模型是所有的生物膜都由蛋白质--脂质--蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子，他把生物膜描述为静态的统一结构。 ?5、1970年，科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验，以及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性。 ?6、1972年，桑格和尼克森提出的为流动镶嵌模型大多数人所接受。?生物膜的流动镶嵌模型： ?1、生物膜的流动镶嵌模型图解： ?？ ?

?①糖蛋白（糖被）：细胞识别、保护、润滑、免疫等。 ?②蛋白质分子：膜功能的主要承担着。 ?③磷脂双分子层：构成膜的基本支架。 ?2、基本内容 ?(1)脂质：构成细胞膜的主要成分是磷脂，磷脂双分子层构成膜的基本骨架。 ?①磷脂分子的状态：亲水的“头部”排在外侧，疏水的“尾部”排在内侧。 ?②结构特点：一定的流动性。 ?(2)蛋白质：膜的功能主要由蛋白质承担，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的含量越高，种类越多。 ?①蛋白质的位置：有三种。镶在磷脂双分子层表面；嵌入磷脂双分子层；贡穿于磷脂双分子层。 ?②种类： a．有的与糖类结合，形成糖被，有识别、保护、润滑等作用。 b．有的起载体作用，参与主动运输过程，控制物质进出细胞。 c．有的是酶，起催化化学反应的作用。 ?(3)特殊结构——糖被 ?①位置：细胞膜的外表。 ?②本质：细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白。 ?③作用：与细胞表面的识别有关；在消化道和呼吸道上皮细胞表面的还有保护和润滑作用。 ?(4)细胞膜的特征：