老师
各位同学，大家好，我是来自北京市育音学校的老师邓小丽。今天我们一起继续学习高一年级生物学。第三章细胞的基本结构第一节，细胞膜的结构和功能通过上一课时的学习，我们一起探索了细胞膜的功能和化学组成。那么，脂质和蛋白质等成分是如何组成细胞膜的？随着电子显微镜技术的发展，显微镜像的图像分辨率提高了近千倍，人们才得以揭开细胞膜的神秘面纱。电子显微镜成像原理和光学显微镜相似，只不过穿过标本的不是普通光源，而是电子观察的。样本越厚，穿透样本的垫子越少，观察到的颜色就越暗。 1959 年，科学家罗伯特森在电子显微镜下观察到细胞膜具有暗、亮、暗的结构，这说明细胞膜的外侧结构较厚，内侧较薄。通过观察和比对发现，暗线的电子密度和穿过蛋白质分子的电子密度大致相同，明显的电子密度和穿过磷脂分子的电子密度大致相同。基于实验结果，罗伯特森认为电竞下看到的中间的亮线是两层灵芝分子，两边的暗线是蛋白质分子，蛋白质均匀连续地铺满了磷脂双分子层的表面。因此它概括了细胞膜的结构特点。大胆的提出了蛋白质、脂质蛋白质模型。我们一般简称为三明治模型，该模型认为所有的细胞膜都由蛋白质、脂质、蛋白质三层结构构成，是一种静态的统一结构。请同学们思考罗伯特森提出的三明治模型能够解释细胞膜的哪些功能？不能解释哪些功能？同学们一定看出来了，该模型可以解释蛋白质在细胞膜两侧帮助细胞进行物质运输等，但是错误的将细胞膜描述为静态统一的结构，这就无法解释细胞的生长、变形虫的运动等。
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我们再回顾一下几种生物膜的主要成分比例，请同学们用 2 分钟的时间分析表格数据，判断数据是否支持三明治模型的概述。根据数据我们不难发现不同生物细胞膜中灵芝和蛋白质的比例不完全相同，有的生物的细胞膜中该比例差异很大，这与模型中所有生物的细胞膜都以蛋白质连续铺满了灵芝双分子层的表述矛盾。罗伯特森在电竞下观察并初步测定了细胞膜的厚度，他认为厚度约为 7- 8 纳米，恰好是单层灵芝模厚度的两倍。而按照三明质模型，加上两侧的具有空间结构的蛋白质，膜的厚度应当超过 20 纳米。同时，人们还发现人工合成的不含蛋白质的脂双层在电竞下也呈现为暗亮。按三层结构，请根据资料指出三明治模型的不足之处，并提出对模型的修正。我们可以知道，三明治模型中蛋白质平铺在纸双层表面形成的膜厚度与真实所侧不符，因此蛋白质肯定不能附在纸双层外侧，应该会有嵌入才对。
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