第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型學案

《第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型學案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型學案（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型 課標要求 1、簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容 2、舉例說明生物膜具有流動性特點 3、舉例說出細胞膜是選擇透過性膜 4、細胞膜的成分與功能 5、科學家對細胞膜結構的探索過程 知識網(wǎng)絡體系 科學家對細胞膜結構的探索歷程 歐文頓的實驗 體驗制備細胞膜的方法 科學家提取、鑒定細胞膜成分 羅伯特森的細胞膜模型 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 人、鼠細胞融合實驗 桑格、尼克森的流動鑲嵌模型 細胞膜的結構 制作細胞膜的模型 　　　　　　　　　　　　　

2、　　　　　　　 　　　　　　　　　　　 基本支架 磷脂雙分子層 鑲在 嵌入 橫跨 蛋白質(zhì)鑲嵌不對稱 磷脂 蛋白質(zhì) 生物膜 結構特點 流動性 細胞膜的外表有糖被和糖脂 主要成分 磷脂、蛋白質(zhì)和少量糖類 功能特點 選擇透過性 重難熱點歸納 1、對生物膜結構的探索歷程 時間 科學家 科學實驗 假說 19世紀末 ? 歐文頓 ? 用500多種物質(zhì)對植物細胞進行上萬次的通透性實驗，發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)更容易通過細胞膜 膜是由脂質(zhì)組成的? 1925年? 兩位荷蘭科學家? 從細胞膜中提取脂質(zhì)，鋪成單層分子，面積是細胞膜的2

3、倍? 細胞膜中脂質(zhì)為連續(xù)的兩層? 1959年? 羅伯特森? 在電鏡下看到細胞膜由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”的三層結構構成? 生物膜為三層靜態(tài)統(tǒng)一結構? 1970年? 弗雷和埃迪登 ? 分別用綠色和紅色熒光染料標記兩種細胞的蛋白質(zhì)，并將兩細胞融合，發(fā)現(xiàn)熒光均勻? 細胞膜具有流動性? 1972年? 桑格和尼克森 ? 在新的觀察和實驗證據(jù)基礎上? 提出流動鑲嵌模型? *生物膜的分子結構模型有多種，較為流行的如“流動鑲嵌模型” 2、生物膜分子結構的基本特點是： （1）鑲嵌性：膜的基本結構是由脂雙分子層鑲嵌蛋白質(zhì)構成的 （2）流動性：膜結構中的蛋白質(zhì)和脂類分子在膜中

4、可作多種形式的移動。膜整體結構也具有流動性。流動性的重要生理意義：物質(zhì)運輸、細胞識別、細胞融合、細胞表面受體功能調(diào)節(jié)等。 （3）不對稱性：膜兩側的分子性質(zhì)和結構不相同 （4）蛋白質(zhì)極性：多肽鏈的極性區(qū)突向膜表面，非極性部分埋在脂雙層內(nèi)部。故蛋白質(zhì)分子既和水溶性也和脂溶性分子具有親和性。 3、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容 結構特點： (1)磷脂雙分子層：構成膜的基本支架 （其中磷脂分子 的親水性頭部朝向兩側，疏水性尾部朝向內(nèi)側） (2)蛋白質(zhì)分子：在膜表面，或部分或全部鑲嵌在磷脂雙分子層 糖被（少量）：細胞膜外表 功能特性： (3)脂分子是可以運動的，具有流動性；

5、(4)膜的蛋白質(zhì)分子也是可以運動的。（也體現(xiàn)膜的流動性） (5)細胞膜外表，有一層由細胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結合 形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被與細胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系） 4.為什么說細胞膜是選擇透過性膜？ 水分子跨膜運輸是順相對含量梯度的，其他物質(zhì)的跨膜運輸并不都是這樣，這取決于細胞生命活動的需要。細胞對物質(zhì)的吸收是有選擇的。 結論：細胞膜不僅是半透膜，還是選擇透過性膜 經(jīng)典例題剖析 例題1 變形蟲可以吞噬整個細菌，這一事實說明（ ）。 　　A、細胞膜具有選擇透過性；　　　 B、細胞膜具有全透性； 　　C、細胞膜具有一定的流動性；　　　D、細胞膜

6、具有保護作用。 【答案】C 【解析】 本題考核的知識點為細胞膜的結構特性，但卻是通過一個實例請同學分析，要求同學們能將所學的知識加以運用，從而得出正確答案。很多同學會誤選A，該選項是細胞膜的功能特性，但與題目情境不符。 例題2(2004年湖北模擬題)莧菜的細胞液中有一些紅色的物質(zhì)，無論用清水怎么洗，清水仍不見紅色物質(zhì)，但若把莧菜放入沸水中一燙，水立刻變成紅色。這個現(xiàn)象是因為 A.沸水使細胞膜失去選擇透過性 B.在清水中細胞膜沒有選擇透過性 C.沸水中色素分解成小分子物質(zhì) D.在清水中沒有物質(zhì)出入 [解析] 細胞膜的結構特點是具有流動性，細胞膜的生理功能

7、是具有選擇透過性，這是活細胞所特有的功能。通常情況下，色素等物質(zhì)是大分子，又是細胞需要的，活細胞的細胞膜是不會讓其輕易外出的，所以在清水中，紅色色素是不會出來的。若放入沸水中，高溫殺死了細胞，破壞其結構，使細胞膜失去活性，細胞膜就成為通透性的了，失去了選擇性后，細胞里的色素物質(zhì)就可以不受限制地出來了，故使水變成紅色。 [答案] A 基礎試題訓練 一、選擇題 1、據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過細胞膜，這是因為（ ） A 細胞膜具有一定流動性 B 細胞膜是選擇透過性 C 細胞膜的結構是以磷脂分子層為基

8、本骨架 D 細胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子 2、下列哪一種膜結構能通過生物大分子（ ） A 細胞膜 B 核膜 C 線粒體膜 C 葉綠體膜 3、一分子CO2從葉肉細胞的線粒體基質(zhì)中擴散出來，進入一相鄰細胞葉葉綠體基質(zhì)內(nèi)，共穿過的生物膜層數(shù)是（ ） A 5 B 6 C 7 D 8 4、細胞膜上與細胞識別、免疫反應、信息傳遞和血型決定有著密切關系的化學物質(zhì)是（ ） A 糖蛋白 B 磷脂

9、 C 脂肪 D 核酸 5、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細胞能吞噬病菌，這些生理過程的完成都依賴于細胞膜的（ ） A 保護作用 B 一定的流動性 C 主動運輸 D 選擇透過性 6、下列物質(zhì)中，不能橫穿細胞膜進出細胞的是（ ） A 維生素D和性激素 B 水和尿素 C 氨基酸和葡萄糖 D 酶和胰島素 7、生物膜上的蛋白質(zhì)通常與多糖結合成糖蛋白。在細胞生命活動中，糖蛋白在細胞的識別以及細胞內(nèi)外的信息傳導中有重要的功能。下列生物結構中，糖蛋白含量可能最多的是（ ） A.類囊體

10、的膜 B.線粒體的膜 C.細胞膜 D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜 8、水溶性染色劑PI，能與核酸結合而使細胞核著色，可將其應用于細胞死活的鑒別。細胞浸泡于一定濃度的PI中，僅有死亡細胞的核會被染色，活細胞則不著色，但將PI注射到細胞中，則細胞核會著色。利用PI鑒別細胞的基本原理是 （ ） A．死細胞與活細胞的核酸結構不同 B．死細胞與活細胞的核酸含量不同 C．活細胞能分解染色劑PI D．活細胞的細胞膜阻止PI的進入 9、結合表中數(shù)據(jù)，指出下列敘述錯誤的是

11、 （ ） 成分 線粒體膜 蛋白質(zhì) （質(zhì)量分數(shù)／％） 脂類 （質(zhì)量分數(shù)／％） 外膜 52 48 內(nèi)膜 76 24 A.內(nèi)膜含有許多與有氧呼吸有關的酶 B.內(nèi)膜比外膜具有更多的功能 C.內(nèi)膜、外膜的化學組成大致相同 D.內(nèi)膜表面積大，導致蛋白質(zhì)含量高 10、一位科學家發(fā)現(xiàn)，當溫度升高到一定程度時，細胞膜的厚度變小而面積增大，這是由于細胞膜的什么特性所決定的？（ ） A.是選擇透過性膜 B.具有一定的流動性 C.具有專一性 D.具有運輸物質(zhì)的功能 11、生物膜的結構特點是 A、構成生物膜的磷脂分子可以

12、運動 B、構成生物膜的蛋白質(zhì)分子可以運動 C、構成生物膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子是靜止的 D、構成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運動 12、細胞膜具有識別功能主要決定于 A、膽固醇 B、蛋白質(zhì) C、磷脂 D、糖類 13、不是細胞膜成分的是 A、蛋白質(zhì) B、糖類 C、脂質(zhì) D、核酸 14、下列說法正確的是 A、磷脂分子在細胞膜的功能上起重要作用，所以功能復雜，磷脂分子種類和數(shù)目就多 B、磷脂分子在細胞膜的功能上起重要作用，所以功能復雜，磷脂分子種類和數(shù)目就要一樣 C、蛋白質(zhì)分子在細胞膜的功能上起重要作用，所以功能復雜，蛋白質(zhì)分子種類和

13、數(shù)目就多 D、蛋白質(zhì)分子在細胞膜的功能上起重要作用，所以功能復雜，蛋白質(zhì)分子種類和數(shù)目就一樣 15、細胞壁的功能特點是 A、全透性 B、半透性 C、不透性 D、選擇透過性 16、細胞壁的化學組成是 A、膽固醇與纖維素 B、纖維素與果膠 C、果膠與磷脂 D、磷脂與蛋白質(zhì) 17、血液中的氧氣進入肌肉細胞的線粒體進行有氧呼吸，至少要經(jīng)過的膜和磷脂層的數(shù)目是 A、3、6、 B、3、3 C、2、4 D、2、2 18、大分子蛋白質(zhì)能夠通過的結構是 A、線粒體膜和葉綠體膜 B、細胞膜和液泡膜 C、選擇透過性膜 D、細胞壁和核孔 19、科學家將哺乳

14、動物或人的成熟紅細胞放進蒸餾水中，造成紅細胞破裂出現(xiàn)溶血現(xiàn)象，再將溶出細胞外的物質(zhì)沖洗掉，剩下的結構在生物學上稱為“血影”，那么，血影的主要成分有（ ）。 A．無機鹽、蛋白質(zhì) B．蛋白質(zhì)、糖類　 C．脂肪、蛋白質(zhì)　 D．脂質(zhì)、蛋白質(zhì) 20、下列對細胞內(nèi)各種生物膜的結構和組成的敘述中，錯誤的是（ ）。 A． 主要由蛋白質(zhì)、脂類和少量糖類組成 B．磷脂雙分子層是各種生物膜的基本骨架 C．不同生物膜上的蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量不同 D．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜能生成高爾基體膜，說明兩者化學組成完全相同 21、一般在光學顯微鏡下看不到植物細胞的細胞膜，而在下列的哪種

15、情況下，可以看到細胞膜（ ）。 A．細胞進行分裂時 B．發(fā)生質(zhì)壁分離時 C．顯微鏡視野調(diào)亮時 D．細胞吸收水和離子時 22、科學家將細胞膜中的磷脂成分提取出來，并將它在“空氣－水”界面上鋪成單分子層，發(fā)現(xiàn)這個單分子層的表面積相當于原細胞膜表面積的兩倍。這說明磷脂分子在細胞膜上的分布狀況是（ ）。 A．單層排列 B．均勻稀疏排列 C．雙層排列 D．均勻緊密排列 23、下列有關細胞膜性質(zhì)的說法中，錯誤的是（ ）。 A．具有流動性和選擇透過性

16、 B．蛋白質(zhì)均勻分布于磷脂雙分子層上 C．脂類小分子易于自由擴散通過 D．磷脂雙分子層內(nèi)外表面都親水 24、下列哪項敘述不是細胞膜的結構特點？（ ） A．細胞膜是選擇透過性膜 B．細胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構成 C．細胞膜的分子結構具有流動性 D．有些蛋白質(zhì)分子可在膜的內(nèi)外之間移動 25、使磷脂類特別適于形成細胞膜的特性是（ ）。 A．它們是疏水的 B．它們是親水的 C．它們迅速吸水 D．它們既是親水的又是疏水的 26、如果植物

17、細胞膜由選擇透過性膜變成了全透性膜，則該細胞將（ ）。 A．縮小 B．膨脹 C．死亡 D．生長 27、（多選題）以下關于細胞膜的論述中，正確的是 A、 磷脂分子排列成雙分子層 B、膜兩側物質(zhì)分子排列不對稱 C、球形蛋白質(zhì)分子覆蓋或鑲嵌在磷脂雙分子層中 D、組成膜的物質(zhì)的運動使其具有一定的流動性 二、非選擇題 1、根據(jù)細胞膜的化學成分和結構特點，分析下列材料并回答有關問題： (1)1895年Overton在研究各種未受精卵細胞的通透性時，發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)容易透過細胞膜，不溶于脂類的物質(zhì)透過細胞膜十分困難。這表明組成細胞

18、膜的主要成分中有_________________。 (2)1925年Gorter Grendel用丙酮提取紅細胞膜的類脂，并將它在空氣一水接面上展開時，這個單層分子的面積相當于原來紅細胞表面積的兩倍。由此可以認為細胞膜由_________組成。 (3)科學工作者用綠色和紅色熒光染料，分別標記人和鼠的細胞膜上的蛋白質(zhì)，然后將兩個細胞融合成一個細胞。起初，一半膜發(fā)綠色熒光，另一半膜發(fā)紅色熒光。一段時間后，兩種顏色的熒光點均勻分布，如下圖所示： ①該實驗結果說明細胞膜_________________，這是因為_______________________________________

19、_____________________________。 ②若在兩個細胞融合成一個細胞后，將融合細胞置于0℃條件下保持40分鐘，則融合細胞仍是一半膜發(fā)綠色熒光，另一半膜發(fā)紅色熒光，這說明__________________________。 ③細胞融合時常用的病毒促融劑是_________。 2、對生物膜結構的探索歷程 19世紀末，歐文頓的實驗和推論：膜是由 組成的； 20世紀初，科學家的化學分析結果，指出膜主要由 和 組成； 1959年羅伯特森提出的“三明治”結構模型：所有生物膜都

20、由 三層結構； 1970年，熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗，指出細胞膜具有 ； 1972年，桑格和 提出了 。 3．構成細胞膜相鄰的磷脂分子之間每分鐘換位100萬次，這表明細胞膜具有_________的特性。 4．科學家研究細胞膜結構的歷程是從_______________的現(xiàn)象開始的。__________是了解結構的基礎，__________又提供了探究結構的線索。人們在__________的基

21、礎上提出假說，又通過進一步的__________來修正假說，其中__________的進步起到關鍵的作用。 5．有人研究未受精卵細胞的透性時，發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)很容易通過細胞膜，而不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)則不容易通過細胞膜。由此可見，細胞膜的化學成分中一定有某種物質(zhì)，有利于脂質(zhì)物質(zhì)的通過。將這種物質(zhì)提取出來，并將它在空氣－水界面是鋪成單分子層是，這個分子層的面積相當于原來細胞表面積的兩倍。根據(jù)以上事實推測： （1）細胞膜上的這種化學成分是__________。 （2）這種化學成分在細胞膜上的分布狀況是：____________________。 6．在人和鼠的細胞融合實驗中，用兩

22、種熒光物分別標記兩種抗體，使之分別結合到鼠和人的細胞膜表面抗原物質(zhì)上（如圖4－7）。實驗結果表明，細胞開始融合時，人、鼠細胞的表面抗原“涇渭分明”，各自只分布于各自的細胞表面；但在融合之后，兩種抗原就平均地分布在融合細胞的表面了。請分析回答下面的問題。 圖4－7 （1）細胞融合的實驗表明了組成細胞膜的__________分子是可以運動的，由此也證明了細胞膜具有__________的特點。 （2）在細胞融合實驗中，一種抗體只能與相應的抗原結合，說明了這類物質(zhì)在分子結構上具有__________性。 （3）細胞融合實驗若在20℃條件下進行，則兩種表面抗原平均分布的時間大

23、大延長，這說明__________________________________。若在1℃條件下，兩種表面抗原便難以平均地分布，這又說明____________________________。 創(chuàng)新應用訓練 1、下面材料顯示了研究人員對細胞成分及結構的研究情況， 請據(jù)材料分析： 材料一 研究人員將哺乳動物(或人)的紅細胞低滲處理，造成溶血現(xiàn)象，使血紅蛋白和無機鹽等溶出細胞外，剩下“空殼”(稱為血影)，并對其進行化學成分分析。通過血影研究以及其他方法，測得多種膜的化學成分，如表： 物 質(zhì) 種 類 膜 的 類 別 蛋白質(zhì)(％) 脂類(主要是

24、磷脂)(％) 糖類(％) 人紅細胞膜 49 43 8 小鼠肝細胞膜 44 52 4 變形蟲膜 54 42 4 線粒體內(nèi)膜 76 24 0 菠菜葉綠體片層膜 70 30 0 (1)從以上處理可推知血影即為純 材料，可用于研究。 (2)以上數(shù)據(jù)顯示，構成細胞膜的化學成分主要是 ，構成細胞膜與細胞內(nèi)膜(構成細胞器膜)的化學物質(zhì)的種類有一些差異，這些差異有可能造成兩者 上的差異。 材料二 用丙酮

25、從細胞膜中提取脂質(zhì)(主要是磷脂)，然后將提取的脂質(zhì)放在一個特制的水槽中，將其制成單分子層，并測量其表面積，將測量結果與紅細胞表面積比較，發(fā)現(xiàn)前者是后者的兩倍。 右圖是磷脂分子的模式圖，一個磷脂分子是由一個親水的極性頭部和疏水性尾部構成。 (3)根據(jù)材料二所給信息可以推測，細胞膜中的磷脂分子是 以 形式排列的，根據(jù)細胞膜內(nèi)外的水溶液環(huán)境和磷脂分子的特性，請推測磷脂分子在細胞膜中的排列形式(參照磷脂分子模式圖)并繪簡單示意圖。 材料三 研究人員用紅色熒光標記人細胞膜的抗體(蛋白質(zhì))，用綠色熒光標記小鼠細胞膜上的抗體，然后將二者融合。開始時一半是綠色，

26、一半是紅色。在37℃下40分鐘后發(fā)現(xiàn)兩種熒光呈均勻分布。 (4)該實驗說明 。 綜合以上實驗及其他實驗，科學家提出了細胞膜的“流動鑲嵌模型”。 2、利用以下材料設計一個實驗驗證活細胞的細胞膜具有選擇透過性，而死細胞的細胞膜則失去選擇透過性。 實驗材料和用具：顏色鮮艷的鮮花、試管、小燒杯、酒精燈、火柴、試管夾、培養(yǎng)皿、清水 提出問題： 作出假設： 預測實驗結果： 實驗步驟： 結論： 第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型 一、選擇題 1—5 CBAB 6—10 DCDDB 1

27、1—15 DBDCA 16—20 BADDD 21—26 BCBADC 27 ABD 二、非選擇題 1、(1)脂類分子 (2)磷脂雙分子層(或兩層磷脂分子) (3)①具有一定的流動性蛋白質(zhì)分子的運動性引起的 ②蛋白質(zhì)分子的活動受溫度的影響 ③仙臺病毒 2、脂質(zhì) 脂質(zhì) 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì) 流動性 尼克森 流動鑲嵌模型 3、運動（流動） 4、物質(zhì)跨膜運輸 分析成分 現(xiàn)象和功能 實驗觀察 實驗 方法和技術 5、（1）磷脂 （2）連續(xù)的兩層 6、（1）蛋白質(zhì)等 流動性 （2）特異 （3）隨環(huán)境溫度的

28、降低，膜上蛋白質(zhì)分子的運動速度減慢 環(huán)境溫度很低時，膜上蛋白質(zhì)分子的運動幾乎停止 三、創(chuàng)新應用題 (1)細胞膜 (2)脂質(zhì)(或磷脂)和蛋白質(zhì)；功能 (3)雙分子層； (4)構成細胞膜的蛋白質(zhì)分子是可以運動的，磷脂雙分子層也具有一定的流動性(或細胞膜的流動性) 2、提出問題： 鮮花的活細胞里的色素是否被選擇?能出來嗎?死細胞又如何? 作出假設： 活細胞中的色素不被選擇排出,死細胞的膜失去了選擇性,滲出. 預測實驗結果： 鮮花放入水中,水不變色;加熱殺死細胞,一段時間后,水變色. 實驗步驟： 1、把鮮花放入水中浸泡一段時間，水不變色。（作為對照組） 2、再把一些鮮花放入水中加熱煮沸，殺死細胞，冷卻，一段時間后,水變色 結論： 實驗現(xiàn)象與預測一致，說明活細胞的細胞膜具有選擇透過性，而死細胞的細胞膜則失去選擇透過性，物質(zhì)可以自由擴散進入