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1、第14课时生物膜的流动镶嵌模型目标导读1.阅读教材P6567内容，体会科学家建立生物膜模型的过程。2.结合教材图46，阐明生物膜流动镶嵌模型的基本内容。重难点击生物膜流动镶嵌模型的基本内容。一对生物膜结构的探索历程生物膜对物质进出细胞是有选择性的。为什么生物膜能够控制物质的进出？这与生物膜的结构有什么关系？生物膜结构的探索历程如何？请阅读教材P6567内容，结合下列材料进行分析：1.从生理功能入手的科学研究(1)材料19世纪末，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞进行通透性实验，发现凡是可以溶于脂质的物质更容易通过细胞膜。结论：膜是由脂质组成的。根据相似相溶原理，苯(脂溶性)和Na(非脂溶性)
2、中，苯更容易通过细胞膜。(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)材料科学家通过研究发现磷脂分子的结构如图所示。水是一种极性溶剂，根据磷脂分子的结构特点，(如图)画出它在水空气界面上的分布情况(用表示磷脂分子)。答案(4)材料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。结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。2.静态结构模型的提出材料1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗亮暗的三层结构(如图)。罗伯特森提出所有的生物膜都由蛋白
3、质脂质蛋白质三层结构构成。结论：生物膜为静态的统一结构。该模型缺点：认为生物膜是一个静态结构，无法解释细胞生长、变形虫运动、摄食等现象。3.新技术带来新模型(1)材料1970年，弗雷和埃迪登分别用绿色和红色荧光染料标记两种细胞的蛋白质，并将两细胞融合，发现荧光均匀分布，结果如下图。结论：构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数不是静止的，而是可以运动的，即细胞膜具有一定的流动性。在人鼠细胞融合的实验中，将温度维持在0 ，与37 相比，实验现象有什么变化？答案两种荧光不能均匀分布，或者需要更长的时间才能分布均匀，因为温度降低减慢了蛋白质运动的速度。下列现象中哪些体现了生物膜的流动性a、b、c、d。
4、a.细胞融合b.质壁分离过程中细胞膜面积减小，厚度增加c.内质网出芽形成囊泡d.变形虫伸出伪足e.水稻细胞吸收硅离子比钙离子多(2)1972年桑格和尼克森在新的观察和实验证据基础上提出流动镶嵌模型。归纳提炼活学活用1.生物膜的“蛋白质脂质蛋白质”静态结构模型不能解释下列哪种现象()A.细胞膜是细胞的边界B.溶于脂质的物质能够优先通过细胞膜C.变形虫的变形运动D.细胞膜中的磷脂分子呈双层排列在膜中答案C解析这种模型的主要不足在于认为蛋白质和脂质都是固定不变的，是静态的，这种结构无法解释细胞膜具有的多种功能，如细胞生长、膜的扩大、变形虫的变形运动等。二生物膜的流动镶嵌模型目前，细胞膜的流动镶嵌模型
5、已被大多数人所接受，如图就是流动镶嵌模型的示意图，阅读教材P68内容，结合该图探究下列问题。1.流动镶嵌模型的基本内容(1)4磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架，它是轻油般的流体，具有流动性。(2)蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面(如图中2)，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中(如图中6)，有的贯穿于整个磷脂双分子层(如图中5)。大多数蛋白质分子也是可以运动的。(3)糖类有的和蛋白质结合构成3糖蛋白，有的和脂质结合构成1糖脂。2.在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫糖被，它与细胞表面的识别有密切关系，另外，消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用。3.图
6、中A、B两侧，A侧是细胞膜的外表面，B侧是细胞膜的内表面。4.罗伯特森的“蛋白质脂质蛋白质”结构模型和流动镶嵌模型的主要区别是什么？答案罗伯特森的“蛋白质脂质蛋白质”结构模型认为蛋白质和脂质都是固定不变的，是静态的；流动镶嵌模型认为脂质和蛋白质分子大都是可以运动的，是动态的。小贴士生物膜的结构除了具有流动性的特点外，还具有：(1)镶嵌性：膜的基本结构是由磷脂双分子层镶嵌蛋白质构成的。(2)不对称性：膜两侧的分子性质和结构不相同，如糖被只存在于外表面。归纳提炼活学活用2.如图是细胞膜的亚显微结构模式图，据图判断下列说法的正误。(1)的组成单位是氨基酸()(2)和全部都能运动()(3)构成了细胞膜
7、的基本支架()(4)物质进出细胞只与有关，与无关()(5)细胞膜为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境()(6)细胞膜的另一侧也应具有结构()(7)与细胞识别和血型决定有关()(8)所在的一侧为细胞膜的外侧()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)解析图中为多糖与蛋白质结合而成的糖蛋白，与细胞识别有关，参与细胞间的信息传递。代表细胞膜中的蛋白质分子，它们可镶在膜的表层或嵌入、贯穿于磷脂双分子层中，大多数是可以运动的。是磷脂双分子层，是构成细胞膜的基本支架，脂溶性物质容易进入细胞与细胞膜的脂质成分磷脂分子密切相关。细胞膜使每个细胞与周围环境隔离开，维持着相对稳定的内部环境，保证了细
8、胞内各项生命活动的顺利进行。当堂检测1.植物的花粉四处飞扬，却只有落在同种植物的柱头上才会萌发，落到其他植物的柱头上不会萌发。经研究发现，以上事实是由于细胞之间存在着识别作用，这种识别作用与细胞膜的哪种成分有关()A.糖蛋白 B.磷脂C.糖脂 D.胆固醇答案A解析糖蛋白与细胞膜的识别作用相关。2.用丙酮从口腔上皮细胞中提取脂质，在空气水界面上铺成单分子层，测得单分子层面积为S1，设细胞膜表面积为S2，则S1与S2关系最恰当的是()A.S12S2 B.S12S2C.S12S2 D.S2S12S2答案B解析磷脂双分子层构成生物膜的基本支架，因此细胞膜铺成单分子层后是细胞表面积的2倍。口腔上皮细胞还
9、有具膜的细胞器和细胞核，因此口腔上皮细胞生物膜铺成单分子层后大于细胞膜表面积S2的2倍。3.下列过程中，不直接依赖细胞膜的流动性就能完成的是()A.液泡失水皱缩B.氨基酸在核糖体上进行脱水缩合C.变形虫的变形D.人鼠细胞融合答案B解析核糖体是无膜细胞器，氨基酸在核糖体上进行脱水缩合与细胞膜的流动性无关，故选B项。4.用不同的荧光染料标记的抗体，分别与人细胞和小鼠细胞的细胞膜上的一种抗原物质结合，使两类细胞分别产生绿色和红色荧光。当这两种细胞融合成一个细胞时，开始一半呈绿色，一半呈红色。但在37 下保温0.5 h后，两种颜色的荧光点就呈均匀分布。请据图回答下列问题：(1)人和小鼠细胞膜表面的抗原
10、属于构成膜结构的_物质。(2)融合细胞表面两类荧光染料分布的动态变化，表明了组成细胞膜的_分子是可以运动的，由此可以证实与细胞膜结构“模型”相关的_的观点是成立的。(3)融合细胞表面两类荧光染料最终均匀分布，原因是_，这表明细胞膜的结构特点是具有_。(4)如果该融合实验在20 条件下进行，则两种表面抗原均匀分布的时间将大大延长，这说明_。若在0 下培养40 min，则发现细胞仍然保持一半发红色荧光，另一半发绿色荧光。这一现象的合理解释是_。答案(1)蛋白质(2)蛋白质等膜物质分子能够运动(3)构成膜结构的磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动一定的流动性(4)随环境温度的降低，膜上蛋白质分子的运动速
11、率减慢细胞膜的流动性特点只有在适宜的条件下才能体现解析细胞膜的主要成分是蛋白质分子和磷脂分子，能与荧光染料标记的抗体结合的应是膜上的蛋白质分子，即题中所谓的“抗原”物质。人细胞和小鼠细胞融合成一个细胞后，开始时因温度和时间的关系，不同膜上的荧光性表现在相对集中的区域，其物质的流动性暂时未得到体现。将融合细胞置于37 下保温30 min后，温度适宜，膜上的分子因流动而发生重新排列，表现出荧光点均匀分布的现象。40分钟课时作业基础过关知识点一对生物膜结构的探索历程1.在人类对生物膜结构的探索历程中，罗伯特森提出的三层结构模型与流动镶嵌模型的相同点是()A.两种模型都认为磷脂双分子层是构成膜的基本支
12、架B.两种模型都认为蛋白质分子均匀排列在脂质分子的两侧C.两种模型都认为组成生物膜的主要物质是蛋白质和脂质D.两种模型都认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动答案C2.将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来，并将其在空气水界面上铺成单分子层，结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。用下列细胞实验与此结果最相符的是()A.人的肝细胞 B.蛙的红细胞C.洋葱鳞片叶表皮细胞 D.大肠杆菌细胞答案D解析大肠杆菌中只有细胞膜，没有其他膜结构，磷脂在细胞膜中呈双层排列，因此形成单层膜时表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。而人的肝细胞、蛙的红细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞除细胞膜外还有核膜、
13、各种细胞器膜。3.从细胞膜上提取了某种成分，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；若加入斐林试剂并水浴加热，出现砖红色。该成分最可能的是()A.糖脂 B.磷脂 C.糖蛋白 D.脂蛋白答案C解析该成分加入双缩脲试剂出现紫色，说明含蛋白质，加入斐林试剂并水浴加热，出现砖红色，说明含还原糖，因此判断是糖蛋白。知识点二细胞膜的流动镶嵌模型4.下列四项是神经细胞的细胞膜结构模式图，正确的是()答案A解析磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，其排列方式为：亲水性头部排在外侧，疏水性尾部排在内侧。5.下列对生物膜结构的叙述，最科学的是()A.所有的生物膜均由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成，是一个静态的统一结构B
14、.生物膜中的脂质全为磷脂，且呈双层排布C.生物膜具有流动性，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，有的贯穿于整个磷脂双分子层D.生物膜具有流动性，表现在其磷脂双分子层可以运动，但蛋白质不可以运动答案C解析构成生物膜的脂质主要是磷脂，动物细胞膜中还含有胆固醇，磷脂双分子层构成膜的基本支架。蛋白质在磷脂双分子层中分布位置有多种，但大多数是可以运动的。分子的运动决定了生物膜具有一定的流动性。6.当温度升高到一定程度时，细胞膜的厚度变小而面积变大，这是由细胞膜的什么特性所决定的()A.具有一定的流动性 B.具有选择透过性C.具有识别作用 D.具有物质运输功能答案A解析细胞膜的这种变化体现了膜的流动性。7.人、鼠细胞融合实验，是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体。如图是相关实验记录，据此不能得到的结论是()A.当温度增加到15 以上，细胞膜的流动性发生变化B.该
