高中生物《生物膜的流動鑲嵌模型》學案2 新人教版必修1

1、第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型【學習目標】1簡述生物膜的結構。2探討在建立生物膜模型的過程中，實驗技術的進步所起的作用。3探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點。學習重點： 對生物膜結構的探索歷程 生物膜的流動鑲嵌模型學說的基本內容學習難點： 探討建立生物膜模型的過程如何體現結構與功能相適應的觀點【學習過程】引入: 生物膜系統(tǒng)包括哪些膜？細胞膜是由哪些成份構成的？科學家是怎么樣確定生物膜的？活動一：體驗生物膜結構的探索歷程 要求： 分析資料，交流回答問題小標題一 從細胞膜功能入手的科學探究資料1 細胞膜的通透性實驗時間：19世紀末 1895年科學家：歐文頓（E.Overton）實

2、驗：物質對細胞膜的通透性問題：實驗的現象是什么？ 歐文頓提出了什么假說？資料2 細胞膜提取分離和成分分析時間：20世紀初實驗：科學家將細胞膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，發(fā)現細胞膜不但會被溶解脂質的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解。問題：細胞膜是由哪些化學成分構成的？小標題二 單位膜模型的提出資料3 兩位荷蘭科學家實驗過程時間：1925年科學家：荷蘭科學家Gorter和Grendel實驗：磷脂平鋪在空氣水界面問題：實驗的現象是什么？ 實驗結論是什么？ 細胞膜中的脂質為什么會排列為連續(xù)的兩層呢？資料4 “三明治”結構模型時間：1959年科學家：羅伯特森（J.D.Robertsen）實驗：羅伯特森電鏡下

3、觀察到的細胞膜問題：實驗的現象是什么？ 羅伯特森提出了什么假說？ 討論“三明治”模型的局限性？小標題三 新技術帶來新模型資料5 電鏡冰凍蝕刻細胞膜示意圖時間：20世紀60年代實驗: 科學家用掃描電鏡技術和冰凍蝕刻技術揭示了細胞膜結構中蛋白顆粒問題：該圖說明了什么？資料6 免疫熒光技術細胞融合實驗時間：1970年科學家：弗雷(Frye)和埃迪登(Edidin)實驗：人鼠細胞融合問題：實驗的現象是什么？ 實驗結論是什么？ 例舉細胞膜具有流動性？智慧升華 1972年，桑格（S.J.Singer）和尼克森（G.Nicolson）通過觀察和實驗，并在繼承前人的研究成果基礎上，提出了什么樣的生物膜分子模型

4、并被人們所接受。 設疑 生物膜的流動鑲嵌模型是否已完美無缺呢？從生物膜結構的探索歷程中，你受到哪些啟發(fā)？活動二：闡述流動鑲嵌模型的基本內容 要求：自主閱讀P68教材第一段，討論回答問題并嘗試自己繪出細胞膜的亞顯微結構示意圖。問題生物膜的基本支架是什么？蛋白質分子有哪幾種存在形態(tài)？膜分子是靜止的，還是運動的？繪制細胞膜的亞顯微結構示意圖要求1準確繪制出細胞膜的基本支架、蛋白質的三種位置和糖被。2準確標注出各部分的結構名稱，且用平行線?；顒尤豪L制生物膜的概念圖【課堂反饋】例1 一位科學家發(fā)現，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.具有一定

5、的流動性 B.是選擇透過性膜C具有專一性 D.具有運輸物質的功能例2 動物細胞有絲分裂過程中，細胞膜中央凹陷，最終縊裂形成2個子細胞，與這一現象有關的細胞學基礎是 ( )A細胞核具有排斥性 B.細胞質具有流動性C細胞膜具有流動性 D細胞具有周期性例3 食醋中的醋酸成分是活細胞不需要的小分子物質，蔗糖不是活細胞需要的大分子物質。用食醋和蔗糖可將新鮮的大蒜頭很快地腌成糖醋蒜，其原因是A醋酸和蔗糖分子均能存在于活細胞的間隙中B醋酸和蔗糖分子均能被吸附在活細胞的表面 C.醋酸能固定和殺死活細胞，細胞膜失去了選擇性 D因腌的時間過久，兩種物質均慢慢地進入活細胞【拓展延伸】（選作題）例4 欲獲得純凈的細胞

6、膜，以研究其結構與功能，請你幫助設計一個簡易的實驗，并回答有關問題。 (1)選取人體的 作為獲取細胞膜純凈物的來源。 A成熟紅細胞 B.神經細胞 C白細胞 D口腔上皮細胞 (2)將選取的上述材料放入 中，由于 作用，一段時間后細胞將破裂。 (3)再用 法獲得純凈的細胞膜，上清液中含量最多的有機物是 。(4)1985年，Oerton在研究各種未受精卵細胞的透性時，發(fā)現脂溶性物質容易透過細胞膜，不溶解于脂質的物質透過細胞膜十分困難。這表明組成細胞膜的主要成分中有 。(5)有實驗表明，將兩種不同的海綿動物的細胞分散成單個的，然后將這些細胞參在一起混合培養(yǎng)，發(fā)現只有同種的細胞才能結合。在這細胞識別過程

7、中，起作用的是細胞膜上的 。 (6)1925年，Gorter Grendel用丙酮提取細胞膜的磷脂，并將它在空氣水界面上展開時，這個單層分子的面積相當于原來細胞表面積的兩倍，由此可以認為細胞膜由 組成。如果單層磷脂分子的面積為S，則該細胞表面積為 。 【鞏固練習】一、選擇題1提出生物膜流動鑲嵌模型的時間和科學家分別是 ( )A1959年，羅伯特森 B1972年，桑格和尼克森C19世紀，施旺和施萊登 D19世紀，歐文頓2生物膜的流動鑲嵌模型認為生物膜是 ( ) 以磷脂雙分子層為基本骨架 蛋白質一脂質一蛋白質的三層結構 靜止的 流動的A B C D3在細胞膜上，和細胞與細胞之間或者細胞與其他大分子

8、之間互相聯(lián)系，有密切關系的化學物質是 ( )A糖蛋白 B磷脂 C脂肪 D核酸4維生素D能較水溶性維生素優(yōu)先通過細胞膜，這是因為 ( ) A細胞膜以磷脂雙分子層作基本支架 B.磷脂雙分子層內不同程度地鑲嵌著蛋白質 C細胞膜的結構特點是具有一定的流動性 D細胞膜是選擇透過性膜5組成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子的排布有下述特點，其中描述細胞膜基本支架的是 ( )A膜兩側的分子結構和性質不盡相同 B.磷脂排布成雙分子層C.蛋白質分子附著和鑲嵌于磷脂雙分子層中 D.蛋白質和磷脂分子具有一定的流動性6關于細胞膜流動性的敘述，正確的是 ( ) A因為磷脂分子有頭和尾，磷脂分子利用尾部擺動在細胞膜上運動，使細

9、胞膜具有流動性 B. 因為蛋白質分子無尾，不能運動，所以它與細胞膜的流動性無關 C細胞膜的流動性是指蛋白質載體的翻轉運動，與磷脂分子無關 D細胞膜流動性與蛋白質分子和磷脂分子都有關【選做題】1最能代表生物膜基本化學成分的一組化學元素是 ( ) AC、H、O、N BC、H、O、N、P CC、H、O、S、P DC、H、O、Mg、Fe2對白血病病人進行治療的有效方法是將正常人的骨髓造血細胞移植入病人體內，使病人能夠產生正常的血細胞。移植之前需要捐獻者和病人的血液進行組織配型，主要檢測他們的 HLA(人體白細胞抗原)是否相配。HLA是指 ( )ARNA BDNA C磷脂 D糖蛋白3細胞膜常常被脂質溶劑

10、和蛋白酶處理后溶解，由此可以推斷細胞膜的化學成分主要是 磷脂 蛋白質 多糖 核酸 A B. C D4變形蟲表面的任何部位都能伸為偽足，人體內的一些白細胞可以吞噬病菌和異物。上述生理過程的完成依賴于細胞膜具有 ( )A選擇透過性 B一定的流動性 C保護性 D主動運輸5科學家常用牛、羊等哺乳動物的紅細胞作為研究細胞膜成分的材料的原因，不正確的敘述是 ( ) A哺乳動物成熟紅細胞無細胞核等其他膜結構，易得到較純的細胞膜 B哺乳動物成熟紅細胞呈游離狀態(tài)，易分離和稀釋 C哺乳動物紅細胞易獲取、價格合理 D哺乳動物紅細胞無細胞壁，容易制取細胞膜6用紅色熒光染料標記人細胞膜上的蛋白質，用綠色熒光染料標記鼠細

11、胞膜上的蛋白質。把人和鼠的細胞融合。融合后的細胞一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā)綠色熒光，將融合后的細胞在適宜的條件下培養(yǎng)，保持其活性，但融合后的雜種細胞仍為一半紅，一半綠，發(fā)生這一現象可能的原因是 ( )A人、鼠細胞發(fā)生了免疫反應 B構成人細胞的磷脂分子和鼠細胞的磷脂分子不具親合性 C人細胞的蛋白質分子大，位于下方，鼠細胞的蛋白質分子小，位于上方D. 細胞膜上的蛋白質發(fā)生變性，細胞膜失去了流動性15用不同熒光染料標記的抗體，分別與小鼠細胞和人細胞的細胞膜上的一種抗原結合，兩類細胞則分別產生綠色熒光和紅色熒光。將兩類細胞融合成一個細胞時，其一半呈綠色，一半呈紅色。在370C下保溫40 min后，細胞上兩種熒光點呈均勻分布(如圖所示)，試問：(1)人和鼠細胞膜表面的抗原屬于 構成膜結構的起受體作用的 。為使人、鼠細胞膜融合在一起，必須除去細胞膜表面起 作用的糖蛋白。(2)融合細胞表面的兩類熒光染料分布的動態(tài)變化，可以證實關于細胞膜結構“模型”的_觀點是成立的。(3)融合細胞表面的兩類熒光染料最終均勻分布，原因是構成膜結構的磷脂分子和蛋白質分子都是運動的，這表明膜的結構具有一定的 。第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型