高中生物 第四章 細胞的物質(zhì)輸入和輸出 第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型學案 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知識概覽(教師用書獨具)1.了解生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程和方法。2.簡述生物膜的流動鑲嵌模型的內(nèi)容。(重點)3.生物膜結(jié)構(gòu)與功能相適應的應用分析。(難點)自 主 預 習·探 新 知一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程時間科學家或?qū)嶒灲Y(jié)論19世紀末歐文頓膜是由脂質(zhì)組成的20世紀初膜的分離實驗膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)1925年脂質(zhì)的提取實驗細胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層1959年羅伯特森所有的生物膜都由蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成1970年熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合實驗細胞膜具有流動性1972年桑格和尼克森生物膜的流動鑲嵌模型二、生物膜的流動鑲嵌模型1化

2、學組成：主要是磷脂和蛋白質(zhì)。2結(jié)構(gòu)模型(1)圖中(2)圖中(3)圖中3結(jié)構(gòu)特點：具有一定的流動性。4生物膜的功能特性生物膜的結(jié)構(gòu)決定了生物膜的功能特性：選擇透過性?；A自測1判斷對錯(1)細胞膜的組成成分只有磷脂和蛋白質(zhì)。()(2)生物膜具有流動性是由于磷脂分子可以運動，從而帶動了膜上的蛋白質(zhì)運動。()(3)細胞膜上的糖類都和蛋白質(zhì)結(jié)合形成了具有識別作用的糖蛋白。()(4)羅伯特森提出的“三明治模型”的一大缺點就是認為膜是靜止不動的。()(5)科學技術(shù)的進步在生物膜的流動鑲嵌模型建立過程中發(fā)揮了重要作用。()提示：(1)×細胞膜的成分中含有少量的糖類。(2)×蛋白質(zhì)分子的運

3、動并不是磷脂分子運動帶動的。(3)×有些糖類和脂質(zhì)結(jié)合形成糖脂。(4)(5)2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() 【導學號：92172121】a單層排列b均勻稀疏排列c雙層排列d均勻緊密排列答案c(備選習題)在生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程中，提出流動鑲嵌模型的科學家是()a羅伯特森和桑格b尼克森和桑格c尼克森和歐文頓d尼克森和羅伯特森答案b合 作 探 究·攻 重 難對生物膜結(jié)構(gòu)的探究歷程思考交流結(jié)合教材p67圖45，思考討論下列問題：(1)人、鼠細胞膜

4、蛋白最終均勻分布說明什么問題？提示：膜蛋白是運動的，即膜具有一定流動性。(2)若適當降低溫度，膜蛋白最終均勻分布的時間會延長，由此說明什么？提示：溫度能影響膜的流動性。(教師用書獨具)1仔細觀察教材p66思考與討論中磷脂分子圖示，思考并討論下列問題：(1)磷脂分子含有哪些元素？提示：c、h、o、n、p。(2)磷脂分子具有怎樣的結(jié)構(gòu)特點？提示：磷脂分子是由磷酸組成的親水的“頭”部和甘油、脂肪酸組成的疏水的“尾”部所構(gòu)成。(3)結(jié)合磷脂分子的結(jié)構(gòu)特點，試以示意圖的形式畫出多個磷脂分子在水空氣界面的排布狀態(tài)和在細胞膜上的排布狀態(tài)，并分析其原因。提示：分析：水空氣界面：因為磷脂分子的“頭部”親水，“尾

5、部”疏水，所以在水空氣界面上磷脂分子“頭部”向下與水面接觸，“尾部”則朝向空氣一面。細胞膜上：因細胞膜內(nèi)外均為水環(huán)境，依據(jù)磷脂分子“頭部”親水，“尾部”疏水的特點，故呈現(xiàn)如上圖所示狀態(tài)。2結(jié)合你所學習的知識，思考哪些實例還能說明膜具有流動性？提示：變形蟲的運動、分泌蛋白由轉(zhuǎn)運小泡的轉(zhuǎn)運和分泌小泡的分泌、質(zhì)壁分離過程中原生質(zhì)層的收縮。1構(gòu)成生物膜的磷脂分子分析(1)結(jié)構(gòu)：由磷酸、甘油和脂肪酸構(gòu)成，其中磷酸作為親水性的“頭部”、脂肪酸作為疏水性的“尾部”。(2)排列方式：“尾部”相對、“頭部”朝外構(gòu)成磷脂雙分子層(如圖)，作為生物膜的支架。磷脂分子的這種排列方式符合生物膜兩側(cè)均為水環(huán)境的事實。2人

6、鼠細胞融合實驗分析(3)結(jié)論：細胞膜上的蛋白質(zhì)是運動的，膜具有一定的流動性3溫度、膜流動性與細胞生命活動的關(guān)系(1)溫度高時，膜流動性大，有利于生命活動的進行，但溫度過高，膜的流動性過大，甚至破壞了膜的結(jié)構(gòu)，反而不利于生命活動的正常進行。(2)溫度低時，膜的流動性下降，膜的運輸功能下降或完全喪失?；顚W活用1科學家用兩種熒光染料分別標記人和小鼠細胞表面的蛋白質(zhì)分子，將這兩種標記細胞進行融合。細胞剛發(fā)生融合時，兩種熒光染料在融合細胞表面對等分布(即各占半邊)，最后在融合細胞表面均勻分布。這一實驗現(xiàn)象支持的結(jié)論是() 【導學號：92172122】a膜蛋白能自主翻轉(zhuǎn)b細胞膜具有流動性c細胞膜具有選擇透

7、過性d膜蛋白可以作為載體蛋白b兩種熒光染料標記細胞表面的蛋白質(zhì)分子，細胞剛?cè)诤蠒r，兩種熒光染料在細胞表面對等分布，最后在細胞表面均勻分布，說明細胞膜具有流動性。不能說明膜蛋白能在細胞內(nèi)外翻轉(zhuǎn)，也不能說明細胞膜的物質(zhì)運輸功能。2下列關(guān)于生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程的說法中，不正確的是()a最初通過對現(xiàn)象的推理分析得出細胞膜是由脂質(zhì)組成的b三層結(jié)構(gòu)模型認為生物膜為靜態(tài)的結(jié)構(gòu)c流動鑲嵌模型認為構(gòu)成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運動的d三層結(jié)構(gòu)模型和流動鑲嵌模型都認為蛋白質(zhì)分子在膜中的分布是不均勻的d三層結(jié)構(gòu)模型認為生物膜結(jié)構(gòu)由蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，認為蛋白質(zhì)是均勻的、固定的。生物膜的流動鑲嵌

8、模型思考交流1根據(jù)桑格和尼克森構(gòu)建的流動鑲嵌模型，思考它是對稱模型嗎？為什么？如何判斷細胞膜的外側(cè)和內(nèi)側(cè)？提示：不對稱。因為構(gòu)成生物膜的蛋白質(zhì)分子的分布不均勻。根據(jù)糖蛋白的分布情況，有糖蛋白的一側(cè)為膜的外側(cè)，無則為膜內(nèi)側(cè)。2實驗表明，將兩種不同的海綿動物的細胞分散成單個的細胞，然后將這些細胞摻在一起混合培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)只有同種的細胞才能結(jié)合，在這里起識別作用的是細胞膜上的何種物質(zhì)？提示：糖蛋白。3細胞膜的流動性和選擇透過性有什么關(guān)系？提示：流動性是選擇透過性的基礎，只有膜具有流動性，才能表現(xiàn)出選擇透過性。1生物膜的流動鑲嵌模型(1)細胞膜中的脂質(zhì)除磷脂外，還有一些糖脂和膽固醇。(2)糖脂和糖蛋白都分

9、布于細胞膜的外表面。(3)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)分子并不是均勻分布的，而是呈不對稱性分布。2生物膜兩大特點的比較(1)區(qū)別項目結(jié)構(gòu)特點流動性功能特點選擇透過性基礎磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運動的膜上具有載體蛋白意義保證細胞的物質(zhì)需要、信息交流、分裂和融合等生命活動的進行控制物質(zhì)進出表現(xiàn)分泌蛋白的分泌、變形蟲的變形、吞噬細胞的吞噬有些物質(zhì)可進入細胞，有些物質(zhì)不能進入(2)聯(lián)系圖示：分析：細胞膜的流動性是其選擇透過性的基礎，具有流動性才能表現(xiàn)出選擇透過性。例如，載體蛋白可以運動是其能運輸物質(zhì)的基礎。易錯提醒：有關(guān)生物膜結(jié)構(gòu)的三點提醒(1)分析實例體現(xiàn)的特點時，一定要看清要求是體現(xiàn)出“功能特點”還是“結(jié)構(gòu)

10、特點”。(2)只有活細胞的生物膜才能體現(xiàn)選擇透過性，因此可以利用此原理判斷細胞的死活。(3)生物膜中的糖類不是全部和蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白，有的和脂質(zhì)結(jié)合形成糖脂，作為細胞表面的標志物質(zhì)，部分參與細胞間的信息交流?；顚W活用1.右圖為細胞膜的流動鑲嵌模型，有關(guān)敘述不正確的是()a具有的一側(cè)是細胞膜的外側(cè)b與細胞識別有關(guān)c構(gòu)成細胞膜的基本支架d細胞膜的選擇透過性與的種類和數(shù)量有關(guān)d圖中為糖蛋白，其只分布在細胞膜的外側(cè)，糖蛋白具有識別功能，與細胞識別有關(guān)；為磷脂雙分子層，構(gòu)成了細胞膜的基本支架；細胞膜的選擇透過性與蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量有關(guān)。2下列不符合生物膜的流動鑲嵌模型的說法是()【導學號：92172

11、123】a磷脂雙分子層是輕油般的流體，具有流動性b每個磷脂分子的疏水端都向內(nèi)c嵌入磷脂雙分子層的蛋白質(zhì)分子大多能運動d生物膜中的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子之間沒有聯(lián)系，所以才具有流動性d生物膜中的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大都能運動，這使整個生物膜具有流動性。生物膜是一個整體，它上面的各種分子相互作用、密切聯(lián)系才維持了生物膜的整體性。當 堂 達 標·固 雙 基1將細胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，經(jīng)過充分的攪拌后，下列能正確反映其分布的是()a磷脂分子的頭部是親水性的，尾部是疏水性的。2羅伯特森的關(guān)于生物膜模型的構(gòu)建：所有的生物膜都由蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，電鏡下看到的中間的亮層是脂質(zhì)

12、分子，兩邊的暗層是蛋白質(zhì)分子。這一觀點的局限性主要在于()a不能解釋生物膜的化學組成b不能解釋生物膜成分的相似性c不能解釋脂質(zhì)類物質(zhì)較容易跨膜運輸d不能解釋變形蟲的變形運動d三層結(jié)構(gòu)膜型認為生物膜為靜態(tài)結(jié)構(gòu)。3以下關(guān)于細胞膜結(jié)構(gòu)的敘述中不正確的是()a膜兩側(cè)物質(zhì)分子的排列是不對稱的b組成膜的物質(zhì)分子的運動使膜具有一定的流動性c磷脂具有保護、潤滑、識別和信息傳遞的作用d磷脂排列成雙分子層c細胞膜上的糖蛋白具有保護、潤滑、識別和信息傳遞的作用，磷脂雙分子層是構(gòu)成細胞膜的基本支架。4下列過程中，不直接依賴細胞膜的流動性就能完成的是()a液泡失水皺縮b氨基酸在核糖體上進行脫水縮合c變形蟲的變形d人鼠細

13、胞融合b核糖體不具有膜結(jié)構(gòu)。5如圖表示細胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，請據(jù)圖回答：(1)圖中a_的基本組成單位是_。構(gòu)成細胞膜基本支架的結(jié)構(gòu)是_。(2)與細胞膜的識別功能有關(guān)的結(jié)構(gòu)是_。(3)吞噬細胞吞噬細菌的過程體現(xiàn)了細胞膜具有_性。這是因為_。(4)不同細胞細胞膜的生理功能不同，主要取決于細胞膜上的什么結(jié)構(gòu)？_(填寫標號)。(5)細胞膜的外側(cè)是_(填“m”或“n”)側(cè)，判斷的依據(jù)是_。(6)細胞膜的這種結(jié)構(gòu)模型被稱為_。答案(1)蛋白質(zhì)氨基酸c磷脂雙分子層(2)d糖蛋白(3)流動組成細胞膜的蛋白質(zhì)分子和磷脂分子都不是靜止不動的，而是可以運動的(4)a(5)mm側(cè)有多糖與蛋白質(zhì)結(jié)合形成的糖蛋白，糖蛋白位于細胞膜外側(cè)(6)流動鑲嵌模型核心語句歸納1脂溶性物質(zhì)優(yōu)先通過細胞膜，說明細胞膜中含有脂質(zhì)。2磷脂雙分子層是構(gòu)成生物膜的基