高中生物 第四章 細胞的物質輸入和輸出 第二節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型 4.2課件 新人教版必修1

1、1 1第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型 2 23 3一、對生物膜結構的探索歷程一、對生物膜結構的探索歷程1.1.細胞膜中脂質分子排列的探索細胞膜中脂質分子排列的探索: :歷程歷程探索內容探索內容結論或假說結論或假說1919世紀末世紀末歐文頓歐文頓對植物細胞進行通透性對植物細胞進行通透性實驗實驗, ,發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)_更容易通過細胞膜更容易通過細胞膜膜是由膜是由_組組成的成的2020世紀初世紀初分離出哺乳動物紅細胞分離出哺乳動物紅細胞的細胞膜的細胞膜, ,進行化學分析進行化學分析膜的主要成分是膜的主要成分是_溶于脂質的溶于脂質的物質物質脂質脂質脂質和蛋白質脂質和蛋白質4 4歷程歷程探索內容探索內容結論或假說結

2、論或假說19251925年荷年荷蘭科學家蘭科學家提取人紅細胞的脂質在提取人紅細胞的脂質在空氣空氣水界面上鋪展成水界面上鋪展成單分子層單分子層, ,其面積為紅細其面積為紅細胞表面積的胞表面積的2 2倍倍細胞膜中的脂質細胞膜中的脂質分子必然排列為分子必然排列為_連續(xù)的兩層連續(xù)的兩層5 52.2.細胞膜中蛋白質分布的探索細胞膜中蛋白質分布的探索: :歷程歷程探索內容探索內容結論或假說結論或假說19591959年年羅伯特森羅伯特森電鏡下看到細胞膜電鏡下看到細胞膜清晰的清晰的_的三層結構的三層結構生物膜都由生物膜都由_三層結構構成三層結構構成, ,且且為為_的統(tǒng)一結構的統(tǒng)一結構用熒光染料標記的用熒光染料

3、標記的小鼠細胞和人細胞小鼠細胞和人細胞進行融合實驗進行融合實驗暗暗亮亮暗暗蛋白蛋白質質脂質脂質蛋白質蛋白質靜態(tài)靜態(tài)流動性流動性流動鑲嵌流動鑲嵌6 6二、流動鑲嵌模型的基本內容二、流動鑲嵌模型的基本內容1.1.寫出圖中寫出圖中a a、b b、c c、d d各代表的物質組成各代表的物質組成: :磷脂雙分子層磷脂雙分子層蛋白質分子蛋白質分子糖蛋白糖蛋白磷脂分子磷脂分子7 72.2.生物膜的有關結構及結構特點生物膜的有關結構及結構特點: :(1)(1)基本支架基本支架:_:_。(2)(2)糖被糖被: :位于細胞膜的外表位于細胞膜的外表, ,具有保護、潤滑和具有保護、潤滑和_作用。作用。(3)(3)結構

4、特點結構特點: :具有一定的具有一定的_。磷脂雙分子層磷脂雙分子層識別識別流動性流動性8 8【預習自測預習自測】1.1.將大量磷脂分子放入清水中將大量磷脂分子放入清水中, ,攪拌后攪拌后, ,不可能出現(xiàn)的不可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是現(xiàn)象是( () )9 9【解析解析】選選A A。磷脂分子由親水的。磷脂分子由親水的“頭頭”部和疏水的部和疏水的“尾尾”部構成部構成, ,把大量磷脂分子放入清水中把大量磷脂分子放入清水中, ,如果磷脂如果磷脂分子是單層排布的分子是單層排布的, ,親水的親水的“頭頭”部向外部向外, ,疏水的疏水的“尾尾”部向內部向內, ,如如C C項項; ;如果磷脂分子是雙層排布的如果磷脂分子是

5、雙層排布的, ,同樣是親同樣是親水的水的“頭頭”部在外側部在外側, ,如如B B、D D項。項。10102.2.生物膜的流動鑲嵌模型認為生物膜是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支架以磷脂雙分子層為基本支架蛋白質蛋白質脂質脂質蛋白質的三層結構蛋白質的三層結構靜止的流動的靜止的流動的A.A.B.B.C.C.D.D.1111【解析解析】選選C C。生物膜的流動鑲嵌模型認為。生物膜的流動鑲嵌模型認為, ,生物膜以生物膜以磷脂雙分子層為基本支架磷脂雙分子層為基本支架; ;磷脂分子和大多數(shù)蛋白質分磷脂分子和大多數(shù)蛋白質分子是不斷運動的子是不斷運動的, ,生物膜的結構特點是具

6、有一定的流動生物膜的結構特點是具有一定的流動性。性。12123.3.細胞膜具有一定的流動性細胞膜具有一定的流動性, ,依賴于依賴于( () )A.A.磷脂分子可以運動磷脂分子可以運動B.B.蛋白質分子可以運動蛋白質分子可以運動C.C.磷脂分子、大多數(shù)蛋白質分子可以運動磷脂分子、大多數(shù)蛋白質分子可以運動D.D.與上述兩種分子無關與上述兩種分子無關【解析解析】選選C C。構成細胞膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質。構成細胞膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質分子都是可以運動的分子都是可以運動的, ,從而推出細胞膜具有一定的流動從而推出細胞膜具有一定的流動性。性。1313主題主題1 1對生物膜結構的探索歷程對生物膜結

7、構的探索歷程【問題探究問題探究】1.1.推測生物膜的結構推測生物膜的結構: :根據(jù)磷脂分子頭部親水性和尾部疏水性的特點根據(jù)磷脂分子頭部親水性和尾部疏水性的特點, ,分析其分析其在細胞中如圖所示分布的原因。在細胞中如圖所示分布的原因。1414提示提示: :因為細胞的內外都是以水為基礎的液體環(huán)境因為細胞的內外都是以水為基礎的液體環(huán)境, ,所所以細胞膜中的一層磷脂分子的頭部朝向細胞外的水環(huán)以細胞膜中的一層磷脂分子的頭部朝向細胞外的水環(huán)境境, ,另一層磷脂分子的頭部朝向細胞質另一層磷脂分子的頭部朝向細胞質, ,這兩層磷脂分這兩層磷脂分子的尾部會相互接觸。子的尾部會相互接觸。15152.2.分析生物膜的

8、結構特點分析生物膜的結構特點: :(1)(1)細胞膜的結構特點細胞膜的結構特點:_:_。(2)(2)羅伯特森提出的細胞膜是羅伯特森提出的細胞膜是“靜態(tài)的統(tǒng)一結構靜態(tài)的統(tǒng)一結構”理論理論, ,不能解釋哪些現(xiàn)象不能解釋哪些現(xiàn)象? ?舉例說明。舉例說明。舉例舉例:_:_。具有一定的流動性具有一定的流動性細胞的生長、變形蟲的變形運動、白細胞吞噬細胞的生長、變形蟲的變形運動、白細胞吞噬細菌、細胞的融合、植物細胞的質壁分離及復原等細菌、細胞的融合、植物細胞的質壁分離及復原等現(xiàn)象現(xiàn)象1616【探究訓練探究訓練】1.(20171.(2017寧波高一檢測寧波高一檢測) )科學工作者用不同顏色的熒光科學工作者用不

9、同顏色的熒光染料分別標記人和鼠細胞的膜蛋白后染料分別標記人和鼠細胞的膜蛋白后, ,進行細胞融合實進行細胞融合實驗驗( (如圖所示如圖所示) )。該實驗說明。該實驗說明( () )1717A.A.膜蛋白是可以運動的膜蛋白是可以運動的B.B.兩種細胞的膜蛋白種類相同兩種細胞的膜蛋白種類相同C.C.膜蛋白可以起生物催化作用膜蛋白可以起生物催化作用D.D.膜蛋白能控制某些物質進出細胞膜蛋白能控制某些物質進出細胞1818【解析解析】選選A A。根據(jù)題意可知。根據(jù)題意可知, ,用熒光染料標記膜蛋白用熒光染料標記膜蛋白, ,由圖示發(fā)現(xiàn)兩種膜蛋白最后均勻分布由圖示發(fā)現(xiàn)兩種膜蛋白最后均勻分布, ,實質就是膜蛋白

10、實質就是膜蛋白在運動在運動; ;不同生物細胞的膜蛋白種類不同不同生物細胞的膜蛋白種類不同, ,并且該實驗并且該實驗不能說明該問題不能說明該問題; ;實驗過程中沒有體現(xiàn)膜蛋白的催化作實驗過程中沒有體現(xiàn)膜蛋白的催化作用用; ;實驗過程中沒有涉及物質的進出。實驗過程中沒有涉及物質的進出。19192.2.在人和鼠的細胞融合實驗中在人和鼠的細胞融合實驗中, ,用兩種熒光染料分別標用兩種熒光染料分別標記兩種抗體記兩種抗體, ,使之分別結合到鼠和人細胞膜的表面抗原使之分別結合到鼠和人細胞膜的表面抗原物質上物質上( (如圖所示如圖所示) )。實驗結果表明。實驗結果表明, ,細胞開始融合時細胞開始融合時, ,人

11、、鼠細胞的表面抗原人、鼠細胞的表面抗原“涇渭分明涇渭分明”, ,只分布于各自的只分布于各自的細胞表面細胞表面; ;但在融合之后但在融合之后, ,兩種抗原就均勻分布在融合兩種抗原就均勻分布在融合細胞的表面了。請分析回答下面的問題。細胞的表面了。請分析回答下面的問題。20202121(1)(1)細胞融合實驗可以證實細胞融合實驗可以證實, ,生物膜的結構模型中生物膜的結構模型中, ,_的觀點是成立的。的觀點是成立的。(2)(2)融合細胞表面的兩種熒光染料最終均勻分布融合細胞表面的兩種熒光染料最終均勻分布, ,這表這表明細胞膜的結構特點是具有明細胞膜的結構特點是具有_。2222(3)(3)若該融合實驗

12、在若該融合實驗在2020條件下進行條件下進行, ,則兩種表面抗原則兩種表面抗原均勻分布的時間將大大延長均勻分布的時間將大大延長, ,這說明這說明_。若在。若在00條件下進行條件下進行, ,兩種兩種表面抗原便難以均勻分布表面抗原便難以均勻分布, ,這說明這說明_。2323【解題指南解題指南】解答本題需明確解答本題需明確: :(1)(1)膜上物質分子的運動表明細胞膜具有流動性。膜上物質分子的運動表明細胞膜具有流動性。(2)(2)溫度能影響分子運動溫度能影響分子運動, ,從而影響膜的流動性。從而影響膜的流動性。2424【解析解析】(1)(1)熒光染料標記的抗體與細胞膜的表面抗原熒光染料標記的抗體與細

13、胞膜的表面抗原結合后熒光染料的均勻分布表明結合后熒光染料的均勻分布表明, ,組成細胞膜的物質分組成細胞膜的物質分子能運動。子能運動。(2)(2)兩種熒光染料最終均勻分布兩種熒光染料最終均勻分布, ,說明膜上的物質分子說明膜上的物質分子能夠運動能夠運動, ,表明細胞膜具有一定的流動性。表明細胞膜具有一定的流動性。(3)(3)溫度較高時溫度較高時, ,細胞膜的流動性強細胞膜的流動性強, ,反之較弱。反之較弱。00條條件下熒光標記物質基本不運動件下熒光標記物質基本不運動, ,說明細胞膜的流動性受說明細胞膜的流動性受溫度的影響較大。溫度的影響較大。2525答案答案: :(1)(1)膜上的物質分子能夠運

14、動膜上的物質分子能夠運動(2)(2)一定的流動性一定的流動性(3)(3)隨環(huán)境溫度的降低隨環(huán)境溫度的降低, ,膜上蛋白質分子的運動速度減膜上蛋白質分子的運動速度減慢慢環(huán)境溫度很低時環(huán)境溫度很低時, ,膜上蛋白質分子的運動幾乎停止膜上蛋白質分子的運動幾乎停止2626【延伸探究延伸探究】上題上題2 2中中, ,人和鼠細胞表面的抗原是構成膜結構的哪種人和鼠細胞表面的抗原是構成膜結構的哪種物質物質? ?提示提示: :蛋白質。蛋白質。2727【補償訓練補償訓練】下列關于生物膜結構探索歷程的說法下列關于生物膜結構探索歷程的說法, ,不正確的是不正確的是( () )A.A.最初的探索是通過對現(xiàn)象的推理分析得

15、出結論最初的探索是通過對現(xiàn)象的推理分析得出結論細胞膜是由脂質組成的細胞膜是由脂質組成的B.B.三層結構模型認為生物膜為靜態(tài)的統(tǒng)一結構三層結構模型認為生物膜為靜態(tài)的統(tǒng)一結構2828C.C.流動鑲嵌模型認為構成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)流動鑲嵌模型認為構成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質分子可以運動蛋白質分子可以運動D.D.三層結構模型和流動鑲嵌模型都認為蛋白質分子在三層結構模型和流動鑲嵌模型都認為蛋白質分子在膜中的分布是不均勻的膜中的分布是不均勻的2929【解析解析】選選D D。羅伯特森提出的三層結構模型認為生物。羅伯特森提出的三層結構模型認為生物膜結構是膜結構是“蛋白質蛋白質脂質脂質蛋白質蛋白質”

16、, ,電鏡下觀察到的電鏡下觀察到的中間亮層是脂質分子中間亮層是脂質分子, ,兩邊的暗層是蛋白質分子兩邊的暗層是蛋白質分子, ,認為認為蛋白質的分布是均勻的、固定的。蛋白質的分布是均勻的、固定的。3030主題主題2 2生物膜的流動鑲嵌模型生物膜的流動鑲嵌模型【問題探究問題探究】1.1.生物膜的成分生物膜的成分: :分析生物膜的成分分析生物膜的成分, ,回答下列問題?；卮鹣铝袉栴}。(1)(1)主要成分主要成分:_:_。(2)(2)元素組成元素組成:_:_等。等。(3)(3)選擇透過性所依賴的物質選擇透過性所依賴的物質:_:_。磷脂和蛋白質磷脂和蛋白質C C、H H、O O、N N、P P蛋白質蛋白

17、質3131(4)(4)生物膜的識別功能所依賴的物質生物膜的識別功能所依賴的物質:_:_。(5)(5)生物膜功能不同的主要原因生物膜功能不同的主要原因:_:_。糖蛋白糖蛋白蛋白質的種類和數(shù)量蛋白質的種類和數(shù)量不同不同32322.2.生物膜的結構生物膜的結構: :結合生物膜的結構模型示意圖結合生物膜的結構模型示意圖, ,回答下列問題回答下列問題: :(1)(1)探討羅伯特森的探討羅伯特森的“蛋白質蛋白質脂質脂質蛋白質蛋白質”結構模結構模型與流動鑲嵌模型的異同點。型與流動鑲嵌模型的異同點。相同點相同點:_:_。都認為生物膜的主要成分是脂質和蛋白質都認為生物膜的主要成分是脂質和蛋白質3333不同點不同

18、點: :a._a._。b._b._。前者認為膜蛋白均勻分布在膜兩側前者認為膜蛋白均勻分布在膜兩側, ,后者認為膜蛋后者認為膜蛋白不同程度地鑲嵌或貫穿在膜中白不同程度地鑲嵌或貫穿在膜中, ,在膜上的分布不均在膜上的分布不均勻勻前者認為生物膜是靜態(tài)的前者認為生物膜是靜態(tài)的, ,后者認為生物膜具有流后者認為生物膜具有流動性動性3434(2)(2)仔細觀察膜結構模型仔細觀察膜結構模型, ,如何判斷細胞膜的內外側如何判斷細胞膜的內外側? ?提示提示: :糖蛋白、糖脂具有識別作用糖蛋白、糖脂具有識別作用, ,分布于細胞膜的外分布于細胞膜的外表面表面, ,所以糖蛋白、糖脂所在的一側即為細胞膜外側。所以糖蛋白

19、、糖脂所在的一側即為細胞膜外側。3535(3)(3)從分子組成上分析生物膜具有流動性的原因是從分子組成上分析生物膜具有流動性的原因是: :_。組成生物膜的磷脂分子是可以運動的組成生物膜的磷脂分子是可以運動的, ,大多數(shù)蛋白大多數(shù)蛋白質分子也是可以運動的質分子也是可以運動的, ,所以生物膜具有一定的流所以生物膜具有一定的流動性動性3636【探究總結探究總結】1.1.關于細胞膜結構和功能特性的三點提醒關于細胞膜結構和功能特性的三點提醒: :(1)(1)只有活細胞的膜才具有流動性和選擇透過性。只有活細胞的膜才具有流動性和選擇透過性。(2)(2)流動性是細胞膜結構的固有屬性流動性是細胞膜結構的固有屬性

20、, ,無論細胞是否與無論細胞是否與外界發(fā)生物質交換外界發(fā)生物質交換, ,流動性總是存在的流動性總是存在的, ,而選擇透過性而選擇透過性只在完成物質交換功能時才能體現(xiàn)出來。只在完成物質交換功能時才能體現(xiàn)出來。3737(3)(3)細胞膜中的蛋白質有部分起載體的作用細胞膜中的蛋白質有部分起載體的作用, ,其特異性其特異性和數(shù)量的多少和數(shù)量的多少, ,決定了其運輸物質的種類和數(shù)量。決定了其運輸物質的種類和數(shù)量。38382.2.生物膜的結構特點與功能特點的比較生物膜的結構特點與功能特點的比較: :結構特點結構特點具有流動性具有流動性功能特點功能特點具有選擇透過性具有選擇透過性結構基礎結構基礎磷脂分子和大

21、多數(shù)蛋白磷脂分子和大多數(shù)蛋白質分子都能夠運動質分子都能夠運動膜上的載體蛋白膜上的載體蛋白生理意義生理意義完成物質運輸、細胞識完成物質運輸、細胞識別、細胞融合等功能別、細胞融合等功能選擇性地控制物選擇性地控制物質進出質進出3939【探究訓練探究訓練】1.(20171.(2017雅安高一檢測雅安高一檢測) )如圖為細胞膜的亞顯微結構示如圖為細胞膜的亞顯微結構示意圖意圖, ,下列敘述正確的是下列敘述正確的是( () )4040A.A.構成膜的基本支架構成膜的基本支架B.B.膜的功能主要與的種類和數(shù)量有關膜的功能主要與的種類和數(shù)量有關C.C.細胞識別與有關細胞識別與有關D.D.細胞膜的結構特點是具有選

22、擇透過性細胞膜的結構特點是具有選擇透過性【解題指南解題指南】解答本題的關鍵是正確識別圖中各序號解答本題的關鍵是正確識別圖中各序號的名稱并明確各部分的功能。的名稱并明確各部分的功能。4141【解析解析】選選B B。由圖分析知。由圖分析知, ,為糖蛋白為糖蛋白, ,與細胞的識別與細胞的識別有關有關; ;為蛋白質為蛋白質, ,膜的功能主要與其種類和數(shù)量有膜的功能主要與其種類和數(shù)量有關關; ;是磷脂雙分子層是磷脂雙分子層, ,構成膜的基本支架構成膜的基本支架; ;細胞膜的結細胞膜的結構特點是具有一定的流動性構特點是具有一定的流動性, ,功能特性是具有選擇透過功能特性是具有選擇透過性。性。42422.2.在處理污水時在處理污水時, ,人們設計了一種膜人們設計了一種膜, ,有選擇地將有毒有選擇地將有毒重金屬離子阻擋在膜的一側重金屬離子阻擋在膜的一側, ,以降低有毒重金屬離子對以降低有毒重金屬離子對水的污染水的污染, ,這是模擬了生物膜的這是模擬了生物膜的( () )A.A.識別功能識別功能B.B.流動性功能流動性功能C.C.主動運輸功能主動運輸功能D.D.選擇透過性功能選擇透過性功能【解析解析】選選D D。由題意知。由題意知, ,這種膜結構可以有選擇地將這種膜結構可以有選擇地將有毒重金屬離子阻擋在膜的一側有毒重