第4章 第2節(jié)　生物膜的流動鑲嵌模型

1、.第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型學習目的1.理解生物膜流動鑲嵌模型的根本內(nèi)容。2.討論建立生物膜模型的過程如何表達構(gòu)造與功能相適應的觀點。3.理解科學研究是一個不斷探究，不斷完善的漫長過程。一、對生物膜構(gòu)造的探究歷程1對生物膜構(gòu)造的探究歷程時間科學家或?qū)嶒灲Y(jié)論19世紀末歐文頓膜是由脂質(zhì)組成的20世紀初膜的別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)三層構(gòu)造構(gòu)成1970年熒光標記的小鼠細胞和人細胞交融實驗細胞膜具有流動性1972年桑格和尼克森提出生物膜的流動鑲嵌模型2.細胞膜具有流動性的實驗1方法2

2、現(xiàn)象開場：一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā)綠色熒光。40 min后兩種顏色的熒光均勻分布。3結(jié)論：細胞膜具有流動性。例1在人類對生物膜構(gòu)造的探究歷程中，羅伯特森提出的三層構(gòu)造模型與流動鑲嵌模型的一樣點是A兩種模型都認為磷脂雙分子層是構(gòu)成膜的根本支架B兩種模型都認為蛋白質(zhì)分子均勻排列在脂質(zhì)分子的兩側(cè)C兩種模型都認為組成生物膜的主要物質(zhì)是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)D兩種模型都認為構(gòu)成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運動答案C解析羅伯特森的三層構(gòu)造模型認為生物膜由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)構(gòu)成，組成為蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)，但是他把該模型描繪為靜態(tài)的統(tǒng)一構(gòu)造；流動鑲嵌模型認為生物膜由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)構(gòu)成，其以磷脂雙分子層作為根本支架，蛋白

3、質(zhì)分子鑲嵌在雙分子層中，且組成生物膜的磷脂和蛋白質(zhì)都是可以流動的。例2如下圖為將小白鼠細胞和人體細胞交融成雜交細胞的過程，圖中的小球和小三角表示各自膜外表的蛋白質(zhì)，以下有關表達不正確的選項是A圖中膜外表的蛋白質(zhì)構(gòu)成了細胞膜的根本支架，此外，細胞膜的主要成分還包括磷脂雙分子層B細胞膜的元素組成包括C、H、O、N、PC該實驗證明了細胞膜具有一定的流動性D適當進步溫度有利于圖示細胞交融答案A解析構(gòu)成細胞膜根本支架的是磷脂雙分子層；細胞膜主要由蛋白質(zhì)、磷脂、糖類組成，蛋白質(zhì)分子由C、H、O、N等元素組成，磷脂分子除C、H、O元素外，還含有N、P元素，糖類由C、H、O元素組成；圖中細胞交融后，小球和小三

4、角代表的蛋白質(zhì)分子在雜交細胞膜上均勻分布，這說明蛋白質(zhì)分子可以運動，即表達了細胞膜具有一定的流動性；適當進步溫度能加快分子的運動，從而有利于細胞交融。思維啟迪1證明細胞膜具有流動性的實例：質(zhì)壁別離與復原、變形蟲運動、胞吞和胞吐、白細胞吞噬病菌、受精時細胞的交融過程、細胞雜交時的交融等。2細胞膜流動性的影響因素：主要受溫度影響，適當溫度范圍內(nèi)，隨外界溫度升高，膜的流動性增大，但溫度高出一定范圍，會導致膜被破壞。二、流動鑲嵌模型的根本內(nèi)容1生物膜的化學組成生物膜主要由磷脂和蛋白質(zhì)組成。2流動鑲嵌模型11磷脂雙分子層構(gòu)成膜的根本支架，這個支架不是靜止的，具有流動性。22蛋白質(zhì)是生物膜功能的行使者，有

5、的鑲在磷脂雙分子層外表，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運動的。3在細胞膜的外表，有一層由細胞膜上的2蛋白質(zhì)與3糖類結(jié)合形成的糖蛋白，叫作糖被。糖被與細胞識別、細胞間的信息交流有親密聯(lián)絡。另外，細胞膜外表還有3糖類和脂質(zhì)分子結(jié)合成的糖脂。深化拓展細胞膜的特點1鑲嵌性：膜的根本構(gòu)造是由磷脂雙分子層及鑲嵌在其上的蛋白質(zhì)構(gòu)成的。2不對稱性：膜兩側(cè)的分子性質(zhì)和構(gòu)造不一樣，如糖蛋白只分布在細胞膜外側(cè)。3構(gòu)造特點流動性：組成細胞膜的各種成分都是運動的，而不單純是磷脂雙分子層是運動的。例3以下選項中不符合生物膜的流動鑲嵌模型觀點的是A磷脂雙分子層是輕油般的

6、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)大多能運動D膜中的磷脂和蛋白質(zhì)之間沒有聯(lián)絡，所以才具有流動性答案D解析生物膜是一個整體，組成它的各種分子互相作用、親密聯(lián)絡才維持了生物膜的整體性。1以下表達，正確的打“，錯誤的打“。119世紀末，歐文頓通過對紅細胞膜化學成分的分析得出細胞膜的成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)2細胞膜內(nèi)、外側(cè)構(gòu)造具有不對稱性3磷脂分子構(gòu)成細胞膜的根本支架4組成細胞膜的蛋白質(zhì)分子是可以運動的，而磷脂分子是靜止的5糖蛋白對所有細胞都有保護和光滑作用6高爾基體形成的囊泡與細胞膜交融表達了細胞膜的構(gòu)造特點具有一定的流動性7糖脂與細胞識別有關答案12345672以下說

7、法中，與生物膜發(fā)現(xiàn)史不一致的是A歐文頓在實驗根底上提出，膜是由脂質(zhì)組成的B荷蘭科學家用丙酮從人的紅細胞中提取脂質(zhì)，在空氣水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層面積為紅細胞外表積的2倍。他們由此得出結(jié)論：細胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層C羅伯特森在電鏡下看到細胞膜明晰的暗亮暗的三層構(gòu)造，提出所有的生物膜都是由蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層構(gòu)造構(gòu)成的D科學家將不同熒光染料標記的人細胞和鼠細胞的磷脂分子進展交融，證明了細胞膜的流動性答案D解析科學家通過熒光標記膜蛋白證明了細胞膜的流動性。3對某動物細胞進展熒光標記實驗，如下圖，其根本過程：用某種熒光染料標記該動物細胞，細胞外表出現(xiàn)熒光斑點。用激光束照射該細

8、胞外表的某一區(qū)域，該區(qū)域熒光淬滅消失。停頓激光束照射一段時間后，該區(qū)域的熒光逐漸恢復，即又出現(xiàn)了斑點。上述實驗不能說明的是A細胞膜具有流動性B熒光染料能與細胞膜組成成分結(jié)合C根據(jù)熒光恢復的速率可推算出物質(zhì)跨膜運輸?shù)乃俾蔇根據(jù)熒光恢復的速率可推算出膜中蛋白質(zhì)或脂質(zhì)的流動速率答案C解析本實驗是細胞膜具有一定流動性的經(jīng)典實驗，可根據(jù)熒光恢復的速率推算出膜中蛋白質(zhì)或脂質(zhì)的流動速率，但是不能反映物質(zhì)跨膜運輸?shù)乃俾省ＭｎD激光束照射后，該區(qū)域中又出現(xiàn)斑點，說明其他區(qū)域的被標記的物質(zhì)挪動到該區(qū)域里來，表達了細胞膜的流動性。4以下有關膜的表達，錯誤的選項是A細胞膜主要由蛋白質(zhì)分子和磷脂分子組成B核膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜在

9、構(gòu)造上親密聯(lián)絡C線粒體膜和葉綠體膜中的蛋白質(zhì)分子是一樣的D細胞膜中的大多數(shù)蛋白質(zhì)分子和磷脂分子不是靜止的答案C解析細胞膜主要是由磷脂雙分子層及蛋白質(zhì)分子組成，且磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是可以運動的，各種膜在構(gòu)造和功能上具有一定的聯(lián)絡，但不同的膜功能是不同的，這主要取決于膜上的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量。5一種嗅覺受體細胞只擁有一種類型的氣味受體。氣味受體有多少，就有多少類型的嗅覺受體細胞。每一種受體能探測到有限數(shù)量的氣味物質(zhì)。當氣味物質(zhì)分子流動到我們的鼻端黏膜處的嗅覺受體細胞處時，氣味物質(zhì)分子可以黏附在細胞膜上的特殊氣味受體上；人體基因的3%被用來編碼嗅覺受體細胞膜上的不同氣味受體。如圖為嗅覺受體細

10、胞膜形式圖部分，請據(jù)圖答復以下問題：1A代表_分子，C代表_。2氣味物質(zhì)分子首先要與圖中_結(jié)合，才有產(chǎn)生嗅覺的可能。3某些有機溶劑如苯酚，可溶解B造成膜的損傷，使嗅覺分辨才能下降，B的完好化學名稱是_。答案1蛋白質(zhì)多糖2A氣味受體3磷脂雙分子層解析細胞膜構(gòu)造的根本支架是磷脂雙分子層。A表示蛋白質(zhì)，B表示磷脂雙分子層，C表示多糖。細胞膜的構(gòu)造特點是具有一定的流動性。對點訓練題組一對生物膜構(gòu)造的探究歷程1借助電子顯微鏡觀察細胞膜，可以看到兩條暗帶中間夾著一條明帶，那么關于這兩條暗帶和一條明帶的化學成分的說法最準確的是A兩條暗帶的成分是蛋白質(zhì)，明帶的成分是磷脂B明帶的成分是蛋白質(zhì)，兩條暗帶的成分是磷

11、脂C兩條暗帶的主要成分是蛋白質(zhì)，明帶的主要成分是磷脂D明帶的主要成分是蛋白質(zhì)，兩條暗帶的主要成分是磷脂答案C22019鶴崗一中高一上學期期中把一個細胞中的磷脂分子全部提取出來，在空氣和水界面上將它們鋪成單分子層假定單分子間間隔 適當且相等，推測在以下生物中，空氣和水界面上磷脂分子層的外表積與原細胞的外表積之比最大和最小的細胞分別是洋蔥根尖成熟區(qū)表皮細胞蛙的紅細胞唾液腺細胞乳酸菌細胞酵母菌細胞A BC D答案B解析細胞中生物膜越多，那么空氣和水界面上磷脂分子層的外表積與原細胞的外表積之比越大，反之越小。乳酸菌細胞是原核細胞，其所含的生物膜只有細胞膜，所以比值最小；都是真核細胞，具有各種細胞器膜和

12、核膜，但由于唾液腺細胞分泌才能強，細胞中相關細胞器膜面積大，所以比值最大。3人、鼠細胞交融實驗，是用帶有不同熒光染料的抗體標記兩種細胞的膜蛋白，一段時間后兩種膜蛋白能在雜種細胞膜上均勻分布形成嵌合體。如圖是相關實驗記錄，據(jù)此不能得到的結(jié)論是A當溫度增加到15 以上時，細胞膜的流動性發(fā)生變化B該實驗證明膜蛋白可以運動C溫度對膜蛋白的擴散有影響D圖中數(shù)據(jù)說明交融時間越長形成的嵌合體越多答案D解析由圖示可知，在低溫時形成嵌合體的比例較小，溫度適宜時比例較高，15 以上時細胞膜的流動性明顯發(fā)生變化，從圖中無法得出交融比例與時間的詳細關系。4將大量磷脂分子放入清水中，攪拌后，以下圖示現(xiàn)象不可能出現(xiàn)的是答

13、案A解析磷脂分子由親水的“頭部和疏水的“尾部構(gòu)成，把大量磷脂分子放入水中，應是親水的“頭部向外，疏水的“尾部向內(nèi)。5以下關于生物膜構(gòu)造探究歷程的說法，不正確的選項是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蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)構(gòu)造模型認為生物膜為靜態(tài)的構(gòu)造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)分子可以運動D蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)構(gòu)造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答案D解析蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)構(gòu)造模型認為蛋白質(zhì)在膜中的分布是均勻的、固定的。題組二生物膜的流動鑲嵌模型6植物的花粉四處飛揚，卻只有落在同種植物的柱頭上才會萌發(fā)，落到其他植物的柱頭上不會萌發(fā)。經(jīng)研究發(fā)

14、現(xiàn)，以上事實是由于細胞之間存在著識別作用，這種識別作用與細胞膜的哪種成分有關A糖蛋白 B磷脂C糖脂 D膽固醇答案A解析糖蛋白與細胞膜的識別作用相關。7能表達細胞膜具有流動性的實例是高爾基體膜形成的小泡與細胞膜交融吞噬細胞吞噬病菌小腸絨毛上皮細胞吸收K核糖體上合成的蛋白質(zhì)進入細胞核變形蟲伸出偽足運動A BC D答案B解析膜的交融就是細胞膜流動性最好的表達，如高爾基體膜形成的小泡與細胞膜交融；胞吞也是膜的交融；變形蟲伸出偽足運動說明細胞膜是動態(tài)的；而小腸絨毛上皮細胞對K的吸收是小分子物質(zhì)進入細胞的實例，與膜交融無關，蛋白質(zhì)進入細胞核經(jīng)過的是核孔，沒有穿膜，不能表達膜的流動性。82019桂林中學高一

15、上學期期末關于細胞膜構(gòu)造和功能的表達，錯誤的選項是A細胞膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)B細胞膜外表的糖蛋白與信息傳遞有關C蛋白質(zhì)分子構(gòu)成了細胞膜的根本支架D蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量決定了細胞膜的功能答案C解析細胞膜的根本支架是由磷脂雙分子層構(gòu)成的，C錯誤。9如圖是細胞膜的亞顯微構(gòu)造形式圖，表示構(gòu)成細胞膜的物質(zhì)，有關說法錯誤的選項是A與是靜止不動的B構(gòu)成細胞膜的根本支架C位于細胞膜的外外表D細胞識別與糖蛋白有關答案A解析是蛋白質(zhì)分子，大多數(shù)是可以運動的，是磷脂雙分子層，是可以運動的，A錯誤；磷脂雙分子層構(gòu)成了細胞膜的根本支架，B正確；是糖蛋白，位于細胞膜的外外表，與細胞識別有關，C、D正確。10如圖為細胞

16、膜的亞顯微構(gòu)造示意圖，圖中表示物質(zhì)A，以下相關表達不正確的選項是A1是糖蛋白，與細胞外表的識別有親密關系B2是磷脂雙分子層，構(gòu)成細胞膜的根本骨架C3是蛋白質(zhì)，在不同的細胞膜中其含量不同D圖中所示的物質(zhì)A在從膜外進入到膜內(nèi)答案D解析糖蛋白位于細胞膜外，因此圖中所示的物質(zhì)A是從膜內(nèi)到膜外，D錯誤。11實驗說明，正常情況下維生素D可以優(yōu)先通過細胞膜進入到細胞內(nèi)部，這是因為A細胞膜上含有蛋白質(zhì)分子B細胞內(nèi)維生素D的濃度過低C細胞膜的根本支架是磷脂雙分子層D細胞膜上含有多糖答案C解析維生素D的化學本質(zhì)是脂質(zhì)中的固醇類物質(zhì)，根據(jù)物質(zhì)的相似相溶原理，維生素D可以優(yōu)先通過細胞膜進入到細胞內(nèi)部，這是因為細胞膜的

17、根本支架是磷脂雙分子層。12以下關于生物膜組成和構(gòu)造的表達，正確的選項是A構(gòu)成生物膜的磷脂分子可以運動而蛋白質(zhì)分子不可以運動B生物膜由外到內(nèi)依次由糖被、蛋白質(zhì)、磷脂雙分子層構(gòu)成C生物膜成分的更新可以通過囊泡的轉(zhuǎn)移來實現(xiàn)D組成膜的各種化學成分在膜上是均勻分布的答案C解析構(gòu)成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是可以運動的；生物膜主要由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子組成，磷脂雙分子層構(gòu)成生物膜的根本支架，蛋白質(zhì)分子鑲嵌、覆蓋或貫穿在磷脂雙分子層中，有糖蛋白的一側(cè)為細胞膜的外側(cè)；囊泡的轉(zhuǎn)移可以使生物膜的成分更新；生物膜的各種化學成分在膜上的分布是不均勻的。綜合強化13用不同的熒光染料標記的抗體，分別與人細胞和

18、小鼠細胞的細胞膜上的一種抗原物質(zhì)結(jié)合，使兩類細胞分別產(chǎn)生綠色和紅色熒光。當這兩種細胞交融成一個細胞時，開場一半呈綠色，一半呈紅色。但在37 下保溫0.5 h后，兩種顏色的熒光點就呈均勻分布。請據(jù)圖答復下面的問題：1人和小鼠細胞膜外表的抗原屬于構(gòu)成膜構(gòu)造的_物質(zhì)。2交融細胞外表兩類熒光染料分布的動態(tài)變化，說明了組成細胞膜的_分子是可以運動的。3交融細胞外表兩類熒光染料最終均勻分布，原因是_，這說明細胞膜的構(gòu)造特點是具有_。4假如該交融實驗在20 條件下進展，那么兩種外表抗原均勻分布的時間將大大延長，這說明_。假設在0 下培養(yǎng)40 min，那么發(fā)現(xiàn)細胞仍然保持一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā)綠色熒光。這一

19、現(xiàn)象的合理解釋是_。答案1蛋白質(zhì)2蛋白質(zhì)等3構(gòu)成膜構(gòu)造的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大多數(shù)可以運動一定的流動性4隨環(huán)境溫度的降低，膜上蛋白質(zhì)分子的運動速率減慢細胞膜的流動性特點只有在適宜的條件下才能表達解析細胞膜的成分是蛋白質(zhì)分子和磷脂分子，能與熒光染料標記的抗體結(jié)合的應是膜上的蛋白質(zhì)分子，即題中所謂的“抗原物質(zhì)。人細胞和小鼠細胞交融成一個細胞后，開場時因溫度和時間的關系，不同膜上的熒光性表如今相對集中的區(qū)域，其物質(zhì)的流動性暫時未得到表達。將交融細胞置于37 下保溫30 min后，溫度適宜，膜上的分子因流動而發(fā)生重新排列，表現(xiàn)出熒光點均勻分布的現(xiàn)象。14如下圖細胞膜亞顯微構(gòu)造形式圖，請據(jù)圖答復以下問題：1圖中B_的根本組成單位是_。構(gòu)成細胞膜根本支架的構(gòu)造是_。2與