高中生物 42生物膜的流動鑲嵌模型學(xué)案 新人教版必修1

1、生物膜的流動鑲嵌模型【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.簡述生物膜的結(jié)構(gòu)。2.探討在建立生物膜模型的過程中，實驗技術(shù)的進(jìn)步所起的作用。3.探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點?！緦W(xué)習(xí)重難點】學(xué)習(xí)重點：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。學(xué)習(xí)難點：探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點。【知識點自主學(xué)習(xí)】活動一：知識回顧從物質(zhì)跨膜運(yùn)輸實例看出，生物膜對物質(zhì)進(jìn)出是具有 。設(shè)問：為什么生物膜能夠控制物質(zhì)的進(jìn)出，這與生物膜的結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系？活動二：問題探討1、根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點分析，用哪種材料做細(xì)胞膜，更適于體現(xiàn)細(xì)胞膜的功能？(塑料袋、普通布、彈力布)2、你還能想出更好的材料做細(xì)胞膜嗎？活動

2、三：對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程科學(xué)家懷著對物質(zhì)跨膜運(yùn)輸現(xiàn)象產(chǎn)生的疑問，開始對生物膜結(jié)構(gòu)的漫長探索，讓我們重溫一下這段歷程。1、資料一：時間：19世紀(jì)末 1895年 人物：歐文頓（E.Overton） 實驗：用500多種物質(zhì)對植物細(xì)胞進(jìn)行上萬次的通透性實驗，發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜。 歐文頓的結(jié)論是 。2、資料二：歐文頓的推論是否正確呢？細(xì)胞膜中除脂質(zhì)以外還有沒有其他成分呢？眾多的科學(xué)工作者通過實驗發(fā)現(xiàn)：使用蛋白酶容易破壞生物膜，原因是什么？_。20世紀(jì)初科學(xué)家第一次將膜從_中分離出來?；瘜W(xué)分析表明：膜的主要成分是_ 和 。3、資料三、時間：1925年 人物：荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel

3、實驗：用丙酮從人的紅細(xì)胞的細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)（磷脂），在空氣水界面上鋪成單層分子，發(fā)現(xiàn)單分子層面積是細(xì)胞膜表面積的2倍。結(jié)論：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子排列為 _。【思考并討論】1、最初認(rèn)識到生物膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對現(xiàn)象的推理分析還是通過膜成分的提取和鑒定？2、在推理分析得出結(jié)論后，還有必要對膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？為什么?3、你能依照下面兩圖說一說磷脂分子的結(jié)構(gòu)特性和磷脂雙分子層的排列情形嗎？親水基團(tuán) 疏水集團(tuán) 4、試解釋為什么磷脂在空氣-水界面上鋪展成單分子層？（頭尾如何排列）科學(xué)家又如何從這一現(xiàn)象推導(dǎo)出“脂質(zhì)在細(xì)胞中必然排列為連續(xù)的兩層”這一結(jié)論的？【過渡】除了脂質(zhì)之外，蛋白質(zhì)也是細(xì)

4、胞膜的成分。蛋白質(zhì)位于脂雙層的什么位置呢？資料四：時間：50年代，電子顯微鏡的誕生，1959年，科學(xué)家用它觀察細(xì)胞膜 人物：羅伯特森（J.D.Robertsen）實驗：在電鏡下看到細(xì)胞膜暗亮暗的三層結(jié)構(gòu)，大膽提出生物膜的模型：所有的生物膜 。 他把生物膜描述為 結(jié)構(gòu)。又稱三明治結(jié)構(gòu)。思考：“三明治”結(jié)構(gòu)模型有什么不足？真的是這樣的嗎？20世紀(jì)60年代以后，科學(xué)家對生物膜是靜態(tài)的觀點提出質(zhì)疑：把生物膜描述為靜態(tài)剛性結(jié)構(gòu)，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。有什么證據(jù)證明細(xì)胞膜中的物質(zhì)是不斷運(yùn)動的呢？5、資料五： 時間：1970年人物：Larry Frye等實驗：將人和鼠的細(xì)胞膜用不同的熒光抗體標(biāo)記后，

5、讓兩種細(xì)胞融合，雜交細(xì)胞的一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光，放置一段時間后發(fā)現(xiàn)兩種熒光抗體均勻分布。提出假說：細(xì)胞膜具有 。經(jīng)過進(jìn)一步的發(fā)展：時間：1972年人物：桑格和 尼克森提出：細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的 模型。 活動四：認(rèn)識流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容思考：磷脂雙分子層支架是否具有流動性？蛋白質(zhì)又與磷脂雙分子層支架有什么位置關(guān)系呢？（1）_ 構(gòu)成了膜的基本支架，（其中磷脂分子的_朝向兩側(cè)，_朝向內(nèi)側(cè)）且其具有 。（這體現(xiàn)了膜的流動性）（2）蛋白質(zhì)有的_ 、_ 、_整個磷脂雙分子層中。（體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對稱性）大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也 。（也體現(xiàn)了膜的流動性）（3）在細(xì)胞膜的外表，有一層由細(xì)胞膜上的 與 結(jié)含

6、形成的 ，叫做糖被。例如：消化道和呼吸道上皮細(xì)胞表面的糖蛋白有 作用；糖被與 的 識別有密切關(guān)系。（糖被與細(xì)胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）（4）除了糖蛋白之外，細(xì)胞膜表面還有 和 結(jié)合成的 。【典例精析】例1 維生素D能較水溶性維生素優(yōu)先通過細(xì)胞膜，這是因為 ( A ) A細(xì)胞膜以磷脂雙分子層作基本支架 B. 磷脂雙分子層內(nèi)不同程度地鑲嵌著蛋白質(zhì) C細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點是具有一定的流動性 D細(xì)胞膜是選擇透過性膜分析 此題考查了維生素D的化學(xué)本質(zhì)即脂質(zhì)，而細(xì)胞膜又是以磷脂雙分子層作基本支架，故其可以優(yōu)先通過細(xì)胞膜例2 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點是具有一定的流動性，下列試驗中能反映該特點的是： ( C )高

7、爾基體形成的囊泡與細(xì)胞膜融合 變形蟲能伸出偽足 小腸絨毛上皮細(xì)胞對Na+、K+的吸收 核糖體中合成的蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核 吞噬細(xì)胞吞噬病菌A. B. C. D.分析 此題中只要體現(xiàn)出膜的融合就能體現(xiàn)膜的流動性。膜的融合、偽足、吞噬都是反映細(xì)胞膜具有流動性的例子。細(xì)胞膜對Na+、K+的吸收通過細(xì)胞膜的載體蛋白。核糖體合成的蛋白質(zhì)通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核，不需要通過細(xì)胞膜?！舅枷肱c方法總結(jié)】（1）充分利用已有的知識和經(jīng)驗，例如：細(xì)胞膜的功能、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)奶攸c去聯(lián)想細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，從結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的角度分析，細(xì)胞膜的何種結(jié)構(gòu)才能體現(xiàn)其功能？（2）通過問題的思考及資料的分析，體驗科學(xué)家探索生物膜結(jié)構(gòu)的歷程，并

8、從中培養(yǎng)個人的發(fā)現(xiàn)問題及歸納總結(jié)能力，體驗合作學(xué)習(xí)的樂趣。（3）注重圖文并茂，使用準(zhǔn)確的語言描述細(xì)胞膜流動鑲嵌模型的內(nèi)容，培養(yǎng)語言表達(dá)能力?！痉旨壛?xí)題】 （A級）2生物膜的流動鑲嵌模型認(rèn)為生物膜是 ( )以磷脂雙分子層為基本骨架 蛋白質(zhì)一脂質(zhì)一蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu) 靜止的 流動的 A B C D3.細(xì)胞膜上與細(xì)胞識別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型決定有密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是（ ） A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸4最能代表生物膜基本化學(xué)成分的一組化學(xué)元素是 ( )AC、H、O、N BC、H、O、N、P CC、H、O、S、P DC、H、O、Mg、Fe4.細(xì)胞膜能被脂質(zhì)溶劑和蛋白酶處理后溶解，由此推

9、斷細(xì)胞膜的化學(xué)成分主要是（ ） A.磷脂和多糖 B.磷脂和蛋白質(zhì) C.蛋白質(zhì)和核酸 D.蛋白質(zhì)和多糖（B級）5.下列物質(zhì)中，不能橫穿細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞的是 （ ）A 維生素D和性激素 B 水和尿素 C 氨基酸和葡萄糖 D 酶和胰島素6.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特性及功能特性分別是 （ ）A 細(xì)胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大都可以運(yùn)動 B 具有流動性和全透性 C 靜態(tài)三層結(jié)構(gòu)和選擇透過性 D 具有流動性和選擇透過性 7. 白細(xì)胞能夠吞噬細(xì)菌、變形蟲任何部位都能伸出偽足，這些過程依賴于細(xì)胞膜（ ）A 細(xì)胞膜的選擇透過性B 細(xì)胞膜的流動性C 細(xì)胞的自我保護(hù)作用D 細(xì)胞的識別作用（C級）10. 細(xì)胞膜具有流動性，是指（

10、 ）A整個細(xì)胞膜具有流動性 B細(xì)胞膜上的磷脂是靜止的，蛋白質(zhì)具有流動性C細(xì)胞膜中磷脂和蛋白質(zhì)都具有流動性D細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)是靜止的，磷脂具有流動性11下列有關(guān)膜的敘述，錯誤的是 （ ）A細(xì)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)膜在結(jié)構(gòu)上有密切聯(lián)系C線粒體膜和葉綠體膜中的蛋白質(zhì)分子是相同的D細(xì)胞膜中的大多數(shù)蛋白質(zhì)分子和磷脂分子不是靜止的12異體器官移植手術(shù)往往很難成功，最大的障礙就是異體細(xì)胞間的排斥，這主要是由于細(xì)胞膜具有識別作用，這種生理功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是 （ ） A細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成B細(xì)胞膜的外表面有糖被 C細(xì)胞膜具有一定的流動性D細(xì)胞膜具有一定的選擇透過性13.用不同熒光染料標(biāo)記的抗體，分別與小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞的細(xì)胞膜上的一種抗原結(jié)合，兩類細(xì)胞則分別產(chǎn)生綠色熒光和紅色熒光。將兩類細(xì)胞融合成一個細(xì)胞時，其一半呈綠色，一半呈紅色。在370C下保溫40 min后，細(xì)胞上兩種熒光點呈均勻分布(如圖所示)，試問：(1)人和鼠細(xì)胞膜表面的抗原屬于構(gòu)成膜結(jié)構(gòu)的起受體作用的 。為使人、鼠細(xì)胞膜融合在一起，必須除去細(xì)胞膜表面起