高中生物必修一生物膜流動鑲嵌模型人教版

高中生物必修一生物膜流動鑲嵌模型人教版根據(jù)細(xì)胞膜的特性，分析以下三種材料，哪種更適合做細(xì)胞膜：塑料袋、普通布、彈力布問題探討：選擇依據(jù):系統(tǒng)的邊界薄選擇透過性伸縮性一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程時(shí)間：19世紀(jì)末1895年人物：歐文頓（）實(shí)驗(yàn)：用500多種物質(zhì)對植物細(xì)胞進(jìn)行上萬次的通透性實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對不同物質(zhì)的通透性是不一樣的：凡可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，比不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)一不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)提出假說：膜是由脂質(zhì)組成的。細(xì)胞膜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？有必要，通過鑒定能更準(zhǔn)確地說明問題3.那為什么一開始不直接對膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定呢？當(dāng)時(shí)的技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)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？從生理功能上入手，通過對現(xiàn)象的推理分析的。實(shí)驗(yàn):采用哺乳動物的紅細(xì)胞,經(jīng)過特殊處理使細(xì)胞發(fā)生溶血現(xiàn)象,一些物質(zhì)溶出,再將溶出細(xì)胞外的物質(zhì)洗掉,即可得到純凈的細(xì)胞膜(又稱血影).化學(xué)分析表明：膜的成分主要是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。時(shí)間：20世紀(jì)初實(shí)驗(yàn)二紅細(xì)胞的細(xì)胞膜磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子，磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。時(shí)間：1925年人物：荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel實(shí)驗(yàn)：用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪成單層分子。發(fā)現(xiàn)展開層后的脂單層面積是紅細(xì)胞的表面積的2倍

提出假說：實(shí)驗(yàn)三細(xì)胞膜中的磷脂是雙層的磷脂分子可以在空氣和水的界面上展開為一層水—空氣界面連續(xù)兩層排列時(shí)間：1959年人物：羅伯特森（）實(shí)驗(yàn)：在電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)。

實(shí)驗(yàn)四“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”

三明治模型

提出假說：生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)把生物膜描述為靜態(tài)的剛性結(jié)構(gòu)，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾.“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三明治結(jié)構(gòu)模型有什么不足？思考？冰凍蝕刻電子顯微法：標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面。蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中。蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對稱的時(shí)間：1970年人物：費(fèi)雷和埃迪登等實(shí)驗(yàn)：將人和鼠的細(xì)胞表面膜蛋白分別用不同的熒光標(biāo)記后，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(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩種熒光抗體均勻分布

提出假說：細(xì)胞膜具有流動性實(shí)驗(yàn)五小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)誘導(dǎo)融合人細(xì)胞鼠細(xì)胞熒光標(biāo)記蛋白質(zhì)40分鐘后370C實(shí)驗(yàn)結(jié)論:細(xì)胞膜具有流動性實(shí)驗(yàn)5.人-鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)(熒光標(biāo)記法)舉例說明細(xì)胞膜具有流動性變形蟲的變形運(yùn)動植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離動物細(xì)胞吸水膨脹和失水皺縮變形蟲的變形運(yùn)動時(shí)間：1972年人物：桑格和

尼克森提出：流動鑲嵌模型

1、細(xì)胞膜主要由流動的磷脂雙分子層和嵌在其中的蛋白質(zhì)組成。還有少量的多糖。

2、磷脂分子以疏水性尾部相對朝向膜的內(nèi)側(cè)，親水性頭部朝向膜的外側(cè)，組成生物膜的基本骨架；3、蛋白質(zhì)或鑲嵌在脂雙層的表面，或嵌插在其內(nèi)部，或橫跨整個(gè)磷脂雙分子層，表現(xiàn)出分布的不對稱性。4、在細(xì)胞膜的外表，有一層由細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與多糖結(jié)合形成的糖蛋白，叫做糖被。有些多糖與磷脂分子結(jié)合形成糖脂糖蛋白的作用：1、有保護(hù)和潤滑作用，2、還與細(xì)胞膜表面的識別有密切關(guān)系（2）膜蛋白的運(yùn)動性5、磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)是可以運(yùn)動的，體現(xiàn)了膜的流動性（1）磷脂分子的運(yùn)動性流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容：1、膜的組成成分：主要是磷脂和蛋白質(zhì)，還有少量的糖類．2、膜的基本支架:磷脂雙分子層.（其中磷脂分子的親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性的尾部朝向內(nèi)側(cè)）3、蛋白質(zhì)分子的位置:蛋白質(zhì)分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面,有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個(gè)磷脂雙分子層。（體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對稱性）

蛋白質(zhì)分子的位置蛋白質(zhì)

4、生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):流動性.(磷脂分子是可以運(yùn)動的，具有流動性;大多數(shù)的蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動的,也體現(xiàn)了流動性。)5、細(xì)胞膜外表，有一層由細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被與細(xì)胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）磷脂分子的運(yùn)動①側(cè)向擴(kuò)散運(yùn)動；②旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；③擺動運(yùn)動④伸縮震蕩運(yùn)動；⑤翻轉(zhuǎn)運(yùn)動；⑥旋轉(zhuǎn)異構(gòu)化運(yùn)動。1.生物膜的流動鑲嵌模型是不是就完美無缺了呢？生物膜的流動鑲嵌模型不可能完美無缺。2.縱觀整個(gè)人們建立生物膜模型的探索過程，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步所起到怎樣的作用？實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到了關(guān)鍵性的推動作用。思考3.分析生物膜模型的建立過程,你受到什么啟示?

（1）、科學(xué)研究是要在實(shí)驗(yàn)和觀察的基礎(chǔ)上,通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?提出假說,再通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證假說。（2）、科學(xué)發(fā)展是一個(gè)長期的過程,涉及到許多科學(xué)家辛勤的工作.（3）、科學(xué)研究依賴于科學(xué)的進(jìn)步,科學(xué)進(jìn)步了,就可以得到更多的數(shù)據(jù).（4）、科學(xué)家的觀點(diǎn)并不全是真理,還必須通過實(shí)踐驗(yàn)證;科學(xué)學(xué)說不是一成不變的,需要不斷完善.......答案:②在建立生物膜模型的過程中，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)是如何得到體現(xiàn)的？①舉例說明在建立生物膜模型的過程中，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起什么樣的作用？你受何啟示？思考與討論19世紀(jì)末，歐文頓的實(shí)驗(yàn)和推論：膜是由

組成的；20世紀(jì)初，科學(xué)家的化學(xué)分析結(jié)果，指出膜主要由＿＿＿＿＿＿＿組成；1959年羅伯特森提出的“三明治”結(jié)構(gòu)模型：所有生物膜都由

三層結(jié)構(gòu)；1970年，熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)，指出細(xì)胞膜具有

；1972年，桑格和

提出了

。脂質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)－脂質(zhì)－蛋白質(zhì)流動性尼克森流動鑲嵌模型小結(jié)對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程小結(jié)：1.生物膜的組成：生物膜是由_________和__________組成的。脂質(zhì)蛋白質(zhì)2.生物膜的流動鑲嵌模型。

生物膜的流動模型認(rèn)為，___________構(gòu)成了膜的基本骨架；構(gòu)成生物膜的磷脂是成___________排列的，具有流動性；大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動的。磷脂雙分子層雙層3.糖被的結(jié)構(gòu)及功能。

糖被是細(xì)胞膜的外表，一層由細(xì)胞膜上的_________和______結(jié)合形成的糖蛋白，其作用是___________、_________等。蛋白質(zhì)糖類細(xì)胞識別免疫反應(yīng)3、思考：流動鑲嵌模型與蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型有何異同？相同點(diǎn)：都認(rèn)為組成細(xì)胞膜的主要物質(zhì)是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。不同點(diǎn)：1、流動鑲嵌模型認(rèn)為蛋白質(zhì)在膜中的分布是不均勻的。而三層結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為蛋白質(zhì)均勻分布在脂雙層的兩側(cè)2、流動鑲嵌模型強(qiáng)調(diào)組成膜的分子是運(yùn)動的，而三層結(jié)構(gòu)認(rèn)為生物膜是靜止結(jié)構(gòu)1．下列哪項(xiàng)敘述不是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？（）

A．細(xì)胞膜是選擇透過性膜

B．細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成

C．細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)具有流動性

D．有些蛋白質(zhì)分子可在膜的內(nèi)外之間移動

2．人體某些白細(xì)胞能進(jìn)行變形運(yùn)動、穿出小血管壁，吞噬侵入人體內(nèi)的病菌，這個(gè)過程的完成依靠細(xì)胞膜的（）。

A．選擇透過性B．保護(hù)作用C．流動性D．自由擴(kuò)散3．一位細(xì)胞學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，細(xì)胞膜的面積增大而厚度變小，其決定因素是細(xì)胞膜的（）。

A．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有流動性B．選擇透過性

C．專一性

D．具有運(yùn)輸物質(zhì)的功能

ACA課堂練習(xí):4．在人和鼠的細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)中，用兩種熒光物分別標(biāo)記兩種抗體，使之分別結(jié)合到鼠和人的細(xì)胞膜表面抗原物質(zhì)上（如下圖）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，細(xì)胞開始融合時(shí)，人、鼠細(xì)胞的表面抗原“涇渭分明”，各自只分布于各自的細(xì)胞表面；但在融合之后，兩種抗原就平均地分布在融合細(xì)胞的表面了。請分析回答下面的問題。（1）細(xì)胞融合的實(shí)驗(yàn)表明了組成細(xì)胞膜的__________分子是可以運(yùn)動的，由此也證明了細(xì)胞膜具有__________的特點(diǎn)。

（2）在細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)中，一種抗體只能與相應(yīng)的抗原結(jié)合，說明了這類物質(zhì)在分子結(jié)構(gòu)上具有__________性。

蛋白質(zhì)

流動性特異性

1.據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過細(xì)胞膜，這是因?yàn)椋ǎ〢細(xì)胞膜具有一定流動性B細(xì)胞膜是選擇透過性C細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架D細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子課堂練習(xí)2.下列哪一種膜結(jié)構(gòu)能通過生物大分子（）A細(xì)胞膜B核膜C線粒體膜C葉綠體膜BC3.一分子CO2從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中擴(kuò)散出來，進(jìn)入一相鄰細(xì)胞葉綠體基質(zhì)內(nèi)，共穿過的生物膜層數(shù)是（）A5B6C7D84.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著密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是（）A糖蛋白B磷脂C脂肪D核酸BA5.變形蟲的任何部位都能伸出偽足，人體某些白細(xì)胞能吞噬病菌，這些生理過程的完成都依賴于細(xì)胞膜的（）A保護(hù)作用B一定的流動性C主動運(yùn)輸D選擇透過性B1、細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型與蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型的最大的不同是A、流動鑲嵌模型認(rèn)為細(xì)胞膜具有一定的流動性課堂反饋D、蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為細(xì)胞膜具有透過性C、流動鑲嵌模型認(rèn)為細(xì)胞膜具有選擇性B、蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為細(xì)胞膜具有一定的流動性2、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，這一生理過程的完成依賴于細(xì)胞膜的

A、保護(hù)作用B、一定的流動性C、全透性D、信息交流3、下列物質(zhì)中最容易通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞的是A、葡萄糖B、蛋白質(zhì)C、甘油D、無機(jī)鹽離子概念圖生物膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)功能特點(diǎn)結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)探究歷程決定③④②流動性選擇透過性磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子①課后練習(xí)一、填空題：

1．生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程（1）19世紀(jì)末，歐文頓根據(jù)脂溶性物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜，提出膜是由__________組成的。（2）20世紀(jì)初，化學(xué)分析表明，膜的主要成分是_____________________。（3）1925年，荷蘭科學(xué)家得出細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的__________。（4）20世紀(jì)40年代，科學(xué)家推測脂質(zhì)兩邊各覆蓋著__________（5）1959年，羅伯特森認(rèn)為生物膜是由__________________________三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。（6）1970年，科學(xué)家所做的熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合試驗(yàn)的試驗(yàn)現(xiàn)象證明細(xì)胞膜具有___________。（7）1972年，桑格和尼克森提出的生物膜的________________模型為大多數(shù)人所接受．2．生物膜的流動鑲嵌模型的主要內(nèi)容（1）成分：主要是__________分子和__________（2）結(jié)構(gòu)：細(xì)胞膜的基本支架是_____________________，這個(gè)支架具有____________，大多數(shù)蛋白質(zhì)是可以____________（3）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定的___________性3、細(xì)胞膜外表面：糖類與蛋白質(zhì)結(jié)合形成的__________，具有__________作用