2020版高中生物 第四章 细胞的物质输入和输出 第2节 生物膜的流动镶嵌模型学案 新人教版必修1 7页

第2节　生物膜的流动镶嵌模型 ‎1．了解生物膜结构的探究历程和方法。‎ ‎2．简述生物膜的流动镶嵌模型的内容。(重点)‎ ‎3．生物膜结构与功能相适应的应用分析。(难点)‎ 对 生 物 膜 结 构 的 探 索 历 程 探索历程 探索内容 推论或假说 ‎19世纪末欧文顿 对植物细胞进行通透性实验，发现溶于脂质的物质更容易通过细胞膜 膜是由脂质组成的 ‎20世纪初 对哺乳动物红细胞的细胞膜进行化学分析 膜的主要成分是脂质和蛋白质 ‎1925年荷兰科学家 从红细胞中提取的脂质铺成单分子层，其面积是红细胞表面积的两倍 膜中的脂质分子必然排列为连续的两层 ‎1959年罗伯特森 电子显微镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构 所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，是静态的统一结构 ‎1970年 发绿色荧光的染料标记的小鼠细胞和发红色荧光的染料标记的人细胞融合实验 细胞膜具有流动性 ‎1972年桑格和尼克森 新的观察和实验证据 提出为大多数人所接受的流动镶嵌模型 ‎[合作探讨]‎ 探讨1：仔细观察教材P66[思考与讨论]中磷脂分子图示，思考并讨论下列问题：‎ ‎(1)磷脂分子含有哪些元素？‎ 提示：C、H、O、N、P。‎ ‎(2)磷脂分子具有怎样的结构特点？‎ 提示：磷脂分子是由磷酸组成的亲水的“头”部和甘油、脂肪酸组成的疏水的“尾”部所构成。‎ 7‎ ‎(3)结合磷脂分子的结构特点，试以示意图的形式画出多个磷脂分子在水—空气界面的排布状态和在细胞膜上的排布状态，并分析其原因。‎ 提示：‎ 分析：①水—空气界面：因为磷脂分子的“头部”亲水，“尾部”疏水，所以在水—空气界面上磷脂分子“头部”向下与水面接触，“尾部”则朝向空气一面。‎ ‎②细胞膜上：因细胞膜内外均为水环境，依据磷脂分子“头部”亲水，“尾部”疏水的特点，故呈现如上图所示状态。‎ 探讨2：结合教材P67图4－5，思考讨论下列问题：‎ ‎(1)人、鼠细胞膜蛋白最终均匀分布说明什么问题？‎ 提示：膜蛋白是运动的，即膜具有一定流动性。‎ ‎(2)若适当降低温度，膜蛋白最终均匀分布的时间会延长，由此说明什么？‎ 提示：温度能影响膜的流动性。‎ 探讨3：结合你所学习的知识，思考哪些实例还能说明膜具有流动性？‎ 提示：变形虫的运动、分泌蛋白由转运小泡的转运和分泌小泡的分泌、质壁分离过程中原生质层的收缩。‎ 探讨4：若把表面积相同的线粒体、高尔基体、液泡的膜结构中的磷脂分子提取出来，将其在空气——水面上铺成单分子层，测得水面上磷脂单分子层的表面积最大的应是哪个细胞器？‎ 提示：线粒体。‎ ‎[思维升华]‎ ‎1．构成生物膜的磷脂分子分析 ‎(1)结构：由磷酸、甘油和脂肪酸构成，其中磷酸作为亲水性的“头部”、脂肪酸作为疏水性的“尾部”。‎ ‎(2)排列方式：“尾部”相对、“头部”朝外构成磷脂双分子层(如图)，作为生物膜的支架。磷脂分子的这种排列方式符合生物膜两侧均为水环境的事实。‎ ‎2．人鼠细胞融合实验分析 7‎ ‎(3)结论：细胞膜上的蛋白质是运动的，膜具有一定的流动性 ‎3．温度、膜流动性与细胞生命活动的关系 ‎(1)温度高时，膜流动性大，有利于生命活动的进行，但温度过高，膜的流动性过大，甚至破坏了膜的结构，反而不利于生命活动的正常进行。‎ ‎(2)温度低时，膜的流动性下降，膜的运输功能下降或完全丧失。‎ ‎1．科学家在实验中发现，脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解，这些事实说明了组成细胞膜的物质中有(　　)‎ A．糖类和脂质　　　　 B．糖类和蛋白质 C．蛋白质和脂质 D．蛋白质和核酸 ‎【解析】　根据“相似相溶”原理以及酶具有专一性的特性，可以得知细胞膜中含有脂质和蛋白质。‎ ‎【答案】　C ‎2．下列关于生物膜结构探索历程的说法中，不正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：19040160】‎ A．最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的 B．三层结构模型认为生物膜为静态的结构 C．流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的 D．三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中的分布是不均匀的 ‎【解析】　三层结构模型认为生物膜结构由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，认为蛋白质是均匀的、固定的。‎ ‎【答案】　D 生 物 膜 的 流 动 镶 嵌 模 型 7‎ ‎1．生物膜的结构组成 ‎①磷脂双分子层，②蛋白质分子，③糖蛋白。‎ ‎2．图中②的分布形式 ‎(1)有的镶在[①]磷脂双分子层的表面。‎ ‎(2)有的部分或全部嵌入①中。‎ ‎(3)有的贯穿于整个①中。‎ ‎3．有关生物膜的结构或功能特点 ‎(1)基本支架：[①]磷脂双分子层。‎ ‎(2)结构特点：一定的流动性。‎ ‎(3)功能特性：选择透过性。此特性与图中的①②有关。(填数字代号)‎ ‎(4)③分布于细胞膜的外表面，具有保护、润滑和识别作用。‎ ‎[合作探讨]‎ 探讨1：根据桑格和尼克森构建的流动镶嵌模型，思考它是对称模型吗？为什么？如何判断细胞膜的外侧和内侧？‎ 提示：不对称。因为构成生物膜的蛋白质分子的分布不均匀。根据糖蛋白的分布情况，有糖蛋白的一侧为膜的外侧，无则为膜内侧。‎ 探讨2：实验表明，将两种不同的海绵动物的细胞分散成单个的细胞，然后将这些细胞掺在一起混合培养，发现只有同种的细胞才能结合，在这里起识别作用的是细胞膜上的何种物质？‎ 提示：糖蛋白。‎ 探讨3：细胞膜的流动性和选择透过性有什么关系？‎ 提示：流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性。‎ ‎[思维升华]‎ ‎1．生物膜的流动镶嵌模型 7‎ ‎(1)细胞膜中的脂质除磷脂外，还有一些糖脂和胆固醇。‎ ‎(2)糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的外表面。‎ ‎(3)脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的，而是呈不对称性分布。‎ ‎2．生物膜的结构特点——具有一定的流动性 ‎(1)结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的。‎ ‎(2)实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞噬作用等。‎ ‎(3)膜的流动性受温度影响，在一定温度范围内，随温度升高，膜的流动性加快。‎ ‎3．细胞膜的运动性、结构和流动性和功能的选择透过性相互关系 ‎1．下列最能正确表示细胞膜的结构的是(　　)‎ A　　　　　B　　　　　C　　　　　D ‎【解析】　细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，头部是亲水的，朝向细胞内外。蛋白质覆盖、镶嵌或贯穿其中，细胞膜外侧有识别作用的糖蛋白。A、B图磷脂分子头部排列错，无糖蛋白，故A、B错。D图细胞膜内外都有糖蛋白，故D错。‎ ‎【答案】　C ‎2．下列不符合生物膜的流动镶嵌模型的说法是(　　)‎ ‎【导学号：19040162】‎ A．磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性 B．每个磷脂分子的疏水端都向内 7‎ C．嵌入磷脂双分子层的蛋白质分子大多能运动 D．生物膜中的磷脂分子和蛋白质分子之间没有联系，所以才具有流动性 ‎【解析】　生物膜中的磷脂分子和蛋白质分子大都能运动，这使整个生物膜具有流动性。生物膜是一个整体，它上面的各种分子相互作用、密切联系才维持了生物膜的整体性。‎ ‎【答案】　D ‎1．以下关于细胞膜结构的叙述中不正确的是(　　)‎ A．膜两侧物质分子的排列是不对称的 B．组成膜的物质分子的运动使膜具有一定的流动性 C．磷脂具有保护、润滑、识别和信息传递的作用 D．磷脂排列成双分子层 ‎【解析】　细胞膜上的糖蛋白具有保护、润滑、识别和信息传递的作用，磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架。‎ ‎【答案】　C ‎2．下图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图，有关叙述错误的是(　　) ‎ ‎【导学号：19040161】‎ A．a指磷脂分子的尾部，具有疏水性 B．c指磷脂分子的头部，具有亲水性 C．糖蛋白在细胞膜的内外侧均有分布 D．细胞膜的选择透过性与b的种类和数量有关 ‎【解析】　磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸组成的，其“头”部(c)是亲水端，“尾”部(a)是疏水端。细胞膜为细胞的边界，在细胞膜的外侧分布着具有识别作用的糖蛋白，而在细胞膜的内侧没有糖蛋白分布。细胞膜具有选择透过性，这与细胞膜上b的种类和数量有关。‎ ‎【答案】　C ‎3．关于细胞膜流动性的叙述正确的是(　　)‎ A．因为磷脂分子有头和尾，磷脂分子利用尾部摆动在细胞膜上运动，使细胞膜具有流动性 B．因为蛋白质分子无尾，不能运动，所以它与细胞膜的流动性无关 C．细胞膜的流动性是指蛋白质载体的翻转运动，与磷脂分子无关 D．细胞膜流动性与磷脂分子和蛋白质分子都有关 7‎ ‎【解析】　磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，这个支架不是静止的，具有流动性。构成细胞膜的蛋白质分子大多数也是可以运动的。‎ ‎【答案】　D ‎4．如图表示细胞膜的亚显微结构模式图，请据图回答：‎ ‎ 【导学号：19040163】‎ ‎(1)图中[B]________的基本组成单位是________。构成细胞膜基本支架的结构是[　　]________。‎ ‎(2)与细胞膜的识别功能有关的结构是[　　]________。‎ ‎(3)吞噬细胞吞噬细菌的过程体现了细胞膜具有________性。这是因为_______________________________________________________________。‎ ‎(4)不同细胞细胞膜的生理功能不同，主要取决于细胞膜上的什么结构？________(填写标号)。‎ ‎(5)细胞膜的外侧是________(选填“M”或“N”)侧，判断的依据是____________________________________________________________。‎ ‎(6)细胞膜的这种结构模型被称为________。‎ ‎【答案】　(1)蛋白质　氨基酸　D　磷脂双分子层　(2)E　糖蛋白　(3)流动　组成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都不是静止不动的，而是可以运动的 ‎(4)B　(5)M　M侧有多糖与蛋白质结合形成的糖蛋白，糖蛋白位于细胞膜外侧　(6)流动镶嵌模型 课堂小结：‎ 网络构建 核心回扣 ‎1.脂溶性物质优先通过细胞膜，说明细胞膜中含有脂质。‎ ‎2.磷脂双分子层是构成生物膜的基本支架。‎ ‎3.构成生物膜的磷脂和蛋白质分子大多数是可以运动的。‎ ‎4.糖蛋白只分布于细胞膜的外表面，与细胞识别作用有关。‎ ‎5.细胞膜的结构特性是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性。‎ 7‎