2019-2020學(xué)年高中生物 第4章 第2節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型學(xué)案 新人教版必修1

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1、 第2節(jié)　生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型 [學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.了解科學(xué)家建立生物膜模型的過(guò)程。2.簡(jiǎn)述生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。3.簡(jiǎn)述生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。 知識(shí)點(diǎn)一　對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 知識(shí)梳理 對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 　1.磷脂分子含有哪些元素？結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？ 提示：C、H、O、N、P。磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸等所組成的分子，磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。 2．為什么磷脂在空氣—水界面上鋪展成單分子層？ 提示：磷脂分子的親水“頭”部易與水結(jié)合在一起，而疏水“尾”部由2條長(zhǎng)脂肪酸鏈組成，性質(zhì)像油，不能與水結(jié)合，暴露在空氣一側(cè)。 3．人—鼠細(xì)胞

2、融合的實(shí)驗(yàn)是用綠色和紅色熒光染料分別標(biāo)記兩種細(xì)胞的蛋白質(zhì)，并將兩細(xì)胞融合，發(fā)現(xiàn)熒光均勻分布，該現(xiàn)象出現(xiàn)的原因是什么？ 提示：細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)大多數(shù)是可以運(yùn)動(dòng)的。 　 　　　　　　　　　　　　典題分析　　　　　　 題型一　對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程的分析 [例1]　下列說(shuō)法與生物膜發(fā)現(xiàn)史不一致的是(　　) A．歐文頓在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出：膜是由脂質(zhì)組成的 B．荷蘭科學(xué)家用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣—水界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積為紅細(xì)胞表面積的2倍。他們由此推出：細(xì)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(xì)胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)，提出所有的

3、生物膜都是由磷脂—蛋白質(zhì)—磷脂三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的 D．科學(xué)家將不同熒光染料標(biāo)記的人細(xì)胞和小鼠細(xì)胞進(jìn)行融合，證明了細(xì)胞膜的流動(dòng)性 解題分析　歐文頓經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性不同：凡是可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，根據(jù)相似相溶原理，提出膜是由脂質(zhì)組成的，A正確；荷蘭科學(xué)家依據(jù)從人的紅細(xì)胞中提取的脂質(zhì)鋪成單分子層后，單分子層的面積是紅細(xì)胞表面積的2倍，得出細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層，B正確；羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)，提出生物膜是由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，C錯(cuò)誤；科學(xué)家用不同熒光染料標(biāo)記人、小鼠細(xì)胞表面的蛋

4、白質(zhì)分子，兩種細(xì)胞融合一段時(shí)間后，兩種顏色的熒光均勻分布，證明了細(xì)胞膜具有流動(dòng)性，D正確。 答案　C [例2]　下列關(guān)于生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程的說(shuō)法，不正確的是(　　) A．最初通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的推理分析得出細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的 B．三層結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為生物膜為靜態(tài)的結(jié)構(gòu) C．流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)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(yùn)動(dòng) D．三層結(jié)構(gòu)模型和流動(dòng)鑲嵌模型都認(rèn)為蛋白質(zhì)分子在膜中的分布是不均勻的 解題分析　脂溶性物質(zhì)更易通過(guò)細(xì)胞膜，說(shuō)明細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的，A正確；羅伯特森認(rèn)為生物膜是由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，而且是靜態(tài)的結(jié)構(gòu)，B正確；流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為構(gòu)成生物膜的磷脂

5、分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明生物膜具有一定的流動(dòng)性，C正確；三層結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為蛋白質(zhì)分子在膜中的分布是均勻的、固定的，而流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為蛋白質(zhì)分子在膜中的分布是不均勻的，D錯(cuò)誤。 答案　D 知識(shí)點(diǎn)二　流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容 知識(shí)梳理 1.生物膜的化學(xué)組成：生物膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。 2．流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容 3．生物膜的結(jié)構(gòu)特性——具有一定的流動(dòng)性 (1)原因：構(gòu)成生物膜的磷脂分子具有流動(dòng)性，大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。 (2)表現(xiàn)：變形蟲(chóng)的變形運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞融合、分泌蛋白的傳遞與分泌等。 (3)生理意義：保證了細(xì)胞正常生命活動(dòng)的進(jìn)行。 4．生物膜的功

6、能特性——選擇透過(guò)性 (1)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：膜上具有載體蛋白。 (2)生理意義：控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。 　1.仔細(xì)觀察桑格和尼克森建構(gòu)的流動(dòng)鑲嵌模型，它是對(duì)稱模型嗎？ 提示：不對(duì)稱。因?yàn)闃?gòu)成細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子的分布是不均勻的。 2．你能快速判斷出哪個(gè)是細(xì)胞膜的內(nèi)側(cè)和外側(cè)嗎？ 提示：根據(jù)糖蛋白的分布情況判斷，有糖蛋白存在的一側(cè)為細(xì)胞膜外側(cè)。 　 　　　　　　　　　　　　　典題分析　　　　　 題型二　對(duì)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型基本內(nèi)容的考查 [例3]　如圖表示細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，請(qǐng)據(jù)圖回答： (1)圖中[③]________的基本組成單位是________。構(gòu)成細(xì)胞膜基本支架的結(jié)構(gòu)

7、是[　]______________。 (2)與細(xì)胞膜的識(shí)別功能有關(guān)的結(jié)構(gòu)是[　]________。 (3)吞噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌的過(guò)程體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有________性。這是因?yàn)開(kāi)_______________________________________________________________________________。 (4)不同的細(xì)胞，其細(xì)胞膜的生理功能不同，主要取決于細(xì)胞膜上的________。(填寫標(biāo)號(hào)) (5)細(xì)胞膜的外側(cè)是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)側(cè)，判斷的依據(jù)是____________________________________________

8、______________________________________。 (6)細(xì)胞膜的這種結(jié)構(gòu)模型被稱為_(kāi)____________________________________ ___________________________________。 解題分析　細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖顯示，細(xì)胞膜的基本支架是磷脂雙分子層(圖中②所示)，蛋白質(zhì)分子覆蓋、鑲嵌或貫穿于磷脂雙分子層中。糖鏈和蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白，與細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞間信息交流有關(guān)。Ⅰ側(cè)具有糖鏈，可以判斷Ⅰ側(cè)為細(xì)胞膜外側(cè)。 答案　(1)蛋白質(zhì)　氨基酸?、凇×字p分子層　(2)①　糖蛋白(糖被)　(3)流動(dòng)　組成細(xì)胞膜的磷脂

9、分子具有流動(dòng)性，大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的　(4)③　(5)Ⅰ?、駛?cè)有多糖與蛋白質(zhì)結(jié)合形成的糖蛋白，糖蛋白位于細(xì)胞膜外側(cè)　(6)流動(dòng)鑲嵌模型 知識(shí)拓展 細(xì)胞膜的成分、結(jié)構(gòu)、功能間關(guān)系 題型三　生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能特點(diǎn)的辨析 [例4]　下列不能體現(xiàn)細(xì)胞膜流動(dòng)性的是(　　) A．萎蔫的植物細(xì)胞出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象 B．細(xì)胞膜上糖蛋白的識(shí)別過(guò)程 C．漿細(xì)胞分泌抗體 D．白細(xì)胞的吞噬作用 解題分析　萎蔫的植物細(xì)胞出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象的過(guò)程中，原生質(zhì)層收縮，體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性，A不符合題意；細(xì)胞膜上糖蛋白的識(shí)別過(guò)程不能體現(xiàn)細(xì)胞膜的流動(dòng)性，B符合題意；漿細(xì)胞分泌抗體的過(guò)程存在膜的變化

10、，體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性，C不符合題意；白細(xì)胞的吞噬作用依賴于細(xì)胞膜的流動(dòng)性，D不符合題意。 答案　B 知識(shí)拓展 正確區(qū)分生物膜的流動(dòng)性和選擇透過(guò)性 (1)流動(dòng)性是生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇透過(guò)性是生物膜的功能特性。 (2)流動(dòng)性是選擇透過(guò)性的基礎(chǔ)，只有膜具有流動(dòng)性，才能表現(xiàn)出選擇透過(guò)性。 (3)選擇透過(guò)性指的是生物膜對(duì)進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)具有一定的選擇性，主要表現(xiàn)為：水分子可以自由通過(guò)，細(xì)胞要選擇吸收的離子和小分子也可以通過(guò)，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過(guò)。細(xì)胞膜、細(xì)胞內(nèi)的其他膜結(jié)構(gòu)——葉綠體膜、線粒體膜、液泡膜都具有這一特性。 當(dāng)堂檢測(cè)——查漏補(bǔ)缺　鞏固提升 1．將細(xì)胞膜的

11、磷脂提取后放入盛有水的容器中，經(jīng)過(guò)充分的攪拌后，下列能正確反映其分布的是(　　) 答案　A 解析　磷脂分子由親水性“頭”部和疏水性“尾”部組成，若將細(xì)胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，經(jīng)過(guò)充分的攪拌后，親水性“頭”部可與水接觸，而疏水性“尾”部則在空氣中。 2．1970年科學(xué)家將人和鼠的細(xì)胞膜用不同熒光染料標(biāo)記后，讓兩種細(xì)胞融合，雜種細(xì)胞一半發(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)兩種熒光均勻分布。該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C明(　　) A．細(xì)胞膜含有蛋白質(zhì)和脂質(zhì) B．細(xì)胞膜具有流動(dòng)性 C．細(xì)胞膜含有磷脂雙分子層 D．細(xì)胞膜容易染色而發(fā)光 答案　B 解析　細(xì)胞膜的融合依賴于細(xì)胞

12、膜的流動(dòng)性，B正確。 3．下面是神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模式圖，其中正確的是(　　) 答案　A 解析　細(xì)胞膜以磷脂雙分子層為基本支架，排列時(shí)具有親水性的“頭”部排列在外側(cè)，具有疏水性的“尾”部排列在內(nèi)側(cè)，蛋白質(zhì)分子可鑲在或嵌入或貫穿于磷脂雙分子層中。 4．如圖是桑格和尼克森在1972年提出的生物膜結(jié)構(gòu)的流動(dòng)鑲嵌模型，下列敘述不正確的是(　　) A．圖中a與細(xì)胞識(shí)別有關(guān) B．圖中c分子具有親水的“頭”部和疏水的“尾”部 C．圖中d的分布狀態(tài)有兩種：鑲在表面或貫穿于整個(gè)磷脂雙分子層 D．b構(gòu)成膜的基本支架 答案　C 解析　圖中a為糖蛋白，與細(xì)胞的識(shí)別有關(guān)，A正確；b為磷脂雙

13、分子層，是構(gòu)成生物膜的基本支架，D正確；c是磷脂分子，有親水的“頭”部和疏水的“尾”部，B正確；d為蛋白質(zhì)，在膜上呈不對(duì)稱分布，有的鑲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，有的貫穿于整個(gè)磷脂雙分子層，C錯(cuò)誤。 5．如圖表示細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，據(jù)此回答問(wèn)題(在[　　]中填序號(hào))： (1)細(xì)胞膜的這種結(jié)構(gòu)模型被稱為_(kāi)_______________。細(xì)胞膜的基本支架是[　　]。 (2)膽固醇、維生素D等物質(zhì)能優(yōu)先通過(guò)細(xì)胞膜，這是由于細(xì)胞膜上具有________(填成分)。 (3)由圖可知，該結(jié)構(gòu)的________(填“上方”或“下方”)是細(xì)胞膜的外側(cè)。 (4)精子和卵細(xì)胞能夠

14、通過(guò)該結(jié)構(gòu)相互識(shí)別并結(jié)合，說(shuō)明細(xì)胞膜具有____________________功能。與此相關(guān)的物質(zhì)是[　　]。 (5)細(xì)胞膜在控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞時(shí)具有__________________(填特性)。 答案　(1)流動(dòng)鑲嵌模型?、邸?2)脂質(zhì)(磷脂)　(3)上方　(4)細(xì)胞間的信息交流(細(xì)胞識(shí)別)?、佟?5)選擇透過(guò)性 解析　由圖示可知：①是糖蛋白，②是蛋白質(zhì)，③是磷脂雙分子層。 (1)細(xì)胞膜的這種結(jié)構(gòu)模型被稱為流動(dòng)鑲嵌模型。細(xì)胞膜的基本支架是③磷脂雙分子層。 (2)膽固醇、維生素D等物質(zhì)能優(yōu)先通過(guò)細(xì)胞膜，這是由于細(xì)胞膜上具有脂質(zhì)(磷脂)成分。 (3)由圖可知，該結(jié)構(gòu)的上方是細(xì)胞膜的外側(cè)，因?yàn)樘堑鞍孜挥诩?xì)胞膜的外側(cè)。 (4)精子和卵細(xì)胞能夠通過(guò)該結(jié)構(gòu)相互識(shí)別并結(jié)合，說(shuō)明細(xì)胞膜具有細(xì)胞間的信息交流(細(xì)胞識(shí)別)功能。與此相關(guān)的物質(zhì)是①糖蛋白。 (5)細(xì)胞膜在控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞時(shí)具有選擇透過(guò)性。 - 8 -