1、第2节生物膜的流动镶嵌模型学习导航1.阅读教材内容，体会科学家建立生物膜模型的过程。2.结合教材图46，概述生物膜流动镶嵌模型的基本内容。重难点击生物膜流动镶嵌模型的基本内容。课堂导入方式一：是谁，隔开了原始海洋的动荡，是谁，为我日夜守边防，是谁，为我传信报安康。没有你，我一个小小的细胞会是何等模样？同学们，诗中的“你”是指什么呢？这幅图代表什么呢？方式二：将大量的人体的卵细胞和精子混合在一起，会发现只有卵细胞和精子能结合，卵细胞之间、精子之间却不会发生结合现象。植物的花粉四处飞扬，却只有落在同种植物的柱头上才会萌发，落到其他植物的柱头上不会萌发。经研究发现，以上事实是由于细胞之间存在着识别作
2、用，这与细胞膜有关。一、对生物膜结构的探索历程时间科学家或实验结论19世纪末欧文顿膜是由脂质组成的20世纪初膜的分离实验膜的主要成分是脂质和蛋白质1925年脂质的提取实验细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层1959年罗伯特森所有的生物膜都由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成1970年荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验细胞膜具有流动性1972年桑格和尼克森提出生物膜的流动镶嵌模型合作探究1磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，磷酸“头部”是亲水的，脂肪酸“尾部”是疏水的，如图所示。请思考以下两个问题：(1)将磷脂放入盛有水的容器中，下列能正确反应其分布的是哪一项？答案A (2)细胞膜中的磷脂是连续
3、的两层，试分析细胞膜中的两层磷脂分子最可能的排列方式是哪一种？答案A2下图是人鼠细胞融合的实验，请分析：(1)人鼠细胞的两种荧光最终均匀分布的原因是什么？答案细胞膜上的蛋白质是可以运动的。(2)在人鼠细胞融合的实验中，将温度维持在0 ，与37 相比，实验现象有什么变化？答案两种荧光不能均匀分布，或者需要更长的时间才能分布均匀，因为温度降低影响了蛋白质运动的速度。1下列说法正确的是()A欧文顿通过化学分析的方法提出了“膜是由脂质组成的”B生物膜的“蛋白质脂质蛋白质”静态结构模型不能解释溶于脂质的物质能够优先通过细胞膜C流动镶嵌模型是由桑格和罗伯特森共同提出的D在建立生物膜模型过程中，实验技术的进
4、步起了关键性的推动作用答案D解析欧文顿通过实验提出了“膜是由脂质组成的”，20世纪初才经化学分析表明膜的主要成分是脂质和蛋白质；静态结构模型不能解释细胞的生长、变形虫的变形运动等；流动镶嵌模型是由桑格和尼克森提出的。一题多变判断下列说法的正误：(1)一种模型最终能否被普遍接受，取决于它能否与以后的现象和实验结果相吻合，能否很好地解释相关现象()(2)随实验技术的不断创新和改进，对膜研究更加细致入微，有利于更完善地解释细胞膜的功能()(3)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()答案(1)(2)(3)2人的成熟红细胞没有细胞核和众多的细胞器，在溶血后，只剩下一层细胞膜
5、外壳，称血影。如果将血影中的脂类抽提出来，在水面上铺展开，并用板条将其推挤到一块，则测得的脂类面积约是红细胞表面积的()A.倍 B1倍 C2倍 D4倍答案C解析细胞膜中的磷脂排列成双层，铺开后变为单层，其面积约为细胞表面积的2倍。二、流动镶嵌模型的基本内容1生物膜的化学组成生物膜主要由磷脂和蛋白质组成。2流动镶嵌模型(1)磷脂双分子层构成了膜的基本支架。磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性。(2)蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层，大多数蛋白质分子也是可以运动的。(3)在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，
6、叫做糖被。它与细胞表面的识别有密切关系。另外，消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用。合作探究1下图是细胞膜的亚显微结构示意图，请分析：(1)图中的4是哪种成分？为什么在细胞膜中是两层的？答案4是磷脂分子。因为细胞膜两侧都是水溶液，磷脂分子头部亲水，尾部疏水，只有形成双分子层结构，才能稳定。(2)2、5、6在4上的存在方式有什么不同？答案2、5、6分别镶在、贯穿、嵌入磷脂双分子层中。(3)A、B中哪面是细胞膜的外侧，判断的依据是什么？答案A是细胞膜的外侧，因为具有糖蛋白(糖被)。2试举几个能够体现细胞膜具有一定流动性的实例？答案细胞融合、变形虫变形运动、白细胞吞噬病菌等。3下列选项
7、中不符合生物膜的流动镶嵌模型观点的是()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C嵌入磷脂双分子层的蛋白质大多能运动D膜中的磷脂和蛋白质之间没有联系，所以才具有流动性答案D解析膜中的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的。但生物膜是一个整体，组成它的各种分子相互作用，密切联系才维持了生物膜的整体性。一题多变如图是细胞膜的亚显微结构模式图，据图判断对错。(1)的组成单位是氨基酸()(2)和全部都能运动()(3)构成了细胞膜的基本支架()(4)物质进出细胞只与有关，与无关()(5)细胞膜为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境()(6)细胞膜的另一侧也应具有结构()(7)
8、与细胞识别和血型决定有关()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)解析图中为多糖与蛋白质结合而成的糖蛋白，与细胞识别有关，参与细胞间的信息传递。代表细胞膜中的蛋白质分子，它们可镶嵌在膜的表层或嵌入、贯穿于磷脂双分子层中，大多是可以运动的。是磷脂双分子层，是构成细胞膜的基本支架，脂溶性物质容易进入细胞与细胞膜的脂质成分磷脂分子密切相关。细胞膜使每个细胞与周围环境分隔开，维持着相对稳定的内部环境，保证了细胞内各项生命活动的顺利进行。1下列说法中，与生物膜发现史不一致的是()A欧文顿在实验基础上提出，膜是由脂质组成的B荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气水界面上铺展成单分子层，测得
9、单分子层面积为红细胞表面积的2倍。他们由此得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层C罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗亮暗的三层结构，提出所有的生物膜都是由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成的D科学家将不同荧光染料标记的人细胞和鼠细胞的磷脂分子进行融合，证明了细胞膜的流动性答案D解析科学家通过荧光标记膜蛋白证明了细胞膜的流动性。2关于动物细胞膜的叙述，错误的是()A细胞膜含有糖脂和糖蛋白B细胞融合与细胞膜的流动性有关C细胞膜内外两侧的蛋白质均匀分布且种类相同D细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的答案C解析细胞膜内外两侧的蛋白质分布不均匀且种类不同。3将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来，并将其在
10、空气水界面上铺成单分子层，结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。用下列细胞实验与此结果最相符的是()A人的肝细胞B蛙的红细胞C洋葱鳞片叶表皮细胞D大肠杆菌细胞答案D解析大肠杆菌中只有细胞膜，没有其他膜结构，磷脂在细胞膜中呈双层排列，因此形成单层膜时表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。而人的肝细胞、蛙的红细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞除细胞膜外还有核膜、各种细胞器膜。4植物的花粉四处飞扬，却只有落在同种植物的柱头上才会萌发，落到其他植物的柱头上不会萌发。经研究发现，以上事实是由于细胞之间存在着识别作用，这种识别作用与细胞膜的哪种成分有关()A糖蛋白 B磷脂C糖脂 D胆固醇答案A解析糖蛋
11、白与细胞膜的识别作用相关。5一种嗅觉受体细胞只拥有一种类型的气味受体。气味受体有多少，就有多少类型的嗅觉受体细胞。每一种受体能探测到有限数量的气味物质。当气味物质分子流动到我们的鼻端黏膜处的嗅觉受体细胞处时，气味物质分子可以黏附在细胞膜上的特殊气味受体上；人体基因的3%被用来编码嗅觉受体细胞膜上的不同气味受体。如图为嗅觉受体细胞膜模式图(局部)，请据图回答下列问题： (1)A代表_分子，C代表_。(2)气味物质分子首先要与图中_结合，才有产生嗅觉的可能。(3)某些有机溶剂如苯酚，可溶解B造成膜的损伤，使嗅觉分辨能力下降，B的完整化学名称是_。答案(1)蛋白质多糖(2)A气味受体(3)磷脂双分子
12、层解析细胞膜结构的基本支架是磷脂双分子层。A表示蛋白质，B表示磷脂双分子层，C表示多糖。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。基础过关1借助电子显微镜观察细胞膜，可以看到两条暗带中间夹着一条明带，那么关于这两条暗带和一条明带的化学成分的说法最准确的是()A两条暗带的成分是蛋白质，明带的成分是磷脂B明带的成分是蛋白质，两条暗带的成分是磷脂C两条暗带的主要成分是蛋白质，明带的主要成分是磷脂D明带的主要成分是蛋白质，两条暗带的主要成分是磷脂答案C解析在电镜下看到细胞膜由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成，看上去是暗明暗。2罗伯特森的关于生物膜模型的构建：所有的生物膜都由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成，电镜下看
13、到的中间亮层是脂质分子，两边暗层是蛋白质分子。这一观点的局限性最主要在于()A不能解释生物膜的化学组成B不能解释生物膜成分的相似性C不能解释脂质类物质较容易跨膜运输D不能解释变形虫的变形运动答案D解析罗伯特森构建的模型是静态刚性的，而变形虫的变形体现了膜是动态的。3用丙酮从口腔上皮细胞中提取脂质，在空气水界面上铺成单分子层，测得单分子层面积为S1，设细胞膜表面积为S2，则S1与S2关系最恰当的是()AS12S2 BS12S2CS12S2 DS2S12S2答案B解析磷脂双分子层构成生物膜的基本支架，因此细胞膜铺成单分子层后是表面积的2倍。口腔上皮细胞还有具膜的细胞器和细胞核，因此口腔上皮细胞生物
14、膜铺成单分子层后大于细胞膜表面积S2的2倍。4动物细胞表面有一种物质，就好比是细胞与细胞之间或者细胞与其他大分子之间互相联络用的文字或语言，这种物质是()A磷脂 B糖脂C糖蛋白 D蛋白质答案C解析糖蛋白具有细胞识别作用。5人体白细胞能进行变形运动，穿出毛细血管壁，吞噬侵入人体的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的()A选择透过性 B保护作用C流动性 D扩散答案C解析变形运动是由结构特性决定的，结构特性主要指流动性。6人、鼠细胞融合实验，是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体。如图是相关实验记录，据此不能得到的结论是()A当温度增加到1
15、5 以上，细胞膜的流动性发生变化B该实验证明膜蛋白能够在膜表面运动C温度对膜蛋白的扩散有影响D图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多答案D解析由图示可知，在低温时形成嵌合体的比例较小，温度适宜时比例较高；15 以上时细胞膜的流动性明显发生变化；从图中无法得出融合比例与时间的具体关系。7磷脂是组成细胞膜的重要成分，这与磷脂分子的头部亲水、尾部疏水的性质有关。某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮油，每个小油滴都由磷脂膜包被着，该膜最可能的结构是()A由单层磷脂分子构成，磷脂的尾部向着油滴内B由单层磷脂分子构成，磷脂的头部向着油滴内C由两层磷脂分子构成，结构与细胞膜完全相同D由两层磷脂分子构
16、成，两层磷脂的头部相对答案A解析磷脂分子头部亲水，尾部疏水，且油滴内部贮油，所以磷脂的尾部向着油滴内，头部向着油滴外，由单层磷脂分子构成。8细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白，叫做糖被。它在细胞的生命活动中具有重要的功能。下列各种生理功能的完成，与其有密切关系的是()胃黏膜上皮细胞的保护作用呼吸道上皮细胞的润滑作用红细胞膜上的血型决定卵细胞膜表面对同物种精子的识别人体免疫细胞识别外来侵入物对O2的运输使细胞与周围环境分开A BC D答案B9如图是真核细胞膜的亚显微结构模式图，表示物质。下列有关说法错误的是()A在细胞膜上大多不是静止的B细胞识别与有关C在细胞膜上的分布
17、是不均匀的D的单分子层面积等于该细胞所有膜面积的两倍答案D解析该图是细胞膜的结构模式图，的单分子层面积等于该细胞的细胞膜面积的两倍，但细胞中除细胞膜外，还有核膜、线粒体膜、内质网膜等。10下列有关膜的叙述，错误的是()A细胞膜主要由蛋白质分子和磷脂分子组成B核膜和内质网膜在结构上密切联系C线粒体膜和叶绿体膜中的蛋白质分子是相同的D细胞膜中的大多数蛋白质分子和磷脂分子不是静止的答案C解析细胞膜主要是由磷脂双分子层及蛋白质分子组成，且磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，各种膜在结构和功能上具有一定的联系，但不同的膜功能是不同的，这主要取决于膜上的蛋白质种类和数量。能力提升11用不同的荧光染料
18、标记的抗体，分别与人细胞和小鼠细胞的细胞膜上的一种抗原物质结合，使两类细胞分别产生绿色和红色荧光。当这两种细胞融合成一个细胞时，开始一半呈绿色，一半呈红色。但在37 下保温0.5 h后，两种颜色的荧光点就呈均匀分布。请据图回答下列问题：(1)人和小鼠细胞膜表面的抗原属于构成膜结构的_物质。(2)融合细胞表面两类荧光染料分布的动态变化，表明了组成细胞膜的_分子是可以运动的，由此可以证实与细胞膜结构“模型”相关的_的观点是成立的。(3)融合细胞表面两类荧光染料最终均匀分布，原因是_，这表明细胞膜的结构特点是具有_。(4)如果该融合实验在20 条件下进行，则两种表面抗原均匀分布的时间将大大延长，这说
19、明_。若在0 下培养40 min，则发现细胞仍然保持一半发红色荧光，另一半发绿色荧光。对这一现象的合理解释是_。答案(1)蛋白质(2)蛋白质等膜物质分子能够运动(3)构成膜结构的磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动一定的流动性(4)随环境温度的降低，膜上蛋白质分子的运动速率减慢细胞膜的流动性特点只有在适宜的条件下才能体现解析细胞膜的主要成分是蛋白质分子和磷脂分子，能与荧光染料标记的抗体结合的应是膜上的蛋白质分子，即题中所谓的“抗原”物质。将融合细胞置于37 下保温30 min后，温度适宜，膜上的分子因流动而发生重新排列，表现出荧光点均匀分布的现象。12下图表示细胞膜的亚显微结构，请据图回答：(1)
20、细胞膜的基本骨架是_。(2)该结构的基本功能是_。与此相关的对生命活动至关重要的特性是_。(3)细胞的识别、物质的跨膜运输等与图中_(选填图中字母)有关。(4)叶绿体和线粒体等细胞结构中均有此结构，但执行的具体功能有很大区别，具体原因是由于图中_(填图中字母)不同所致。(5)有人发现，在一定温度条件下，细胞膜中的脂质分子均垂直排列于膜表面。当温度上升到一定程度时，细胞膜的脂质分子有75%排列不整齐。细胞膜厚度变小，而膜表面积扩大。对于膜的上述变化，合理的解释是_。答案(1)B磷脂双分子层(2)保护和运输(控制物质的出入)功能选择透过性(3)A(4)A(5)细胞膜具有流动性解析磷脂双分子层构成了
21、细胞膜的基本支架；细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，有利于细胞生命活动的正常进行；细胞膜除了具有保护细胞内部结构的功能以外，还有控制物质出入细胞的功能，即其生理特性是具有选择透过性；细胞膜的选择透过性对于细胞的生命活动至关重要，不同的膜结构其蛋白质不同，它们执行的具体功能就有很大的区别；最后一个问题是关于膜的流动性的，构成细胞膜的脂质分子和大多数蛋白质分子都可以运动，影响脂质运动的因素有多种，温度是其中的重要因素，在一定范围内升高温度，能增强脂质的流动性。13脂质体是根据磷脂分子可在水中形成稳定的脂质双层膜的原理而制备的人工膜。单层脂分子铺展在水面上时，极性端(亲水)与非极性端(疏水)的排列
22、是不同的，搅拌后形成双层脂分子的球形脂质体如图所示，据图回答下列问题。(1)将脂质体置于清水中，一段时间后发现，脂质体的形态、体积没有变化。这一事实说明脂质体在结构上具有一定的_。(2)下列图中能正确表示细胞膜亚显微结构模式图的是()(3)由脂质体的形成原因及特点分析，细胞膜的基本支架是_，同时也可推测水分子的跨膜运输不是真正的物质扩散，它最可能与膜上的_成分有关。美国科学家阿格雷试图从人血红细胞上寻找这种蛋白质，他以这种细胞为实验材料的最可能原因是_。答案(1)稳定性(2)B(3)磷脂双分子层蛋白质 成熟的红细胞除细胞膜外无其他的膜结构，便于获得纯净的细胞膜走进高考14(1)(2013江苏卷，29节选)细胞膜选择透过性的分子基础是_具有疏水性和膜转运蛋白具有专一性。(2)(2012北京卷，31节选)卵母细胞放入低渗溶液后，水分子经自由扩散(渗透)穿过膜的_进入卵母细胞。(3)(2009广东卷，31节选)细胞膜对物质的转运具有_的特性。答案(1)磷脂双分子层(2)磷脂双分子层(3)选择透过性15判断正误：(1)内质网膜和高尔基体膜都具有流动性(2010课标全国卷，1D)()(2)细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用(2009北京卷，2A)()(3)细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异(2009北京卷，2C)()答案(1)(2)(3)