1、第4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 习 目 标核 心 素 养 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.理解生物膜结构与功能相适应的应用分析。1.通过对细胞膜的结构的学习，形成结构与功能相适应的生命观念。2.通过对细胞膜的流动镶嵌模型的学习，养成模型与建模的科学思维方式。自 主 预 习 探 新 知 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组成的 20世纪初膜的分离实验膜的主要成分是和_ 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脂质脂质蛋白质两层1959年罗伯特森所有的生物膜都由
2、_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 1972年桑格和尼克森生物膜的模型流动镶嵌蛋白质流动性脂质蛋白质二、生物膜的流动镶嵌模型1化学组成：主要是和。2结构模型蛋白质磷脂(1)图中名称：作用：膜的基本支架特点：具有(2)图中流动性磷脂双分子层(3)图中名称：，又叫_位置：细胞膜的外表面作用：保护、润滑和等3结构特点：具有一定的。4生物膜的功能特性生物膜的结构决定了生物膜的功能特性：。糖蛋白糖被细胞识别流动性选择透过性1细胞膜的组成成分只有磷脂和蛋白质。()2生物膜具有流动性是由于磷脂分子可以运动，从而带动了膜上的蛋白质运动。()3细胞膜上的糖类都和蛋白质结合形成
3、了具有识别作用的糖蛋白。()4罗伯特森提出的“三明治模型”的一大缺点就是认为膜是静止不动的。()5科学技术的进步在生物膜的流动镶嵌模型建立过程中发挥了重要作用。()提示：1.细胞膜的成分中含有少量的糖类。2 蛋白质分子的运动并不是磷脂分子运动带动的。3 有些糖类和脂质结合形成糖脂。4 5.合 作 探 究 攻 重 难 对生物膜结构的探究历程 问题探究1结合教材P67图45，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，即细胞膜具有流动性。(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。2仔细观察教材P66思
4、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。(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：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。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。3结合你所学习的知识
5、，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等。归纳总结 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(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
6、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15 以上，膜质的流动性发生变化B该实验证明膜蛋白能够在膜上运动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D 由图示可知，在低温时形成嵌合体的比例较低，温度适宜时比例较高；15 以上时膜质的流动性发生明显变化；据图无法得到融合比例与时间的关系。2下列关于生物膜结构探索历程的说法中，不
7、正确的是()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D 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。生物膜的流动镶嵌模型 问题探究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，无糖蛋白的一侧则为膜的内侧。2实验表明，将两种不同的
8、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。归纳总结 1生物膜的流动镶嵌模型(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生物膜两大特点的比较(1)区别 项目结构特点流动性功能特点选择透过性 基础磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的膜上具有载体蛋白 意义保证细胞的物质需要、信息交流、分裂和融合等生命活动的进行控制物质进出 表现分泌蛋白的分泌、变形虫的变形、吞噬细胞的吞噬有些物质可进入细
9、胞，有些物质不能进入(2)联系 图示：分析：细胞膜的流动性是其选择透过性的基础，具有流动性才能表现出选择透过性。例如，载体蛋白可以运动是其能运输物质的基础。易错提醒：有关生物膜结构的三点提醒 1分析实例体现的特点时，一定要看清要求是体现出“功能特点”还是“结构特点”。2只有活细胞的生物膜才能体现选择透过性，因此可以利用此原理判断细胞的死活。3生物膜中的糖类不是全部和蛋白质结合形成糖蛋白，有的和脂质结合形成糖脂，作为细胞表面的标志物质，部分参与细胞间的信息交流。1下图为细胞膜的流动镶嵌模型，有关叙述不正确的是()A具有的一侧是细胞膜的外侧B与细胞识别有关C构成细胞膜的基本支架D细胞膜的选择透过性
10、与的种类和数量有关D 图中为糖蛋白，其只分布在细胞膜的外侧，糖蛋白具有识别功能，与细胞识别有关；为磷脂双分子层，构成了细胞膜的基本支架；细胞膜的选择透过性与蛋白质的种类和数量有关。2下列不符合生物膜的流动镶嵌模型的说法是()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D 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。课堂小结知 识 网 络 构 建核 心 语 句 归 纳 1.
11、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。当 堂 达 标 提 素 养 1将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，经过充分的搅拌后，下列能正确反映其分布的是()A 磷脂分子的头部是亲水性的，尾部是疏水性的。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，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。这一观点的局限性主要在于()A不能解释生
12、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D 三层结构模型认为生物膜为静态结构。3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C 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。4下列关于细胞膜的结构和功能特性的叙述中，错误的是()A组成细胞膜的各种成分大都是可以运动的B白细胞能吞噬某些细菌，这说明细胞膜具有选择透过性C不同细胞对同一种物质的吸收量不同D细胞膜由
13、两层磷脂分子构成B 细胞膜由磷脂双分子层构成基本支架，磷脂分子和大多数蛋白质分子具有一定的流动性，A、D正确；白细胞通过变形吞噬细菌，体现了细胞膜的流动性，B错误；不同细胞对同一种物质吸收量不同，体现了细胞膜的选择透过性，C正确。5如图表示细胞膜的亚显微结构模式图，请据图回答：(1)图中A_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_(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 C 磷脂双分子层(2)D 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)A(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)流动镶嵌模型点击右图进入 课 时 分 层 作 业 Thank you for watching!