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.体会科学家建立生物模型的过程。2.简述生物膜流动镶嵌模型的基本内容。3.探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。1.科学探究了解生物膜的探索历程，建立生物膜的流动镶嵌模型。2.科学思维结合生物膜的结构模型示意图分析细胞膜的结构特点，认可结构决定功能的生命观念。3.生命观念结构与功能相适应：依据糖蛋白的分布推测出其功能；根据膜蛋白、膜磷脂的运动性推测生物膜结构上的流动性。读教材、抓双基自 主 预 习一、对生物膜结构的探索历程二、流动镶嵌模型的基本内容特点：构成细胞膜的 20和绝大多数21都是可以运动的，因
2、而生物膜在结构上具有一定的 22。磷脂分子蛋白质分子流动性1正误判断(1)磷脂分子由亲水头部和疏水尾部构成，含 C、H、O、N、P 五种元素。()(2)生物膜的基本支架是磷脂双分子层，亲水头部排列在膜内侧。()(3)科学家罗伯特森用光学显微镜观察到了细胞膜暗亮暗的三层结构。()(4)膜蛋白有的平铺在脂质的表面，有的镶嵌、贯穿在磷脂双分子层中。()(5)但凡溶于脂质的物质更易通过细胞膜，由此推测生物膜的主要成分是脂质。()(6)提取鸡红细胞的脂质在空气水界面上铺成单层是其红细胞膜面积的两倍。()(7)构成生物膜的全部蛋白质分子和磷脂分子都可以运动，使得生物膜具有一定的流动性。()(8)生物膜在功
3、能上具有选择透过性的特点，该特点以生物膜的结构为基础。()(9)细胞膜上的糖被只分布在细胞膜外侧，具有信息交流、识别、保护、润滑等作用。()(10)不同部位的生物膜上的蛋白质和磷脂的比例基本相同。()2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：选 C 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。3下列关于生物膜结构探索历程的说法中，不正确的是()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
4、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：选 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。解疑难、提能力课 堂 探 究探究点一|图示法认识生物膜的流动镶嵌模型及磷脂分子的结构和排列|核心探究|1生物膜的流动镶嵌模型2磷脂分子的结构和分子排列方式在空气水界面上的排布及在水溶液中的分子排布方式：易 错 易 混(1)不同生物膜上的蛋白质种类和含量一般不同，蛋白质种类越丰富、含量越高的生物膜，一般其功能也越复杂，这与蛋白质是生命活动
5、的主要承担者是相适应的。(2)糖蛋白只分布在细胞膜外表面上，因此可依据糖蛋白的分布判断细胞内外。(3)磷脂分子含 C、H、O、N、P 五种元素，生物膜中含有两层连续的磷脂分子，亲水头部排列在脂双层的外侧，疏水尾部排列在内部。(4)细胞膜中的脂质除磷脂外，动物细胞膜中还含有胆固醇，但细胞膜中没有脂肪。3.生物膜流动性的实验验证细胞融合实验(1)实验验证细胞融合实验(2)结论：膜结构中大部分的蛋白质分子和脂质分子都是可以运动的。|探究思考|判断细胞膜内侧和外侧的依据和方法是什么？提示 依据：细胞膜中的糖类与蛋白质结合形成糖蛋白，糖蛋白只分布于细胞膜外侧。方法：有糖蛋白的一侧为细胞膜的外侧，另一侧为
6、细胞膜的内侧。|探究演练|1将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来，并将其在空气水界面上铺展成单分子层，结果测得单分子层的面积相当于原来细胞表面积的 2 倍。用下列细胞进行实验，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大肠杆菌细胞解析：选 D 生物膜的结构以磷脂双分子层为基本支架。题干所述实验现象表明，该细胞中只有细胞膜，没有其他膜结构。A、B、C 三项都是真核细胞，真核细胞除了有细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，不符合题意；D 项，大肠杆菌细胞是原核细胞，没有核膜和具膜的细胞器，符合题意。2用红色荧光染料标记人细胞膜上的蛋白质，用绿色荧光染料标记鼠细胞膜上的蛋白质，
7、然后让人鼠细胞融合。融合后的细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光，融合的细胞在 37 下培养 40 分钟后，两种颜色均匀分布在融合后的细胞表面。这个实验可以说明()A细胞膜具有选择透过性B细胞膜的结构复杂C细胞膜具有一定的流动性D细胞膜只是由糖类和蛋白质构成解析：选 C 人和鼠的细胞能够融合为一体，是因为其细胞膜的基本结构是相同的，主要成分是磷脂和蛋白质；题述细胞表面的两类荧光染料最终呈均匀分布状态，这说明细胞膜具有一定的流动性。综上所述，A、B、D 不符合题意，C 符合题意。3(2019福州高一检测)如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
8、C构成细胞膜的基本支架D细胞膜的选择透过性与的种类和数量有关解析：选 D 图中是糖蛋白，只分布在细胞膜的外侧，所以具有的一侧为细胞膜的外侧，A 项正确；糖蛋白与细胞表面的识别、保护、润滑有关，B 项正确；是磷脂双分子层，是构成细胞膜的基本支架，C 项正确；糖蛋白与细胞膜的选择透过性无关，D 项错误。探究点二|生物膜的结构与功能特点分析|核心探究|1构成生物膜的三种物质物质存在形式功能磷脂“尾部”相对、“头部”朝外构成磷脂双分子层构成生物膜的基本支架蛋白质 镶在磷脂双分子层表面或嵌入、贯穿在磷脂双分子层中生物膜中的功能性物质，生物膜中蛋白质种类和数量越多，膜的功能越复杂糖类与蛋白质结合形成糖蛋白
9、，或者与脂质结合形成糖脂保护、润滑和识别2.细胞膜的流动性和选择透过性的比较项目细胞膜的流动性细胞膜的选择透过性所属特点 细胞膜的结构特点细胞膜的功能特点结构基础膜结构中的大多数蛋白质分子和脂质分子是可以运动的载体蛋白的种类、数量决定了出入细胞的物质的种类和数量影响因素主要受温度影响，在适当的温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，若温度超过一定范围，将导致膜的结构被破坏内因：载体蛋白的种类和数量外因：温度等影响细胞呼吸的因素举例变形虫的变形运动，精卵结合，胞吞、胞吐，温度改变时膜的厚度改变，细胞的吸水膨胀或失水皱缩等植物根对矿质元素的选择性吸收、小肠吸收营养物质等意义保证细胞的物质需要、
10、信息交流、分裂和融合等生命活动的进行控制物质进出联系细胞膜的流动性是选择透过性的基础。只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成各项生理功能，才能表现出选择透过性。它们的关系总结如下：易 错 易 混与细胞膜相关的四个易错点(1)组成细胞膜的基本支架磷脂双分子层不等于双层膜，如叶绿体有两层生物膜，称为双层膜，其中每层生物膜由两层磷脂分子组成。(2)细胞膜上的糖类不仅可以与蛋白质结合形成糖蛋白，还可以与脂质结合形成糖脂。(3)糖蛋白的功能不仅与细胞表面的识别有密切关系，还具有保护和润滑作用，如消化道、呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白。(4)细胞膜的选择透过性不仅与蛋白质分子有关，与脂质分子也有关，所以脂溶性物质
11、容易通过细胞膜。|探究演练|4(2019山东潍坊高一期末)下列实例不能体现细胞膜的结构特点的是()A白细胞吞噬绿脓杆菌B精卵细胞融合C小肠细胞分泌消化酶D溶酶体吞噬衰老的细胞器解析：选 D 溶酶体吞噬衰老的细胞器，体现了溶酶体膜具有一定的流动性，而不能体现细胞膜具有一定的流动性。5关于细胞膜结构和功能的叙述，错误的是()A脂质和蛋白质是组成细胞膜的主要成分B细胞膜的结构特点是具有一定的流动性C细胞膜的功能特性是具有选择透过性D功能越复杂的细胞膜，磷脂的种类和数量越多解析：选 D 细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外还有少量的糖类，A 正确；磷脂双分子层是膜的基本支架，具有流动性，构成膜的大多数蛋
12、白质也是可以运动的，所以细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，B 正确；细胞膜对于物质的输入和输出有选择性，所以细胞膜的功能特性是具有选择透过性，C 正确；蛋白质是生命活动的主要承担者，功能越复杂的细胞膜，其上蛋白质的种类和数量越多，D 错误。6(2019江西南昌高一期中)下图表示真核生物细胞的结构与功能，下列与此相关的叙述，不正确的是()A图中物质甲表示蛋白质，物质乙表示磷脂B丙的结构特点是具有一定的流动性C图中的场所是叶绿体，的主要场所是线粒体D完成功能的结构均具有双层膜解析：选 D 分析题图可知，甲是蛋白质，乙是磷脂；能进行光合作用，是叶绿体，是动力工厂，是线粒体，是蛋白质的运输通道，是内
13、质网，与植物细胞壁的形成有关，是高尔基体，与植物细胞渗透吸水有关，是液泡，是溶酶体。据此解答：甲、乙是构成细胞膜的主要成分，由图可知甲是蛋白质，乙是磷脂，A 正确；丙生物膜的结构特点是具有一定的流动性，B 正确；光合作用的场所是叶绿体，动力工厂是线粒体，是呼吸作用的主要场所，C 正确；完成功能的结构均具有单层膜，D 错误。课 堂 小 结|网络构建|巩固基础|1脂溶性物质能优先通过细胞膜，说明细胞膜中含有脂质。2流动镶嵌模型认为：磷脂双分子层构成膜的基本支架，蛋白质分子镶在、嵌入或贯穿于磷脂双分子层中。3细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性。4糖蛋白一般分布于细胞膜的外表
14、面，与细胞识别作用有关。基础练、达标练课 堂 演 练1在人类对生物膜结构的探索历程中，罗伯特森提出的三层结构模型与流动镶嵌模型的相同点是()A都认为磷脂双分子层是构成膜的基本支架B都认为蛋白质分子均匀排列在脂质分子的两侧C都认为组成生物膜的主要物质是蛋白质和脂质D都认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动解析：选 C 流动镶嵌模型认为，组成生物膜的主要物质是蛋白质和脂质，磷脂双分子层构成了生物膜的基本支架，蛋白质分子不均匀分布，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。其中只有组成生物膜的主要物质是蛋白质和脂质这一点与罗伯特森的三层结构模型一致。2红苋菜细胞的液泡中含有呈紫
15、红色的花青素。将红苋菜的叶片切成小块后放入水中，水的颜色无明显变化。若进行加热，随着水温的升高，水的颜色逐渐变红。其原因是()A细胞壁在加热后受到破坏B水温升高，花青素的溶解度加大C加热使细胞膜和液泡膜失去选择透过性D加热使花青素分子的活性加大而容易透过细胞膜解析：选 C 将红苋菜的叶片切块放入水中，水的颜色无明显变化，说明花青素不能透过细胞膜和液泡膜。加热后，细胞膜和液泡膜的结构被破坏，选择透过性丧失。3(2019河北衡水中学一调)下表中关于生物膜的探索历程，对应关系不正确的是()选项实例(实验)结论(假说)A脂溶性物质更容易通过细胞膜膜是由脂质组成的B红细胞膜中脂质铺展成单分子层后的面积是
16、红细胞表面积的2倍细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层C电镜下细胞膜呈清晰的暗亮暗三层结构生物膜由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成D人鼠细胞融合实验细胞膜具有选择透过性解析：选 D 人鼠细胞融合实验说明细胞膜具有一定的流动性，D 项错误。4(2019内蒙古呼和浩特高一期末)如图甲为细胞膜的亚显微结构模式图，图乙为图甲细胞膜的磷脂分子结构模式图，下列描述错误的是()A图甲中的共同为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境B图乙分子可识别“自己”和“非己”的成分C图甲中蛋白质与细胞的选择吸收有关，可作为气味分子的受体并完成信息的传递D图甲中的不是静止的，而是轻油般的流体，具有流动性解析：选 B 图甲中的构成
17、的细胞膜共同为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境，A 正确；可识别“自己”和“非己”的成分是细胞膜上的糖蛋白，而图乙分子表示磷脂分子，B 错误；结合成糖蛋白，可作为气味分子的受体并完成信息的传递，C 正确；图甲中的不是静止的，而是轻油般的流体，具有流动性，D 正确。5如图为细胞膜结构示意图，A、B 表示细胞膜的两侧。请回答下列问题：(1)该结构模型为目前被公认的细胞膜模型，名称为_。(2)图中 1 表示_，动物细胞吸水时 1 的厚度会变小，这说明 1 具有_。(3)图中_(填图中字母)侧是细胞膜的外侧，判断的理由是_。解析：(1)分析题图可知，该结构模型是流动镶嵌模型。(2)图中 1 表示磷脂双分子层，它构成膜的基本支架，动物细胞吸水时 1 的厚度会变小，这说明 1 具有流动性。(3)由于糖蛋白存在于细胞膜的外侧，因此 A 表示细胞膜外侧，B 表示细胞膜内侧。答案：(1)流动镶嵌模型(2)磷脂双分子层 流动性(3)A A 侧有糖蛋白，而糖蛋白位于细胞膜的外侧word部分：请做：课 下 提 能查缺失、补漏点点此进入该word板块