人教版必修一 第4章第2节 生物膜的流动镶嵌模型 学案.doc

第四章 第二节生物膜的流动镶嵌模型一、学习导航1知识网络2学习要求（1）简述生物膜的结构，掌握生物膜流动镶嵌模型的基本内容。（2）探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。（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。二、课堂互动1从生理功能入手的科学探究【自学评价】（1）从物质跨膜运输的实例可以看出，生物膜对物质进出细胞是有 。19世纪末，欧文顿发现 比 更容易通过细胞膜进入细胞，他提出：膜是由 组成的。（2）20世纪初，科学家第一次从 分离出细胞膜，化学分析表明，膜的主要成分是 。从红细胞中提取的脂质在 界面上铺展成单分子层，面积恰为红细胞表面积的二倍，由此可见： 。【精典范例】例题 据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素d等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（ ）a细胞膜具有一定流动性b细胞膜是选择透过性c细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架d细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子分析 本题考查细胞膜的成分，脂质分子优先通过细胞膜是由于细胞膜是由脂质组成的。答案 c 【思维点拨】由于当时的 限制，最初是从 上入手，通过对 提出“生物膜是由脂质组成的”假说，假说还需要进一步的 来验证和完善。【追踪训练】水是否真能“自由”通过细胞膜？科学家开展了深入的研究。（1）彼得.阿格雷利用纯的磷脂通过一定方法制成“脂质体”（一种只由磷脂双分子层构成的泡状结构），作为细胞模型。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，这一事实表明 。进一步根据细胞膜的化学成分分析推测，水分子的跨膜运输不是真正的自由，它最可能与膜上 （化合物）有关。（2）阿格雷从人红细胞及肾小管壁细胞的细胞膜中分离出一种膜蛋白chip28（分子量为28道尔顿），并证明它就是一种“水通道蛋白”。选择这两种细胞为实验材料的主要依据是 。2单位膜模型的提出【自学评价】20世纪40年代，曾有科学家推测 两侧各覆盖着 。电子显微镜诞生后，罗伯特森看到了细胞膜清晰的 的三层结构。于是他提出了生物膜的模型（三明治结构）：所有的生物膜都由 三层结构构成，电镜下中间的亮层是 ，两边的暗层是 。但他把生物膜描述为 统一结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾。而且，不同膜的厚度也 。【精典范例】例题 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物质的溶剂溶解，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蛋白质和核酸分析 细胞膜会被溶解脂质物质的溶剂溶解表明含脂质，会被蛋白酶分解表明含蛋白质。答案 c 3新技术带来新模型【自学评价】20世纪60年代后，不少科学家认为生物膜不应是静态的刚性的结构，而应该是 的结构。随着新技术手段的运用，科学家通过荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验，证明了细胞膜具有 。【精典范例】例题 细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，下列实例中不能反映该特点的是 能a高尔基体形成的小泡与细胞膜融合 b吞噬细胞吞噬病菌c核糖体中合成的蛋白质进入细胞核d变形虫能伸出伪足分析 膜的出芽、内陷都是由于膜中磷脂分子的运动而使膜具有流动性造成的。内在蛋白进入细胞核是通过 进去的。【追踪训练】一系列实验证明细胞膜具有流动性。荧光抗体免疫标记实验就是其中的一个典型例子。下图表示了人、鼠细胞融合的过程，研究中分别将带有绿色荧光、能与人体细胞膜上hla抗原特异性结合的抗体和带有红色荧光、能与小鼠细胞膜上h2抗原特异性结合的抗体国入细胞培养液中，对人、鼠细胞进行标记。下列有关该实验的叙述不正确的是（ ）a要使实验现象明显，可以适当提高细胞培养液的温度b选取不同生物细胞进行融合是因为不同生物细胞表面抗原差异较大c实验表明不同种细胞可以杂交，而同种生物细胞不能进行融合d实验结果可以直接证明细胞膜上的蛋白质分子可以运动4流动镶嵌模型的基本内容【自学评价】1972年桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型认为： 构成了膜的基本支架，这个支架不是 ，具有 。 有的镶嵌在基本支架的表面，有的部分或全部嵌入基本支架中，有的横跨整个 ，大多数 也是可以 。由于蛋白质在膜上的分布不均匀，膜的结构是 。【精典范例】例题 2004年诺贝尔生理学或医学奖，授予美国科学家理查德阿克赛尔和琳达巴克，以表彰两人在气味受体和嗅觉系统组织方式研究中作出的贡献。右图为嗅觉受体细胞膜的模式图，下列对该图描述错误的是 （ ）a为蛋白质分子，可作为气味受体b为多肽，其基本组成单位是氨基酸c的特异性最终是由遗传性决定的d为磷脂双分子层，为细胞膜的基本支架分析 细胞膜表面的糖蛋白是由蛋白质和多糖组成的，不难看出是蛋白质，则应为多糖。答案 b 【思维点拨】解答此类问题的有效方法是弄清各标号所指的物质或结构是什么，由什么组成，有什么功能。【追踪训练】细胞膜与其完成各种生理功能极为重要的结构特点是 （ ） a磷脂分子排列成双层 b两侧膜物质分子排列不对称 c球蛋白分子覆盖或镶嵌于磷脂双分子层中d膜物质分子的运动使其具有流动性 三、选修延伸科学家根据观察到的 和已有的知识提出解释某一生物学问题的假说或模型，用 对假说或模型进行检验、修正和补充。如人们通过膜能流动、断裂、重新组合、出芽形成小泡等现象，认识到膜是流动的，不是静止的，它是不断适应细胞的生长活动而组成或发展的。膜在较高温度下，呈液相状态；在较低温度下转变为固相状态。【精典范例】例题 物质通过细胞膜与膜的流动性有密切关系，为了探究温度对膜的流动性的影响，有人做了下述实验：分别用红色和绿色荧光标记人和鼠细胞膜上的蛋白质，然后让两个细胞在37条件下融合并培养，40分钟后，融合的细胞膜上红色和绿色均匀相间分布。（1）该探究实验的设计严密吗？如果你认为不严密，应如何补充？ （2）本实验可以通过在相同时间后，观察荧光物质在细胞膜上的分布情况来判断温度对膜流动性的影响，还可以通过什么比较来说明这种影响？ （3）在补充完善的基础上，根据所学知识写出最可能的实验预测及相应结论。 分析 要探究温度对膜的流动性的影响，至少要有两个温度对照，该实验仅在37下培养，显然是不严密的。答案 （1）不严密，缺少对照实验。再增加两组，同时分别在10和40条件下融合并培养。（2）两种荧光物质在细胞膜上分布均匀所用的时间。（3）40条件下两种荧光物质在细胞膜上分布均匀所用的时间小于40分钟，10条件下【思维点拨】解答这类实验设计题，要看实验设计是否符合等量原则、对照原则、单一变量原则、可重复实验原则等。【追踪训练】随着环境温度降低，化学反应和生物反应的速度 。在生物系统中，这一效应更加明显，因为低温影响了营养物质通过细胞膜进行运输。细菌细胞膜含有饱和或不饱和脂肪酸。饱和脂肪酸凝结的温度高于不饱和脂肪酸。喜寒性生物（或称