這篇《高中生物教案:生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型》是為大家整理的,希望對(duì)大家有所幫助。以下信息僅供參考?。?!
第2節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型
課標(biāo)要求
1、簡(jiǎn)述生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容
2、舉例說(shuō)明生物膜具有流動(dòng)性特點(diǎn)
3、舉例說(shuō)出細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜
4、細(xì)胞膜的成分與功能
5、科學(xué)家對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索過(guò)程
知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系
基本支架 磷脂雙分子層
蛋白質(zhì)鑲嵌不對(duì)稱
生物膜 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 流動(dòng)性
細(xì)胞膜的外表有糖被和糖脂
主要成分 磷脂、蛋白質(zhì)和少量糖類
功能特點(diǎn) 選擇透過(guò)性
重難熱點(diǎn)歸納
1、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程
時(shí)間 科學(xué)家 科學(xué)實(shí)驗(yàn) 假說(shuō)
19世紀(jì)末
歐文頓
用500多種物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行上萬(wàn)次的通透性實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜 膜是由脂質(zhì)組成的
1925年 兩位荷蘭科學(xué)家 從細(xì)胞膜中提取脂質(zhì),鋪成單層分子,面積是細(xì)胞膜的2倍 細(xì)胞膜中脂質(zhì)為連續(xù)的兩層
1959年 羅伯特森 在電鏡下看到細(xì)胞膜由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成 生物膜為三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)
1970年 弗雷和埃迪登
分別用綠色和紅色熒光染料標(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 細(xì)胞膜具有流動(dòng)性
1972年 桑格和尼克森
在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)基礎(chǔ)上 提出流動(dòng)鑲嵌模型
*生物膜的分子結(jié)構(gòu)模型有多種,較為流行的如“流動(dòng)鑲嵌模型”
2、生物膜分子結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)是:
(1)鑲嵌性:膜的基本結(jié)構(gòu)是由脂雙分子層鑲嵌蛋白質(zhì)構(gòu)成的
(2)流動(dòng)性:膜結(jié)構(gòu)中的蛋白質(zhì)和脂類分子在膜中可作多種形式的移動(dòng)。膜整體結(jié)構(gòu)也具有流動(dòng)性。流動(dòng)性的重要生理意義:物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞融合、細(xì)胞表面受體功能調(diào)節(jié)等。
(3)不對(duì)稱性:膜兩側(cè)的分子性質(zhì)和結(jié)構(gòu)不相同
(4)蛋白質(zhì)極性:多肽鏈的極性區(qū)突向膜表面,非極性部分埋在脂雙層內(nèi)部。故蛋白質(zhì)分子既和水溶性也和脂溶性分子具有親和性。
3、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
(1)磷脂雙分子層:構(gòu)成膜的基本支架
(其中磷脂分子 的親水性頭部朝向兩側(cè),疏水性尾部朝向內(nèi)側(cè))
(2)蛋白質(zhì)分子:在膜表面,或部分或全部鑲嵌在磷脂雙分子層
糖被(少量):細(xì)胞膜外表
功能特性:
(3)脂分子是可以運(yùn)動(dòng)的,具有流動(dòng)性;
(4)膜的蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。(也體現(xiàn)膜的流動(dòng)性)
(5)細(xì)胞膜外表,有一層由細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合
形成的糖蛋白,叫做糖被。(糖被與細(xì)胞識(shí)別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系)
4.為什么說(shuō)細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜?
水分子跨膜運(yùn)輸是順相對(duì)含量梯度的,其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸并不都是這樣,這取決于細(xì)胞生命活動(dòng)的需要。細(xì)胞對(duì)物質(zhì)的吸收是有選擇的。
結(jié)論:細(xì)胞膜不僅是半透膜,還是選擇透過(guò)性膜
經(jīng)典例題剖析
例題1 變形蟲(chóng)可以吞噬整個(gè)細(xì)菌,這一事實(shí)說(shuō)明( )。
A、細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性; B、細(xì)胞膜具有全透性;
C、細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性; D、細(xì)胞膜具有保護(hù)作用。
【答案】C
【解析】 本題考核的知識(shí)點(diǎn)為細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特性,但卻是通過(guò)一個(gè)實(shí)例請(qǐng)同學(xué)分析,要求同學(xué)們能將所學(xué)的知識(shí)加以運(yùn)用,從而得出正確答案。很多同學(xué)會(huì)誤選A,該選項(xiàng)是細(xì)胞膜的功能特性,但與題目情境不符。
例題2(2004年湖北模擬題)莧菜的細(xì)胞液中有一些紅色的物質(zhì),無(wú)論用清水怎么洗,清水仍不見(jiàn)紅色物質(zhì),但若把莧菜放入沸水中一燙,水立刻變成紅色。這個(gè)現(xiàn)象是因?yàn)?BR> A.沸水使細(xì)胞膜失去選擇透過(guò)性 B.在清水中細(xì)胞膜沒(méi)有選擇透過(guò)性
C.沸水中色素分解成小分子物質(zhì) D.在清水中沒(méi)有物質(zhì)出入
[解析] 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有流動(dòng)性,細(xì)胞膜的生理功能是具有選擇透過(guò)性,這是活細(xì)胞所特有的功能。通常情況下,色素等物質(zhì)是大分子,又是細(xì)胞需要的,活細(xì)胞的細(xì)胞膜是不會(huì)讓其輕易外出的,所以在清水中,紅色色素是不會(huì)出來(lái)的。若放入沸水中,高溫殺死了細(xì)胞,破壞其結(jié)構(gòu),使細(xì)胞膜失去活性,細(xì)胞膜就成為通透性的了,失去了選擇性后,細(xì)胞里的色素物質(zhì)就可以不受限制地出來(lái)了,故使水變成紅色。
[答案] A
基礎(chǔ)試題訓(xùn)練
一、選擇題
1、據(jù)研究發(fā)現(xiàn),膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過(guò)細(xì)胞膜,這是因?yàn)椋?)
A 細(xì)胞膜具有一定流動(dòng)性 B 細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性
C 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架 D 細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子
2、下列哪一種膜結(jié)構(gòu)能通過(guò)生物大分子( )
A 細(xì)胞膜 B 核膜 C 線粒體膜 C 葉綠體膜
3、一分子CO2從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中擴(kuò)散出來(lái),進(jìn)入一相鄰細(xì)胞葉葉綠體基質(zhì)內(nèi),共穿過(guò)的生物膜層數(shù)是( )
A 5 B 6 C 7 D 8
4、細(xì)胞膜上與細(xì)胞識(shí)別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型決定有著密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是( )
A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸
5、變形蟲(chóng)的任何部位都能伸出偽足,人體某些白細(xì)胞能吞噬病菌,這些生理過(guò)程的完成都依賴于細(xì)胞膜的( )
A 保護(hù)作用 B 一定的流動(dòng)性 C 主動(dòng)運(yùn)輸 D 選擇透過(guò)性
6、下列物質(zhì)中,不能橫穿細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞的是( )
A 維生素D和性激素 B 水和尿素 C 氨基酸和葡萄糖 D 酶和胰島素
7、生物膜上的蛋白質(zhì)通常與多糖結(jié)合成糖蛋白。在細(xì)胞生命活動(dòng)中,糖蛋白在細(xì)胞的識(shí)別以及細(xì)胞內(nèi)外的信息傳導(dǎo)中有重要的功能。下列生物結(jié)構(gòu)中,糖蛋白含量可能多的是( )
A.類囊體的膜 B.線粒體的膜 C.細(xì)胞膜 D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜
8、水溶性染色劑PI,能與核酸結(jié)合而使細(xì)胞核著色,可將其應(yīng)用于細(xì)胞死活的鑒別。細(xì)胞浸泡于一定濃度的PI中,僅有死亡細(xì)胞的核會(huì)被染色,活細(xì)胞則不著色,但將PI注射到細(xì)胞中,則細(xì)胞核會(huì)著色。利用PI鑒別細(xì)胞的基本原理是 ( )
A.死細(xì)胞與活細(xì)胞的核酸結(jié)構(gòu)不同 B.死細(xì)胞與活細(xì)胞的核酸含量不同
C.活細(xì)胞能分解染色劑PI D.活細(xì)胞的細(xì)胞膜阻止PI的進(jìn)入
9、結(jié)合表中數(shù)據(jù),指出下列敘述錯(cuò)誤的是 ( )
成分
線粒體膜 蛋白質(zhì)
(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%) 脂類
(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)
外膜 52 48
內(nèi)膜 76 24
A.內(nèi)膜含有許多與有氧呼吸有關(guān)的酶 B.內(nèi)膜比外膜具有更多的功能
C.內(nèi)膜、外膜的化學(xué)組成大致相同 D.內(nèi)膜表面積大,導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量高
10、一位科學(xué)家發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí),細(xì)胞膜的厚度變小而面積增大,這是由于細(xì)胞膜的什么特性所決定的?( )
A.是選擇透過(guò)性膜 B.具有一定的流動(dòng)性 C.具有專一性 D.具有運(yùn)輸物質(zhì)的功能
11、生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是
A、構(gòu)成生物膜的磷脂分子可以運(yùn)動(dòng)
B、構(gòu)成生物膜的蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動(dòng)
C、構(gòu)成生物膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子是靜止的
D、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)
12、細(xì)胞膜具有識(shí)別功能主要決定于
A、膽固醇 B、蛋白質(zhì) C、磷脂 D、糖類
13、不是細(xì)胞膜成分的是
A、蛋白質(zhì) B、糖類 C、脂質(zhì) D、核酸
14、下列說(shuō)法正確的是
A、磷脂分子在細(xì)胞膜的功能上起重要作用,所以功能復(fù)雜,磷脂分子種類和數(shù)目就多
B、磷脂分子在細(xì)胞膜的功能上起重要作用,所以功能復(fù)雜,磷脂分子種類和數(shù)目就要一樣
C、蛋白質(zhì)分子在細(xì)胞膜的功能上起重要作用,所以功能復(fù)雜,蛋白質(zhì)分子種類和數(shù)目就多
D、蛋白質(zhì)分子在細(xì)胞膜的功能上起重要作用,所以功能復(fù)雜,蛋白質(zhì)分子種類和數(shù)目就一樣
15、細(xì)胞壁的功能特點(diǎn)是
A、全透性 B、半透性 C、不透性 D、選擇透過(guò)性
16、細(xì)胞壁的化學(xué)組成是
A、膽固醇與纖維素 B、纖維素與果膠 C、果膠與磷脂 D、磷脂與蛋白質(zhì)
17、血液中的氧氣進(jìn)入肌肉細(xì)胞的線粒體進(jìn)行有氧呼吸,至少要經(jīng)過(guò)的膜和磷脂層的數(shù)目是
A、3、6、 B、3、3 C、2、4 D、2、2
18、大分子蛋白質(zhì)能夠通過(guò)的結(jié)構(gòu)是
A、線粒體膜和葉綠體膜 B、細(xì)胞膜和液泡膜 C、選擇透過(guò)性膜 D、細(xì)胞壁和核孔
19、科學(xué)家將哺乳動(dòng)物或人的成熟紅細(xì)胞放進(jìn)蒸餾水中,造成紅細(xì)胞破裂出現(xiàn)溶血現(xiàn)象,再將溶出細(xì)胞外的物質(zhì)沖洗掉,剩下的結(jié)構(gòu)在生物學(xué)上稱為“血影”,那么,血影的主要成分有( )。
A.無(wú)機(jī)鹽、蛋白質(zhì) B.蛋白質(zhì)、糖類 C.脂肪、蛋白質(zhì) D.脂質(zhì)、蛋白質(zhì)
20、下列對(duì)細(xì)胞內(nèi)各種生物膜的結(jié)構(gòu)和組成的敘述中,錯(cuò)誤的是( )。
A. 主要由蛋白質(zhì)、脂類和少量糖類組成
B.磷脂雙分子層是各種生物膜的基本骨架
C.不同生物膜上的蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量不同
D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜能生成高爾基體膜,說(shuō)明兩者化學(xué)組成完全相同
21、一般在光學(xué)顯微鏡下看不到植物細(xì)胞的細(xì)胞膜,而在下列的哪種情況下,可以看到細(xì)胞膜( )。
A.細(xì)胞進(jìn)行分裂時(shí) B.發(fā)生質(zhì)壁分離時(shí)
C.顯微鏡視野調(diào)亮?xí)r D.細(xì)胞吸收水和離子時(shí)
22、科學(xué)家將細(xì)胞膜中的磷脂成分提取出來(lái),并將它在“空氣-水”界面上鋪成單分子層,發(fā)現(xiàn)這個(gè)單分子層的表面積相當(dāng)于原細(xì)胞膜表面積的兩倍。這說(shuō)明磷脂分子在細(xì)胞膜上的分布狀況是( )。
A.單層排列 B.均勻稀疏排列 C.雙層排列 D.均勻緊密排列
23、下列有關(guān)細(xì)胞膜性質(zhì)的說(shuō)法中,錯(cuò)誤的是( )。
A.具有流動(dòng)性和選擇透過(guò)性 B.蛋白質(zhì)均勻分布于磷脂雙分子層上
C.脂類小分子易于自由擴(kuò)散通過(guò) D.磷脂雙分子層內(nèi)外表面都親水
24、下列哪項(xiàng)敘述不是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?( )
A.細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜 B.細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成
C.細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)具有流動(dòng)性 D.有些蛋白質(zhì)分子可在膜的內(nèi)外之間移動(dòng)
25、使磷脂類特別適于形成細(xì)胞膜的特性是( )。
A.它們是疏水的 B.它們是親水的
C.它們迅速吸水 D.它們既是親水的又是疏水的
26、如果植物細(xì)胞膜由選擇透過(guò)性膜變成了全透性膜,則該細(xì)胞將( )。
A.縮小 B.膨脹 C.死亡 D.生長(zhǎng)
27、(多選題)以下關(guān)于細(xì)胞膜的論述中,正確的是
A、 磷脂分子排列成雙分子層
B、膜兩側(cè)物質(zhì)分子排列不對(duì)稱
C、球形蛋白質(zhì)分子覆蓋或鑲嵌在磷脂雙分子層中
D、組成膜的物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)使其具有一定的流動(dòng)性
二、非選擇題
1、根據(jù)細(xì)胞膜的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分析下列材料并回答有關(guān)問(wèn)題:
(1)1895年Overton在研究各種未受精卵細(xì)胞的通透性時(shí),發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)容易透過(guò)細(xì)胞膜,不溶于脂類的物質(zhì)透過(guò)細(xì)胞膜十分困難。這表明組成細(xì)胞膜的主要成分中有_________________。
(2)1925年Gorter Grendel用丙酮提取紅細(xì)胞膜的類脂,并將它在空氣一水接面上展開(kāi)時(shí),這個(gè)單層分子的面積相當(dāng)于原來(lái)紅細(xì)胞表面積的兩倍。由此可以認(rèn)為細(xì)胞膜由_________組成。
(3)科學(xué)工作者用綠色和紅色熒光染料,分別標(biāo)記人和鼠的細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì),然后將兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞。起初,一半膜發(fā)綠色熒光,另一半膜發(fā)紅色熒光。一段時(shí)間后,兩種顏色的熒光點(diǎn)均勻分布,如下圖所示:
① 該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明細(xì)胞膜_________________,這是因?yàn)開(kāi)____________________________________
__________________________________。
②若在兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞后,將融合細(xì)胞置于0℃條件下保持40分鐘,則融合細(xì)胞仍是一半膜發(fā)綠色熒光,另一半膜發(fā)紅色熒光,這說(shuō)明__________________________。
③細(xì)胞融合時(shí)常用的病毒促融劑是_________。
2、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程
19世紀(jì)末,歐文頓的實(shí)驗(yàn)和推論:膜是由 組成的;
20世紀(jì)初,科學(xué)家的化學(xué)分析結(jié)果,指出膜主要由 和 組成;
1959年羅伯特森提出的“三明治”結(jié)構(gòu)模型:所有生物膜都由 三層結(jié)構(gòu);
1970年,熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn),指出細(xì)胞膜具有 ;
1972年,桑格和 提出了 。
3.構(gòu)成細(xì)胞膜相鄰的磷脂分子之間每分鐘換位100萬(wàn)次,這表明細(xì)胞膜具有_________的特性。
4.科學(xué)家研究細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的歷程是從_______________的現(xiàn)象開(kāi)始的。__________是了解結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),__________又提供了探究結(jié)構(gòu)的線索。人們?cè)赺_________的基礎(chǔ)上提出假說(shuō),又通過(guò)進(jìn)一步的__________來(lái)修正假說(shuō),其中__________的進(jìn)步起到關(guān)鍵的作用。
5.有人研究未受精卵細(xì)胞的透性時(shí),發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)很容易通過(guò)細(xì)胞膜,而不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)則不容易通過(guò)細(xì)胞膜。由此可見(jiàn),細(xì)胞膜的化學(xué)成分中一定有某種物質(zhì),有利于脂質(zhì)物質(zhì)的通過(guò)。將這種物質(zhì)提取出來(lái),并將它在空氣-水界面是鋪成單分子層是,這個(gè)分子層的面積相當(dāng)于原來(lái)細(xì)胞表面積的兩倍。根據(jù)以上事實(shí)推測(cè):
(1)細(xì)胞膜上的這種化學(xué)成分是__________。
(2)這種化學(xué)成分在細(xì)胞膜上的分布狀況是:____________________。
6.在人和鼠的細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)中,用兩種熒光物分別標(biāo)記兩種抗體,使之分別結(jié)合到鼠和人的細(xì)胞膜表面抗原物質(zhì)上(如圖4-7)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,細(xì)胞開(kāi)始融合時(shí),人、鼠細(xì)胞的表面抗原“涇渭分明”,各自只分布于各自的細(xì)胞表面;但在融合之后,兩種抗原就平均地分布在融合細(xì)胞的表面了。請(qǐng)分析回答下面的問(wèn)題。
圖4-7
(1)細(xì)胞融合的實(shí)驗(yàn)表明了組成細(xì)胞膜的__________分子是可以運(yùn)動(dòng)的,由此也證明了細(xì)胞膜具有__________的特點(diǎn)。
(2)在細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)中,一種抗體只能與相應(yīng)的抗原結(jié)合,說(shuō)明了這類物質(zhì)在分子結(jié)構(gòu)上具有__________性。
(3)細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)若在20℃條件下進(jìn)行,則兩種表面抗原平均分布的時(shí)間大大延長(zhǎng),這說(shuō)明__________________________________。若在1℃條件下,兩種表面抗原便難以平均地分布,這又說(shuō)明____________________________。
創(chuàng)新應(yīng)用訓(xùn)練
1、下面材料顯示了研究人員對(duì)細(xì)胞成分及結(jié)構(gòu)的研究情況,
請(qǐng)據(jù)材料分析:
材料一 研究人員將哺乳動(dòng)物(或人)的紅細(xì)胞低滲處理,造成溶血現(xiàn)象,使血紅蛋白和無(wú)機(jī)鹽等溶出細(xì)胞外,剩下“空殼”(稱為血影),并對(duì)其進(jìn)行化學(xué)成分分析。通過(guò)血影研究以及其他方法,測(cè)得多種膜的化學(xué)成分,如表:
蛋白質(zhì)(%)
脂類(主要是磷脂)(%)
糖類(%)
人紅細(xì)胞膜
49
43
8
小鼠肝細(xì)胞膜
44
52
4
變形蟲(chóng)膜
54
42
4
線粒體內(nèi)膜
76
24
0
菠菜葉綠體片層膜
70
30
0
(1)從以上處理可推知血影即為純 材料,可用于研究。
(2)以上數(shù)據(jù)顯示,構(gòu)成細(xì)胞膜的化學(xué)成分主要是 ,構(gòu)成細(xì)胞膜與細(xì)胞內(nèi)膜(構(gòu)成細(xì)胞器膜)的化學(xué)物質(zhì)的種類有一些差異,這些差異有可能造成兩者 上的差異。
材料二 用丙酮從細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)(主要是磷脂),然后將提取的脂質(zhì)放在一個(gè)特制的水槽中,將其制成單分子層,并測(cè)量其表面積,將測(cè)量結(jié)果與紅細(xì)胞表面積比較,發(fā)現(xiàn)前者是后者的兩倍。
右圖是磷脂分子的模式圖,一個(gè)磷脂分子是由一個(gè)親水的極性頭部和疏水性尾部構(gòu)成。
(3)根據(jù)材料二所給信息可以推測(cè),細(xì)胞膜中的磷脂分子是
以 形式排列的,根據(jù)細(xì)胞膜內(nèi)外的水溶液環(huán)境和磷脂分子的特性,請(qǐng)推測(cè)磷脂分子在細(xì)胞膜中的排列形式(參照磷脂分子模式圖)并繪簡(jiǎn)單示意圖。
材料三 研究人員用紅色熒光標(biāo)記人細(xì)胞膜的抗體(蛋白質(zhì)),用綠色熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞膜上的抗體,然后將二者融合。開(kāi)始時(shí)一半是綠色,一半是紅色。在37℃下40分鐘后發(fā)現(xiàn)兩種熒光呈均勻分布。
(4)該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明 。
綜合以上實(shí)驗(yàn)及其他實(shí)驗(yàn),科學(xué)家提出了細(xì)胞膜的“流動(dòng)鑲嵌模型”。
2、利用以下材料設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性,而死細(xì)胞的細(xì)胞膜則失去選擇透過(guò)性。
實(shí)驗(yàn)材料和用具:顏色鮮艷的鮮花、試管、小燒杯、酒精燈、火柴、試管夾、培養(yǎng)皿、清水
提出問(wèn)題:
作出假設(shè):
預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
實(shí)驗(yàn)步驟:
第2節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型
一、選擇題
1—5 CBAB 6—10 DCDDB 11—15 DBDCA 16—20 BADDD 21—26 BCBADC 27 ABD
二、非選擇題
1、(1)脂類分子
(2)磷脂雙分子層(或兩層磷脂分子)
(3)①具有一定的流動(dòng)性蛋白質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)性引起的 ②蛋白質(zhì)分子的活動(dòng)受溫度的影響 ③仙臺(tái)病毒
2、脂質(zhì) 脂質(zhì) 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì) 流動(dòng)性 尼克森 流動(dòng)鑲嵌模型
3、運(yùn)動(dòng)(流動(dòng))
4、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸 分析成分 現(xiàn)象和功能 實(shí)驗(yàn)觀察 實(shí)驗(yàn) 方法和技術(shù)
5、(1)磷脂 (2)連續(xù)的兩層
6、(1)蛋白質(zhì)等 流動(dòng)性 (2)特異 (3)隨環(huán)境溫度的降低,膜上蛋白質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)速度減慢 環(huán)境溫度很低時(shí),膜上蛋白質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)幾乎停止
三、創(chuàng)新應(yīng)用題
(1)細(xì)胞膜
(2)脂質(zhì)(或磷脂)和蛋白質(zhì);功能
(3)雙分子層;
(4)構(gòu)成細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的,磷脂雙分子層也具有一定的流動(dòng)性(或細(xì)胞膜的流動(dòng)性)
2、提出問(wèn)題:
鮮花的活細(xì)胞里的色素是否被選擇?能出來(lái)嗎?死細(xì)胞又如何?
作出假設(shè):
活細(xì)胞中的色素不被選擇排出,死細(xì)胞的膜失去了選擇性,滲出.
預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
鮮花放入水中,水不變色;加熱殺死細(xì)胞,一段時(shí)間后,水變色.
實(shí)驗(yàn)步驟:
1、把鮮花放入水中浸泡一段時(shí)間,水不變色。(作為對(duì)照組)
2、再把一些鮮花放入水中加熱煮沸,殺死細(xì)胞,冷卻,一段時(shí)間后,水變色
結(jié)論:
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與預(yù)測(cè)一致,說(shuō)明活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性,而死細(xì)胞的細(xì)胞膜則失去選擇透過(guò)性,物質(zhì)可以自由擴(kuò)散進(jìn)入
第2節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型
課標(biāo)要求
1、簡(jiǎn)述生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容
2、舉例說(shuō)明生物膜具有流動(dòng)性特點(diǎn)
3、舉例說(shuō)出細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜
4、細(xì)胞膜的成分與功能
5、科學(xué)家對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索過(guò)程
知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系
基本支架 磷脂雙分子層
蛋白質(zhì)鑲嵌不對(duì)稱
生物膜 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 流動(dòng)性
細(xì)胞膜的外表有糖被和糖脂
主要成分 磷脂、蛋白質(zhì)和少量糖類
功能特點(diǎn) 選擇透過(guò)性
重難熱點(diǎn)歸納
1、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程
時(shí)間 科學(xué)家 科學(xué)實(shí)驗(yàn) 假說(shuō)
19世紀(jì)末
歐文頓
用500多種物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行上萬(wàn)次的通透性實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜 膜是由脂質(zhì)組成的
1925年 兩位荷蘭科學(xué)家 從細(xì)胞膜中提取脂質(zhì),鋪成單層分子,面積是細(xì)胞膜的2倍 細(xì)胞膜中脂質(zhì)為連續(xù)的兩層
1959年 羅伯特森 在電鏡下看到細(xì)胞膜由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成 生物膜為三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)
1970年 弗雷和埃迪登
分別用綠色和紅色熒光染料標(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 細(xì)胞膜具有流動(dòng)性
1972年 桑格和尼克森
在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)基礎(chǔ)上 提出流動(dòng)鑲嵌模型
*生物膜的分子結(jié)構(gòu)模型有多種,較為流行的如“流動(dòng)鑲嵌模型”
2、生物膜分子結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)是:
(1)鑲嵌性:膜的基本結(jié)構(gòu)是由脂雙分子層鑲嵌蛋白質(zhì)構(gòu)成的
(2)流動(dòng)性:膜結(jié)構(gòu)中的蛋白質(zhì)和脂類分子在膜中可作多種形式的移動(dòng)。膜整體結(jié)構(gòu)也具有流動(dòng)性。流動(dòng)性的重要生理意義:物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞融合、細(xì)胞表面受體功能調(diào)節(jié)等。
(3)不對(duì)稱性:膜兩側(cè)的分子性質(zhì)和結(jié)構(gòu)不相同
(4)蛋白質(zhì)極性:多肽鏈的極性區(qū)突向膜表面,非極性部分埋在脂雙層內(nèi)部。故蛋白質(zhì)分子既和水溶性也和脂溶性分子具有親和性。
3、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
(1)磷脂雙分子層:構(gòu)成膜的基本支架
(其中磷脂分子 的親水性頭部朝向兩側(cè),疏水性尾部朝向內(nèi)側(cè))
(2)蛋白質(zhì)分子:在膜表面,或部分或全部鑲嵌在磷脂雙分子層
糖被(少量):細(xì)胞膜外表
功能特性:
(3)脂分子是可以運(yùn)動(dòng)的,具有流動(dòng)性;
(4)膜的蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。(也體現(xiàn)膜的流動(dòng)性)
(5)細(xì)胞膜外表,有一層由細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合
形成的糖蛋白,叫做糖被。(糖被與細(xì)胞識(shí)別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系)
4.為什么說(shuō)細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜?
水分子跨膜運(yùn)輸是順相對(duì)含量梯度的,其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸并不都是這樣,這取決于細(xì)胞生命活動(dòng)的需要。細(xì)胞對(duì)物質(zhì)的吸收是有選擇的。
結(jié)論:細(xì)胞膜不僅是半透膜,還是選擇透過(guò)性膜
經(jīng)典例題剖析
例題1 變形蟲(chóng)可以吞噬整個(gè)細(xì)菌,這一事實(shí)說(shuō)明( )。
A、細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性; B、細(xì)胞膜具有全透性;
C、細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性; D、細(xì)胞膜具有保護(hù)作用。
【答案】C
【解析】 本題考核的知識(shí)點(diǎn)為細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特性,但卻是通過(guò)一個(gè)實(shí)例請(qǐng)同學(xué)分析,要求同學(xué)們能將所學(xué)的知識(shí)加以運(yùn)用,從而得出正確答案。很多同學(xué)會(huì)誤選A,該選項(xiàng)是細(xì)胞膜的功能特性,但與題目情境不符。
例題2(2004年湖北模擬題)莧菜的細(xì)胞液中有一些紅色的物質(zhì),無(wú)論用清水怎么洗,清水仍不見(jiàn)紅色物質(zhì),但若把莧菜放入沸水中一燙,水立刻變成紅色。這個(gè)現(xiàn)象是因?yàn)?BR> A.沸水使細(xì)胞膜失去選擇透過(guò)性 B.在清水中細(xì)胞膜沒(méi)有選擇透過(guò)性
C.沸水中色素分解成小分子物質(zhì) D.在清水中沒(méi)有物質(zhì)出入
[解析] 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有流動(dòng)性,細(xì)胞膜的生理功能是具有選擇透過(guò)性,這是活細(xì)胞所特有的功能。通常情況下,色素等物質(zhì)是大分子,又是細(xì)胞需要的,活細(xì)胞的細(xì)胞膜是不會(huì)讓其輕易外出的,所以在清水中,紅色色素是不會(huì)出來(lái)的。若放入沸水中,高溫殺死了細(xì)胞,破壞其結(jié)構(gòu),使細(xì)胞膜失去活性,細(xì)胞膜就成為通透性的了,失去了選擇性后,細(xì)胞里的色素物質(zhì)就可以不受限制地出來(lái)了,故使水變成紅色。
[答案] A
基礎(chǔ)試題訓(xùn)練
一、選擇題
1、據(jù)研究發(fā)現(xiàn),膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過(guò)細(xì)胞膜,這是因?yàn)椋?)
A 細(xì)胞膜具有一定流動(dòng)性 B 細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性
C 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂分子層為基本骨架 D 細(xì)胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子
2、下列哪一種膜結(jié)構(gòu)能通過(guò)生物大分子( )
A 細(xì)胞膜 B 核膜 C 線粒體膜 C 葉綠體膜
3、一分子CO2從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中擴(kuò)散出來(lái),進(jìn)入一相鄰細(xì)胞葉葉綠體基質(zhì)內(nèi),共穿過(guò)的生物膜層數(shù)是( )
A 5 B 6 C 7 D 8
4、細(xì)胞膜上與細(xì)胞識(shí)別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型決定有著密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是( )
A 糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸
5、變形蟲(chóng)的任何部位都能伸出偽足,人體某些白細(xì)胞能吞噬病菌,這些生理過(guò)程的完成都依賴于細(xì)胞膜的( )
A 保護(hù)作用 B 一定的流動(dòng)性 C 主動(dòng)運(yùn)輸 D 選擇透過(guò)性
6、下列物質(zhì)中,不能橫穿細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞的是( )
A 維生素D和性激素 B 水和尿素 C 氨基酸和葡萄糖 D 酶和胰島素
7、生物膜上的蛋白質(zhì)通常與多糖結(jié)合成糖蛋白。在細(xì)胞生命活動(dòng)中,糖蛋白在細(xì)胞的識(shí)別以及細(xì)胞內(nèi)外的信息傳導(dǎo)中有重要的功能。下列生物結(jié)構(gòu)中,糖蛋白含量可能多的是( )
A.類囊體的膜 B.線粒體的膜 C.細(xì)胞膜 D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜
8、水溶性染色劑PI,能與核酸結(jié)合而使細(xì)胞核著色,可將其應(yīng)用于細(xì)胞死活的鑒別。細(xì)胞浸泡于一定濃度的PI中,僅有死亡細(xì)胞的核會(huì)被染色,活細(xì)胞則不著色,但將PI注射到細(xì)胞中,則細(xì)胞核會(huì)著色。利用PI鑒別細(xì)胞的基本原理是 ( )
A.死細(xì)胞與活細(xì)胞的核酸結(jié)構(gòu)不同 B.死細(xì)胞與活細(xì)胞的核酸含量不同
C.活細(xì)胞能分解染色劑PI D.活細(xì)胞的細(xì)胞膜阻止PI的進(jìn)入
9、結(jié)合表中數(shù)據(jù),指出下列敘述錯(cuò)誤的是 ( )
成分
線粒體膜 蛋白質(zhì)
(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%) 脂類
(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)
外膜 52 48
內(nèi)膜 76 24
A.內(nèi)膜含有許多與有氧呼吸有關(guān)的酶 B.內(nèi)膜比外膜具有更多的功能
C.內(nèi)膜、外膜的化學(xué)組成大致相同 D.內(nèi)膜表面積大,導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量高
10、一位科學(xué)家發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí),細(xì)胞膜的厚度變小而面積增大,這是由于細(xì)胞膜的什么特性所決定的?( )
A.是選擇透過(guò)性膜 B.具有一定的流動(dòng)性 C.具有專一性 D.具有運(yùn)輸物質(zhì)的功能
11、生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是
A、構(gòu)成生物膜的磷脂分子可以運(yùn)動(dòng)
B、構(gòu)成生物膜的蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動(dòng)
C、構(gòu)成生物膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子是靜止的
D、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)
12、細(xì)胞膜具有識(shí)別功能主要決定于
A、膽固醇 B、蛋白質(zhì) C、磷脂 D、糖類
13、不是細(xì)胞膜成分的是
A、蛋白質(zhì) B、糖類 C、脂質(zhì) D、核酸
14、下列說(shuō)法正確的是
A、磷脂分子在細(xì)胞膜的功能上起重要作用,所以功能復(fù)雜,磷脂分子種類和數(shù)目就多
B、磷脂分子在細(xì)胞膜的功能上起重要作用,所以功能復(fù)雜,磷脂分子種類和數(shù)目就要一樣
C、蛋白質(zhì)分子在細(xì)胞膜的功能上起重要作用,所以功能復(fù)雜,蛋白質(zhì)分子種類和數(shù)目就多
D、蛋白質(zhì)分子在細(xì)胞膜的功能上起重要作用,所以功能復(fù)雜,蛋白質(zhì)分子種類和數(shù)目就一樣
15、細(xì)胞壁的功能特點(diǎn)是
A、全透性 B、半透性 C、不透性 D、選擇透過(guò)性
16、細(xì)胞壁的化學(xué)組成是
A、膽固醇與纖維素 B、纖維素與果膠 C、果膠與磷脂 D、磷脂與蛋白質(zhì)
17、血液中的氧氣進(jìn)入肌肉細(xì)胞的線粒體進(jìn)行有氧呼吸,至少要經(jīng)過(guò)的膜和磷脂層的數(shù)目是
A、3、6、 B、3、3 C、2、4 D、2、2
18、大分子蛋白質(zhì)能夠通過(guò)的結(jié)構(gòu)是
A、線粒體膜和葉綠體膜 B、細(xì)胞膜和液泡膜 C、選擇透過(guò)性膜 D、細(xì)胞壁和核孔
19、科學(xué)家將哺乳動(dòng)物或人的成熟紅細(xì)胞放進(jìn)蒸餾水中,造成紅細(xì)胞破裂出現(xiàn)溶血現(xiàn)象,再將溶出細(xì)胞外的物質(zhì)沖洗掉,剩下的結(jié)構(gòu)在生物學(xué)上稱為“血影”,那么,血影的主要成分有( )。
A.無(wú)機(jī)鹽、蛋白質(zhì) B.蛋白質(zhì)、糖類 C.脂肪、蛋白質(zhì) D.脂質(zhì)、蛋白質(zhì)
20、下列對(duì)細(xì)胞內(nèi)各種生物膜的結(jié)構(gòu)和組成的敘述中,錯(cuò)誤的是( )。
A. 主要由蛋白質(zhì)、脂類和少量糖類組成
B.磷脂雙分子層是各種生物膜的基本骨架
C.不同生物膜上的蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量不同
D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜能生成高爾基體膜,說(shuō)明兩者化學(xué)組成完全相同
21、一般在光學(xué)顯微鏡下看不到植物細(xì)胞的細(xì)胞膜,而在下列的哪種情況下,可以看到細(xì)胞膜( )。
A.細(xì)胞進(jìn)行分裂時(shí) B.發(fā)生質(zhì)壁分離時(shí)
C.顯微鏡視野調(diào)亮?xí)r D.細(xì)胞吸收水和離子時(shí)
22、科學(xué)家將細(xì)胞膜中的磷脂成分提取出來(lái),并將它在“空氣-水”界面上鋪成單分子層,發(fā)現(xiàn)這個(gè)單分子層的表面積相當(dāng)于原細(xì)胞膜表面積的兩倍。這說(shuō)明磷脂分子在細(xì)胞膜上的分布狀況是( )。
A.單層排列 B.均勻稀疏排列 C.雙層排列 D.均勻緊密排列
23、下列有關(guān)細(xì)胞膜性質(zhì)的說(shuō)法中,錯(cuò)誤的是( )。
A.具有流動(dòng)性和選擇透過(guò)性 B.蛋白質(zhì)均勻分布于磷脂雙分子層上
C.脂類小分子易于自由擴(kuò)散通過(guò) D.磷脂雙分子層內(nèi)外表面都親水
24、下列哪項(xiàng)敘述不是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?( )
A.細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜 B.細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成
C.細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)具有流動(dòng)性 D.有些蛋白質(zhì)分子可在膜的內(nèi)外之間移動(dòng)
25、使磷脂類特別適于形成細(xì)胞膜的特性是( )。
A.它們是疏水的 B.它們是親水的
C.它們迅速吸水 D.它們既是親水的又是疏水的
26、如果植物細(xì)胞膜由選擇透過(guò)性膜變成了全透性膜,則該細(xì)胞將( )。
A.縮小 B.膨脹 C.死亡 D.生長(zhǎng)
27、(多選題)以下關(guān)于細(xì)胞膜的論述中,正確的是
A、 磷脂分子排列成雙分子層
B、膜兩側(cè)物質(zhì)分子排列不對(duì)稱
C、球形蛋白質(zhì)分子覆蓋或鑲嵌在磷脂雙分子層中
D、組成膜的物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)使其具有一定的流動(dòng)性
二、非選擇題
1、根據(jù)細(xì)胞膜的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分析下列材料并回答有關(guān)問(wèn)題:
(1)1895年Overton在研究各種未受精卵細(xì)胞的通透性時(shí),發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)容易透過(guò)細(xì)胞膜,不溶于脂類的物質(zhì)透過(guò)細(xì)胞膜十分困難。這表明組成細(xì)胞膜的主要成分中有_________________。
(2)1925年Gorter Grendel用丙酮提取紅細(xì)胞膜的類脂,并將它在空氣一水接面上展開(kāi)時(shí),這個(gè)單層分子的面積相當(dāng)于原來(lái)紅細(xì)胞表面積的兩倍。由此可以認(rèn)為細(xì)胞膜由_________組成。
(3)科學(xué)工作者用綠色和紅色熒光染料,分別標(biāo)記人和鼠的細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì),然后將兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞。起初,一半膜發(fā)綠色熒光,另一半膜發(fā)紅色熒光。一段時(shí)間后,兩種顏色的熒光點(diǎn)均勻分布,如下圖所示:
① 該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明細(xì)胞膜_________________,這是因?yàn)開(kāi)____________________________________
__________________________________。
②若在兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞后,將融合細(xì)胞置于0℃條件下保持40分鐘,則融合細(xì)胞仍是一半膜發(fā)綠色熒光,另一半膜發(fā)紅色熒光,這說(shuō)明__________________________。
③細(xì)胞融合時(shí)常用的病毒促融劑是_________。
2、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程
19世紀(jì)末,歐文頓的實(shí)驗(yàn)和推論:膜是由 組成的;
20世紀(jì)初,科學(xué)家的化學(xué)分析結(jié)果,指出膜主要由 和 組成;
1959年羅伯特森提出的“三明治”結(jié)構(gòu)模型:所有生物膜都由 三層結(jié)構(gòu);
1970年,熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn),指出細(xì)胞膜具有 ;
1972年,桑格和 提出了 。
3.構(gòu)成細(xì)胞膜相鄰的磷脂分子之間每分鐘換位100萬(wàn)次,這表明細(xì)胞膜具有_________的特性。
4.科學(xué)家研究細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的歷程是從_______________的現(xiàn)象開(kāi)始的。__________是了解結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),__________又提供了探究結(jié)構(gòu)的線索。人們?cè)赺_________的基礎(chǔ)上提出假說(shuō),又通過(guò)進(jìn)一步的__________來(lái)修正假說(shuō),其中__________的進(jìn)步起到關(guān)鍵的作用。
5.有人研究未受精卵細(xì)胞的透性時(shí),發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)很容易通過(guò)細(xì)胞膜,而不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)則不容易通過(guò)細(xì)胞膜。由此可見(jiàn),細(xì)胞膜的化學(xué)成分中一定有某種物質(zhì),有利于脂質(zhì)物質(zhì)的通過(guò)。將這種物質(zhì)提取出來(lái),并將它在空氣-水界面是鋪成單分子層是,這個(gè)分子層的面積相當(dāng)于原來(lái)細(xì)胞表面積的兩倍。根據(jù)以上事實(shí)推測(cè):
(1)細(xì)胞膜上的這種化學(xué)成分是__________。
(2)這種化學(xué)成分在細(xì)胞膜上的分布狀況是:____________________。
6.在人和鼠的細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)中,用兩種熒光物分別標(biāo)記兩種抗體,使之分別結(jié)合到鼠和人的細(xì)胞膜表面抗原物質(zhì)上(如圖4-7)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,細(xì)胞開(kāi)始融合時(shí),人、鼠細(xì)胞的表面抗原“涇渭分明”,各自只分布于各自的細(xì)胞表面;但在融合之后,兩種抗原就平均地分布在融合細(xì)胞的表面了。請(qǐng)分析回答下面的問(wèn)題。
圖4-7
(1)細(xì)胞融合的實(shí)驗(yàn)表明了組成細(xì)胞膜的__________分子是可以運(yùn)動(dòng)的,由此也證明了細(xì)胞膜具有__________的特點(diǎn)。
(2)在細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)中,一種抗體只能與相應(yīng)的抗原結(jié)合,說(shuō)明了這類物質(zhì)在分子結(jié)構(gòu)上具有__________性。
(3)細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)若在20℃條件下進(jìn)行,則兩種表面抗原平均分布的時(shí)間大大延長(zhǎng),這說(shuō)明__________________________________。若在1℃條件下,兩種表面抗原便難以平均地分布,這又說(shuō)明____________________________。
創(chuàng)新應(yīng)用訓(xùn)練
1、下面材料顯示了研究人員對(duì)細(xì)胞成分及結(jié)構(gòu)的研究情況,
請(qǐng)據(jù)材料分析:
材料一 研究人員將哺乳動(dòng)物(或人)的紅細(xì)胞低滲處理,造成溶血現(xiàn)象,使血紅蛋白和無(wú)機(jī)鹽等溶出細(xì)胞外,剩下“空殼”(稱為血影),并對(duì)其進(jìn)行化學(xué)成分分析。通過(guò)血影研究以及其他方法,測(cè)得多種膜的化學(xué)成分,如表:
蛋白質(zhì)(%)
脂類(主要是磷脂)(%)
糖類(%)
人紅細(xì)胞膜
49
43
8
小鼠肝細(xì)胞膜
44
52
4
變形蟲(chóng)膜
54
42
4
線粒體內(nèi)膜
76
24
0
菠菜葉綠體片層膜
70
30
0
(1)從以上處理可推知血影即為純 材料,可用于研究。
(2)以上數(shù)據(jù)顯示,構(gòu)成細(xì)胞膜的化學(xué)成分主要是 ,構(gòu)成細(xì)胞膜與細(xì)胞內(nèi)膜(構(gòu)成細(xì)胞器膜)的化學(xué)物質(zhì)的種類有一些差異,這些差異有可能造成兩者 上的差異。
材料二 用丙酮從細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)(主要是磷脂),然后將提取的脂質(zhì)放在一個(gè)特制的水槽中,將其制成單分子層,并測(cè)量其表面積,將測(cè)量結(jié)果與紅細(xì)胞表面積比較,發(fā)現(xiàn)前者是后者的兩倍。
右圖是磷脂分子的模式圖,一個(gè)磷脂分子是由一個(gè)親水的極性頭部和疏水性尾部構(gòu)成。
(3)根據(jù)材料二所給信息可以推測(cè),細(xì)胞膜中的磷脂分子是
以 形式排列的,根據(jù)細(xì)胞膜內(nèi)外的水溶液環(huán)境和磷脂分子的特性,請(qǐng)推測(cè)磷脂分子在細(xì)胞膜中的排列形式(參照磷脂分子模式圖)并繪簡(jiǎn)單示意圖。
材料三 研究人員用紅色熒光標(biāo)記人細(xì)胞膜的抗體(蛋白質(zhì)),用綠色熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞膜上的抗體,然后將二者融合。開(kāi)始時(shí)一半是綠色,一半是紅色。在37℃下40分鐘后發(fā)現(xiàn)兩種熒光呈均勻分布。
(4)該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明 。
綜合以上實(shí)驗(yàn)及其他實(shí)驗(yàn),科學(xué)家提出了細(xì)胞膜的“流動(dòng)鑲嵌模型”。
2、利用以下材料設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性,而死細(xì)胞的細(xì)胞膜則失去選擇透過(guò)性。
實(shí)驗(yàn)材料和用具:顏色鮮艷的鮮花、試管、小燒杯、酒精燈、火柴、試管夾、培養(yǎng)皿、清水
提出問(wèn)題:
作出假設(shè):
預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
實(shí)驗(yàn)步驟:
第2節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型
一、選擇題
1—5 CBAB 6—10 DCDDB 11—15 DBDCA 16—20 BADDD 21—26 BCBADC 27 ABD
二、非選擇題
1、(1)脂類分子
(2)磷脂雙分子層(或兩層磷脂分子)
(3)①具有一定的流動(dòng)性蛋白質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)性引起的 ②蛋白質(zhì)分子的活動(dòng)受溫度的影響 ③仙臺(tái)病毒
2、脂質(zhì) 脂質(zhì) 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì) 流動(dòng)性 尼克森 流動(dòng)鑲嵌模型
3、運(yùn)動(dòng)(流動(dòng))
4、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸 分析成分 現(xiàn)象和功能 實(shí)驗(yàn)觀察 實(shí)驗(yàn) 方法和技術(shù)
5、(1)磷脂 (2)連續(xù)的兩層
6、(1)蛋白質(zhì)等 流動(dòng)性 (2)特異 (3)隨環(huán)境溫度的降低,膜上蛋白質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)速度減慢 環(huán)境溫度很低時(shí),膜上蛋白質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)幾乎停止
三、創(chuàng)新應(yīng)用題
(1)細(xì)胞膜
(2)脂質(zhì)(或磷脂)和蛋白質(zhì);功能
(3)雙分子層;
(4)構(gòu)成細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的,磷脂雙分子層也具有一定的流動(dòng)性(或細(xì)胞膜的流動(dòng)性)
2、提出問(wèn)題:
鮮花的活細(xì)胞里的色素是否被選擇?能出來(lái)嗎?死細(xì)胞又如何?
作出假設(shè):
活細(xì)胞中的色素不被選擇排出,死細(xì)胞的膜失去了選擇性,滲出.
預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
鮮花放入水中,水不變色;加熱殺死細(xì)胞,一段時(shí)間后,水變色.
實(shí)驗(yàn)步驟:
1、把鮮花放入水中浸泡一段時(shí)間,水不變色。(作為對(duì)照組)
2、再把一些鮮花放入水中加熱煮沸,殺死細(xì)胞,冷卻,一段時(shí)間后,水變色
結(jié)論:
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與預(yù)測(cè)一致,說(shuō)明活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性,而死細(xì)胞的細(xì)胞膜則失去選擇透過(guò)性,物質(zhì)可以自由擴(kuò)散進(jìn)入