生物膜的流動鑲嵌模型復(fù)習(xí)教案

1、寶石中學(xué)活頁課時教案（首頁）年級高三年級學(xué)科生物學(xué)周次教學(xué)時間2010年8月18日月教案序號18課題分子與細胞第四章 物質(zhì)的輸入和輸出第2、3節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型運輸?shù)姆秸n 型復(fù)習(xí)教學(xué)目標(biāo)知識和能力目標(biāo)：1、簡述生物膜的結(jié)構(gòu)。2、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。情感目標(biāo)：、探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點。教學(xué)重點 及難點教學(xué)重點1 .流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。2 .流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。教學(xué)難點探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀占八、教學(xué)方法直觀教學(xué)法、詡:解法教學(xué)反思見后頁第四章物質(zhì)的輸入和輸出第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程1、19世

2、紀末，歐文頓提出：膜是由脂質(zhì)組成的。2、20世紀初，對膜化學(xué)分析：膜是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成的。3、1925年荷蘭科學(xué)家提出：膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層。板書設(shè)計4、1959年羅伯特森提出膜的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。5、1970年提出膜具有流動性。6、1972年提出流動鑲嵌模型。、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容把宙臼1、膜的成分2、膜的基本支架3、膜的結(jié)構(gòu)特點4、膜的功能特性第四章物質(zhì)的輸入和輸出第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型【雙基提要】1 .凡是可以溶于 的物質(zhì)，比不能溶于 的物質(zhì)更容易通過細胞膜進入細胞。2 .生物膜的主要成分是。3 . 1925年，兩位荷蘭科學(xué)家用從人的紅細胞中提取 ,在空氣一一水界面上鋪展成 ,

3、測得的面積恰為紅細胞表面積的兩倍。4 . 1970年，科學(xué)家所做的熒光標(biāo)記的小鼠細胞和人細胞融合試驗的試驗現(xiàn)象證明細胞膜具 有。5 . 1972年，桑格和尼克森提出了為大多數(shù)人所接受的 。6 .生物膜的 膜型認為，構(gòu)成了膜的基本支架，這個支架不是的，而是具有 的；蛋白質(zhì)分子有的 在磷脂雙分子層表面，有 的部分或全部 磷脂雙分子層中，有的 整個磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質(zhì)也 是可以 的。7 .在細胞膜的外表，有一層由細胞膜上的 與 結(jié)含成的 ,叫做糖被。第四章物質(zhì)的輸入和輸出第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程1、19世紀末，1895年overton在研究各種未受精卵細胞的透性時，

4、發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)容易透過細胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)透過細胞膜十分困難。這表明組成細胞膜的主要成分中有膜是由脂質(zhì)組成的。2、20世紀初，對膜化學(xué)分析：膜是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成的。3、1925年荷蘭科學(xué)家corter grendel提出：1925年用丙酮提取細胞膜的脂， 并將它在 空氣一水界面上展開時，發(fā)現(xiàn)這個單層分子的面積相當(dāng)于原來細胞表面積的兩倍。由此可以認為細胞膜由_膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層組成。4、1959年羅伯特森提出膜的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。5、1970年提出膜具有流動性。1970年，科學(xué)家larry frye等用不同熒光染料標(biāo)記的抗 體，分別與鼠和人細胞膜上的一種抗原相結(jié)合，使它們分別產(chǎn)生綠色和

5、紅色熒光。將兩種細胞融合成一個細胞時，開始時一半呈綠色，另一半呈紅色，但在 37 c水浴中保溫40 min 后，融合細胞上的兩種顏色的熒光呈現(xiàn)均勻分布。這個實驗說明細胞膜具有流動性。人即阻小隊粥咆6、1972年提出流動鑲嵌模型。7.5 nm實驗：用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細胞膜照片，顯示暗一明一暗三層結(jié)構(gòu)，厚約它由厚約3.5 nm的雙層脂質(zhì)分子和內(nèi)外表面各為厚約2 nm的蛋白質(zhì)構(gòu)成。提出假說：連續(xù)的脂質(zhì)雙分子層組成膜的主體，磷脂的非極性端朝向膜內(nèi)側(cè)，極性端朝向膜外兩側(cè)，蛋白質(zhì)以單層肽鏈的厚度，通過靜電作用與磷脂極性端相結(jié)合，從而形成蛋白質(zhì)一磷脂一蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu)，稱之為單位膜。他提出真核細胞與

6、原核細胞具有相同的膜結(jié) 構(gòu)。單位膜模型的主要不足在于：把生物膜的結(jié)構(gòu)描述成靜止的、不變的，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。單位膜結(jié)構(gòu)模型繼承了前人的有關(guān)結(jié)論， 又成功地利用了先進的電子顯微鏡的觀察結(jié)果 作為證據(jù)。但是他將生物膜描述為靜態(tài)的剛性的結(jié)構(gòu)， 這一點很快又被新的技術(shù)手段下的實 驗所否定。流動鑲嵌模型是目前人們普遍認同的，但它無法完美地回答生物膜的所有功能。所以后來不斷提出一些新的模型，如wallach于1975年提出晶格鑲嵌模型；jain和white于1977年提出板塊鑲嵌模型等，迄今為止，已提出的生物膜結(jié)構(gòu)模型達幾十種之多，生物膜的結(jié)構(gòu)模型雖然有很多種，但被廣泛接受的結(jié)構(gòu)模型基本內(nèi)容是

7、趨向一致的。其要點和特點基本相同，主要包括膜的分子組成和結(jié)構(gòu)特征。 二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容1、膜的成分蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者，它承擔(dān)了組成細胞基本結(jié)構(gòu)的功能，它是細胞膜的主要成分之一，約占細胞膜總量的40%。磷脂是構(gòu)成細胞膜的重要成分，細胞膜結(jié)構(gòu)中脂質(zhì)約占總量的50%。細胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，此外，還有少量的糖類2、膜的基本支架磷脂雙分子層不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細胞膜iii ，il7!,3、膜的結(jié)構(gòu)特點(1)磷脂雙分子層是生物膜的基本支架。其中磷脂分子的親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水 性的尾部相對朝向內(nèi)側(cè)。(2)蛋白質(zhì)分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分

8、子層中,有的橫跨整個磷脂雙分子層。這里體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對稱性。(3)在細胞膜的外側(cè)，有一層由細胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)構(gòu)合形成的糖蛋白，叫做 糖被。糖被與細胞識別、細胞間的信息交流有密切聯(lián)系。(4)磷脂分子是可以運動的，具有流動性。大多數(shù)的蛋白質(zhì)也是可以運動的，也體現(xiàn) 了膜的流動性。如激岫i)娘|畫如他通4、膜的功能特性glycoprotcmphwspn 吞 lipid特性：細胞膜具有選擇透過性。三.實驗技術(shù)的進步起到的作用？縱觀整個人們對建立生物膜模型的探索過程，在建立生物膜模型的過程中，實驗技術(shù)的進步起到了關(guān)鍵性的推動作用。如血影的制取和化學(xué)成分的鑒定技術(shù)使人們認識膜的化學(xué)組 成；電子顯

9、微鏡的誕生使人們終于看到了膜的存在；冰凍蝕刻技術(shù)和掃描電子顯微鏡技術(shù)使人們認識到膜的內(nèi)外兩側(cè)并不對稱；熒光標(biāo)記小鼠細胞與人細胞的融合實驗又證明了膜的流動性等。沒有這些技術(shù)的支持，人類的認識便不能發(fā)展。(1)分析生物膜模型的建立過程中，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)是如何得到體現(xiàn)的？在建立生物膜模型的過程中，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點始終引導(dǎo)人們不斷實踐、認識，再實踐、再認識；使人類一步步接近生物膜結(jié)構(gòu)的真相。例如，不同生物膜的功能是有差異的。在生命系統(tǒng)中，一般來說，功能的不同常伴隨著結(jié)構(gòu)的差異，而早期的生物膜模型假定所有的生物膜都是相同的，這顯然與不同部位的生物膜功能不完全相同是矛盾的。還有，不同膜的厚度也不完

10、全一樣。由此促進學(xué)者們重新研究脂質(zhì)和蛋白質(zhì)相互作用的問題。一些學(xué)者使用了更加先進的技術(shù)，運用紅外光譜等技術(shù)證明，膜蛋白主要為球形結(jié)構(gòu)。冰凍蝕刻電 鏡技術(shù)又證明，脂雙層中分布有蛋白質(zhì)顆粒，這樣又發(fā)展了生物膜模型。生物膜中存在不同種類的蛋白質(zhì)，以及蛋白質(zhì)在生物膜中的不同分布情況，恰能較好地解釋不同結(jié)構(gòu)的生物膜具有不同的生理功能。(2)分析生物膜模型的建立過程，受到的啟示科學(xué)研究是要在實驗和觀察的基礎(chǔ)上，通過嚴謹?shù)耐评砗痛竽懙南胂?，提出假說，再通過實驗進一步地驗證假說?？茖W(xué)研究依賴于技術(shù)的進步，技術(shù)進步了，可以得到更多新的實驗數(shù)據(jù)。科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程是一個長期的過程，涉及到許多科學(xué)家的辛勤工作?？茖W(xué)發(fā)現(xiàn)

11、的過程不是一帆風(fēng)順的，往往是在繼承的基礎(chǔ)上不斷驗證、修正和完善發(fā)展的?？茖W(xué)家的觀點并不全是真理，還必須通過實踐驗證；科學(xué)學(xué)說不是一成不變的，需要不 斷完善?！镜淅治觥坷齦對跨膜運輸起選擇作用的物質(zhì)是()a .水 b .糖類 c.蛋白質(zhì) d.磷脂例2新生兒小腸上皮細胞通過消耗能量，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖，這兩種物質(zhì)被吸收到血液中的方式分別是()a .主動運輸、主動運輸b.胞吞、主動運輸(顆粒的多少表示濃度的高低ooo ooo ooo 奉細胞膜c .主動運輸、胞吞 d .被動運輸、主動運輸 例3 甲(0)乙()兩種物質(zhì)在細胞膜兩側(cè)的分布情況如圖 在進行跨膜運輸時，下列說法正確的是

12、a.甲進入細胞一定需要能量b.甲運出細胞一定不需要能量胞c.乙進入細胞一定有載體蛋白的參與外d.乙運出細胞一定有載體蛋白的參與 例4 對法囊澡的細胞液中各種離子濃度的分析表明，細胞液中的成分與海水的成分很不 相同，圖中陰影部分代表法囊藻的離子濃度。請分析回答下列問題:(1)k +和cl -在細胞內(nèi)積累，而na+等在細胞液中的含量低于海水的含量。這表明 (2) k+和cl-進入細胞的轉(zhuǎn)運方向是 這種吸收方式叫,這種吸收方式需要 的兩個基本條件是、。(3)na+和ca2+排出細胞的轉(zhuǎn)運方向是 。(4)法囊藻細胞液中各種離子濃度與海水中各種離子濃度不成比例,其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是【鞏固練習(xí)】 一、選擇題1 下

13、列物質(zhì)中，通過人體紅細胞膜時需要消耗能量的是( )a 甘油 b 葡萄糖c 鈉離子d 氧氣2 有一種物質(zhì)能順濃度梯度進出細胞膜， 但卻不能順濃度梯度進出無蛋白質(zhì)的磷脂雙層膜。這種物質(zhì)出人細胞膜的方式是( )a .自由擴散 b.協(xié)助擴散 c .主動運輸d .胞吞、胞吐3 下列跨膜運輸?shù)纳砘顒又?，屬于主動運輸?shù)氖? )a. 酒精進入胃黏膜細胞b 二氧化碳由靜脈血進人肺泡內(nèi)c 原尿中的葡萄糖進入腎小管上皮細胞d 水分子出入細胞4保證活細胞能夠按照生命活動的需要，吸收營養(yǎng)物質(zhì)、排出代謝廢物和對細胞有害物質(zhì)的跨膜運輸方式是( )a 自由擴散b 協(xié)助擴散c 主動運輸 d 胞吞、胞吐5 人體組織細胞從組織液

14、中吸收甘油的量主要取決于( )a 組織液中甘油的濃度b 細胞膜上甘油載體的數(shù)量c 細胞的供能d. 細胞膜上磷脂分子的種類6 紅細胞吸收無機鹽和葡萄糖的共同點是( )a 都可以從低濃度一側(cè)到高濃度一側(cè) b 都需要供給atpc 都需要載體協(xié)助 d 既需要載體協(xié)助又需要消耗能量7下列哪些物質(zhì)不能以跨膜運輸方式進入細胞( )a 水分子和脂質(zhì)分子b. 不帶電荷的小分子c 帶電荷的小分子或離子d 大分子或顆粒性物質(zhì)8 影響跨膜運輸?shù)囊蛩厥窍铝? )a.溫度 b . atp c .蛋白質(zhì)載體 d.以上三項9海帶細胞內(nèi)的碘離子濃度遠高于海水中的碘離子濃度，但海帶細胞仍可以從海水中吸收碘離子。其吸收方式是( )

15、a 自由擴散b 主動運輸c 協(xié)助擴散d 內(nèi)吞作用10下列生理功能中，不是通過主動運輸來實現(xiàn)的是( )a 氨基酸進入小腸絨毛上皮細胞b 紅細胞從血漿中攝取鉀離子c. 鯊魚將血液中的多余鹽分通過鰓排出體外 d 水分子進入紅細胞11以下哪一項是主動運輸?shù)睦? )a . cl-在血細胞和血漿之間運動b.腎小管對na+的重吸收c 氧由肺泡進入血液的運動d 肌肉細胞中氧的運動12胰島素分子出細胞的方式是( )a 主動運輸b 胞吐c 自由擴散d 協(xié)助擴散13下列關(guān)于自由擴散與協(xié)助擴散的說法中，正確的是( )都不需要能量都不需要載體自由擴散只能順濃度梯度，而協(xié)助擴散既可以順濃度梯度也可以逆濃度梯度 都是被動

16、運輸離子和一些較大的分子如葡萄糖， 可以通過協(xié)助擴散順濃度梯度運輸a. b , c. d .14 小腸絨毛上皮細胞易吸收葡萄糖，卻難吸收相對分子質(zhì)量比葡萄糖小的木糖，原因是a 細胞膜上無木糖載體b 細胞膜的磷脂分子排列緊密c.木糖的濃度太低d .以上三項都正確15 .氧氣透過肺泡進入毛細血管的過程是()a.全部為主動運輸 b .大部分為擴散作用，少部分為主動運輸c .全部為擴散作用 d.少部分為擴散作用，大部分為主動運輸16 .大腸桿菌在繁殖時，細胞內(nèi)鉀離子的濃度是培養(yǎng)液中的3 000倍。如果在培養(yǎng)液中加入一種叫箭毒的藥物，大腸桿菌細胞內(nèi)鉀離子濃度立即下降，這種藥物很可能()a .使細胞膜變成

17、了全透性膜b.抑制膜上載體的活動c .加快細胞膜的流動d .使載體運動方向改變17 .下列關(guān)于跨膜運輸?shù)拿枋?，正確的是()a.相對分子質(zhì)量小的物質(zhì)或離子都可以通過自由擴散進入細胞內(nèi)b .大分子有機物要通過載體蛋白的轉(zhuǎn)運才能進入細胞內(nèi)，并且要消耗能量c .協(xié)助擴散和自由擴散都是順濃度梯度進行的，既不需要消耗能量，也不需要膜上的 載體蛋白d.主動運輸發(fā)生在細胞逆濃度梯度吸收物質(zhì)時，既要消耗細胞的能量，也需要依靠膜 上的載體蛋白18 .在培養(yǎng)玉米溶液中加入某種陰離子，結(jié)果發(fā)現(xiàn)玉米根細胞在吸收該種陰離子的同時，對cl-的主動吸收減少，而對 /的主動吸收并沒有影響，原因是()a .該種負離子妨礙了能量的生成b.該種負離子抑制了主動運輸c .該種負離子抑制了細胞呼吸d.該種負離子的載體和 cl-的相同二、非選擇題19 .下圖為物質(zhì)出入細胞的 3種方式示意圖，請據(jù)圖回答(內(nèi)填序號)：(1)物質(zhì)利用載體出入細胞的運輸方式是圖和。(2)物質(zhì)出入細胞需消耗能量的運輸方式是圖。(3)物質(zhì)從細胞膜低濃度一側(cè)運到高濃度一側(cè)的運輸方式是圖(4)物質(zhì)從細胞膜高濃度一側(cè)運到低濃度一側(cè)的運輸方式是圖和。(5)甲、乙兩種運輸方式合稱為 。20 .人