第2節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型

1、第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型教學(xué)目標(biāo)1簡(jiǎn)述生物膜的結(jié)構(gòu)。2探討在建立生物膜模型的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步所起的作用。3探討建立生物膜模型的過(guò)程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。4嘗試提出問(wèn)題，作出假設(shè)。5進(jìn)行圖表數(shù)據(jù)的解讀。學(xué)習(xí)重點(diǎn)： 流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。學(xué)習(xí)難點(diǎn)： 探討建立生物膜模型的過(guò)程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)?！咀灾魈骄俊?、學(xué)海導(dǎo)航：?jiǎn)栴}探討1.提示：三種材料比較，彈力布更能體現(xiàn)細(xì)胞膜的柔變性和一定的_性，相對(duì)好一些。當(dāng)然，這幾種材料的特點(diǎn)與真實(shí)的_之間還有不小的差距。問(wèn)題探討2.提示：有條件的話，使用微孔塑膠或利用激光給氣球打上_都可以作為模型的細(xì)胞膜。使用透析袋也可以。如果制作

2、臨時(shí)使用的模型，利用豬或其他動(dòng)物的_做細(xì)胞膜是更加理想的材料。1對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程知識(shí)點(diǎn)觀察與思考?xì)w納與結(jié)論1、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程1、歐文頓做了什么實(shí)驗(yàn)？發(fā)現(xiàn)了什么？2、歐文頓的推論是什么？正確否？1、植物細(xì)胞的_進(jìn)行過(guò)上萬(wàn)次的實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性_：脂溶性的物質(zhì)_通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。2、 歐文頓提出： _3、細(xì)胞膜中除脂質(zhì)以外還有沒(méi)有其他成分呢？思考：細(xì)胞膜中脂質(zhì)如何排布？4、 1925年，荷蘭科學(xué)家提取脂質(zhì)并測(cè)得的結(jié)果是？他們由此得出結(jié)論是？問(wèn)題1: 為什么用紅細(xì)胞？為什么用丙酮提取脂質(zhì)?問(wèn)題2:磷脂為什么在空氣-水界面上鋪展成單分子層?20世紀(jì)初，科學(xué)家第一次將膜從

3、_中分離出來(lái)。3、化學(xué)分析表明：膜的主要成分是：_4、結(jié)果：測(cè)得單分子層的面積為_(kāi)的2倍結(jié)論：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子排列為 _問(wèn)題1: _，_問(wèn)題2: _思考：蛋白質(zhì)位于細(xì)胞膜什么位置？5、 1959年，羅伯特森在電鏡下看到了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，它是什么樣的？他提出了什么？問(wèn)題3：電鏡下看到的中間的亮層是什么分子？，兩邊的暗層是什么分子？問(wèn)題4：他把生物膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，你認(rèn)同嗎？你的理由是？5、看到了細(xì)胞膜清晰的_的三層結(jié)構(gòu)他提出了：所有的生物膜都由_三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。隨著新的技術(shù)手段不斷運(yùn)用于生物膜的研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)膜蛋白并不是全部平鋪在脂質(zhì)表面，有的蛋白質(zhì)是_在脂質(zhì)雙分子層中的。思考：細(xì)胞膜是運(yùn)

4、動(dòng)的嗎？6、1970年，科學(xué)家用熒光標(biāo)記法，用什么標(biāo)記什么細(xì)胞？什么分子？7、兩種細(xì)胞融合前后的現(xiàn)象？8、標(biāo)記實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明什么？問(wèn)題5：哪些實(shí)例還能進(jìn)一步說(shuō)明細(xì)胞膜的這一特點(diǎn)?6、發(fā)綠色熒光的染料標(biāo)記_細(xì)胞表面的_分子，發(fā)_的染料標(biāo)記人細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子7、剛?cè)诤蠒r(shí)，融合細(xì)胞的_兩種細(xì)胞在37下經(jīng)過(guò)40 min，兩種顏色的熒光_8、表明細(xì)胞膜具有_。問(wèn)題5：_在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的基礎(chǔ)上，又有學(xué)者提出了一些關(guān)于生物膜的分子結(jié)構(gòu)模型。你知道是什么模型嗎？是誰(shuí)提出的呢？1972年，桑格和尼克森提出了_模型思考與討論(P66)1.最初認(rèn)識(shí)到細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的，是通過(guò)對(duì)_得出的。2.有必要。僅靠

5、推理得出的結(jié)論_準(zhǔn)確，還應(yīng)通過(guò)_進(jìn)行檢驗(yàn)和修正。3.提示：因?yàn)榱字肿拥摹邦^部”親水，所以在水空氣界面上磷脂分子是“頭部”向下與_面接觸，尾部則朝向_一面?？茖W(xué)家因測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍，才得出膜中的脂質(zhì)必然排列為連續(xù)的_這一結(jié)論。思考與討論(P67)1.提示：在建立生物膜模型的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到了關(guān)鍵性的推動(dòng)作用。如電子顯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(rèn)識(shí)到膜的內(nèi)外兩側(cè)并不對(duì)稱；熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞與人細(xì)胞的融合實(shí)驗(yàn)又證明了膜的流動(dòng)性等。沒(méi)有這些技術(shù)的支持，人類的認(rèn)識(shí)便不能發(fā)展。2.提示：在建立生物膜模型的過(guò)程中，結(jié)構(gòu)與功能相

6、適應(yīng)的觀點(diǎn)始終引導(dǎo)人們不斷實(shí)踐、認(rèn)識(shí)，再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)；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(lái)說(shuō)，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全一樣。由此促進(jìn)學(xué)者們重新研究脂質(zhì)和蛋白質(zhì)相互作用的問(wèn)題。一些學(xué)者使用了更加先進(jìn)的技術(shù)，運(yùn)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

7、有不同的生理功能。2.流動(dòng)鑲嵌的基本內(nèi)容（組成、布局、特點(diǎn)）2.1認(rèn)為：_構(gòu)成了膜的基本支架，磷脂雙分子層具有_性。蛋白質(zhì)_、_、_整個(gè)磷脂雙分子層中。且蛋白質(zhì)分子是可以_的。2.2 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能特性 細(xì)胞膜的功能特性是：_。細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：_?！咀晕以\斷】基礎(chǔ)題1、下列結(jié)構(gòu)中，不含磷脂的是（ ）A. 線粒體 B.高爾基體 C.核糖體 D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)2、線粒體、葉綠體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)都具有的結(jié)構(gòu)是（ ）A基粒 B基質(zhì) C膜結(jié)構(gòu) D少量DNA3、細(xì)胞內(nèi)的下列結(jié)構(gòu)中含有脂質(zhì)成分最多的是（ ）A、細(xì)胞膜 B、核糖體 C、細(xì)胞液 D、核液4、下列物質(zhì)中，易通過(guò)細(xì)胞膜的是（ ）A、淀粉 B、脂肪酸 C

8、、蛋白質(zhì) D、糖類5、脂質(zhì)能夠優(yōu)先通過(guò)細(xì)胞膜，這是因?yàn)椋?）A、細(xì)胞膜以磷脂雙分子層為支架 B、細(xì)胞膜上有搬運(yùn)脂質(zhì)物質(zhì)的載體蛋白C、細(xì)胞膜外有一層糖蛋白 D、磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大都可以運(yùn)動(dòng)6、對(duì)細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性起主要作用的物質(zhì)是（ ）A水 B糖類 C蛋白質(zhì) D磷脂7、下列關(guān)于細(xì)胞膜的敘述中，不正確的是( )A 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)它完成各種生理功能非常重要B細(xì)胞膜表面的糖蛋白具有特異性C 細(xì)胞膜與細(xì)胞內(nèi)其他膜結(jié)構(gòu)有結(jié)構(gòu)和功能上的聯(lián)系D細(xì)胞膜的功能特性是具有流動(dòng)性8、細(xì)胞膜具有流動(dòng)性是指（ ）A、整個(gè)細(xì)胞膜具有流動(dòng)性 B、細(xì)胞膜上的磷脂是靜止的，蛋白質(zhì)具有流動(dòng)性C、細(xì)胞膜中磷脂和蛋白質(zhì)都具有流

9、動(dòng)性D、細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)是靜止的，磷脂具有流動(dòng)性9、下列有關(guān)膜的敘述，錯(cuò)誤的是（ ）A細(xì)胞膜主要由蛋白質(zhì)分子和磷脂分子組成 B核膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜在結(jié)構(gòu)上有密切聯(lián)系C線粒體膜和葉綠體膜中的蛋白質(zhì)分子是相同的D細(xì)胞膜中的大多數(shù)蛋白質(zhì)分子和磷脂分子不是靜止的10、根毛細(xì)胞的細(xì)胞液濃度最大的植物，分布在（ ）A熱帶雨林 B荒漠 C草原 D森林11、為了檢測(cè)麥種的質(zhì)量，將100粒浸入紅墨水中，2h后用刀片縱剖開(kāi)，發(fā)現(xiàn)胚乳被染紅95%，胚被染紅32%，因而斷定麥種的發(fā)芽率太低。下列對(duì)次檢測(cè)原理的最正確的解釋是（ ）A、胚和胚乳都具有選擇透過(guò)性，細(xì)胞不需要的色素即不會(huì)被吸收和吸附B、胚如果是活細(xì)胞，紅色素就不會(huì)

10、被選擇吸收C、胚乳的活細(xì)胞少，對(duì)色素不具有選擇吸收作用D、胚乳沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，主要成分是淀粉，可吸附色素拓展題12、某同學(xué)欲獲得純凈的細(xì)胞膜，以研究其結(jié)構(gòu)與功能，請(qǐng)你幫助設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)(1)選取人體的_作為獲取細(xì)胞膜純凈物的來(lái)源A成熟紅細(xì)胞 B神經(jīng)細(xì)胞 C白細(xì)胞 D口腔上皮細(xì)胞(2)將選取的上述材料放入_中，由于_作用，一段時(shí)間后細(xì)胞將破裂(3)再用_法獲得純凈的細(xì)胞膜，上清液中含量最多的有機(jī)物是_。(4)提取膜成分中的磷脂，將其鋪在空氣水界面上，測(cè)得磷脂占有面積為S，請(qǐng)預(yù)測(cè)紅細(xì)胞表面積的值接近于_（5）通過(guò)有關(guān)方法，測(cè)得多種膜的化學(xué)成分，如下表：物質(zhì)種類膜的類別蛋白質(zhì)（%）脂質(zhì)（%）（主要是磷脂）糖類（%）變形蟲(chóng)細(xì)胞膜54424小鼠肝細(xì)胞膜44524人紅細(xì)胞膜49438線粒體內(nèi)膜76240菠菜葉綠體片層膜70300依據(jù)上表數(shù)據(jù)，請(qǐng)分析構(gòu)成細(xì)胞膜與細(xì)胞器膜的化學(xué)物質(zhì)組成上的共同點(diǎn)是：_；化學(xué)物質(zhì)組成的主要區(qū)別有：_。答案：(1)A (2)清水 滲透 (3)離心 血紅蛋白 (4) S/2 （5）都有脂質(zhì)和蛋白質(zhì) 有些沒(méi)有糖類，并且不同膜結(jié)構(gòu)各化學(xué)成分比例有差異13、下圖是細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)圖及海水和某海洋植物細(xì)胞液的離子濃度對(duì)照表。據(jù)圖和表的內(nèi)容說(shuō)明下列問(wèn)題：海水和某海洋植物細(xì)胞液的離子濃度(mol/L)被測(cè)物質(zhì)鉀離子氯離子海水0.010.50細(xì)胞液0.