202X学年高中生物第四章细胞的物质输入和输出第二节生物膜的流动镶嵌模型4.2课件新人教版必修1

1、第2节生物膜的流动镶嵌模型 一、对生物膜构造的探索历程一、对生物膜构造的探索历程1.1.细胞膜中脂质分子排列的探索细胞膜中脂质分子排列的探索: :历程历程探索内容探索内容结论或假说结论或假说1919世纪末世纪末欧文顿欧文顿对植物细胞进行通透性对植物细胞进行通透性实验实验, ,发现发现_更容易通过细胞膜更容易通过细胞膜膜是由膜是由_组组成的成的2020世纪初世纪初分离出哺乳动物红细胞分离出哺乳动物红细胞的细胞膜的细胞膜, ,进行化学分析进行化学分析膜的主要成分是膜的主要成分是_溶于脂质的溶于脂质的物质物质脂质脂质脂质和蛋白质脂质和蛋白质历程历程探索内容探索内容结论或假说结论或假说19251925

2、年荷年荷兰科学家兰科学家提取人红细胞的脂质在提取人红细胞的脂质在空气空气水界面上铺展成水界面上铺展成单分子层单分子层, ,其面积为红细其面积为红细胞表面积的胞表面积的2 2倍倍细胞膜中的脂质细胞膜中的脂质分子必然排列为分子必然排列为_连续的两层连续的两层2.2.细胞膜中蛋白质分布的探索细胞膜中蛋白质分布的探索: :历程历程探索内容探索内容结论或假说结论或假说19591959年年罗伯特森罗伯特森电镜下看到细胞膜电镜下看到细胞膜清晰的清晰的_的三层结构的三层结构生物膜都由生物膜都由_三层结构构成三层结构构成, ,且且为为_的统一结构的统一结构用荧光染料标记的用荧光染料标记的小鼠细胞和人细胞小鼠细胞

3、和人细胞进行融合实验进行融合实验暗暗亮亮暗暗蛋白蛋白质质脂质脂质蛋白质蛋白质静态静态流动性流动性流动镶嵌流动镶嵌二、流动镶嵌模型的根本内容二、流动镶嵌模型的根本内容1.1.写出图中写出图中a a、b b、c c、d d各代表的物质组成各代表的物质组成: :磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质分子蛋白质分子糖蛋白糖蛋白磷脂分子磷脂分子2.2.生物膜的有关构造及构造特点生物膜的有关构造及构造特点: :(1)(1)根本支架根本支架:_:_。(2)(2)糖被糖被: :位于细胞膜的外表位于细胞膜的外表, ,具有保护、润滑和具有保护、润滑和_作用。作用。(3)(3)构造特点构造特点: :具有一定的具有一定的_。

4、磷脂双分子层磷脂双分子层识别识别流动性流动性【预习自测预习自测】1.1.将大量磷脂分子放入清水中将大量磷脂分子放入清水中, ,搅拌后搅拌后, ,不可能出现的不可能出现的现象是现象是( () )【解析】选【解析】选A A。磷脂分子由亲水的。磷脂分子由亲水的“头部和疏水的头部和疏水的“尾部构成尾部构成, ,把大量磷脂分子放入清水中把大量磷脂分子放入清水中, ,如果磷脂如果磷脂分子是单层排布的分子是单层排布的, ,亲水的亲水的“头部向外头部向外, ,疏水的疏水的“尾尾部向内部向内, ,如如C C项项; ;如果磷脂分子是双层排布的如果磷脂分子是双层排布的, ,同样是同样是亲水的亲水的“头部在外侧头部在

5、外侧, ,如如B B、D D项。项。2.2.生物膜的流动镶嵌模型认为生物膜是生物膜的流动镶嵌模型认为生物膜是( () )以磷脂双分子层为根本支架以磷脂双分子层为根本支架蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质的三层构造蛋白质的三层构造静止的流动的静止的流动的A.A.B.B.C.C.D.D.【解析】选【解析】选C C。生物膜的流动镶嵌模型认为。生物膜的流动镶嵌模型认为, ,生物膜以生物膜以磷脂双分子层为根本支架磷脂双分子层为根本支架; ;磷脂分子和大多数蛋白质分磷脂分子和大多数蛋白质分子是不断运动的子是不断运动的, ,生物膜的构造特点是具有一定的流动生物膜的构造特点是具有一定的流动性。性。3.3.细胞膜具有一

6、定的流动性细胞膜具有一定的流动性, ,依赖于依赖于( () )A.A.磷脂分子可以运动磷脂分子可以运动B.B.蛋白质分子可以运动蛋白质分子可以运动C.C.磷脂分子、大多数蛋白质分子可以运动磷脂分子、大多数蛋白质分子可以运动D.D.与上述两种分子无关与上述两种分子无关【解析解析】选选C C。构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质。构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的分子都是可以运动的, ,从而推出细胞膜具有一定的流动从而推出细胞膜具有一定的流动性。性。主题主题1 1对生物膜构造的探索历程对生物膜构造的探索历程【问题探究】【问题探究】1.1.推测生物膜的构造推测生物膜的构造: :根据磷

7、脂分子头部亲水性和尾部疏水性的特点根据磷脂分子头部亲水性和尾部疏水性的特点, ,分析其分析其在细胞中如下图分布的原因。在细胞中如下图分布的原因。提示提示: :因为细胞的内外都是以水为根底的液体环境因为细胞的内外都是以水为根底的液体环境, ,所所以细胞膜中的一层磷脂分子的头部朝向细胞外的水环以细胞膜中的一层磷脂分子的头部朝向细胞外的水环境境, ,另一层磷脂分子的头部朝向细胞质另一层磷脂分子的头部朝向细胞质, ,这两层磷脂分这两层磷脂分子的尾部会相互接触。子的尾部会相互接触。2.2.分析生物膜的构造特点分析生物膜的构造特点: :(1)(1)细胞膜的构造特点细胞膜的构造特点:_:_。(2)(2)罗伯

8、特森提出的细胞膜是罗伯特森提出的细胞膜是“静态的统一构造理论静态的统一构造理论, ,不能解释哪些现象不能解释哪些现象? ?举例说明。举例说明。举例举例:_:_。具有一定的流动性具有一定的流动性细胞的生长、变形虫的变形运动、白细胞吞噬细胞的生长、变形虫的变形运动、白细胞吞噬细菌、细胞的融合、植物细胞的质壁别离及复原等细菌、细胞的融合、植物细胞的质壁别离及复原等现象现象【探究训练】【探究训练】1.(20211.(2021宁波高一检测宁波高一检测) )科学工作者用不同颜色的荧科学工作者用不同颜色的荧光染料分别标记人和鼠细胞的膜蛋白后光染料分别标记人和鼠细胞的膜蛋白后, ,进展细胞融合进展细胞融合实验

9、实验( (如下图如下图) )。该实验说明。该实验说明( () )A.A.膜蛋白是可以运动的膜蛋白是可以运动的B.B.两种细胞的膜蛋白种类一样两种细胞的膜蛋白种类一样C.C.膜蛋白可以起生物催化作用膜蛋白可以起生物催化作用D.D.膜蛋白能控制某些物质进出细胞膜蛋白能控制某些物质进出细胞【解析】选【解析】选A A。根据题意可知。根据题意可知, ,用荧光染料标记膜蛋白用荧光染料标记膜蛋白, ,由图示发现两种膜蛋白最后均匀分布由图示发现两种膜蛋白最后均匀分布, ,实质就是膜蛋白实质就是膜蛋白在运动在运动; ;不同生物细胞的膜蛋白种类不同不同生物细胞的膜蛋白种类不同, ,并且该实验并且该实验不能说明该问

10、题不能说明该问题; ;实验过程中没有表达膜蛋白的催化作实验过程中没有表达膜蛋白的催化作用用; ;实验过程中没有涉及物质的进出。实验过程中没有涉及物质的进出。2.2.在人和鼠的细胞融合实验中在人和鼠的细胞融合实验中, ,用两种荧光染料分别标用两种荧光染料分别标记两种抗体记两种抗体, ,使之分别结合到鼠和人细胞膜的外表抗原使之分别结合到鼠和人细胞膜的外表抗原物质上物质上( (如下图如下图) )。实验结果说明。实验结果说明, ,细胞开场融合时细胞开场融合时, ,人、人、鼠细胞的外表抗原鼠细胞的外表抗原“泾渭清楚泾渭清楚, ,只分布于各自的细胞只分布于各自的细胞外表外表; ;但在融合之后但在融合之后,

11、 ,两种抗原就均匀分布在融合细胞两种抗原就均匀分布在融合细胞的外表了。请分析答复下面的问题。的外表了。请分析答复下面的问题。(1)(1)细胞融合实验可以证实细胞融合实验可以证实, ,生物膜的构造模型中生物膜的构造模型中, _, _的观点是成立的。的观点是成立的。(2)(2)融合细胞外表的两种荧光染料最终均匀分布融合细胞外表的两种荧光染料最终均匀分布, ,这说这说明细胞膜的构造特点是具有明细胞膜的构造特点是具有_。(3)(3)假设该融合实验在假设该融合实验在2020条件下进展条件下进展, ,那么两种外表那么两种外表抗原均匀分布的时间将大大延长抗原均匀分布的时间将大大延长, ,这说这说明明 _ _

12、。假设在。假设在00条件下进展条件下进展, ,两两种外表抗原便难以均匀分布种外表抗原便难以均匀分布, ,这说明这说明_。【解题指南】解答此题需明确【解题指南】解答此题需明确: :(1)(1)膜上物质分子的运动说明细胞膜具有流动性。膜上物质分子的运动说明细胞膜具有流动性。(2)(2)温度能影响分子运动温度能影响分子运动, ,从而影响膜的流动性。从而影响膜的流动性。【解析】【解析】(1)(1)荧光染料标记的抗体与细胞膜的外表抗原荧光染料标记的抗体与细胞膜的外表抗原结合后荧光染料的均匀分布说明结合后荧光染料的均匀分布说明, ,组成细胞膜的物质分组成细胞膜的物质分子能运动。子能运动。(2)(2)两种荧

13、光染料最终均匀分布两种荧光染料最终均匀分布, ,说明膜上的物质分子说明膜上的物质分子能够运动能够运动, ,说明细胞膜具有一定的流动性。说明细胞膜具有一定的流动性。(3)(3)温度较高时温度较高时, ,细胞膜的流动性强细胞膜的流动性强, ,反之较弱。反之较弱。00条条件下荧光标记物质根本不运动件下荧光标记物质根本不运动, ,说明细胞膜的流动性受说明细胞膜的流动性受温度的影响较大。温度的影响较大。答案答案:(1):(1)膜上的物质分子能够运动膜上的物质分子能够运动(2)(2)一定的流动性一定的流动性(3)(3)随环境温度的降低随环境温度的降低, ,膜上蛋白质分子的运动速度减膜上蛋白质分子的运动速度

14、减慢慢环境温度很低时环境温度很低时, ,膜上蛋白质分子的运动几乎停顿膜上蛋白质分子的运动几乎停顿【延伸探究】【延伸探究】上题上题2 2中中, ,人和鼠细胞外表的抗原是构成膜构造的哪种人和鼠细胞外表的抗原是构成膜构造的哪种物质物质? ?提示提示: :蛋白质。蛋白质。【补偿训练】【补偿训练】以下关于生物膜构造探索历程的说法以下关于生物膜构造探索历程的说法, ,不正确的选项是不正确的选项是( () )A.A.最初的探索是通过对现象的推理分析得出结论最初的探索是通过对现象的推理分析得出结论细胞膜是由脂质组成的细胞膜是由脂质组成的B.B.三层构造模型认为生物膜为静态的统一构造三层构造模型认为生物膜为静态

15、的统一构造C.C.流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数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可以运动蛋白质分子可以运动D.D.三层构造模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在三层构造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膜中的分布是不均匀的【解析】选【解析】选D D。罗伯特森提出的三层构造模型认为生物。罗伯特森提出的三层构造模型认为生物膜构造是膜构造是“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质, ,电镜下观察到的电镜下观察到的中间亮层是脂质分子中间亮层是脂质分子, ,两边的暗层是蛋白质分子两边的暗层是蛋白质分子, ,认为认为蛋白质的分布是均匀的、固定的。蛋白质的分

16、布是均匀的、固定的。主题主题2 2生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型【问题探究】【问题探究】1.1.生物膜的成分生物膜的成分: :分析生物膜的成分分析生物膜的成分, ,答复以下问题。答复以下问题。(1)(1)主要成分主要成分:_:_。(2)(2)元素组成元素组成:_:_等。等。(3)(3)选择透过性所依赖的物质选择透过性所依赖的物质:_:_。磷脂和蛋白质磷脂和蛋白质C C、H H、O O、N N、P P蛋白质蛋白质(4)(4)生物膜的识别功能所依赖的物质生物膜的识别功能所依赖的物质:_:_。(5)(5)生物膜功能不同的主要原因生物膜功能不同的主要原因:_:_。糖蛋白糖蛋白蛋白质的种类和数

17、量蛋白质的种类和数量不同不同2.2.生物膜的构造生物膜的构造: :结合生物膜的构造模型示意图结合生物膜的构造模型示意图, ,答复以下问题答复以下问题: :(1)(1)探讨罗伯特森的探讨罗伯特森的“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质构造模蛋白质构造模型与流动镶嵌模型的异同点。型与流动镶嵌模型的异同点。一样点一样点:_:_。都认为生物膜的主要成分是脂质和蛋白质都认为生物膜的主要成分是脂质和蛋白质不同点不同点: :a._a._。b._b._。前者认为膜蛋白均匀分布在膜两侧前者认为膜蛋白均匀分布在膜两侧, ,后者认为膜蛋后者认为膜蛋白不同程度地镶嵌或贯穿在膜中白不同程度地镶嵌或贯穿在膜中, ,在膜上的分布不均

18、在膜上的分布不均匀匀前者认为生物膜是静态的前者认为生物膜是静态的, ,后者认为生物膜具有流后者认为生物膜具有流动性动性(2)(2)仔细观察膜构造模型仔细观察膜构造模型, ,如何判断细胞膜的内外侧如何判断细胞膜的内外侧? ?提示提示: :糖蛋白、糖脂具有识别作用糖蛋白、糖脂具有识别作用, ,分布于细胞膜的外分布于细胞膜的外外表外表, ,所以糖蛋白、糖脂所在的一侧即为细胞膜外侧。所以糖蛋白、糖脂所在的一侧即为细胞膜外侧。(3)(3)从分子组成上分析生物膜具有流动性的原因是从分子组成上分析生物膜具有流动性的原因是: :_。组成生物膜的磷脂分子是可以运动的组成生物膜的磷脂分子是可以运动的, ,大多数蛋

19、白大多数蛋白质分子也是可以运动的质分子也是可以运动的, ,所以生物膜具有一定的流所以生物膜具有一定的流动性动性【探究总结】【探究总结】1.1.关于细胞膜构造和功能特性的三点提醒关于细胞膜构造和功能特性的三点提醒: :(1)(1)只有活细胞的膜才具有流动性和选择透过性。只有活细胞的膜才具有流动性和选择透过性。(2)(2)流动性是细胞膜构造的固有属性流动性是细胞膜构造的固有属性, ,无论细胞是否与无论细胞是否与外界发生物质交换外界发生物质交换, ,流动性总是存在的流动性总是存在的, ,而选择透过性而选择透过性只在完成物质交换功能时才能表达出来。只在完成物质交换功能时才能表达出来。(3)(3)细胞膜

20、中的蛋白质有局部起载体的作用细胞膜中的蛋白质有局部起载体的作用, ,其特异性其特异性和数量的多少和数量的多少, ,决定了其运输物质的种类和数量。决定了其运输物质的种类和数量。2.2.生物膜的构造特点与功能特点的比较生物膜的构造特点与功能特点的比较: :结构特点结构特点具有流动性具有流动性功能特点功能特点具有选择透过性具有选择透过性结构基础结构基础磷脂分子和大多数蛋白磷脂分子和大多数蛋白质分子都能够运动质分子都能够运动膜上的载体蛋白膜上的载体蛋白生理意义生理意义完成物质运输、细胞识完成物质运输、细胞识别、细胞融合等功能别、细胞融合等功能选择性地控制物选择性地控制物质进出质进出【探究训练】【探究训

21、练】1.(20211.(2021雅安高一检测雅安高一检测) )如图为细胞膜的亚显微构造如图为细胞膜的亚显微构造示意图示意图, ,以下表达正确的选项是以下表达正确的选项是( () )A.A.构成膜的根本支架构成膜的根本支架B.B.膜的功能主要与的种类和数量有关膜的功能主要与的种类和数量有关C.C.细胞识别与有关细胞识别与有关D.D.细胞膜的构造特点是具有选择透过性细胞膜的构造特点是具有选择透过性【解题指南】解答此题的关键是正确识别图中各序号【解题指南】解答此题的关键是正确识别图中各序号的名称并明确各局部的功能。的名称并明确各局部的功能。【解析】选【解析】选B B。由图分析知。由图分析知, ,为糖

22、蛋白为糖蛋白, ,与细胞的识别与细胞的识别有关有关; ;为蛋白质为蛋白质, ,膜的功能主要与其种类和数量有膜的功能主要与其种类和数量有关关; ;是磷脂双分子层是磷脂双分子层, ,构成膜的根本支架构成膜的根本支架; ;细胞膜的构细胞膜的构造特点是具有一定的流动性造特点是具有一定的流动性, ,功能特性是具有选择透过功能特性是具有选择透过性。性。2.2.在处理污水时在处理污水时, ,人们设计了一种膜人们设计了一种膜, ,有选择地将有毒有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧重金属离子阻挡在膜的一侧, ,以降低有毒重金属离子对以降低有毒重金属离子对水的污染水的污染, ,这是模拟了生物膜的这是模拟了生物膜的( () )A.A.识别功能识别功能B.B.流动性功能流动性功能C.C.主动运输功能主动运输功能D.D.选择透过性功能选择透过性功能【解析】选【解析】选D D。由题意知。由题意知, ,这种膜构造可以有选择地将这种膜构造可以有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧有