学年高一生物人教版必修1学案第四章 第2节 生物膜的流动镶嵌模型Word文件下载.docx

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生物膜的流动镶嵌模型

二、流动镶嵌模型的基本内容（阅读P68）

1.生物膜的化学组成：

生物膜主要由磷脂和蛋白质组成。

2.生物膜的结构模型

（1）图中①

（2）图中②

（3）图中③

1.连一连

2.判一判：

（1）磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架，具有流动性。

（　　）

（2）生物膜的流动镶嵌模型完美无缺。

（3）糖被与细胞识别、免疫反应、信息传递、物质的跨膜运输等都有关系。

答案　

（1）√　

（2）×

　（3）×

一、对生物膜结构的探索历程体现的研究方法和思路

1.磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，磷酸“头部”是亲水的，脂肪酸“尾部”是疏水的，如图。

请思考以下两个问题：

（1）将磷脂放入盛有水的容器中，下列能正确反应其分布的是（　　）

（2）细胞膜中的磷脂是连续的两层，试分析细胞膜中的两层磷脂分子最可能的排列方式是（　　）

答案　

（1）A　

（2）A

2.在人—鼠细胞融合的实验中，如果温度维持在0℃，和37℃相比，有什么变化？

答案　两种荧光不能均匀分布，或者需要更长的时间才能分布均匀，因为温度降低影响了蛋白质运动的速度。

1.下列说法正确的是（　　）

A.欧文顿通过化学分析的方法提出了“膜是由脂质组成的”

B.生物膜的“蛋白质—脂质—蛋白质”静态结构模型不能解释溶于脂质的物质能够优先通过细胞膜

C.流动镶嵌模型是由桑格和罗伯特森共同提出的

D.建立生物膜模型过程中，实验技术的进步起了关键性的推动作用

问题导析

（1）欧文顿通过实验提出了“膜是由脂质组成的”。

（2）20世纪初才经化学分析表明膜的主要成分是脂质和蛋白质。

（3）静态结构模型不能解释细胞的生长、变形虫的变形等。

（4）流动镶嵌模型由桑格和尼克森提出。

答案　D

一题多变

判断下列说法的正误：

（1）一种模型最终能否被普遍接受，取决于它能否与以后的现象和实验结果相吻合，能否很好地解释相关现象（　　）

（2）随实验技术的不断创新和改进，对膜研究更加细致入微，有利于更完善地解释细胞膜的功能（　　）

（3）三层结构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（　　）

答案　

（1）√　

（2）√　（3）×

二、流动镶嵌模型的基本内容

1.细胞膜的结构特点——流动性

细胞膜具有流动性，原因是构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的。

2.细胞膜的功能特性——选择透过性

细胞膜具有选择透过性主要与细胞膜上的载体蛋白的专一性有关。

3.细胞膜的成分、结构、功能间的关系

1.试举几个能够体现细胞膜具有一定流动性的实例？

答案　细胞融合、变形虫变形运动、白细胞吞噬病菌等。

2.罗伯特森的“蛋白质－脂质－蛋白质”结构模型和流动镶嵌模型的主要区别是什么？

答案　罗伯特森的“蛋白质－脂质－蛋白质”结构模型认为蛋白质和脂质都是固定不变的，静态的；

流动镶嵌模型认为脂质和蛋白质分子大都是可以运动的，是动态的。

2.下列选项中不符合生物膜的流动镶嵌模型观点的是（　　）

A.磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性

B.每个磷脂分子的疏水端都向内

C.嵌入磷脂双分子层的蛋白质大多能运动

D.膜中的磷脂和蛋白质之间没有联系，所以才具流动性

解析　膜中的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的。

但生物膜是一个整体，组成它的各种分子相互作用，密切联系才维持了生物膜的整体性。

如图是细胞膜的亚显微结构模式图，据图判断对错。

（1）①的组成单位是氨基酸（　　）

（2）②和③全部都能运动（　　）

（3）③构成了细胞膜的基本支架（　　）

（4）物质进出细胞只与②有关，与③无关（　　）

（5）细胞膜为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境（　　）

（6）细胞膜的另一侧也应具有①结构（　　）

（7）②与细胞识别和血型决定有关（　　）

答案　

（1）×

（2）×

　（3）√　（4）×

　（5）√　（6）×

　（7）×

解析　图中①为多糖与蛋白质结合而成的糖蛋白，与细胞识别有关，参与细胞间的信息传递。

②代表细胞膜中的蛋白质分子，它们可镶嵌在膜的表层或嵌入、贯穿于磷脂双分子层中，大多是可以运动的。

③是磷脂双分子层，是构成细胞膜的基本支架，脂溶性物质容易进入细胞与细胞膜的脂质成分——磷脂分子密切相关。

细胞膜使每个细胞与周围环境分隔开，维持着相对稳定的内部环境，保证了细胞内各项生命活动的顺利进行。

1.下列说法中，与生物膜发现史不一致的是（　　）

A.欧文顿在实验基础上提出，膜是由脂质组成的

B.荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气－水界面上铺展成单分子层，测得单分子层面积为红细胞表面积的2倍。

他们由此得出结论：

C.罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗－亮－暗的三层结构，提出所有的生物膜都是由蛋白质－脂质－蛋白质三层结构构成的

D.科学家将不同荧光染料标记的人细胞和鼠细胞的磷脂分子进行融合，证明了细胞膜的流动性

解析　科学家通过荧光标记膜蛋白证明了细胞膜的流动性。

2.人的成熟红细胞没有细胞核和众多的细胞器，在溶血后，只剩下一层细胞膜外壳，称血影。

如果将血影中的脂类抽提出来，在水面上铺展开，并用板条将其推挤到一块，则测得的脂类面积约是红细胞表面积的（　　）

A.

倍B.1倍

C.2倍D.4倍

答案　C

解析　细胞膜中的磷脂排列成双层，铺开后变为单层，其面积约为细胞表面积的2倍。

3.关于动物细胞膜的叙述，错误的是（　　）

A.细胞膜含有糖脂和糖蛋白

B.细胞融合与细胞膜的流动性有关

C.细胞膜内外两侧的蛋白质均匀分布且种类相同

D.细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的

解析　细胞膜内外两侧的蛋白质分布不均匀且种类不同。

4.下图表示细胞膜的亚显微结构模式图，请据图回答下面的问题。

（1）图中[B]　　　　的基本组成单位是　　　　，构成细胞膜基本支架的结构是[　]　　　　　　　。

（2）与细胞膜的识别功能有关的结构是[　]　　　　。

（3）吞噬细胞吞噬细菌的过程体现了细胞膜具有　　　性，这是因为________________________________________________________________________。

（4）不同细胞细胞膜的生理功能不同，主要取决于细胞膜上的　　　　成分。

（5）细胞膜的外侧是　　　　　（M、N）侧，判断的依据是

________________________________________________________________________。

（6）细胞膜的这种结构模型被称为_________________________________________________。

答案　

（1）蛋白质　氨基酸　D　磷脂双分子层　

（2）E　糖蛋白　（3）流动　组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都不是静止不动的，而是可以运动的　（4）蛋白质　（5）M　M侧有多糖与蛋白质形成的糖蛋白，糖蛋白位于细胞膜外侧　（6）流动镶嵌模型

基础巩固

1.借助电子显微镜观察细胞膜，可以看到两条暗带中间夹一条明带，那么关于这两条暗带和一条明带的化学成分的说法最准确的是（　　）

A.两条暗带的成分是蛋白质，明带的成分是磷脂

B.明带的成分是蛋白质，两条暗带的成分是磷脂

C.两条暗带的主要成分是蛋白质，明带的主要成分是磷脂

D.明带的主要成分是蛋白质，两条暗带的主要成分是磷脂

解析　在电镜下看到细胞膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，看上去是暗—明—暗。

2.罗伯特森的关于生物膜模型的构建：

所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间亮层是脂质分子，两边暗层是蛋白质分子。

这一观点的局限性最主要在于（　　）

A.不能解释生物膜的化学组成

B.不能解释生物膜成分的相似性

C.不能解释脂质类物质较容易跨膜运输

D.不能解释变形虫的变形运动

解析　罗伯特森构建的模型是静态刚性的，而变形虫的变形体现了膜是动态的。

3.生物膜的流动镶嵌模型认为生物膜是（　　）

①以磷脂双分子层为基本支架　②蛋白质—脂质—蛋白质的三层结构　③静止的　④流动的

A.①③B.②④

C.①④D.②③

解析　②③是罗伯特森提出的三层结构模型特点。

4.动物细胞表面有一种物质，就好比是细胞与细胞之间或者细胞与其他大分子之间互相联络用的文字或语言，这种物质是（　　）

A.磷脂B.糖脂

C.糖蛋白D.蛋白质

解析　糖蛋白具有细胞识别作用。

5.人体白细胞能进行变形运动，穿出毛细血管壁，吞噬侵入人体的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（　　）

A.选择透过性B.保护作用

C.流动性D.扩散

解析　变形运动是由结构特性决定的，结构特性主要指流动性。

6.人、鼠细胞融合实验，是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体。

如图是相关实验记录，据此不能得到的结论是（　　）

A.当温度增加到15℃以上，细胞膜的流动性发生变化

B.该实验证明膜蛋白能够在膜表面运动

C.温度对膜蛋白的扩散有影响

D.图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多

解析　由图示可知，在低温时形成嵌合体的比例较小，温度适宜时比例较高；

15℃以上时细胞膜的流动性明显发生变化；

从图中无法得出融合比例与时间的具体关系。

巩固提升

7.在人类对生物膜结构的探索历程中，罗伯特森提出的三层结构模型与流动镶嵌模型的相同点是（　　）

A.两种模型都认为磷脂双分子层是构成膜的基本支架

B.两种模型都认为蛋白质分子均匀排列在脂质分子的两侧

C.两种模型都认为组成生物膜的主要物质是蛋白质和脂质

D.两种模型都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

8.用丙酮从口腔上皮细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单分子层面积为S1，设细胞膜表面积为S2，则S1与S2关系最恰当的是（　　）

A.S1＝2S2B.S1>

2S2

C.S1<

2S2D.S2<

S1<

答案　B

解析　磷脂双分子层构成生物膜的基本支架，因此细胞膜铺成单分子层后是表面积的2倍。

口腔上皮细胞还有具膜的细胞器和细胞核，因此口腔上皮细胞生物膜铺成单分子层后大于细胞膜表面积S2的2倍。

9.磷脂是组成细胞膜的重要成分，这与磷脂分子的头部亲水、尾部疏水的性质有关。

某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮油，每个小油滴都由磷脂膜包被着，该膜最可能的结构是（　　）

A.由单层磷脂分子构成，磷脂的尾部向着油滴内

B.由单层磷脂分子构成，磷脂的头部向着油滴内

C.由两层磷脂分子构成，结构与细胞膜完全相同

D.由两层磷脂分子构成，两层磷脂的头部相对

答案　A

解析　磷脂分子头部亲水，尾部疏水，且油滴内部贮油，所以磷脂的尾部向着油滴内，头部向着油滴外，由单层磷脂分子构成。

10.细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白，叫做糖被。

它在细胞的生命活动中具有重要的功能。

下列各种生理功能的完成，与其有密切关系的是（　　）

①胃黏膜上皮细胞的保护作用　②呼吸道上皮细胞的润滑作用　③红细胞膜上的血型决定　④卵细胞膜表面对同物种精子的识别　⑤人体免疫细胞识别外来侵入物　⑥对O2的运输　⑦使细胞与周围环境分开

A.④⑤⑥⑦B.①②④⑤

C.①④⑤⑥D.①②④⑤⑦

11.如图是真核细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示物质。

下列有关说法错误的是（）

A.①②③在细胞膜上大多不是静止的

B.细胞识别与①有关

C.②在细胞膜上的分布是不均匀的

D.③的单分子层面积等于该细胞所有膜面积的两倍

答案D

解析该图是细胞膜的结构模式图，③的单分子层面积等于该细胞的细胞膜面积的两倍，但细胞中除细胞膜外，还有核膜、线粒体膜、内质网膜等。

12.下列有关膜的叙述，错误的是

A.细胞膜主要由蛋白质分子和磷脂分子组成

B.核膜和内质网膜在结构上密切联系

C.线粒体膜和叶绿体膜中的蛋白质分子是相同的

D.[JP3]细胞膜中的大多数蛋白质分子和磷脂分子不是静止的

答案C

解析细胞膜主要是由磷脂双分子层及蛋白质分子组成，且磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，各种膜在结构和功能上具有一定的联系，但不同的膜功能是不同的，这主要取决于膜上的蛋白质种类和数量。

13.美国科学家理查德·

阿克塞尔和琳达·

巴克在气味受体和嗅觉系统组织方式研究中做出重大贡献，他们的研究使我们知道了“闻香识女人”的奥秘。

现在我们已知道，一种嗅觉受体细胞只拥有一种类型的气味受体。

如图为嗅觉受体细胞细胞膜模式图（局部）：

请据以上材料和模式图回答问题：

（1）“闻香识女人”的奥秘在于气味物质分子首先要与图中结合，才有产生嗅觉的可能。

（2）图中A具有，特定的A会识别特定的气味物质分子。

（3）脂溶性物质是借助图中的（填字母）进出细胞的。

（4）图中的和（填字母）分子大都能够运动，导致生物膜具有一定的。

答案

（1）A受体

（2）特异性（3）B（4）BD流动性

14.脂质体是根据磷脂分子可在水中形成稳定的脂质双层膜的原理而制备的人工膜。

单层脂分子铺展在水面上时，极性端（亲水）与非极性端（疏水）排列是不同的，搅拌后形成双层脂分子的球形脂质体如图所示，据图回答下列问题。

（1）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。

这一事实说明脂质体在结构上具有一定的。

（2）下列图中能正确表示细胞膜的亚显微结构的模式图是（）

（3）由脂质体的形成原因及特点分析细胞膜的基本支架是，同时也可推测水分子的跨膜运输不是真正的物质扩散，它最可能与膜上的成分有关。

美国科学家阿格雷试图从人血红细胞上寻找这种蛋白质——CHIP28。

他以这种细胞为实验材料的最可能原因是________________________________________________________________________

答案

（1）稳定性

（2）B（3）磷脂双分子层蛋白质成熟的红细胞除细胞膜外无其他的膜结构，便于获得纯净的细胞膜

解析本题通过模式图、示意图，探究制备的人工膜——脂质体的成分、结构、功能以及用途，应联系知识点，结合模型图，逐项分析到位。

走进高考

15.填空：

（1）（2013·

江苏卷，29节选）细胞膜选择透过性的分子基础是具有疏水性和膜转运蛋白具有专一性。

（2）（2012·

北京卷，31节选）[HT]卵母细胞放入低渗溶液后，水分子经自由扩散（渗透）穿过膜的进入卵母细胞。

（3）[HT]（2009·

广东卷，31节选）[HT]细胞膜对物质的转运具有的特性。

答案

（1）磷脂双分子层

（2）磷脂双分子层（3）选择透过[ZK）]

16.判断：

（1）（2010·

新课标全国卷，1D）内质网膜和高尔基体膜都具有流动性。

（）

（2）（2009·

北京卷，2A）细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用（）

（3）（2009·

北京卷，2C）细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异（）

答案

（1）√

（2）√（3）√

17.（2009·

浙江卷，5）对某动物细胞进行荧光标记实验，如下示意图所示，其基本过程：

①用某种荧光材料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点。

②用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光淬灭（消失）。

③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。

上述实验不能说明的是（）

A.细胞膜具有流动性

B.荧光染料能与细胞膜组成成分结合

C.根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率

D.根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率

解析该过程说明细胞膜具有流动性、荧光染料能与细胞膜组成成分结合，根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率，但不能根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率，因为该过程中没有发生物质跨膜运输。

所以C不正确。