高中生物 第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型課件 新人教版必修1

第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型其他其他【思考【思考】用結(jié)構(gòu)和用結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點功能相適應(yīng)的觀點分析，用哪種材料分析，用哪種材料做細(xì)胞膜更適合體做細(xì)胞膜更適合體現(xiàn)細(xì)胞膜的功能？現(xiàn)細(xì)胞膜的功能？為什么？為什么？彈力布彈力布三種材料中三種材料中彈力布彈力布較適合做模型中的細(xì)胞膜。較適合做模型中的細(xì)胞膜?！痉治觥痉治觥孔鳛榧?xì)胞膜要滿足下列幾作為細(xì)胞膜要滿足下列幾個條件：個條件：能作為細(xì)胞這一系統(tǒng)的邊界；能作為細(xì)胞這一系統(tǒng)的邊界；能讓一部分物質(zhì)透過；能讓一部分物質(zhì)透過；具有一定的彈性。具有一定的彈性?！舅伎寂c討論【思考與討論】彈力布能完全表現(xiàn)細(xì)胞膜的功能嗎？彈力布能完全表現(xiàn)細(xì)胞膜的功能嗎？彈力布彈力布1.1.生物膜的流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容生物膜的流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。（重點）（重點）2.2.探討建立生物膜模型的過程探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點。相適應(yīng)的觀點。（難點）（難點） 1.191.19世紀(jì)末，歐文頓（世紀(jì)末，歐文頓（E.OvertonE.Overton）發(fā)現(xiàn)：）發(fā)現(xiàn)：不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)細(xì)胞膜細(xì)胞膜一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程【思考【思考】歐文頓的實驗發(fā)現(xiàn)了什么？歐文頓的實驗發(fā)現(xiàn)了什么？2.202.20世紀(jì)初，科學(xué)家第一次將膜從哺乳動物的紅細(xì)世紀(jì)初，科學(xué)家第一次將膜從哺乳動物的紅細(xì)胞中分離出來，并且發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜會被溶解脂質(zhì)的溶胞中分離出來，并且發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜會被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解。劑溶解，也會被蛋白酶分解。 【思考【思考】從資料從資料2 2中我們可以知道細(xì)胞膜的主要成分中我們可以知道細(xì)胞膜的主要成分是什么？是什么？脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)3.19253.1925年年, ,兩位荷蘭科學(xué)家用兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮丙酮從人的紅細(xì)胞中提從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣取脂質(zhì)，在空氣- -水界面上鋪展成單分子層，測得單水界面上鋪展成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2 2倍。倍。推論：推論：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層！連續(xù)的兩層！思考：思考：通過實驗現(xiàn)象可以得到怎樣的推論？通過實驗現(xiàn)象可以得到怎樣的推論？ 水水水水 D水水水水 E水水 C水水水水水水 A水水 B水水細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在細(xì)胞膜的兩側(cè)都有水環(huán)境存在，同學(xué)們嘗試著大膽，同學(xué)們嘗試著大膽的推測和想像一下，在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在的推測和想像一下，在這樣的環(huán)境中，磷脂分子在細(xì)胞膜中是怎樣排布的呢？細(xì)胞膜中是怎樣排布的呢？【推測【推測】尾部尾部疏水端疏水端頭部頭部親水端親水端磷脂分子磷脂分子A AB BC C水水水4.19594.1959年，羅伯特森年，羅伯特森（J. D. Robertson J. D. Robertson ）用超薄切片技術(shù)獲得了用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細(xì)胞膜電鏡下的清晰的細(xì)胞膜電鏡下的照片，顯示照片，顯示暗暗- -亮亮- -暗暗三三層結(jié)構(gòu)。層結(jié)構(gòu)。透射電子顯微鏡（透射電子顯微鏡（REMREM）蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)單位膜模型單位膜模型【思考【思考】三層結(jié)構(gòu)中三層結(jié)構(gòu)中暗指的是什么？亮又暗指的是什么？亮又指的是什么？指的是什么？【思考【思考】 “三明治三明治”結(jié)構(gòu)模型有什么不足？結(jié)構(gòu)模型有什么不足？1.1.把生物膜描述為靜態(tài)的剛性結(jié)構(gòu)，這顯然與膜功能把生物膜描述為靜態(tài)的剛性結(jié)構(gòu)，這顯然與膜功能的多樣性相矛盾。的多樣性相矛盾。2.2.細(xì)胞的生長、變形蟲的變形運(yùn)動、白細(xì)胞吞噬病菌細(xì)胞的生長、變形蟲的變形運(yùn)動、白細(xì)胞吞噬病菌等這些現(xiàn)象無法解釋。等這些現(xiàn)象無法解釋。5.19705.1970年年熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實驗熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合實驗綠色熒光綠色熒光染料標(biāo)記染料標(biāo)記的膜蛋白的膜蛋白紅色熒紅色熒光染料光染料標(biāo)記的標(biāo)記的膜蛋白膜蛋白小鼠細(xì)胞小鼠細(xì)胞細(xì)胞融合細(xì)胞融合40min40min37 37 雜交細(xì)胞雜交細(xì)胞人細(xì)胞人細(xì)胞細(xì)胞膜具有流動性細(xì)胞膜具有流動性體現(xiàn)細(xì)胞膜流動性體現(xiàn)細(xì)胞膜流動性的實例還有分泌蛋的實例還有分泌蛋白的分泌、植物細(xì)白的分泌、植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原等。原等?！舅伎肌舅伎肌繉嶒灲Y(jié)果說明了什么？實驗結(jié)果說明了什么？ 6.19726.1972年桑格年桑格(S.J.Singer(S.J.Singer) )和尼克森和尼克森(G.Nicolson(G.Nicolson) )提出了新的生物膜模型提出了新的生物膜模型流動鑲嵌模型，為多數(shù)流動鑲嵌模型，為多數(shù)人所接受。人所接受。流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型【例【例1 1】科學(xué)家將細(xì)胞膜中的磷脂成分提取出來，并將它科學(xué)家將細(xì)胞膜中的磷脂成分提取出來，并將它在在“空氣水空氣水”界面上鋪成單分子層，發(fā)現(xiàn)這個單分子層界面上鋪成單分子層，發(fā)現(xiàn)這個單分子層的表面積相當(dāng)于原細(xì)胞膜表面積的兩倍。這說明磷脂分子的表面積相當(dāng)于原細(xì)胞膜表面積的兩倍。這說明磷脂分子在細(xì)胞膜上的分布狀況是（在細(xì)胞膜上的分布狀況是（ ）A A單層排列單層排列 B B均勻稀疏排列均勻稀疏排列 C C雙層排列雙層排列 D D均勻緊密排列均勻緊密排列C C【解析【解析】由于構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂呈雙層排列，因此將由于構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂呈雙層排列，因此將細(xì)胞膜中的磷脂成分提取出來鋪成單分子層，單分子細(xì)胞膜中的磷脂成分提取出來鋪成單分子層，單分子層的表面積相當(dāng)于原細(xì)胞膜表面積的兩倍。層的表面積相當(dāng)于原細(xì)胞膜表面積的兩倍?！窘忸}關(guān)鍵【解題關(guān)鍵】分析單分子層的表面積和原細(xì)胞膜表面分析單分子層的表面積和原細(xì)胞膜表面積的關(guān)系。積的關(guān)系。1.1.生物膜的基本骨架：生物膜的基本骨架：2.2.蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：3.3.生物膜的結(jié)構(gòu)特點：生物膜的結(jié)構(gòu)特點：磷脂雙分子層磷脂雙分子層（親水性頭部朝向兩（親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性尾部朝向內(nèi)側(cè)）。側(cè)，疏水性尾部朝向內(nèi)側(cè)）。有鑲在表面、嵌入、橫跨三種，有鑲在表面、嵌入、橫跨三種，外側(cè)的蛋白質(zhì)外側(cè)的蛋白質(zhì)分子與糖類結(jié)合形成糖被，體現(xiàn)了生物膜的不對稱性。分子與糖類結(jié)合形成糖被，體現(xiàn)了生物膜的不對稱性。（糖被與細(xì)胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）（糖被與細(xì)胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）一定的流動性一定的流動性（磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運(yùn)動的）。（磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子都是運(yùn)動的）。二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容要分清糖要分清糖鏈和糖蛋鏈和糖蛋白。白?！纠纠? 2】如圖是細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，如圖是細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，表表示構(gòu)成細(xì)胞膜的物質(zhì)，下列有關(guān)說法錯誤的是（示構(gòu)成細(xì)胞膜的物質(zhì)，下列有關(guān)說法錯誤的是（ ） A.A.細(xì)胞之間的相互識別與細(xì)胞之間的相互識別與有關(guān)有關(guān)B.B.表示蛋白質(zhì)分子表示蛋白質(zhì)分子C.C.分子大都是可以運(yùn)動的分子大都是可以運(yùn)動的D.D.細(xì)胞膜的功能特性與細(xì)胞膜的功能特性與分子無關(guān)分子無關(guān)【解析【解析】細(xì)胞膜的主要成分為細(xì)胞膜的主要成分為蛋白質(zhì)和構(gòu)成基本支蛋白質(zhì)和構(gòu)成基本支架的架的磷脂雙分子層；磷脂雙分子層；大都是不斷運(yùn)動的，是細(xì)大都是不斷運(yùn)動的，是細(xì)胞膜流動性的基礎(chǔ)，胞膜流動性的基礎(chǔ)，糖蛋白具有識別等作用；細(xì)胞糖蛋白具有識別等作用；細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點是功能特性的基礎(chǔ)。膜的結(jié)構(gòu)特點是功能特性的基礎(chǔ)。D D 【解題關(guān)鍵【解題關(guān)鍵】識別圖中各部分結(jié)構(gòu)和名稱。識別圖中各部分結(jié)構(gòu)和名稱?！揪尽揪尽浚? 1）糖被只分布在細(xì)胞膜外表面。這是判）糖被只分布在細(xì)胞膜外表面。這是判斷物質(zhì)進(jìn)還是出細(xì)胞膜的標(biāo)志。斷物質(zhì)進(jìn)還是出細(xì)胞膜的標(biāo)志。（2 2）由于蛋白質(zhì)具有結(jié)構(gòu)特異性和功能多樣性，因）由于蛋白質(zhì)具有結(jié)構(gòu)特異性和功能多樣性，因此膜的不同部位盡管結(jié)構(gòu)一樣，但功能可能不一樣。此膜的不同部位盡管結(jié)構(gòu)一樣，但功能可能不一樣。（3 3）具有一定的流動性是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點；選擇）具有一定的流動性是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點；選擇透過性是細(xì)胞膜的功能特點。透過性是細(xì)胞膜的功能特點。基本支架基本支架具有流動性具有流動性有的橫跨整個有的橫跨整個磷脂雙分子層磷脂雙分子層生物膜生物膜大多數(shù)可以運(yùn)動大多數(shù)可以運(yùn)動生物膜具有的結(jié)構(gòu)特點生物膜具有的結(jié)構(gòu)特點: : 磷脂雙分子層磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子蛋白質(zhì)分子部分鑲在磷脂部分鑲在磷脂雙分子層表面雙分子層表面部分或全部嵌入部分或全部嵌入磷脂雙分子層中磷脂雙分子層中流動性流動性成分成分成分成分1.1.生物膜的生物膜的“蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)”靜態(tài)結(jié)構(gòu)模靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型不能解釋下列哪種現(xiàn)象型不能解釋下列哪種現(xiàn)象( () )A A細(xì)胞膜是細(xì)胞的邊界細(xì)胞膜是細(xì)胞的邊界B B溶于脂質(zhì)的物質(zhì)能夠優(yōu)先通過細(xì)胞膜溶于脂質(zhì)的物質(zhì)能夠優(yōu)先通過細(xì)胞膜C C變形蟲做變形運(yùn)動變形蟲做變形運(yùn)動D D細(xì)胞膜中磷脂分子呈雙層排列在膜中細(xì)胞膜中磷脂分子呈雙層排列在膜中【解析【解析】“蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)”靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型，靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型，不能解釋變形蟲的變形運(yùn)動，因為變形運(yùn)動體現(xiàn)細(xì)胞不能解釋變形蟲的變形運(yùn)動，因為變形運(yùn)動體現(xiàn)細(xì)胞膜的流動性膜的流動性。C C2 2. .一分子一分子COCO2 2從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中擴(kuò)散出來，從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中擴(kuò)散出來，進(jìn)入一相鄰細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)內(nèi)，共穿過的生物膜進(jìn)入一相鄰細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)內(nèi)，共穿過的生物膜層數(shù)是（層數(shù)是（ ）A.5 B.6 C.7 D.8A.5 B.6 C.7 D.83 3. .細(xì)胞膜上與細(xì)胞識別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血細(xì)胞膜上與細(xì)胞識別、免疫反應(yīng)、信息傳遞和血型的決定有著密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是（型的決定有著密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是（ ）A.A.糖蛋白糖蛋白 B.B.磷脂磷脂 C.C.脂肪脂肪 D.D.核酸核酸B BA A4 4在美國梅奧診所工作的華人科學(xué)家陳賢明研究員和在美國梅奧診所工作的華人科學(xué)家陳賢明研究員和他的同事，利用體外膽管上皮細(xì)胞感染模型，分析了他的同事，利用體外膽管上皮細(xì)胞感染模型，分析了隱孢子蟲的子孢子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的全過程。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隱孢子蟲的子孢子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的全過程。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隱孢子蟲的子孢子侵入宿主細(xì)胞膜內(nèi)時，會誘發(fā)大量隱孢子蟲的子孢子侵入宿主細(xì)胞膜內(nèi)時，會誘發(fā)大量宿主細(xì)胞膜載體及水通道聚集，導(dǎo)致膜局部快速水內(nèi)宿主細(xì)胞膜載體及水通道聚集，導(dǎo)致膜局部快速水內(nèi)流，從而促使局部細(xì)胞膜伸展突起。據(jù)此回答：流，從而促使局部細(xì)胞膜伸展突起。據(jù)此回答：（1 1）上述材料說明細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)具有）上述材料說明細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)具有 特性。特性。（2 2）下列哪些現(xiàn)象與細(xì)胞膜伸展突起相關(guān)）下列哪些現(xiàn)象與細(xì)胞膜伸展突起相關(guān) （ ）A A腫瘤細(xì)胞的浸潤轉(zhuǎn)移腫瘤細(xì)胞的浸潤轉(zhuǎn)移 B B白細(xì)胞吞噬異物白細(xì)胞吞噬異物C C葡萄糖進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞葡萄糖進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞 D D抗體的分泌抗體的分泌（3 3）若要進(jìn)一步證明水的快速內(nèi)流是細(xì)胞膜水通道蛋）若要進(jìn)一步證明水的快速內(nèi)流是細(xì)胞膜水通道蛋白開放所致，可另設(shè)計一組對照實驗，用白開放所致，可另設(shè)計一組對照實驗，用 對對_進(jìn)行處理。進(jìn)行處理。答案：答案：（1 1）一定的流動性）一定的流動性 （2 2）A A、B B、D D （3 3）蛋白）蛋白質(zhì)抑制劑質(zhì)抑制劑 水通道蛋白水通道蛋白【解析【解析】（1 1）從題中所給材料可知，細(xì)胞膜受到刺激可使）從題中所給材料可知，細(xì)胞膜受到刺激可使細(xì)胞膜伸展突起，說明細(xì)胞膜具有一定的流動性。（細(xì)胞膜伸展突起，說明細(xì)胞膜具有一定的流動性。（2 2）腫）腫瘤細(xì)胞的浸潤轉(zhuǎn)移，需進(jìn)行變形運(yùn)動；白細(xì)胞吞食異物，瘤細(xì)胞的浸潤轉(zhuǎn)移，需進(jìn)行變形運(yùn)動；白細(xì)胞吞食異物，細(xì)胞膜要伸出偽足將異物包裹；抗體的分泌，細(xì)胞膜要出細(xì)胞膜要伸出偽足將異物包裹；抗體的分泌，細(xì)胞膜要出芽進(jìn)行胞吐，都與細(xì)胞膜伸展突起相關(guān)。葡萄糖進(jìn)入小腸芽進(jìn)行胞吐，都與細(xì)胞膜伸展突起相關(guān)。葡萄糖進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞是通過細(xì)胞膜上的載體的主動運(yùn)輸進(jìn)行的，與上上皮細(xì)胞是通過細(xì)胞膜上的載體的主動運(yùn)輸進(jìn)行的，與上皮細(xì)胞細(xì)胞膜伸展突起無關(guān)。（皮細(xì)胞細(xì)胞膜伸展突起無關(guān)。（3 3）要證明水的快速內(nèi)流是）要證明水的快速內(nèi)流是水通道蛋白開放所致，自變量是細(xì)胞膜上水通道蛋白開放水通道蛋白開放所致，自變量是細(xì)胞膜上水通道蛋白開放與否，因變量是否大量進(jìn)入細(xì)胞，因此，用蛋白質(zhì)抑制劑與否，因變量是否大量進(jìn)入細(xì)胞，因此，用蛋白質(zhì)抑制劑抑制水通道蛋白的活性作為對照即可。抑制水通道蛋白的活性作為對照即可。謹(jǐn)言慎行，多為對方留一些余地，余地是相互的，留給別人的同時，也留給了自己。