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第2節(jié)　生物膜的流動鑲嵌模型 學習目標 1．體會科學家建立生物膜模型的過程。 2．簡述生物膜流動鑲嵌模型的內(nèi)容。(重點) 3．討論在建立生物膜模型的過程中，如何體現(xiàn)結構與功能相適應的觀點。(難點) 核心概念 磷脂雙分子層　流動鑲嵌模型　糖被 一、對生物膜結構的探索歷程 時間 科學家或?qū)嶒? 結論 19世紀末 歐文頓 膜是由__脂質(zhì)____組成的 20世紀初 膜的分離實驗 膜的主要成分是__脂質(zhì)____和__蛋白質(zhì)____ 1925年 脂質(zhì)的提取實驗 細胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的__兩層____ 1959年 羅伯特森 所有的生物膜都由__蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)____三層結構構成 1970年 用熒光染料標記的小鼠細胞和人細胞進行融合實驗 細胞膜具有__流動性____ 1972年桑格和 尼克森 新的觀察和實驗 提出__流動鑲嵌____模型 二、生物膜的流動鑲嵌模型 1．結構模型： (1)圖中① (2)圖中② (3)圖中③ 2．結構特點：具有一定的__流動性____。 3．生物膜的功能特性： 生物膜的結構決定了生物膜的功能特性：__選擇透過性____。 ？思考 1．結合已學過的知識，舉出體現(xiàn)細胞膜流動性的生物學實例。 提示：變形蟲的運動、精子與卵細胞的結合、分泌蛋白的分泌過程、白細胞吞噬病原體等。 2．人、鼠細胞融合實驗是在37℃條件下進行的，溫度會影響細胞融合的速率嗎？是怎樣影響的？ 提示：會。溫度會影響分子運動的速率，進而影響細胞融合的速率。 H　　判斷題 1．細胞膜的組成成分只有磷脂和蛋白質(zhì)。(　　) 2．生物膜具有流動性是由于磷脂分子可以運動，從而帶動了膜上的蛋白質(zhì)運動。(　　) 3．羅伯特森提出的“三明治模型”的一大缺點就是認為膜是靜止不動的。(　√　) 4．磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子，磷酸“頭”部是疏水的，脂肪酸“尾”部是親水的。(　　) 5．所有的細胞都具有相同的細胞膜結構，即由磷脂分子構成膜的基本支架，“嵌入”支架或“漂浮”在支架兩側的蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量相同。(　　) 6．溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更易通過細胞膜進入細胞。(　√　) 7．如果用單層磷脂分子構成的脂質(zhì)體來包裹某種藥物，則該藥物應該屬于脂溶性的。如果用雙層的脂質(zhì)體包裹藥物，則該藥物應該屬于水溶性。(　√　) 8．細胞膜表面還有糖類和脂質(zhì)結合成糖脂。(　√　) 知識點　生物膜的結構和功能 Z　 1．流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容 (1) (2)蛋白質(zhì) ①位置 ②種類 (3)糖類 2．生物膜的結構特點——流動性 (1)結構基礎：磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)是運動的。 (2)生理意義：完成物質(zhì)運輸、細胞識別、細胞融合等功能。 (3)實驗驗證：變形蟲的運動、白細胞吞噬細菌、細胞胞吞和胞吐現(xiàn)象等。 3．功能特點——選擇透過性 (1)含義：水分子可以自由通過磷脂雙分子層，細胞需要的離子和小分子可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過。 (2)原因： ①某些離子和分子不能透過細胞膜的磷脂雙分子層。 ②與細胞膜上載體蛋白的專一性有關，如圖中物質(zhì)A、B有相應的載體蛋白，而物質(zhì)C沒有相應的載體蛋白。 知識貼士 ①生物膜的結構特點與功能特性一定要區(qū)分開，不可混淆。 ②膜的功能主要由蛋白質(zhì)承擔，功能越復雜的細胞，其細胞膜上蛋白質(zhì)的含量越高，種類越多。 ③載體蛋白具有專一性，在一定程度上決定了膜的選擇透過性。 D　 典例1　如圖是細胞膜的亞顯微結構模式圖，①～③表示構成細胞膜的物質(zhì)，下列有關說法錯誤的是(　D　) A．細胞之間的相互識別與①有關 B．②表示蛋白質(zhì)分子 C．②③分子大都是可以運動的 D．細胞膜的功能特性與③分子無關 [解析]　細胞膜的主要成分為②蛋白質(zhì)和構成基本支架的③磷脂雙分子層；②③大都是不斷運動的，是細胞膜流動性的基礎；①糖蛋白具有識別等作用；細胞膜的結構特點是功能特性的基礎。 〔變式訓練1〕　據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)較容易優(yōu)先通過細胞膜，這是因為(　C　) A．細胞膜具有一定的流動性　 B．細胞膜是選擇透過性膜 C．細胞膜的結構以磷脂雙分子層為基本支架　 D．細胞膜上鑲嵌有各種蛋白質(zhì)分子 [解析]　磷脂占細胞膜總量的50%，并形成雙分子層支架。磷脂與膽固醇、脂肪酸、維生素D一樣，都屬于脂質(zhì)，具有相似的物理性質(zhì)。根據(jù)相似相溶的原理，脂質(zhì)分子容易通過細胞膜。 1．細胞膜的結構與功能的關系(如圖所示) 2．流動性和選擇透過性的關系 (1)區(qū)別：流動性是細胞膜的結構特點，選擇透過性是細胞膜的功能特性。 (2)聯(lián)系：流動性是選擇透過性的基礎，因為只有細胞膜具有流動性，細胞才能完成其各項生理功能，才能表現(xiàn)出選擇透過性；相反，細胞膜失去了選擇透過性，也意味著細胞已經(jīng)死亡。 知識貼士 注意區(qū)分細胞膜的功能和功能特性 細胞膜的功能是將細胞與外界環(huán)境分隔開，控制物質(zhì)進出細胞及進行細胞間的信息交流，而功能特性是選擇透過性。 典例2　(2018河南鄭州高三質(zhì)檢)如圖是溶酶體發(fā)生過程及其“消化”功能示意圖。下列敘述錯誤的是(　C　) A．b是剛形成的溶酶體，它起源于高爾基體 B．c是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，d是線粒體，e是包裹線粒體的小泡 C．溶酶體的生命活動所需能量由e內(nèi)的d提供 D．b和e融合為f的過程體現(xiàn)了生物膜具有一定的流動性 [解析]　由圖中各種細胞器的形態(tài)可以看出，a是高爾基體，b是剛形成的溶酶體，由高爾基體產(chǎn)生的囊泡形成，A項正確；c是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，d是線粒體，e是包裹線粒體的小泡，B項正確；溶酶體的生命活動所需能量不是由e內(nèi)的d提供的，而是由細胞質(zhì)中的線粒體提供的，C項錯誤；b和e融合為f的過程體現(xiàn)了生物膜具有一定的流動性，D項正確。 1．磷脂雙分子層構成了膜的基本支架。 2．蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層。 3．磷脂雙分子層和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運動。 4．糖蛋白(糖被) 組成：由細胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結合形成。分布在細胞膜的外側。 作用：細胞識別、保護和潤滑等。 5．細胞膜的結構特點——具有一定的流動性。