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1、第4章 细胞的物质输入和输出第2节 生物膜的流动镶嵌模型学习目标：1. 简述生物膜的结构。2. 探讨在建立生物模模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。3. 探讨在建立生物膜模型的过程中如何体现结构与功能相适应的观点。 学习重点1 流动镶嵌模型的基本内容。2 制作真核细胞的三维结构模型。 学习难点1. 探讨在建立生物膜模型的过程中如何体现结构与功能相适应的观点。基础预习知识点一 对生物膜结构的探索历程时间（人物）实验依据结论或假说19世纪末欧文顿对植物细胞进行通透性实验，发现 更容易通过细胞膜膜是由 组成的知识点二 流动镶嵌模型的基本内容1模型结构(1)图中a名称： 地位：细胞膜的 特点：具有
2、 (2)图中b名称： 位置： 在磷脂双分子层的表面，部分或全部 磷脂双分子层中 整个磷脂双分子层特点：大多数蛋白质分子是可以 的(3)图中c名称： ，又叫 位置：细胞膜的 作用：保护、润滑和 等2结构特点：具有一定的 。【预习自测】结合已学过的知识，举出体现细胞膜流动性的生物学实例。【预习反馈】合作探究使用说明：将自学中遇到的问题同桌交流，用红笔做好标记。小组交流，总结本组内的看法和观点，组长做好记录，准备展示和点评。按照互动要求，及时思考，展示到位，认真点评。问题探讨一：对生物膜结构的探究历程【问题导学】阅读课本P65P67关于生物膜结构的探索历程，思考如下的问题：119世纪末，欧文顿做了什
3、么样的实验？他得出了什么结论？220世纪初科学家通过实验得出了什么结论？【活动】：根据磷脂分子的特性，绘出磷脂分子在空气和水界面及水溶液中的排布： 空气和水界面 （磷脂分子在空气水界面上的排布 ） （ 磷脂分子在水溶液中的排布）3.1925年，荷兰科学家的实验说明了什么问题？根据细胞所处的环境画出磷脂分子在细胞中的排布：（磷脂分子在细胞中的排布）4.1959年，关于磷脂分子和蛋白质分子在细胞膜中的排布，罗伯特森大胆提出了生物膜的什么模型？该模型有何不足之处？5.1970年，科学家利用不同的荧光染料标记小鼠做实验证明了细胞膜具有什么特性？6.1972年，科学家桑格和尼克森提出了什么样的生物膜模型
4、？【典例导悟】科学工作者用绿色和红色荧光染料分别标记人和鼠的细胞膜上的蛋白质，然后将两个细胞融合成一个细胞。起初，一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光。一段时间后，两种颜色的荧光点均匀分布，如下图所示： (1)该实验结果说明细胞膜 ，这是因为 。(2)若两个细胞融合成一个细胞后，将融合细胞置于O条件下保持40 min，则融合细胞仍是一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光，这说明 。【解析】此题属分析说明题。解答这类问题时，要认真审题和思考，明确涉及的知识，要说明的问题。分析题意：是人细胞和鼠细胞融合成一个细胞的实验。在融合前分别用不同的荧光染料标记人和鼠细胞膜上的蛋白质分子。观察融合后的细胞，开
5、始时细胞膜上红色和绿色各占一半，40分钟后两种颜色就均匀分布在细胞膜表面了。从题意和颜色的移动可推知膜上的蛋白质分子是运动的，由于膜的流动性才能使细胞融合。因此这个实验可以说明构成细胞膜的各种分子大都可以运动，细胞膜具有流动性。答案：(1)具有流动性 细胞膜中的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的(2)细胞膜的流动性受温度的影响，在低温条件下，磷脂分子和蛋白质分子的运动受到抑制。【迁移训练1】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一脂质一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
6、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问题探讨二：流动镶嵌模型的基本内容【问题导学】1模型结构(1)图中a名称： 地位：细胞膜的 特点：具有 (2)图中b名称： 位置： 在磷脂双分子层的表面，部分或全部 磷脂双分子层中 整个磷脂双分子层特点：大多数蛋白质分子是可以 的(3)图中c名称： ，又叫 位置：细胞膜的 作用：保护、润滑和 等。2结构特点：具有一定的 。【典例导悟】细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述不正确的是（ ） A细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用 B细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性 C细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异 D载
7、体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质【思路点拨】本题主要考查细胞膜的结构和功能特点，解答本题可从以下几个方面入手：明确细胞膜的组成成分。理解各组成成分的作用。正确分析结构和功能的关系。【解析】细胞膜上的糖蛋白具有识别功能；细胞膜具有选择透过性，对进出细胞膜的物质具有选择性；载体蛋白是跨膜蛋白而不是镶在细胞膜内外表面。蛋白质是生命活动的主要承担者，根据结构与其功能相适应，由于细胞膜内外两侧的蛋白质种类有差异，因此，内外两侧的功能也不相同。选D。【迁移训练2】如图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的两种运输方式，下列叙述不正确的是( )A细胞的识别与有密切的关系B适当提高温度将加快和的运动速度
8、Ca过程体现了膜的选择透过性这一生理特性D如果图示为肾小管上皮细胞膜，则原尿中的葡萄糖进入细胞的方向是自我评价知识归纳【思维导图】【相关概念】一、生物膜的结构和功能1流动镶嵌模型的基本内容（1）磷脂分子 状态：双分子层排列构成膜的基本支架作用：脂质、脂溶性物质更易通过膜（2）蛋白质位置：镶在磷脂双分子层表面；部分或全部嵌入磷脂双分子层中；贯穿于整个磷脂双分子层。种类：有的只参与膜的构成；有的起载体作用，参与主动运输过程；有的与糖类结合，形成糖被，有识别、保护、润滑等作用。（3）糖类：有的与蛋白质结合成糖被；有的与脂质结合成糖脂。2生物膜的结构特点流动性(1)结构基础：磷脂分子和大多数蛋白质是运
9、动的。(2)生理意义：完成物质运输、细胞识别、细胞融合等功能。(3)实验验证：变形虫的运动、白细胞吞噬细菌、细胞胞吞和胞吐现象等。3生物膜的功能特性选择透过性(1)结构基础：膜上具有载体蛋白。(2)生理意义：控制物质进出。4流动性和选择透过性的关系(1)区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。(2)联系：流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性。膜的功能主要由蛋白质承担，功能越复杂的细胞，其细胞膜上蛋白质的含量越高，种类越多。载体蛋白具有专一性，在一定程度上决定了膜的选择透过性。【自主构建】巩固提升【基础巩固】1生物膜的流动镶嵌模型认为生物膜是 (
10、 ) 以磷脂双分子层为基本支架 蛋白质一脂质一蛋白质的三层结构 静止的 流动的 A B C D2下图为细胞膜的亚显微结构模式图。请据图回答：(1)图中3 ，它是组成该结构的 。从排列看，该结构的内外都富含1 。 (2)2表示 ，它是由 、 、 组成的分子，其头部具有 性，尾部具有 性。(3)在低温下，3排列整齐，但温度上升后，会出现排列不整齐现象，其厚度也会减少，这说明该结构具有 性。(4)这种结构的外表，有一层由 与 结合形成的 ，叫做 。它与细胞表面的 有密切关系。(5)这种结构的功能特性是 。【能力提升】1对某动物细胞进行荧光标记实验，如示意图所示，其基本过程：用某种荧光染料标记该动物细
11、胞，细胞表面出现荧光斑点。用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光消失。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2下图是神经细胞细胞膜结构模式图，正确的是（ ）3下列关于细胞膜结构的叙述中，不正确的是( )A磷脂分子排列成双分子层B膜两侧物质分子排列不对称C球形蛋白质分子只能覆盖在磷脂双分子层表面D组成膜的物质的运动使其具有一定的流动性4用红色荧光染料标记人细胞膜上的蛋白质，用绿色荧光染料标
12、记鼠细胞膜上的蛋白质。把人和鼠的两细胞融合。融合后的细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光，将融合后的细胞在适宜的条件下培养，保持其活性，会发生的现象是 ( ) A细胞表面发红色荧光 B细胞表面发绿色荧光 C细胞一半发红光，一半发绿光 D细胞表面红、绿色荧光均匀分布5.如图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：(1)A代表 分子；B代表 ；D代表 。(2)细胞膜从功能上来说，它是一层 膜。(3)动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有 。(4)在ae的五种过程中，代表被动运输的是 。(5)可能代表氧气转运过程的是图中编号 ，葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号 6.如图表示细胞膜的亚
13、显微结构，请完成问题：(1)该结构对细胞的生命至关重要的特性是 。(2)有些有机溶剂如苯酚，可溶解B造成膜的损伤，B的完整化学名称是 。动物细胞吸水膨胀 时，B的厚度变小，说明B具有 。(3)细胞识别、极性物质的跨膜运输等与图中的 （填字母）有关。(4)叶绿体和线粒体等细胞器中均有此结构，但执行的具体功能却有很大区别，其原因是由于图中 （填字母）不同所致。 【拓展阅读】流动镶嵌模型 目前大多数人接受的膜结构模型是流动镶嵌模型。在这个模型中，膜的基本支架是磷脂双分子层，磷脂分子的疏水端排列在膜内部。磷脂双分子层是流动的，蛋白质“漂浮”在其中。运动的蛋白质具有许多功能，包括在主动运输中发挥的作用。
14、1、描述胆固醇在细胞膜中的用途： 2、说明为什么生活在极低区域的海洋生物体内的膜所含的胆固醇比例很高： 答案：1胆固醇是构成细胞膜的重要成分，胆固醇嵌人紧密排列的磷脂分子之间，有助于调节膜的流动性，保持膜结构的稳定性。 2.细胞膜的流动性对细胞正常的生命活动至关重要。细胞膜的流动性与温度有一定的关系，一般来说，温度越高流动性越大，温度越低流动性越小。生活在极地区域的海洋生物体内的膜所含的胆固醇比例很高，是因为胆固醇能够调节细胞膜的流动性，使细胞膜的流动性不会因低温而剧烈下降。细胞膜在低温下保持流动状态而不凝固，保证了细胞生命活动的正常进行。第2节 生物膜的流动镶嵌模型【基础预习】一、脂质 脂质
15、 哺乳动物红细胞 脂质 蛋白质 2 连续的两层 暗一亮一暗 蛋白质 脂质蛋白质 静态 荧光 流动性 流动镶嵌二、磷脂双分子层基本支架一定的流动性蛋白质分子镶嵌入贯穿运动糖蛋白糖被外表面细胞识别流动性【预习自测】变形虫的运动、精子与卵细胞的结合、分泌蛋白的分泌过程、白细胞吞噬病原体等。问题探讨一【问题导学】（1）用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验 膜是由脂质组成的 （2） 膜的主要成分为脂质和蛋白质（3）略（4）蛋白质-脂质-蛋白质三层结构模型 把生物膜描述成静态的统一的结构 （5）一定的流动性 （6）流动镶嵌模型 【迁移训练1】答案 D 罗伯特森较科学地说明了细胞膜构成，
16、但还没有说明这种结构的特点，所以其能科学地解释生物膜的化学组成、生物膜成分的相似性以及脂质类物质较容易跨膜运输，但这个静态结构不能科学地解释变形虫的变形运动。问题探讨二【问题导学】磷脂双分子层基本支架一定的流动性蛋白质分子镶嵌入贯穿运动糖蛋白糖被外表面细胞识别流动性【迁移训练2】答案 ：D【基础巩固】1C2解析：首先分析图，由图中可看出有磷脂分子和蛋白质分子，可知是细胞膜的亚显微结构图。构成细胞膜的分子大都是可以流动的，故整个膜具有流动性。细胞膜具有控制内外物质交换的作用，其生理特性是具有选择透过性。答案：(1)磷脂双分子层 基本支架 蛋白质(2)磷脂分子 磷酸 甘油 脂肪酸 亲水 疏水 (3
17、)流动 (4)细胞膜上的蛋白质 糖类 糖蛋白 糖被 识别 (5)具有选择透过性【能力提升】1选C本实验是细胞膜具有一定流动性的经典实验，反映了蛋白质或磷脂分子的流动，但是不能反映物质跨膜运输的速率。2选A 细胞膜的主要成分是磷脂分子和蛋白质分子，其中磷脂形成磷脂双分子层，成为细胞膜的基本支架。磷脂中磷酸“头”部是亲水性的，脂肪酸“尾”部是疏水性的，而细胞膜处于内外都有水的环境中，故细胞膜中位于两侧的都应是磷脂的磷酸“头”部，疏水部位于中间3选C磷脂双分子层作为细胞膜的基本支架，蛋白质分子有的镶在磷脂双分子屡表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。构成细胞膜的磷脂分子
18、和蛋白质分子都是可以运动的，所以细胞膜具有一定的流动性。4选D 由于组成膜的蛋白质分予可以运动，所以应当是两种颜色的荧光均匀分布，证明细胞膜具有流动性。5(1)蛋白质 磷脂双分子层 多糖 (2)选择透过性 (3)一定的流动性 (4)b、c、d (5)b a6.(1)细胞膜对细胞的生命活动至关重要的特性是功能特性，即选择透过性。(2)B的名称是磷脂双分子层；动物细胞吸水膨胀时，B的厚度变小，说明磷脂双分子层具有一定的流动性。(3)细胞识别、极性物质的跨膜运输与膜上的糖蛋白有关。(4)细胞膜的功能特性即选择透过性与膜上的载体蛋白有很大关系。答案：(1)选择透过性 (2)磷脂双分子层 一定的流动性
19、(3)A (4)A【拓展阅读】1胆固醇是构成细胞膜的重要成分，胆固醇嵌人紧密排列的磷脂分子之间，有助于调节膜的流动性，保持膜结构的稳定性。 2.细胞膜的流动性对细胞正常的生命活动至关重要。细胞膜的流动性与温度有一定的关系，一般来说，温度越高流动性越大，温度越低流动性越小。生活在极地区域的海洋生物体内的膜所含的胆固醇比例很高，是因为胆固醇能够调节细胞膜的流动性，使细胞膜的流动性不会因低温而剧烈下降。细胞膜在低温下保持流动状态而不凝固，保证了细胞生命活动的正常进行。 高中生物答题技巧有哪些高中生物答题技巧：选择题做题的速度不宜过快对于没有把握的题要随时标记，以便复查。（1）读题，标出关键词：如“正
20、确或错误”“可或可能”“一定”“主要”等。（2）读完所有的选项：一是防止遗漏，一是进一步验证所选答案。（3）不确定的先随意选一个，做需要做标记：一防涂卡出现错误，二是有时间后可以快速找到不确定的试题重新检查。（4）做完所有选择题，就转涂好答题卡。这一点特别重要，因为理综选择21个共126分，若最后涂卡，可能会因为心急造成的紧张导致涂卡出现严重的错误。高中生物答题技巧：图表题1、借助示意图这一截体，能让学生更深刻的理解某些生物学原理，同时可以有效地考查学生识图、分析和综合等方面的能力。因此解答此类题目时要注意:(1)首先要读懂题干文字，要充分利用题干文字给予的提示和说明;(2)要仔细审读图示中的
21、各个细节部分包括图示标题、计量单位、指示线及标注名称、箭头或连线、题注说明等;(3)严密分析设问，有针对性的从图示中寻找有关信息，并应用生物学基本概念和基本原理回答问题。2、表格是标书生物学内容的常用方式，它具有信息密集、比较性和条理性强的特点。在解答此类是提示要注意一下技巧：(1)弄清楚表格材料的描述对象或范围，包括看清题干的文字说明，看清表格名称，看清表格的第一行和第一列，看清有关说明等;(2)筛选信息，就是根据解决问题的需要，有选择的注意表格中的相关内容;(3)信息的处理和转换，即对表格中的数据进行整理，包括求总和、平均值、最大值、最小值、处理频率的高或低的数值等，有时可对表格中数据进行
22、信息转换，如作图等，以便使结果更加清晰。高中生物答题技巧：简答类大题(1)文字信息迁移题：解题时要认真阅读材料，针对材料提出的设问认真推敲，把握有效信息，找出真实内涵，揭示材料与设问之间的关系。答题时要紧扣题意，观点准确，要点全面。(2)曲线信息迁移题：解题时要通过阅读和分析图像，正确识标、明点和析线，理解图像中所表达的生物学内涵，将提取的有效信息转换为可利用的信息，最终迁移到新情境中去回答问题。(3)图示信息迁移题：一要认真阅读，弄清图示的内涵和外延;二要挖掘图示中的隐含条件，找出解题所需条件;三要运用已有生物学知识进行辨析，以获得准确答案。(4)表格信息迁移题：首先要看表格的名称、数据和备
23、注等内容，明确解题所需的知识要点;再通过对表格中列举的数据进行全方位的比较，找到解决问题的突破口;最后分析原因，找到解决问题的方法。解答此类试题的关键在于分析表格中已存在的文字信息，然后根据所示信息，利用设问中的关键语句，搜索相应的信息，提取问题的答案。高中生物答题技巧有哪些高中生物答题技巧：选择题做题的速度不宜过快对于没有把握的题要随时标记，以便复查。（1）读题，标出关键词：如“正确或错误”“可或可能”“一定”“主要”等。（2）读完所有的选项：一是防止遗漏，一是进一步验证所选答案。（3）不确定的先随意选一个，做需要做标记：一防涂卡出现错误，二是有时间后可以快速找到不确定的试题重新检查。（4）
24、做完所有选择题，就转涂好答题卡。这一点特别重要，因为理综选择21个共126分，若最后涂卡，可能会因为心急造成的紧张导致涂卡出现严重的错误。高中生物答题技巧：图表题1、借助示意图这一截体，能让学生更深刻的理解某些生物学原理，同时可以有效地考查学生识图、分析和综合等方面的能力。因此解答此类题目时要注意:(1)首先要读懂题干文字，要充分利用题干文字给予的提示和说明;(2)要仔细审读图示中的各个细节部分包括图示标题、计量单位、指示线及标注名称、箭头或连线、题注说明等;(3)严密分析设问，有针对性的从图示中寻找有关信息，并应用生物学基本概念和基本原理回答问题。2、表格是标书生物学内容的常用方式，它具有信
25、息密集、比较性和条理性强的特点。在解答此类是提示要注意一下技巧：(1)弄清楚表格材料的描述对象或范围，包括看清题干的文字说明，看清表格名称，看清表格的第一行和第一列，看清有关说明等;(2)筛选信息，就是根据解决问题的需要，有选择的注意表格中的相关内容;(3)信息的处理和转换，即对表格中的数据进行整理，包括求总和、平均值、最大值、最小值、处理频率的高或低的数值等，有时可对表格中数据进行信息转换，如作图等，以便使结果更加清晰。高中生物答题技巧：简答类大题(1)文字信息迁移题：解题时要认真阅读材料，针对材料提出的设问认真推敲，把握有效信息，找出真实内涵，揭示材料与设问之间的关系。答题时要紧扣题意，观
26、点准确，要点全面。(2)曲线信息迁移题：解题时要通过阅读和分析图像，正确识标、明点和析线，理解图像中所表达的生物学内涵，将提取的有效信息转换为可利用的信息，最终迁移到新情境中去回答问题。(3)图示信息迁移题：一要认真阅读，弄清图示的内涵和外延;二要挖掘图示中的隐含条件，找出解题所需条件;三要运用已有生物学知识进行辨析，以获得准确答案。(4)表格信息迁移题：首先要看表格的名称、数据和备注等内容，明确解题所需的知识要点;再通过对表格中列举的数据进行全方位的比较，找到解决问题的突破口;最后分析原因，找到解决问题的方法。解答此类试题的关键在于分析表格中已存在的文字信息，然后根据所示信息，利用设问中的关键语句，搜索相应的信息，提取问题的答案。