15第四章 第二節(jié) 細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型

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1、第四章第二節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 知識目標(biāo)：簡述生物膜的結(jié)構(gòu)。 能力目標(biāo)：探討在建立生物膜模型的過程中，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步所起的作用。 探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。 情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懴胂竽芰Α? 使學(xué)生樹立生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)辨證觀點(diǎn)。 【重點(diǎn)、難點(diǎn)】 1. 對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程。2.生物膜的流動鑲嵌模型學(xué)說的基本內(nèi)容。 3.探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。 【知識鏈接】新課程標(biāo)準(zhǔn)中與本節(jié)內(nèi)容有關(guān)的是“簡述生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能”?！吧锬は到y(tǒng) 的概念和功能”已安排在第3章第2節(jié)中，此外

2、，在第3章第1節(jié)還講述了細(xì)胞膜的功能。 本節(jié)是介紹生物膜的結(jié)構(gòu)。本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)也為后續(xù)學(xué)習(xí)跨膜運(yùn)輸方式打下了基礎(chǔ)。 【學(xué)習(xí)過程】 一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 ?基礎(chǔ)知識 (-)從生理功能入手的科學(xué)探究 1. 資料一：時(shí)間：19世紀(jì)末1895年 人物：歐文頓(E. Overton) 實(shí)驗(yàn)：用500多種物質(zhì)對植物細(xì)胞進(jìn)行上萬次的通透性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜。 歐文頓的結(jié)論是 o 2. 資料二：20世紀(jì)初科學(xué)家第一次將膜從 中分離出來?；瘜W(xué)分析表明： 膜的主要成分是 和 o 3. 資料三：時(shí)間：1925年 人物：荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel 實(shí)驗(yàn)：用丙酮

3、從人的紅細(xì)胞的細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)(磷脂)，在空氣一水界面上鋪成單層分子， 發(fā)現(xiàn)單分子層面積是細(xì)胞膜表面積的2倍。 結(jié)論：o （-）“三明治”結(jié)構(gòu)模型的提出 4. 資料四：時(shí)間：二十世紀(jì)50年代，電子顯微鏡的誕生，1959年，科學(xué)家用它觀察細(xì)胞膜 人物：羅伯特森（J. D. Robertsen） 實(shí)驗(yàn)：在電鏡下看到細(xì)胞膜暗一亮一暗的三層結(jié)構(gòu)，大膽提出生物膜的模型： 所有的生物膜 o 他把生物膜描述為 結(jié)構(gòu)。又稱三明治結(jié)構(gòu)。 這一模型的直接證據(jù)來自電子顯微鏡的觀察但這一模型解釋不了膜的許多生理功能。 （三）新技術(shù)帶來新模型 5. 資料五：隨著新的技術(shù)手段不斷運(yùn)用于生物膜的研究，

4、科學(xué)家發(fā)現(xiàn)膜蛋白 ,有的蛋白質(zhì)是 在磷脂雙分子層中的o 6. 資料六：時(shí)間：1970年 人物：Larry Frye 等 實(shí)驗(yàn)：將人和鼠的細(xì)胞膜用不同的熒光抗體標(biāo)記后，讓兩種細(xì)胞融合，雜交細(xì)胞的 一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光，放置一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩種熒光抗體均勻分布。 提出假說：細(xì)胞膜具有 o 7. 資料七：時(shí)間：1972年 人物：桑格和尼克森 提出：細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的 模型。 ?典型例題 8. 【A級】維生素D能比水溶性維生素更優(yōu)先通過細(xì)胞膜，這是因?yàn)?（ ） A. 細(xì)胞膜以磷脂雙分子層作基本支架 B.磷脂雙分子層內(nèi)不同程度地鑲嵌著蛋白質(zhì) C.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有一定的

5、流動性 D.細(xì)胞膜是選擇透過性膜 9. 【B級】細(xì)胞膜能被脂質(zhì)溶劑和蛋白酶處理后溶解，由此推斷細(xì)胞膜的化學(xué)成分主要是（ ） A.磷脂和多糖 B.磷脂和蛋白質(zhì) C.蛋白質(zhì)和核酸 D.蛋白質(zhì)和多糖 二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容 ?基礎(chǔ)知識 10. 構(gòu)成了膜的基本支架，（其中磷脂分子的 朝向兩側(cè)， 朝向內(nèi)側(cè)）且其具有。（這體現(xiàn)了膜的流動性） 11. 蛋白質(zhì)有的、有的、 有的 整個(gè)磷脂雙分子層中。（體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對稱性） 大多數(shù)蛋白質(zhì)分子。（也體現(xiàn)了膜的流動性） 12. 在細(xì)胞膜的外表，有一層由細(xì)胞膜上的 與 結(jié)含形成的，叫做糖被。 例如：消化道和呼吸道上皮細(xì)胞表面的糖蛋白

6、有 作用；糖被與 的識別 有密切關(guān)系。（糖被與細(xì)胞識別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系） 13. 除了糖蛋白之外，細(xì)胞膜表面還有 和 結(jié)合成的。 ?典型例題 14. 【A級】生物膜的流動鑲嵌模型認(rèn)為生物膜是 （ ） ①以磷脂雙分子層為基本骨架 ②蛋白質(zhì)一脂質(zhì)一蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu) ③靜止的 ④流動的 A.①③ B.②④ C.①④ D.②③ 15. 【B級】變形蟲表面的任何部位都能伸為偽足，人體內(nèi)的一些白細(xì)胞可以吞噬病菌和異物。 上述生理過程的完成依賴于細(xì)胞膜具有 （ ） A.選擇透過性 B. 一定的流動性 C.保護(hù)性 D.主動運(yùn)輸 16. 【C級】關(guān)于細(xì)胞膜流動性的敘述，正確的是

7、 （ ） A. 因?yàn)榱字肿佑蓄^和尾，磷脂分子利用尾部擺動在細(xì)胞膜上運(yùn)動，使細(xì)胞膜具有流動性 B. 因?yàn)榈鞍踪|(zhì)分子無尾，不能運(yùn)動，所以它與細(xì)胞膜的流動性無關(guān) C. 細(xì)胞膜的流動性是指蛋白質(zhì)載體的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動，與磷脂分子無關(guān) D. 細(xì)胞膜流動性與蛋白質(zhì)分子和磷脂分子都有關(guān) C.膜物質(zhì)分子的運(yùn)動使其具有流動性 D.球蛋白分子覆蓋或鑲嵌于磷脂雙分子層中 18.【B級】異體器官移植手術(shù)往往很難成功，最大的障礙就是異體細(xì)胞間的排斥，這主要是由于 細(xì)胞膜具有識別作用，這種生理功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是 （ ） A.細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成 B.細(xì)胞膜的外表面有糖被 C.細(xì)胞膜具有一定的流動性

8、D?細(xì)胞膜具有一定的選擇透過性 問題收集：通過學(xué)習(xí)你還有那些問題沒有解決，請寫在這里吧！ 學(xué)習(xí)小結(jié)：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你掌握了哪些知識和方法？請趕快動手寫下來吧！ 課后反思 課外學(xué)習(xí)資料： 幾種主要的生物膜結(jié)構(gòu)模型 迄今為止，已提出的生物膜結(jié)構(gòu)模型達(dá)幾十種之多，現(xiàn)僅介紹幾種較為重要的模型。隨著研究的 深入，人們對膜結(jié)構(gòu)的認(rèn)識將會不斷趨向全面與合理。 1. 雙分子片層模型：細(xì)胞膜是由雙層脂分子及內(nèi)外表面附著的蛋白質(zhì)所構(gòu)成的。脂質(zhì)分子平行排列 并垂直于膜平面。雙層脂質(zhì)分子的非極性端相對，極性端向著膜的內(nèi)外表面，在內(nèi)外表面各有一 層蛋白質(zhì)。這一模型是對膜結(jié)構(gòu)的一個(gè)較粗淺的認(rèn)識。 2.

9、 單位膜模型：連續(xù)的脂質(zhì)雙分子層組成膜的主體，磷脂的非極性端朝向膜內(nèi)側(cè)，極性端朝向膜外 兩側(cè)，蛋白質(zhì)通過靜電作用與磷脂極性端相結(jié)合，從而形成蛋白質(zhì)一磷脂一蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu)， 稱之為單位膜。單位膜模型的主要不足在于：把膜結(jié)構(gòu)描述成靜止的、不變的，這顯然與膜功能 的多樣性相矛盾。其次，不同膜的厚度差異明顯，變化范圍為5—10nm。 3. 流動鑲嵌模型：主要特點(diǎn)是：（1）強(qiáng)調(diào)了膜結(jié)構(gòu)的不對稱性和不均勻性。將膜蛋白分為外在蛋白 和內(nèi)在蛋白，并且指出蛋白質(zhì)在脂雙層中的分布是不對稱和不均勻的。（2）強(qiáng)調(diào)了膜結(jié)構(gòu)的流動 性。認(rèn)為膜的結(jié)構(gòu)成分不是靜止的，而是動態(tài)的，生物膜是流動的脂質(zhì)雙分子層與鑲嵌著的球蛋 白按二維排列組成。（3）膜的功能是由蛋白與蛋白、蛋白與脂質(zhì)、脂質(zhì)與脂質(zhì)之間的復(fù)雜的相互 作用實(shí)現(xiàn)的。 17. 【B級】細(xì)胞膜與其完成各種生理功能極為重要的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是 A.磷脂分子排列成雙層 B.兩側(cè)膜物質(zhì)分子排列不對稱