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1、一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程19世紀末歐文頓用500多種物質(zhì)對植物細胞進行上萬次的通透性實驗，發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)更容易通過細胞膜膜是由脂質(zhì)組成的20世紀初科學(xué)家對哺乳動物的紅細胞的細胞膜進行了化學(xué)分析成果：確定細胞膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)1925年兩位荷蘭科學(xué)家從人紅細胞膜中提取脂質(zhì)，在空氣水界面上鋪展成單層分子，面積是紅細胞膜表面積的2倍細胞膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層1959年羅伯特森在電鏡下獲得了清晰的細胞膜照片，顯示暗亮暗的三層結(jié)構(gòu)細胞膜由“蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成生物膜為三層靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)(三層結(jié)構(gòu))1970年弗雷和埃迪登分別用綠色和紅色熒光
2、染料標(biāo)記兩種細胞的蛋白質(zhì)，并將兩細胞融合，一段時間后發(fā)現(xiàn)熒光均勻分布細胞膜具有流動性1972年桑格和尼克森在新的觀察和實驗證據(jù)基礎(chǔ)上提出流動鑲嵌模型續(xù)表 【例1】 (2010江蘇鹽城一模)將一個細胞中的磷脂成分全部提取出來，并將其在空氣水界面上鋪成單分子層，結(jié)果測得單分子層的表面積相當(dāng)于原來細胞膜表面積的兩倍。下列細胞實驗與此結(jié)果最相符的是() A人的肝細胞 B蛙的紅細胞 C洋蔥鱗片葉表皮細胞 D大腸桿菌細胞【解析】大腸桿菌中只有細胞膜，沒有其他有膜結(jié)構(gòu)，因此形成單分子層時表面積相當(dāng)于原來細胞膜表面積的兩倍。而人的肝細胞、蛙的紅細胞、洋蔥鱗片葉表皮細胞除細胞膜外還有各種細胞器膜。D 二、流動鑲
3、嵌模型的基本內(nèi)容 1生物膜的流動鑲嵌模型 2流動鑲嵌模型表明了細胞膜的以下特性 (1)鑲嵌性：膜的基本結(jié)構(gòu)是由磷脂雙分子層及鑲嵌在其上的蛋白質(zhì)構(gòu)成的。 (2)不對稱性：膜兩側(cè)的分子性質(zhì)和結(jié)構(gòu)不相同，如糖蛋白只分布在細胞膜外側(cè)。 (3)結(jié)構(gòu)特點：流動性 結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：膜結(jié)構(gòu)中的磷脂雙分子層具有流動性，大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運動的。 影響因素：主要受溫度影響，適當(dāng)溫度范圍內(nèi)，隨外界溫度升高，膜的流動性增強，但溫度高出一定范圍，則導(dǎo)致膜被破壞。 實例：變形蟲捕食和運動時偽足的形成；白細胞吞噬細菌；胞吞與胞吐；受精時細胞的融合過程；動物細胞分裂時細胞膜的縊裂過程；細胞雜交時的細胞融合(如人鼠細胞融合)。
4、 3生物膜的功能特性：選擇透過性 (1)選擇透過性的含義：水分子自由通過，一些離子和小分子也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過。 (2)原因： 【例2】右圖表示細胞膜結(jié)構(gòu)，請回答： (1)該結(jié)構(gòu)對細胞的生命至關(guān)重要的特性是_。 (2)有些有機溶劑如苯酚，可溶解B造成的損傷，B的完整化學(xué)名稱是 。動物細胞吸水膨脹膜時，B的厚度變小，說明B具有 。 (3)正在研制中的預(yù)防艾滋病的疫苗，能夠使人體淋巴細胞產(chǎn)生特異性的A，這種A是 。選擇透過性磷脂雙分子層一定的流動性蛋白質(zhì)(抗體) (4)細胞識別、極性物質(zhì)的跨膜運動等與圖中的_(填字母)有關(guān)。 (5)葉綠體和線粒體等細胞器中均有此結(jié)構(gòu)，
5、但執(zhí)行的具體功能卻有很大區(qū)別，其原因是由于圖中_(填字母)不同所致。AA 【解析】 (1)細胞膜對細胞的生命活動至關(guān)重要的特性是功能特性即選擇透過性。 (2)B的名稱是磷脂雙分子層。動物細胞吸水膨脹時，B的厚度變小，說明磷脂雙分子層具有一定的流動性。 (3)A是一種蛋白質(zhì)，由淋巴細胞產(chǎn)生，起免疫作用的是抗體。 (4)細胞識別、極性物質(zhì)的跨膜運動等與膜上的糖蛋白有關(guān)。 (5)細胞膜的功能特性即選擇透過性與膜上的載體蛋白有很大關(guān)系。生物膜的主要成分為磷脂和蛋白質(zhì)，但不同的生物膜，由于功能不同，蛋白質(zhì)含量會有所不同。 1.(2010安徽)下列關(guān)于生物膜結(jié)構(gòu)和功能的敘述，正確的是( ) A肌細胞的細胞
6、膜上有協(xié)助葡萄糖跨膜運輸?shù)妮d體 B細胞膜上的受體是細胞間信息交流所必需的結(jié)構(gòu) C線粒體內(nèi)膜上只分布著合成ATP的酶 D核膜上的核孔可以讓蛋白質(zhì)和RNA自由進出A 【解析】肌細胞吸收葡萄糖的方式是主動運輸，需要載體蛋白和消耗能量；生物體內(nèi)細胞間的信息交流與細胞膜上或細胞內(nèi)的特異性受體有關(guān)；線粒體內(nèi)膜上分布著多種酶；核孔允許細胞核所需的蛋白質(zhì)進入細胞核，允許細胞核轉(zhuǎn)錄出的RNA從細胞核進入細胞質(zhì)，而不是自由進出。 2.(2010山東)下列關(guān)于真核細胞生物膜的敘述，正確的是( ) A生物膜的特定功能主要由膜蛋白決定 B構(gòu)成膜的脂質(zhì)主要是磷脂、脂肪和膽固醇 C有氧呼吸及光合作用產(chǎn)生ATP均在膜上進行
7、D核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的膜都參與蛋白質(zhì)的合成與運輸A 【解析】本題考查細胞膜的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和功能。生物膜的特定功能與膜蛋白有關(guān)，因此A正確；構(gòu)成細胞膜的脂質(zhì)有磷脂和少量的膽固醇，不含有脂肪，因此B錯誤；有氧呼吸的三個階段都會產(chǎn)生ATP，其中第二階段發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，因此C錯誤；只有分泌蛋白的合成和運輸與核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體有關(guān)，且核糖體無膜，因此D錯誤。 3.(2011全國新課標(biāo))回答問題：(1)人體肝細胞可產(chǎn)生一種分泌蛋白(稱為蛋白A)，運出細胞后進入血液。已知內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體和高爾基體參與了蛋白A的合成或運輸，則這些細胞器在蛋白A合成和運輸過程中行使功能的順序是 、 、 。人體的
8、胰島細胞中 (含有、不含有)蛋白A基因。核糖體(2)為了研究小鼠在接受大腸桿菌堿性磷酸酶(AKP)刺激后其體內(nèi)抗體水平的變化，提取大腸桿菌AKP，注射到小鼠腹腔內(nèi)，進行第一次免疫。一段時間后，檢測到抗體水平達到峰值。含有高爾基體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在這個過程中， 細胞在淋巴因子的作用下增殖、分化形成的 細胞可以產(chǎn)生抗體。經(jīng)過一段時間后，再用大腸桿菌AKP進行第二次免疫， 細胞可以快速增殖、 。上述免疫屬于 (特異性、非特異性)免疫。B漿記憶分化并產(chǎn)生大量抗體特異性【解析】(1)分泌蛋白的合成和運輸依次經(jīng)過核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體幾種細胞器。細胞具有全能性，每個細胞都擁有整套的遺傳物質(zhì)。(2)免疫包括特異性和
9、非特異性免疫，特異性免疫又分為體液免疫和細胞免疫。在體液免疫中，抗原經(jīng)過吞噬細胞的處理，T細胞釋放的淋巴因子刺激B細胞增殖分化成漿細胞分泌抗體，當(dāng)有相同的抗原刺激機體時，記憶細胞會快速增殖、分化成漿細胞，漿細胞產(chǎn)生大量抗體。4.人、鼠細胞融合實驗，是用帶有不同熒光染料的抗體標(biāo)記兩種細胞的膜蛋白，一段時間后兩種膜蛋白能在雜種細胞膜上均勻分布形成嵌合體。右圖是相關(guān)實驗記錄，據(jù)此不能得到的結(jié)論是( )DA當(dāng)溫度增加到15 以上，膜質(zhì)的流動性發(fā)生變化B該實驗證明膜蛋白能夠在膜表面運動C溫度對膜蛋白的擴散有影響D圖中數(shù)據(jù)說明融合時間越長形成的嵌合體越多【解析】由圖示可知，在低溫時形成嵌合體的比例較小，溫
10、度適宜時比例較高；15 以上時膜質(zhì)的流動性明顯發(fā)生變化；從圖中無法得出融合比例與時間的具體關(guān)系。5.實驗室中鑒別細胞死活，常用“染色排除法”。例如：用臺盼藍染色，死細胞會被染成藍色，而活細胞不著色，從而判斷細胞死活。該實驗所利用的細胞膜特性或功能是( )A進行細胞間的信息交流 B保護細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu) C流動性 D選擇透過性D【解析】用臺盼藍染色，臺盼藍為細胞不需要的物質(zhì)，活細胞不吸收，死細胞膜失去了活性，喪失選擇透過性功能，臺盼藍進入細胞，細胞才會被染成藍色，所以該實驗所利用的是細胞膜的選擇透過性。 6.如圖所示真核生物膜的結(jié)構(gòu)與功能，下列敘述中正確的是( )BA圖中膜的結(jié)構(gòu)特點是選擇透過性B圖中
11、的場所是葉綠體的類囊體薄膜C生物膜功能的復(fù)雜性與膜上蛋白質(zhì)種類和數(shù)量無關(guān)D在圖中膜結(jié)構(gòu)上能夠完成胰島素的合成、加工和分泌【解析】本題是一個實驗設(shè)計分析題。實驗設(shè)計要遵循對照原則和單一變量原則。本題為驗證性實驗，因此結(jié)果預(yù)測是唯一的。 7.生物體細胞內(nèi)的膜具有一定選擇透過性，即水分子可以自由通過，細胞要選擇吸收的離子和小分子也可以通過，而其他離子、小分子和大分子則不能通過。請根據(jù)以下所提供的條件探究細胞內(nèi)的膜的選擇透過性。實驗材料和用具：新鮮的紅色康乃馨， 燒杯，玻璃鉛筆， 質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸， 清水，量筒。(1)簡要說明膜的成分與選擇透過性的關(guān)系。 。膜的選擇透過性主要取決于膜組成成分中的
12、載體蛋白 部分(2)康乃馨的紅色部分是指細胞哪一結(jié)構(gòu)？ 。(3)完善下列實驗設(shè)計，驗證膜具有選擇透過性。第一步：選兩只大小相同的燒杯，用玻璃鉛筆標(biāo)上A和B。第二步： 。第三步： 。結(jié)果預(yù)測： ?？的塑凹t色部位是指液泡在A、B兩只燒杯中，分別加入等量的15%的鹽酸和清水選等量的紅色康乃馨花瓣，分別放入A、B兩只燒杯中，經(jīng)過一段時間后觀察水中的花瓣仍為紅色，水仍呈無色；鹽酸中花瓣的顏色逐漸變淺，而鹽酸溶液變紅(4)此實驗體現(xiàn)的最主要的實驗思想是什么？ 。運用這一實驗思想設(shè)計實驗時應(yīng)特別注意什么？ 。從實驗結(jié)果分析，此實驗中實驗變量是什么？ 。(5)此實驗主要能驗證哪些膜的選擇透過性？ 。原因分析： 。鹽酸對活細胞具有很強的傷害作用，將細胞殺死而使生物膜喪失選擇透過性，而清水對細胞活性無傷害作用體現(xiàn)的主要是設(shè)置對照實驗的實驗思想在設(shè)計對照實驗時，要特別注意遵循等量原則此實驗的實驗變量是用鹽酸還是用清水處理康乃馨 花瓣此實驗主要驗證了液泡膜和細胞膜的選擇透過性
高中生物第1輪總復(fù)習(xí) 第9講 生物膜的流動鑲嵌模型課件 湘教版必修1（湖南專版）
