第2节生物膜的流动镶嵌模型 第4章细胞的物质输入和输出 学习目标 1 理解生物膜流动镶嵌模型的基本内容 2 探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点 3 了解科学研究是一个不断探索 不断完善的漫长过程 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 1 对生物膜结构的探索历程 一 对生物膜结构的探索历程 脂质 脂质 蛋白质 脂质 蛋白质 蛋白质 两层 流动性 流动镶嵌 2 细胞膜具有流动性的实验 1 方法 红色 2 现象 开始 一半发 另一半发 40min后两种颜色的荧光 3 结论 细胞膜具有 红色荧光 绿色荧光 均匀分布 流动性 例1在人类对生物膜结构的探索历程中 罗伯特森提出的三层结构模型与流动镶嵌模型的相同点是A 两种模型都认为磷脂双分子层是构成膜的基本支架B 两种模型都认为蛋白质分子均匀排列在脂质分子的两侧C 两种模型都认为组成生物膜的主要物质是蛋白质和脂质D 两种模型都认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动 解析罗伯特森的三层结构模型认为生物膜由脂质和蛋白质构成 组成为蛋白质 脂质 蛋白质 但是他把该模型描述为静态的统一结构 流动镶嵌模型认为生物膜由蛋白质和脂质构成 其以磷脂双分子层作为基本支架 蛋白质分子镶嵌在双分子层中 且组成生物膜的磷脂和蛋白质都是可以流动的 答案 解析 例2如图所示为将小白鼠细胞和人体细胞融合成杂交细胞的过程 图中的小球和小三角表示各自膜表面的蛋白质 下列有关叙述不正确的是A 图中膜表面的蛋白质构成了细胞膜的基本支架 此外 细胞膜的主要成分还包括磷脂双分子层B 细胞膜的元素组成包括C H O N PC 该实验证明了细胞膜具有一定的流动性D 适当提高温度有利于图示细胞融合 答案 解析 解析构成细胞膜基本支架的是磷脂双分子层 细胞膜主要由蛋白质 磷脂 糖类组成 蛋白质分子由C H O N等元素组成 磷脂分子除C H O元素外 还含有N P元素 糖类由C H O元素组成 图中细胞融合后 小球和小三角代表的蛋白质分子在杂交细胞膜上均匀分布 这说明蛋白质分子可以运动 即体现了细胞膜具有一定的流动性 适当提高温度能加快分子的运动 从而有利于细胞融合 1 证明细胞膜具有流动性的实例 质壁分离与复原 变形虫运动 胞吞和胞吐 白细胞吞噬病菌 受精时细胞的融合过程 细胞杂交时的融合等 2 细胞膜流动性的影响因素 主要受温度影响 适当温度范围内 随外界温度升高 膜的流动性增大 但温度高出一定范围 会导致膜被破坏 二 流动镶嵌模型的基本内容 1 生物膜的化学组成生物膜主要由和组成 2 流动镶嵌模型 1 构成膜的基本支架 这个支架不是静止的 具有性 2 是生物膜功能的行使者 有的磷脂双分子层表面 有的部分或全部磷脂双分子层中 有的于整个磷脂双分子层 大多数蛋白质分子是可以的 磷脂 1 蛋白质 磷脂双分子层 流动 2 蛋白质 镶在 嵌入 贯穿 运动 3 在细胞膜的外表 有一层由细胞膜上的 与 结合形成的 叫作糖被 糖被与 细胞间的有密切联系 另外 细胞膜表面还有 和脂质分子结合成的 2 糖类 蛋白质 3 糖蛋白 3 糖类 细胞识别 糖脂 信息交流 细胞膜的特点 1 镶嵌性 膜的基本结构是由磷脂双分子层及镶嵌在其上的蛋白质构成的 2 不对称性 膜两侧的分子性质和结构不相同 如糖蛋白只分布在细胞膜外侧 3 结构特点 流动性 组成细胞膜的各种成分都是运动的 而不单纯是磷脂双分子层是运动的 例3下列选项中不符合生物膜的流动镶嵌模型观点的是A 磷脂双分子层是轻油般的流体 具有流动性B 每个磷脂分子的疏水端都向内C 嵌入磷脂双分子层的蛋白质大多能运动D 膜中的磷脂和蛋白质之间没有联系 所以才具有流动性 答案 解析 解析生物膜是一个整体 组成它的各种分子相互作用 密切联系才维持了生物膜的整体性 糖蛋白 镶嵌 磷脂双分子层 学习小结 流动性 贯穿 选择透过性 达标检测 1 下列叙述 正确的打 错误的打 1 19世纪末 欧文顿通过对红细胞膜化学成分的分析得出细胞膜的成分是脂质和蛋白质 2 细胞膜内 外侧结构具有不对称性 3 磷脂分子构成细胞膜的基本支架 4 组成细胞膜的蛋白质分子是可以运动的 而磷脂分子是静止的 5 糖蛋白对所有细胞都有保护和润滑作用 6 高尔基体形成的囊泡与细胞膜融合体现了细胞膜的结构特点 具有一定的流动性 7 糖脂与细胞识别有关 1 2 3 4 5 答案 2 下列说法中 与生物膜发现史不一致的是A 欧文顿在实验基础上提出 膜是由脂质组成的B 荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质 在空气 水界面上铺展成单分子层 测得单分子层面积为红细胞表面积的2倍 他们由此得出结论 细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层C 罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗 亮 暗的三层结构 提出所有的生物膜都是由蛋白质 脂质 蛋白质三层结构构成的D 科学家将不同荧光染料标记的人细胞和鼠细胞的磷脂分子进行融合 证明了细胞膜的流动性 1 2 3 4 5 答案 解析 解析科学家通过荧光标记膜蛋白证明了细胞膜的流动性 3 对某动物细胞进行荧光标记实验 如图所示 其基本过程 用某种荧光染料标记该动物细胞 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 该区域荧光淬灭 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 1 2 3 4 5 答案 解析 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 1 2 3 4 5 解析本实验是细胞膜具有一定流动性的经典实验 可根据荧光恢复的速率推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率 但是不能反映物质跨膜运输的速率 停止激光束照射后 该区域中又出现斑点 说明其他区域的被标记的物质移动到该区域里来 体现了细胞膜的流动性 4 下列有关膜的叙述 错误的是A 细胞膜主要由蛋白质分子和磷脂分子组成B 核膜和内质网膜在结构上密切联系C 线粒体膜和叶绿体膜中的蛋白质分子是相同的D 细胞膜中的大多数蛋白质分子和磷脂分子不是静止的 1 2 3 4 5 答案 解析 解析细胞膜主要是由磷脂双分子层及蛋白质分子组成 且磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的 各种膜在结构和功能上具有一定的联系 但不同的膜功能是不同的 这主要取决于膜上的蛋白质种类和数量 1 2 3 4 5 5 一种嗅觉受体细胞只拥有一种类型的气味受体 气味受体有多少 就有多少类型的嗅觉受体细胞 每一种受体能探测到有限数量的气味物质 当气味物质分子流动到我们的鼻端黏膜处的嗅觉受体细胞处时 气味物质分子可以黏附在细胞膜上的特殊气味受体上 人体基因的3 被用来编码嗅觉受体细胞膜上的不同气味受体 如图为嗅觉受体细胞膜模式图 局部 请据图回答下列问题 1 2 3 4 5 1 A代表 分子 C代表 2 气味物质分子首先要与图中 结合 才有产生嗅觉的可能 3 某些有机溶剂如苯酚 可溶解B造成 答案 解析细胞膜结构的基本支架是磷脂双分子层 A表示蛋白质 B表示磷脂双分子层 C表示多糖 细胞膜的结构特点是具有一定的流动性 解析 蛋白质 多糖 A 味受体 气 膜的损伤 使嗅觉分辨能力下降 B的完整化学名称是 磷脂双分子层