生物膜的流動鑲嵌模型

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第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型
【學海導航】
1.知識方面
(1)簡述生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容。
(2)舉例說明生物膜具有流動性特點。
(3)通過分析科學家建立生物膜模型的過程,闡述科學發(fā)現(xiàn)的一般規(guī)律。
2.能力方面
通過分析科學家建立生物膜模型的過程,嘗試提出問題,作出假設。
3.情感態(tài)度與價值觀方面
(1)樹立生物結構與功能相適應的生物學辯證觀點。
(2)正確認識科學價值觀,理解假說的提出需要有嚴謹?shù)耐评砗痛竽懙南胂,并通過實驗進一步驗證。
【基礎整理】
一、對生物膜結構的探索歷程
時間
人物實驗依據(jù)結論或假說
19世紀末歐文頓
用500多種物質對植物細胞進行上萬次的通透性實驗,發(fā)現(xiàn) 更容易通過細胞膜膜是由 組成的
20世紀初對哺乳動物紅細胞的細胞膜進行化學分析膜的主要成分是

1925年
兩位荷蘭科學家 從紅細胞中提取脂質,鋪成單層分子,面積是紅細胞表面積的 倍 細胞膜中脂質分子排列為
1959年羅伯特森 在電鏡下看到細胞膜由
的三層結構構成 生物膜為三層靜態(tài)統(tǒng)一結構
1970年 分別用 標記兩種細胞的蛋白質,并將兩細胞融合,發(fā)現(xiàn)熒光均勻分布 細胞膜具有

1972年桑格和尼克森
在新的觀察和實驗證據(jù)基礎上 提出為大多數(shù)人所接受的 模型
二、流動鑲嵌模型的基本內容
1.基本構成——生物膜的主要成分是 和 。
(1)基本支架: ,具有 性。
(2)蛋白質分子①分布:有的鑲嵌在磷脂分子層 ,有的則部分或全部 磷脂雙分子層中,有的 整個磷脂雙分子層,
②特點:大多數(shù)蛋白質分子可以 。
2.糖蛋白
(1)位置:細胞膜的 。
(2)組成: 和 結合而成。
(3)作用:與 有關;在消化道和呼吸道上皮細胞表面的還有 和 作用。
【跟蹤訓練】
1.科學家將細胞膜中的磷脂成分提取出來,并將它在“空氣-水”界面上鋪成單分子層,發(fā)現(xiàn)這個單分子層的表面積相當于原細胞膜表面積的兩倍。這說明磷脂分子在細胞膜上的分布狀況是( )
A.單層排列 B.均勻稀疏排列
C.雙層排列 D.均勻緊密排列
2.據(jù)研究發(fā)現(xiàn),膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質較容易優(yōu)先通過細胞膜,這是因為( )
A.細胞膜具有一定流動性 B. 細胞膜是選擇透過性
C.細胞膜的結構是以磷脂分子層為基本骨架 D.細胞膜上鑲嵌有各種蛋白質分子
3.科學家常用哺乳動物紅細胞作材料研究細胞膜的組成,是因為( )
A.哺乳動物紅細胞在水中易漲破
B.此類細胞容易得到
C.此類細胞在光學顯微鏡下易觀察
D.此類細胞內無核膜,線粒體膜等結構
4.下列對細胞內各種生物膜的結構和組成的敘述中,錯誤的是( )
A.主要由蛋白質、脂類和少量糖類組成
B.磷脂雙分子層是各種生物膜的基本骨架
C.不同生物膜上的蛋白質的種類和數(shù)量不同
D.內質網(wǎng)膜能生成高爾基體膜,說明兩者化學組成完全相同
5.一般在光學顯微鏡下看不到植物細胞的細胞膜,而在下列的哪種情況下,可以看到細胞膜( )
A.細胞進行分裂時 B. 顯微鏡視野調亮時
C.發(fā)生質壁分離時D.細胞吸收水和離子時
6.下列有關細胞膜性質的說法中,錯誤的是( )
A.具有流動性和選擇透過性
B.蛋白質均勻分布于磷脂雙分子層上
C.脂類小分子易于自由擴散通過
D.磷脂雙分子層內外表面都親水
7.一位細胞學家發(fā)現(xiàn),當溫度升高到一定程度時,細胞膜的面積增大而厚度變小,其決定因素是細胞膜的( )
A.選擇透過性 B.結構特點具有流動性
C.專一性 D.具有運輸物質的功能
8.使磷脂類特別適于形成細胞膜的特性是( )
A.它們是疏水的 B.它們是親水的
C.它們迅速吸水
D.它們頭部是親水的而尾部是疏水的
9.人體組織液中的O2若要進入組織細胞中,參與氧化有機物,這些氧分子至少要通過( )層由磷脂分子組成的膜。
A.1層 B.2層 C.3層 D.4層
10.大氣中的O2要與人的血紅蛋白結合,至少要穿過( )層磷脂分子。
A.3層 B.5層 C.6層 D.10層
11.變形蟲的任何部位都能伸出偽足,人體某些白細胞能吞噬病菌,這些生理過程的完成都依賴于細胞膜的( )
A.保護作用 B. 一定的流動性
C.主動運輸 D.選擇透過性
12.細胞膜上與細胞識別、免疫反應、信息傳遞和血型決定有著密切關系的化學物質是( )
A.糖蛋白 B.磷脂 C.脂肪 D.核酸
13.下列有關生物膜轉化的敘述中,正確的是( )
A.具膜結構中膜的轉化是不可逆的
B.具膜小泡成為具膜結構的一部分要靠膜的融合
C.一種膜結構的膜成為另一種膜結構的一部分與膜的流動性無關
D.生物膜的功能特性是膜之間轉化的前提條件
14.水溶性染色劑PI,能與核酸結合而使細胞核著色,可將其應用于細胞死活的鑒別。細胞浸泡于一定濃度的PI中,僅有死亡細胞的核會被染色,活細胞則不著色,但將PI注射到細胞中,則細胞核會著色。利用PI鑒別細胞的基本原理是( )
A.死細胞與活細胞的核酸結構不同 B.死細胞與活細胞的核酸含量不同
C.活細胞能分解染色劑PI
D.活細胞的細胞膜阻止PI的進入
15.科學家將哺乳動物或人的成熟紅細胞放進蒸餾水中,造成紅細胞破裂出現(xiàn)溶血現(xiàn)象,再將溶出細胞外的物質沖洗掉,剩下的結構在生物學上稱為“血影”,那么,血影的主要成分有( )
A.無機鹽、蛋白質 B.蛋白質、糖類 
C.脂肪、蛋白質  D.脂質、蛋白質
16.下列過程不能體現(xiàn)細胞膜的流動性的是( )
A.由一個細胞分裂為二個子細胞
B.高爾基體產(chǎn)生的囊泡與細胞膜融合
C.萎蔫的植物細胞出現(xiàn)質壁分離
D.細胞膜糖蛋白的識別過程
17.如果植物細胞膜由選擇透過性膜變成了全透性膜,則該細胞將( )
A.縮小 B.膨脹 C.死亡 D.生長
18.人體某些白細胞能進行變形運動,穿出小血管壁,吞噬侵入人體內的病菌,這個過程的完成依靠細胞膜的( ).
A.選擇透過性 B.保護作用
C.流動性 D.自由擴散
19.組成細胞膜的磷脂和蛋白質分子的排布有下述特點,其中描述細胞膜基本支架特征的是( )
A.膜兩側的分子結構和性質不盡相同
B.磷脂分子排布成雙分子層
C.蛋白質分子附著和鑲嵌于脂質分子層中
D.蛋白質分子和磷脂分子具有相對側向流動性
20.下列物質中,不能橫穿細胞膜進出細胞的是()
A.維生素D和性激素 B. 水和尿素
C.氨基酸和葡萄糖 D.酶和胰島素
21 .在人和鼠的細胞融合實驗中,用兩種熒光物分別標記兩種抗體,使之分別結合到鼠和人的細胞膜表面抗原物質上。實驗結果表明,細胞開始融合時,人、鼠細胞的表面抗原“涇渭分明”,各自只分布于各自的細胞表面;但在融合之后,兩種抗原就平均地分布在融合細胞的表面了。請分析回答下面的問題。

(1)細胞融合的實驗表明了組成細胞膜的
__________分子是可以運動的,由此也證明了細胞膜具有__________的特點。
(2)在細胞融合實驗中,一種抗體只能與相應的抗原結合,說明了這類物質在分子結構上具有__________性。
(3)細胞融合實驗若在20℃條件下進行,則兩種表面抗原平均分布的時間大大延長,這說明_________________________。若在1℃條件下,兩種表面抗原便難以平均地分布,這又說明___________________。
22.現(xiàn)有人的成熟紅細胞、人的口腔上皮細胞、蛙的紅細胞、雞肝研磨液等實驗材料及用具,請你幫助完成下列實驗設計和分析有關問題。
(1)為獲得純凈的細胞膜,應選取上述
_____材料做實驗。選用該材料的原因是它
________________________。
(2)將選取的上述材料放入___________中,由于___________作用,一段時間后細胞將破裂。
(3)科學家將膜結構中的磷脂分子提取出來,鋪在水面上,測得磷脂占有面積為S,那么該細胞膜的表面積約為_____________________________。
(4)有人發(fā)現(xiàn),在一定溫度條件下,細胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面。當溫度上升到一定程度時,細胞膜的脂類分子有75%排列不整齊,細胞膜厚度變小,而膜的表面積擴大,膜對離子和分子的通透性提高。對上述實驗現(xiàn)象合理的解釋是
( )
A.膜的主要成分是磷脂分子
B.細胞膜的成分不是一成不變的
C.膜面積變化受溫度的影響
D.構成質膜的磷脂分子是可以運動的,細胞膜具有一定的流動性
23.下圖表示細胞膜的亞顯微結構。請根據(jù)圖回答下面的問題。

(1)該結構對細胞的生命活動至關重要的功能特性是____________________。
(2)有些有機溶劑如苯酚,可溶解B造成膜的損傷,B的化學名稱是_____________。
(3)細胞識別、物質的跨膜運動等與圖中____________(填字母)有關。
(4)葉綠體和線粒體等細胞結構中均有此結構,但執(zhí)行的具體功能有很大的區(qū)別,其原因是由于圖中____________(填字母)不同所致。

第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型
【基礎整理】
一、
時間
人物實驗依據(jù)結論或假說
19世紀末歐文頓
用500多種物質對植物細胞進行上萬次的通透性實驗,發(fā)現(xiàn)脂質更容易通過細胞膜膜是由脂質組成的
20世紀初對哺乳動物紅細胞的細胞膜進行化學分析膜的主要成分是脂質
和蛋白質
1925年
兩位荷蘭科學家 從紅細胞中提取脂質,鋪成單層分子,面積是紅細胞表面積的2倍 細胞膜中脂質分子排列為連續(xù)的兩層
1959年羅伯特森 在電鏡下看到細胞膜由
蛋白質—脂質—蛋白質的三層結構構成 生物膜為三層靜態(tài)統(tǒng)一結構
1970年 分別用綠色和紅色熒光染料標記兩種細胞的蛋白質,并將兩細胞融合,發(fā)現(xiàn)熒光均勻 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)基礎上 提出為大多數(shù)人所接受的流動鑲嵌模型
二、1.脂質 蛋白質
(1)磷脂雙分子層 流動
(2)① 表面 嵌入 橫跨 ②運動
2.(1)外表 (2)蛋白質 糖類
(3)細胞識別 保護 潤滑
【跟蹤訓練】
1.C 2.C 3.D 4.D 5.C
6.B 7.B 8.D 9.C 10.D
11.B12.A13.B 14.D15.D
16.D17.C18.C 19.B20.D
21.(1)蛋白質等 流動性 (2)特異
(3)隨環(huán)境溫度的降低,膜上蛋白質分子的運動速度減慢 環(huán)境溫度很低時,膜上蛋白質分子的運動幾乎停止
22.
(1)人的成熟紅細胞 除細胞膜外無其它膜結構
(2)蒸餾水(清水) 滲透 (3)S/2
(4)D
23.(1)選擇透過性 (2)磷脂雙分子層
(3)A (4)A

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