高中生物知識(shí)點(diǎn):生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中生物 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程:

1、19世紀(jì)末,歐文頓發(fā)現(xiàn)凡是可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì),比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞,于是他提出:膜是由脂質(zhì)組成的。
2、20世紀(jì)初,科學(xué)家第一次將膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來(lái),化學(xué)分析表明,膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。
3、1925年,兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì),在空氣一水界面上鋪展成單分子層,測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。由此他們得出的結(jié)論是細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層。
4、1959年,羅伯特森在電鏡下看到了細(xì)胞膜清晰的暗一亮一暗的三層結(jié)構(gòu),并大膽地提出生物膜的模型是所有的生物膜都由蛋白質(zhì)--脂質(zhì)--蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成,電鏡下看到的中間的亮層是脂質(zhì)分子,兩邊的暗層是蛋白質(zhì)分子,他把生物膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。
5、1970年,科學(xué)家用熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合的實(shí)驗(yàn),以及相關(guān)的其他實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。
6、1972年,桑格和尼克森提出的為流動(dòng)鑲嵌模型大多數(shù)人所接受。

生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型:

1、生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型圖解:


①糖蛋白(糖被):細(xì)胞識(shí)別、保護(hù)、潤(rùn)滑、免疫等。
②蛋白質(zhì)分子:膜功能的主要承擔(dān)著。
③磷脂雙分子層:構(gòu)成膜的基本支架。
2、基本內(nèi)容
(1)脂質(zhì):構(gòu)成細(xì)胞膜的主要成分是磷脂,磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本骨架。
①磷脂分子的狀態(tài):親水的“頭部”排在外側(cè),疏水的“尾部”排在內(nèi)側(cè)。
②結(jié)構(gòu)特點(diǎn):一定的流動(dòng)性。
(2)蛋白質(zhì):膜的功能主要由蛋白質(zhì)承擔(dān),功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜,其蛋白質(zhì)的含量越高,種類越多。
①蛋白質(zhì)的位置:有三種。鑲在磷脂雙分子層表面;嵌入磷脂雙分子層;貢穿于磷脂雙分子層。
②種類: a.有的與糖類結(jié)合,形成糖被,有識(shí)別、保護(hù)、潤(rùn)滑等作用。 b.有的起載體作用,參與主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程,控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。 c.有的是酶,起催化化學(xué)反應(yīng)的作用。
(3)特殊結(jié)構(gòu)??糖被
①位置:細(xì)胞膜的外表。
②本質(zhì):細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白。
③作用:與細(xì)胞表面的識(shí)別有關(guān);在消化道和呼吸道上皮細(xì)胞表面的還有保護(hù)和潤(rùn)滑作用。
(4)細(xì)胞膜的特征:
①結(jié)構(gòu)特征:具有一定的流動(dòng)性。
②功能特征:具有選擇透過(guò)性。

細(xì)胞膜的流動(dòng)性與選擇透過(guò)性的區(qū)分方法:

1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn):具有一定的流動(dòng)性。
(1)原因:膜結(jié)構(gòu)中的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的。
(2)表現(xiàn):變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞融合、胞吞、胞吐及載體對(duì)相應(yīng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)等。
(3)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(dòng)性增強(qiáng),但溫度超過(guò)一定范圍,則導(dǎo)致膜的破壞。
2.功能特性:具有選擇透過(guò)性。
(1)表現(xiàn):植物根對(duì)礦質(zhì)元素的選擇性吸收,神經(jīng)細(xì)胞對(duì)K+的吸收和對(duì)Na+的排出,腎小管的重吸收和分泌,小腸的吸收等。
(2)原因:遺傳性決定載體種類、數(shù)量決定選擇性。
3.二者的區(qū)別與聯(lián)系
(1)區(qū)別:流動(dòng)性是細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)方面的特性,選擇透過(guò)性體現(xiàn)了細(xì)胞功能方面的特性,主動(dòng)運(yùn)輸能充分說(shuō)明選擇透過(guò)性。
(2)聯(lián)系:細(xì)胞膜的流動(dòng)性是表現(xiàn)其選擇透過(guò)性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。因?yàn)橹挥屑?xì)胞膜具有流動(dòng)性,細(xì)胞才能完成其各項(xiàng)生理功能,才能表現(xiàn)出選擇透過(guò)性。相反,如果細(xì)胞膜失去了選擇透過(guò)性,細(xì)胞可能已經(jīng)死亡了。

易錯(cuò)點(diǎn)撥

1、位于細(xì)胞膜外側(cè)面的糖蛋白形成糖被,它是識(shí)別圖中細(xì)胞膜內(nèi)外側(cè)的標(biāo)志。
2、載體蛋白屬于嵌入或貫穿磷脂雙分子層的蛋白質(zhì)。載體具有飽和現(xiàn)象,當(dāng)細(xì)胞膜上的載體全部參與物質(zhì)的運(yùn)輸時(shí),細(xì)胞吸收該物質(zhì)的速度不再隨物質(zhì)的濃度增大而增大。
3、磷脂雙分子層數(shù)、生物膜層數(shù)與磷脂分子層數(shù):磷脂雙分子層數(shù)=生物膜層數(shù)=磷脂分子層數(shù)的一半 。

例 血漿中的1個(gè)葡萄糖分子進(jìn)入組織細(xì)胞被徹底氧化分解,需要穿過(guò)幾層磷脂分子( )
A.5層 B.3層 C.6層 D.4層
思路點(diǎn)撥:葡萄糖首先要穿過(guò)毛細(xì)血管壁進(jìn)入組織液,至少要跨毛細(xì)血管壁的一層上皮細(xì)胞,即穿過(guò)2層細(xì)胞膜,再進(jìn)入組織細(xì)胞共穿過(guò)3層細(xì)胞膜,生物膜都是由磷脂雙分子構(gòu)成,故本題穿越的磷脂分子層數(shù)是6。答案C

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