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2019-2020年高考生物一輪 第4章第2節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型 必修1 【考點(diǎn)解讀】 1、簡(jiǎn)述生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容2、舉例說(shuō)明生物膜具有流動(dòng)性特點(diǎn) 3、舉例說(shuō)出細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜 4、科學(xué)家對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索過(guò)程 【基礎(chǔ)知識(shí)回顧】1.生物膜靜態(tài)模型的提出： ⑴19世紀(jì)末，歐爾頓發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性不一樣：凡是可以溶于 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 組成的。 ⑵20世紀(jì)初，科學(xué)家通過(guò)對(duì)紅細(xì)胞膜成分進(jìn)行化學(xué)分析表明：膜的主要成分是 和 。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—水面上鋪展層單分子層，面積為紅細(xì)胞表面積的 倍，由此得出結(jié)論：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為 。 ⑶20世紀(jì)40年代，有學(xué)者推測(cè)脂質(zhì)兩邊各覆蓋著 。1959年，羅伯特森在 下看到了細(xì)胞膜清晰的 三層結(jié)構(gòu)，他結(jié)合其他學(xué)者的工作，提出生物膜的模型：所有的生物膜都由 三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，中間的亮層是 分子，兩邊暗層是 分子，他把生物膜描述為 的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。 2.流動(dòng)鑲嵌模型的提出： ⑴20世紀(jì)60年代以后，很多科學(xué)家對(duì)羅伯特森的模型提出質(zhì)疑：如果這樣，細(xì)胞膜的復(fù)雜功能將難以實(shí)現(xiàn)，就連 、 這樣的現(xiàn)象都不好解釋。 ⑵后來(lái)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)膜蛋白并不全是全部 在脂質(zhì)表面，有的蛋白質(zhì)是 在脂質(zhì)雙分子層中的。 ⑶1970年，科學(xué)家用綠色熒光燃料標(biāo)記鼠細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子，紅色熒光燃料標(biāo)記人細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子，來(lái)研究細(xì)胞融合。此實(shí)驗(yàn)表明：細(xì)胞膜具有 。 ⑷結(jié)合前人的研究成果，1972年桑格和尼克森提出了 模型，并為大多數(shù)人所接受。 3.生物膜流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容：生物膜流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為， 構(gòu)成了膜的基本支架，這個(gè)支架不是 的，是輕油般的流體，具有 。蛋白質(zhì)分子有的 磷脂雙分子層表面，有的部分或全部 磷脂雙分子層中，有的 整個(gè)磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以 的。 4.在細(xì)胞膜的外表，有一層細(xì)胞膜上的 與 結(jié)合形成的糖蛋白，叫做糖被。它有重要的功能。如：消化道和呼吸道上皮細(xì)胞表面的糖蛋白有 作用；糖被與細(xì)胞表面的 有密切關(guān)系。除糖蛋白外，細(xì)胞表面還有 。 重難熱點(diǎn)歸納 *生物膜的分子結(jié)構(gòu)模型有多種，較為流行的如“流動(dòng)鑲嵌模型” 2、生物膜分子結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)是： （1）鑲嵌性：膜的基本結(jié)構(gòu)是由脂雙分子層鑲嵌蛋白質(zhì)構(gòu)成的 （2）流動(dòng)性：膜結(jié)構(gòu)中的蛋白質(zhì)和脂類分子在膜中可作多種形式的移動(dòng)。膜整體結(jié)構(gòu)也具有流動(dòng)性。流動(dòng)性的重要生理意義：物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞融合、細(xì)胞表面受體功能調(diào)節(jié)等。 （3）不對(duì)稱性：膜兩側(cè)的分子性質(zhì)和結(jié)構(gòu)不相同 （4）蛋白質(zhì)極性：多肽鏈的極性區(qū)突向膜表面，非極性部分埋在脂雙層內(nèi)部。故蛋白質(zhì)分子既和水溶性也和脂溶性分子具有親和性。 3、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： (1)磷脂雙分子層：構(gòu)成膜的基本支架 （其中磷脂分子 的親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性尾部朝向內(nèi)側(cè)） (2)蛋白質(zhì)分子：在膜表面，或部分或全部鑲嵌在磷脂雙分子層 糖被（少量）：細(xì)胞膜外表 功能特性： (3)脂分子是可以運(yùn)動(dòng)的，具有流動(dòng)性； (4)膜的蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。（也體現(xiàn)膜的流動(dòng)性） (5)細(xì)胞膜外表，有一層由細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合 形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被與細(xì)胞識(shí)別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系） 4.為什么說(shuō)細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜？ 水分子跨膜運(yùn)輸是順相對(duì)含量梯度的，其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸并不都是這樣，這取決于細(xì)胞生命活動(dòng)的需要。細(xì)胞對(duì)物質(zhì)的吸收是有選擇的。 結(jié)論：細(xì)胞膜不僅是半透膜，還是選擇透過(guò)性膜 【經(jīng)典例題剖析】 例題1 變形蟲可以吞噬整個(gè)細(xì)菌，這一事實(shí)說(shuō)明（ ）。 　　A、細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性；　　　 B、細(xì)胞膜具有全透性； 　　C、細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性；　　　D、細(xì)胞膜具有保護(hù)作用。 例題2(xx年湖北模擬題)莧菜的細(xì)胞液中有一些紅色的物質(zhì)，無(wú)論用清水怎么洗，清水仍不見紅色物質(zhì)，但若把莧菜放入沸水中一燙，水立刻變成紅色。這個(gè)現(xiàn)象是因?yàn)? A.沸水使細(xì)胞膜失去選擇透過(guò)性 B.在清水中細(xì)胞膜沒有選擇透過(guò)性 C.沸水中色素分解成小分子物質(zhì) D.在清水中沒有物質(zhì)出入 鞏固練習(xí) 1、下列哪一種膜結(jié)構(gòu)能通過(guò)生物大分子 A 細(xì)胞膜 B 核膜 C 線粒體膜 C 葉綠體膜 2、一分子CO2從葉肉細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中擴(kuò)散出來(lái)，進(jìn)入一相鄰細(xì)胞葉葉綠體基質(zhì)內(nèi)，共穿過(guò)的生物膜層數(shù)是 A 5 B 6 C 7 D 8 3、下列物質(zhì)中，不能橫穿細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)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 4、生物膜上的蛋白質(zhì)通常與多糖結(jié)合成糖蛋白。在細(xì)胞生命活動(dòng)中，糖蛋白在細(xì)胞的識(shí)別以及細(xì)胞內(nèi)外的信息傳導(dǎo)中有重要的功能。下列生物結(jié)構(gòu)中，糖蛋白含量可能最多的是 A.類囊體的膜 B.線粒體的膜 C.細(xì)胞膜 D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜 5、結(jié)合表中數(shù)據(jù)，指出下列敘述錯(cuò)誤的是 成分 線粒體膜 蛋白質(zhì) （質(zhì)量分?jǐn)?shù)／％） 脂類 （質(zhì)量分?jǐn)?shù)／％） 外膜 52 48 內(nèi)膜 76 24 C.內(nèi)膜、外膜的化學(xué)組成大致相同 D.內(nèi)膜表面積大，導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量高 6、下列說(shuō)法正確的是 A、磷脂分子在細(xì)胞膜的功能上起重要作用，所以功能復(fù)雜，磷脂分子種類和數(shù)目就多 B、磷脂分子在細(xì)胞膜的功能上起重要作用，所以功能復(fù)雜，磷脂分子種類和數(shù)目就要一樣 C、蛋白質(zhì)分子在細(xì)胞膜的功能上起重要作用，所以功能復(fù)雜，蛋白質(zhì)分子種類和數(shù)目就多 D、蛋白質(zhì)分子在細(xì)胞膜的功能上起重要作用，所以功能復(fù)雜，蛋白質(zhì)分子種類和數(shù)目就一樣 7、血液中的氧氣進(jìn)入肌肉細(xì)胞的線粒體進(jìn)行有氧呼吸，至少要經(jīng)過(guò)的膜和磷脂層的數(shù)目是 A、3、6、 B、3、3 C、2、4 D、2、2 8、大分子蛋白質(zhì)能夠通過(guò)的結(jié)構(gòu)是 A、線粒體膜和葉綠體膜 B、細(xì)胞膜和液泡膜 C、選擇透過(guò)性膜 D、細(xì)胞壁和核孔 9、科學(xué)家將哺乳動(dòng)物或人的成熟紅細(xì)胞放進(jìn)蒸餾水中，造成紅細(xì)胞破裂出現(xiàn)溶血現(xiàn)象，再將溶出細(xì)胞外的物質(zhì)沖洗掉，剩下的結(jié)構(gòu)在生物學(xué)上稱為“血影”，那么，血影的主要成分有。 A．無(wú)機(jī)鹽、蛋白質(zhì) B．蛋白質(zhì)、糖類　 C．脂肪、蛋白質(zhì)　 D．脂質(zhì)、蛋白質(zhì) 10、一般在光學(xué)顯微鏡下看不到植物細(xì)胞的細(xì)胞膜，而在下列的哪種情況下，可以看到細(xì)胞膜 A．細(xì)胞進(jìn)行分裂時(shí) B．發(fā)生質(zhì)壁分離時(shí) C．顯微鏡視野調(diào)亮?xí)r D．細(xì)胞吸收水和離子時(shí) 11、科學(xué)家將細(xì)胞膜中的磷脂成分提取出來(lái)，并將它在“空氣－水”界面上鋪成單分子層，發(fā)現(xiàn)這個(gè)單分子層的表面積相當(dāng)于原細(xì)胞膜表面積的兩倍。這說(shuō)明磷脂分子在細(xì)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 12、下列有關(guān)細(xì)胞膜性質(zhì)的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是 A．具有流動(dòng)性和選擇透過(guò)性 B．蛋白質(zhì)均勻分布于磷脂雙分子層上 C．脂類小分子易于自由擴(kuò)散通過(guò) D．磷脂雙分子層內(nèi)外表面都親水 13、下列哪項(xiàng)敘述不是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？ A．細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜 B．細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成 C．細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)具有流動(dòng)性 D．有些蛋白質(zhì)分子可在膜的內(nèi)外之間移動(dòng) 14、（多選題）以下關(guān)于細(xì)胞膜的論述中，正確的是 A、 磷脂分子排列成雙分子層 B、膜兩側(cè)物質(zhì)分子排列不對(duì)稱C、球形蛋白質(zhì)分子覆蓋或鑲嵌在磷脂雙分子層中D、組成膜的物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)使其具有一定的流動(dòng)性 15．（09浙江）對(duì)某動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行熒光標(biāo)記實(shí)驗(yàn)，如下示意圖所示，其基本過(guò)程：①用某種熒光染料標(biāo)記該動(dòng)物細(xì)胞，細(xì)胞表面出現(xiàn)熒光斑點(diǎn)。②用激光束照射該細(xì)胞表現(xiàn)的某一區(qū)域，該區(qū)域熒光淬滅（消失）。③停止激光束照射一段時(shí)間后，該區(qū)域的熒光逐漸恢復(fù)，即又出現(xiàn)了斑點(diǎn)。 上述實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明的是 A．細(xì)胞膜具有流動(dòng)性 B．熒光染料能與細(xì)胞膜組成成分結(jié)合 C．根據(jù)熒光恢復(fù)的速率可推算出物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾? D．根據(jù)熒光恢復(fù)的速率可推算出膜中蛋白質(zhì)或脂質(zhì)的流動(dòng)速率 二、非選擇題 1、下面材料顯示了研究人員對(duì)細(xì)胞成分及結(jié)構(gòu)的研究情況， 請(qǐng)據(jù)材料分析： 材料一 研究人員將哺乳動(dòng)物(或人)的紅細(xì)胞低滲處理，造成溶血現(xiàn)象，使血紅蛋白和無(wú)機(jī)鹽等溶出細(xì)胞外，剩下“空殼”(稱為血影)，并對(duì)其進(jìn)行化學(xué)成分分析。通過(guò)血影研究以及其他方法，測(cè)得多種膜的化學(xué)成分，如表： 物 質(zhì) 種 類 膜 的 類 別 蛋白質(zhì)(％) 脂類(主要是磷脂)(％) 糖類(％) 人紅細(xì)胞膜 49 43 8 小鼠肝細(xì)胞膜 44 52 4 變形蟲膜 54 42 4 線粒體內(nèi)膜 76 24 0 菠菜葉綠體片層膜 70 30 0 (1)從以上處理可推知血影即為純 材料，可用于研究。 (2)以上數(shù)據(jù)顯示，構(gòu)成細(xì)胞膜的化學(xué)成分主要是 ，構(gòu)成細(xì)胞膜與細(xì)胞內(nèi)膜(構(gòu)成細(xì)胞器膜)的化學(xué)物質(zhì)的種類有一些差異，這些差異有可能造成兩者 上的差異。 材料二 用丙酮從細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)(主要是磷脂)，然后將提取的脂質(zhì)放在一個(gè)特制的水槽中，將其制成單分子層，并測(cè)量其表面積，將測(cè)量結(jié)果與紅細(xì)胞表面積比較，發(fā)現(xiàn)前者是后者的兩倍。 右圖是磷脂分子的模式圖，一個(gè)磷脂分子是由一個(gè)親水的極性頭部和疏水性尾部構(gòu)成。 (3)根據(jù)材料二所給信息可以推測(cè)，細(xì)胞膜中的磷脂分子是 以 形式排列的，根據(jù)細(xì)胞膜內(nèi)外的水溶液環(huán)境和磷脂分子的特性，請(qǐng)推測(cè)磷脂分子在細(xì)胞膜中的排列形式(參照磷脂分子模式圖)并繪簡(jiǎn)單示意圖。 材料三 研究人員用紅色熒光標(biāo)記人細(xì)胞膜的抗體(蛋白質(zhì))，用綠色熒光標(biāo)記小鼠細(xì)胞膜上的抗體，然后將二者融合。開始時(shí)一半是綠色，一半是紅色。在37℃下40分鐘后發(fā)現(xiàn)兩種熒光呈均勻分布。 (4)該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明 。 綜合以上實(shí)驗(yàn)及其他實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家提出了細(xì)胞膜的“流動(dòng)鑲嵌模型”。 第2節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型 一、選擇題 1B2A 3 D4C5D 6C 7 A8D9D 10B11C12B13A 14 ABD 15、C 二、非選擇題 1、 (1)細(xì)胞膜 (2)脂質(zhì)(或磷脂)和蛋白質(zhì)；功能 (3)雙分子層； (4)構(gòu)成細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的，磷脂雙分子層也具有一定的流動(dòng)性(或細(xì)胞膜的流動(dòng)性)