高中生物《生物膜的流動鑲嵌模型》學(xué)案2 新人教版必修1

1、第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1簡述生物膜的結(jié)構(gòu)。2探討在建立生物膜模型的過程中，實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步所起的作用。3探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。學(xué)習(xí)重點(diǎn)： 對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 生物膜的流動鑲嵌模型學(xué)說的基本內(nèi)容學(xué)習(xí)難點(diǎn)： 探討建立生物膜模型的過程如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)【學(xué)習(xí)過程】引入: 生物膜系統(tǒng)包括哪些膜？細(xì)胞膜是由哪些成份構(gòu)成的？科學(xué)家是怎么樣確定生物膜的？活動一：體驗(yàn)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 要求： 分析資料，交流回答問題小標(biāo)題一 從細(xì)胞膜功能入手的科學(xué)探究資料1 細(xì)胞膜的通透性實(shí)驗(yàn)時間：19世紀(jì)末 1895年科學(xué)家：歐文頓（E.Overton）實(shí)

2、驗(yàn)：物質(zhì)對細(xì)胞膜的通透性問題：實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？ 歐文頓提出了什么假說？資料2 細(xì)胞膜提取分離和成分分析時間：20世紀(jì)初實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動物的紅細(xì)胞中分離出來，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜不但會被溶解脂質(zhì)的溶劑溶解，也會被蛋白酶分解。問題：細(xì)胞膜是由哪些化學(xué)成分構(gòu)成的？小標(biāo)題二 單位膜模型的提出資料3 兩位荷蘭科學(xué)家實(shí)驗(yàn)過程時間：1925年科學(xué)家：荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel實(shí)驗(yàn)：磷脂平鋪在空氣水界面問題：實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？ 實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？ 細(xì)胞膜中的脂質(zhì)為什么會排列為連續(xù)的兩層呢？資料4 “三明治”結(jié)構(gòu)模型時間：1959年科學(xué)家：羅伯特森（J.D.Robertsen）實(shí)驗(yàn)：羅伯特森電鏡下

3、觀察到的細(xì)胞膜問題：實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？ 羅伯特森提出了什么假說？ 討論“三明治”模型的局限性？小標(biāo)題三 新技術(shù)帶來新模型資料5 電鏡冰凍蝕刻細(xì)胞膜示意圖時間：20世紀(jì)60年代實(shí)驗(yàn): 科學(xué)家用掃描電鏡技術(shù)和冰凍蝕刻技術(shù)揭示了細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)中蛋白顆粒問題：該圖說明了什么？資料6 免疫熒光技術(shù)細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)時間：1970年科學(xué)家：弗雷(Frye)和埃迪登(Edidin)實(shí)驗(yàn)：人鼠細(xì)胞融合問題：實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？ 實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？ 例舉細(xì)胞膜具有流動性？智慧升華 1972年，桑格（S.J.Singer）和尼克森（G.Nicolson）通過觀察和實(shí)驗(yàn)，并在繼承前人的研究成果基礎(chǔ)上，提出了什么樣的生物膜分子模型

4、并被人們所接受。 設(shè)疑 生物膜的流動鑲嵌模型是否已完美無缺呢？從生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程中，你受到哪些啟發(fā)？活動二：闡述流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容 要求：自主閱讀P68教材第一段，討論回答問題并嘗試自己繪出細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)示意圖。問題生物膜的基本支架是什么？蛋白質(zhì)分子有哪幾種存在形態(tài)？膜分子是靜止的，還是運(yùn)動的？繪制細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)示意圖要求1準(zhǔn)確繪制出細(xì)胞膜的基本支架、蛋白質(zhì)的三種位置和糖被。2準(zhǔn)確標(biāo)注出各部分的結(jié)構(gòu)名稱，且用平行線?；顒尤豪L制生物膜的概念圖【課堂反饋】例1 一位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度升高到一定程度時，細(xì)胞膜的厚度變小而面積增大，這是由于細(xì)胞膜的什么特性所決定的 ( )A.具有一定

5、的流動性 B.是選擇透過性膜C具有專一性 D.具有運(yùn)輸物質(zhì)的功能例2 動物細(xì)胞有絲分裂過程中，細(xì)胞膜中央凹陷，最終縊裂形成2個子細(xì)胞，與這一現(xiàn)象有關(guān)的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是 ( )A細(xì)胞核具有排斥性 B.細(xì)胞質(zhì)具有流動性C細(xì)胞膜具有流動性 D細(xì)胞具有周期性例3 食醋中的醋酸成分是活細(xì)胞不需要的小分子物質(zhì)，蔗糖不是活細(xì)胞需要的大分子物質(zhì)。用食醋和蔗糖可將新鮮的大蒜頭很快地腌成糖醋蒜，其原因是A醋酸和蔗糖分子均能存在于活細(xì)胞的間隙中B醋酸和蔗糖分子均能被吸附在活細(xì)胞的表面 C.醋酸能固定和殺死活細(xì)胞，細(xì)胞膜失去了選擇性 D因腌的時間過久，兩種物質(zhì)均慢慢地進(jìn)入活細(xì)胞【拓展延伸】（選作題）例4 欲獲得純凈的細(xì)胞

6、膜，以研究其結(jié)構(gòu)與功能，請你幫助設(shè)計(jì)一個簡易的實(shí)驗(yàn)，并回答有關(guān)問題。 (1)選取人體的 作為獲取細(xì)胞膜純凈物的來源。 A成熟紅細(xì)胞 B.神經(jīng)細(xì)胞 C白細(xì)胞 D口腔上皮細(xì)胞 (2)將選取的上述材料放入 中，由于 作用，一段時間后細(xì)胞將破裂。 (3)再用 法獲得純凈的細(xì)胞膜，上清液中含量最多的有機(jī)物是 。(4)1985年，Oerton在研究各種未受精卵細(xì)胞的透性時，發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)容易透過細(xì)胞膜，不溶解于脂質(zhì)的物質(zhì)透過細(xì)胞膜十分困難。這表明組成細(xì)胞膜的主要成分中有 。(5)有實(shí)驗(yàn)表明，將兩種不同的海綿動物的細(xì)胞分散成單個的，然后將這些細(xì)胞參在一起混合培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)只有同種的細(xì)胞才能結(jié)合。在這細(xì)胞識別過程

7、中，起作用的是細(xì)胞膜上的 。 (6)1925年，Gorter Grendel用丙酮提取細(xì)胞膜的磷脂，并將它在空氣水界面上展開時，這個單層分子的面積相當(dāng)于原來細(xì)胞表面積的兩倍，由此可以認(rèn)為細(xì)胞膜由 組成。如果單層磷脂分子的面積為S，則該細(xì)胞表面積為 。 【鞏固練習(xí)】一、選擇題1提出生物膜流動鑲嵌模型的時間和科學(xué)家分別是 ( )A1959年，羅伯特森 B1972年，桑格和尼克森C19世紀(jì)，施旺和施萊登 D19世紀(jì)，歐文頓2生物膜的流動鑲嵌模型認(rèn)為生物膜是 ( ) 以磷脂雙分子層為基本骨架 蛋白質(zhì)一脂質(zhì)一蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu) 靜止的 流動的A B C D3在細(xì)胞膜上，和細(xì)胞與細(xì)胞之間或者細(xì)胞與其他大分子

8、之間互相聯(lián)系，有密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是 ( )A糖蛋白 B磷脂 C脂肪 D核酸4維生素D能較水溶性維生素優(yōu)先通過細(xì)胞膜，這是因?yàn)?( ) A細(xì)胞膜以磷脂雙分子層作基本支架 B.磷脂雙分子層內(nèi)不同程度地鑲嵌著蛋白質(zhì) C細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有一定的流動性 D細(xì)胞膜是選擇透過性膜5組成細(xì)胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子的排布有下述特點(diǎn)，其中描述細(xì)胞膜基本支架的是 ( )A膜兩側(cè)的分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不盡相同 B.磷脂排布成雙分子層C.蛋白質(zhì)分子附著和鑲嵌于磷脂雙分子層中 D.蛋白質(zhì)和磷脂分子具有一定的流動性6關(guān)于細(xì)胞膜流動性的敘述，正確的是 ( ) A因?yàn)榱字肿佑蓄^和尾，磷脂分子利用尾部擺動在細(xì)胞膜上運(yùn)動，使細(xì)

9、胞膜具有流動性 B. 因?yàn)榈鞍踪|(zhì)分子無尾，不能運(yùn)動，所以它與細(xì)胞膜的流動性無關(guān) C細(xì)胞膜的流動性是指蛋白質(zhì)載體的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動，與磷脂分子無關(guān) D細(xì)胞膜流動性與蛋白質(zhì)分子和磷脂分子都有關(guān)【選做題】1最能代表生物膜基本化學(xué)成分的一組化學(xué)元素是 ( ) AC、H、O、N BC、H、O、N、P CC、H、O、S、P DC、H、O、Mg、Fe2對白血病病人進(jìn)行治療的有效方法是將正常人的骨髓造血細(xì)胞移植入病人體內(nèi)，使病人能夠產(chǎn)生正常的血細(xì)胞。移植之前需要捐獻(xiàn)者和病人的血液進(jìn)行組織配型，主要檢測他們的 HLA(人體白細(xì)胞抗原)是否相配。HLA是指 ( )ARNA BDNA C磷脂 D糖蛋白3細(xì)胞膜常常被脂質(zhì)溶劑

10、和蛋白酶處理后溶解，由此可以推斷細(xì)胞膜的化學(xué)成分主要是 磷脂 蛋白質(zhì) 多糖 核酸 A B. C D4變形蟲表面的任何部位都能伸為偽足，人體內(nèi)的一些白細(xì)胞可以吞噬病菌和異物。上述生理過程的完成依賴于細(xì)胞膜具有 ( )A選擇透過性 B一定的流動性 C保護(hù)性 D主動運(yùn)輸5科學(xué)家常用牛、羊等哺乳動物的紅細(xì)胞作為研究細(xì)胞膜成分的材料的原因，不正確的敘述是 ( ) A哺乳動物成熟紅細(xì)胞無細(xì)胞核等其他膜結(jié)構(gòu)，易得到較純的細(xì)胞膜 B哺乳動物成熟紅細(xì)胞呈游離狀態(tài)，易分離和稀釋 C哺乳動物紅細(xì)胞易獲取、價格合理 D哺乳動物紅細(xì)胞無細(xì)胞壁，容易制取細(xì)胞膜6用紅色熒光染料標(biāo)記人細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)，用綠色熒光染料標(biāo)記鼠細(xì)

11、胞膜上的蛋白質(zhì)。把人和鼠的細(xì)胞融合。融合后的細(xì)胞一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā)綠色熒光，將融合后的細(xì)胞在適宜的條件下培養(yǎng)，保持其活性，但融合后的雜種細(xì)胞仍為一半紅，一半綠，發(fā)生這一現(xiàn)象可能的原因是 ( )A人、鼠細(xì)胞發(fā)生了免疫反應(yīng) B構(gòu)成人細(xì)胞的磷脂分子和鼠細(xì)胞的磷脂分子不具親合性 C人細(xì)胞的蛋白質(zhì)分子大，位于下方，鼠細(xì)胞的蛋白質(zhì)分子小，位于上方D. 細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)發(fā)生變性，細(xì)胞膜失去了流動性15用不同熒光染料標(biāo)記的抗體，分別與小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞的細(xì)胞膜上的一種抗原結(jié)合，兩類細(xì)胞則分別產(chǎn)生綠色熒光和紅色熒光。將兩類細(xì)胞融合成一個細(xì)胞時，其一半呈綠色，一半呈紅色。在370C下保溫40 min后，細(xì)胞上兩種熒光點(diǎn)呈均勻分布(如圖所示)，試問：(1)人和鼠細(xì)胞膜表面的抗原屬于 構(gòu)成膜結(jié)構(gòu)的起受體作用的 。為使人、鼠細(xì)胞膜融合在一起，必須除去細(xì)胞膜表面起 作用的糖蛋白。(2)融合細(xì)胞表面的兩類熒光染料分布的動態(tài)變化，可以證實(shí)關(guān)于細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)“模型”的_觀點(diǎn)是成立的。(3)融合細(xì)胞表面的兩類熒光染料最終均勻分布，原因是構(gòu)成膜結(jié)構(gòu)的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子都是運(yùn)動的，這表明膜的結(jié)構(gòu)具有一定的 。第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型