初中生物獲獎(jiǎng)集：第四章：第二節(jié)流動(dòng)鑲嵌模型

1、必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物第第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物膽固醇膽固醇磷脂分子磷脂分子蛋白質(zhì)分子蛋白質(zhì)分子糖蛋白糖蛋白磷脂雙分磷脂雙分子層子層生物膜的結(jié)構(gòu)生物膜的結(jié)構(gòu)必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物1 1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)，提出了什么假說？、根據(jù)實(shí)驗(yàn)，提出了什么假說？2 2、最初對(duì)細(xì)胞膜的認(rèn)識(shí)，是通過對(duì)現(xiàn)象的推理分析還是通過對(duì)、最初對(duì)細(xì)胞膜的認(rèn)識(shí)，是通過對(duì)現(xiàn)象的推理分析還是通過對(duì)膜成分的提取與分離？在得到結(jié)論之后還有必要對(duì)膜的成分進(jìn)行提膜成分的提取與分離？在得到結(jié)論之后還有必

2、要對(duì)膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎？取、分離和鑒定嗎？3 3、歐文頓的推論是否正確呢？細(xì)胞膜除了脂質(zhì)外，還有沒有其、歐文頓的推論是否正確呢？細(xì)胞膜除了脂質(zhì)外，還有沒有其他成分呢？他成分呢？必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物化學(xué)分析表明：膜的主要成分是化學(xué)分析表明：膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。 20世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞胞中分離出來。并對(duì)細(xì)胞膜進(jìn)行了化學(xué)成分分析中分離出來。并對(duì)細(xì)胞膜進(jìn)行了化學(xué)成分分析必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物時(shí)間：時(shí)間：19171917年年實(shí)驗(yàn)：朗姆瓦（實(shí)驗(yàn)：朗姆瓦（LangmuirLa

3、ngmuir）將磷脂溶于苯和水中，）將磷脂溶于苯和水中，當(dāng)苯揮發(fā)完以后，磷脂分子在當(dāng)苯揮發(fā)完以后，磷脂分子在空氣與水空氣與水的界面上的界面上分布散亂，經(jīng)過推擠排列成了單層，而且分布散亂，經(jīng)過推擠排列成了單層，而且每個(gè)磷每個(gè)磷脂分子的頭部浸入水中，尾部浮于水面脂分子的頭部浸入水中，尾部浮于水面。必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物 磷脂分子的結(jié)構(gòu)磷脂分子的結(jié)構(gòu)A A：磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子：磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子 ， 磷酸磷酸“頭頭”部是部是親水親水的，脂肪酸的，脂肪酸“尾尾”部是部是疏水疏水的。的。磷脂分磷脂分子子親水頭部親水頭部疏水尾部疏水尾部必修必修1

4、(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物 請(qǐng)請(qǐng)根據(jù)朗姆瓦的實(shí)驗(yàn)構(gòu)建磷脂分子根據(jù)朗姆瓦的實(shí)驗(yàn)構(gòu)建磷脂分子在空氣與水界面上分布的模型在空氣與水界面上分布的模型磷脂分子的特點(diǎn)：磷脂分子的特點(diǎn)： “頭頭”部具親水性，部具親水性，“尾尾”部具疏水性部具疏水性磷脂分子排列為單分子層磷脂分子排列為單分子層必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物 1925年荷蘭科學(xué)家年荷蘭科學(xué)家Gorter和和Grendel用丙酮從用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣水界面上鋪成水界面上鋪成單層分子。單層分子。發(fā)現(xiàn)展開層后的脂單層面積是紅細(xì)胞發(fā)現(xiàn)展開層后的脂單層

5、面積是紅細(xì)胞的表面積的的表面積的2倍。倍。結(jié)論：結(jié)論：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)（磷脂）分子排列為連續(xù)的細(xì)胞膜中的脂質(zhì)（磷脂）分子排列為連續(xù)的雙分子層雙分子層必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物 時(shí)間：時(shí)間：19591959年年 實(shí)驗(yàn)：羅伯特森用電鏡了實(shí)驗(yàn)：羅伯特森用電鏡了觀察到了清晰的細(xì)胞膜照片，觀察到了清晰的細(xì)胞膜照片，看到了看到了暗亮暗暗亮暗的三層結(jié)構(gòu)的三層結(jié)構(gòu)。結(jié)論：結(jié)論： 注：蛋白質(zhì)電子密度高顯黑色注：蛋白質(zhì)電子密度高顯黑色發(fā)暗，磷脂分子的電子密度低發(fā)亮。發(fā)暗，磷脂分子的電子密度低發(fā)亮。生物膜為生物膜為蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)質(zhì)三層統(tǒng)一的靜態(tài)結(jié)構(gòu)三層統(tǒng)一的靜態(tài)結(jié)構(gòu)必修必修1(人教版人

6、教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物單位膜模型無法解釋的現(xiàn)象必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物時(shí)間：時(shí)間：19701970年年實(shí)驗(yàn)：弗雷和埃迪登實(shí)驗(yàn)：弗雷和埃迪登( Frye ( Frye 和和 Edidin )Edidin )將人和將人和鼠的細(xì)胞膜蛋白分別用紅、綠熒光標(biāo)記后，讓兩鼠的細(xì)胞膜蛋白分別用紅、綠熒光標(biāo)記后，讓兩種細(xì)胞融合，雜交細(xì)胞的一半發(fā)紅色熒光、另一種細(xì)胞融合，雜交細(xì)胞的一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光，放置一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩種顏色的半發(fā)綠色熒光，放置一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩種顏色的熒光均勻分布。熒光均勻分布。必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物誘導(dǎo)誘導(dǎo)融合融合人細(xì)胞鼠細(xì)胞熒光標(biāo)記熒光標(biāo)記

7、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)4040分鐘后分鐘后37雜交細(xì)胞熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合試驗(yàn)示意圖熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合試驗(yàn)示意圖必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物磷脂分子的運(yùn)動(dòng)磷脂分子的運(yùn)動(dòng)必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物實(shí)驗(yàn)表明：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。實(shí)驗(yàn)表明：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。問題：?jiǎn)栴}：1. 1. 該實(shí)驗(yàn)表明什么？該實(shí)驗(yàn)表明什么？ 白細(xì)胞吞噬細(xì)菌的過程；變形蟲的偽足運(yùn)動(dòng)白細(xì)胞吞噬細(xì)菌的過程；變形蟲的偽足運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象；受精時(shí)細(xì)胞的融合過程；動(dòng)物細(xì)胞分裂時(shí)現(xiàn)象；受精時(shí)細(xì)胞的融合過程；動(dòng)物細(xì)胞分裂時(shí)細(xì)胞膜的縊裂過程；動(dòng)物細(xì)胞吸水膨脹和失水皺細(xì)胞膜的縊裂過程；動(dòng)物細(xì)胞吸水膨脹和失水皺縮；植

8、物細(xì)胞的質(zhì)壁分離等?？s；植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離等。 2. 2. 根據(jù)已有的生物知識(shí)或生活經(jīng)驗(yàn)，你根據(jù)已有的生物知識(shí)或生活經(jīng)驗(yàn)，你能列舉哪些證明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性的證據(jù)。能列舉哪些證明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性的證據(jù)。必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物冰凍蝕刻電鏡技術(shù)觀察冰凍蝕刻電鏡技術(shù)觀察的蛋白質(zhì)分布模型的蛋白質(zhì)分布模型 標(biāo)本用干冰（液氮）冰凍后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面標(biāo)本用干冰（液氮）冰凍后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 、 、 在磷脂雙分子層中在磷脂雙分子層中鑲在鑲在貫穿貫穿嵌入嵌入小鼠肝細(xì)胞膜冰凍蝕刻的電鏡照片小鼠肝細(xì)胞膜冰凍蝕刻的電鏡照片必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物

9、 時(shí)間：時(shí)間：19721972年年 桑格桑格(S.J.Singer)(S.J.Singer)和尼克森和尼克森(G.Nicolson)(G.Nicolson)提出了提出了新的生物膜模型新的生物膜模型流動(dòng)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型，為多數(shù)人所接，為多數(shù)人所接受。受。必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物細(xì)胞膜的組成成分？細(xì)胞膜的組成成分？細(xì)胞膜的基本支架？細(xì)胞膜的基本支架？蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層上如何排布的？蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層上如何排布的？細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物磷脂分子磷脂分子磷脂雙分子層磷脂雙分子層蛋白質(zhì)分子蛋白質(zhì)分子糖蛋白糖蛋白必修

10、必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 請(qǐng)根據(jù)蛋白質(zhì)的三種存在形式構(gòu)建蛋白質(zhì)分請(qǐng)根據(jù)蛋白質(zhì)的三種存在形式構(gòu)建蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層中的排布模型子在磷脂雙分子層中的排布模型必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物 必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物3 3、蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：、蛋白質(zhì)分子存在形態(tài)：有鑲在表面、嵌入、貫穿三種，外側(cè)的蛋白質(zhì)分子有鑲在表面、嵌入、貫穿三種，外側(cè)的蛋白質(zhì)分子與糖類結(jié)合形成糖被。與糖類結(jié)合形成糖被。體現(xiàn)了生物膜的不對(duì)稱性。體現(xiàn)了生物膜的不對(duì)稱性。（糖被與細(xì)胞識(shí)別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）（糖被與細(xì)胞識(shí)別、胞間信息交流等有密切聯(lián)系）必修必修1(人教

11、版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物 細(xì)胞膜的化學(xué)成分主要是磷脂細(xì)胞膜的化學(xué)成分主要是磷脂和蛋白質(zhì)，此外，還有少量糖類。和蛋白質(zhì)，此外，還有少量糖類。其中，脂質(zhì)約占總量的其中，脂質(zhì)約占總量的50%，蛋白，蛋白質(zhì)約占質(zhì)約占40%，糖類約占，糖類約占2%10%。必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物討論：討論：1.1.生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是不是就完美無缺了呢？生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是不是就完美無缺了呢？ 流動(dòng)鑲嵌模型是目前人們普遍認(rèn)同的，但它無法完美地流動(dòng)鑲嵌模型是目前人們普遍認(rèn)同的，但它無法完美地回答生物膜的所有功能。所以后來不斷提出一些新的模型，回答生物膜的所有功能。所以后來不斷提出一些新的模型，如如

12、WallachWallach于于19751975年提出年提出晶格鑲嵌晶格鑲嵌模型；模型；JainJain和和WhiteWhite于于19771977年提出年提出板塊鑲嵌板塊鑲嵌模型等。迄今為止，已提出的生物膜結(jié)構(gòu)模模型等。迄今為止，已提出的生物膜結(jié)構(gòu)模型達(dá)幾十種之多。生物膜的結(jié)構(gòu)模型雖然有很多種，但被廣型達(dá)幾十種之多。生物膜的結(jié)構(gòu)模型雖然有很多種，但被廣泛接受的結(jié)構(gòu)模型基本內(nèi)容是趨向一致的，其要點(diǎn)和特點(diǎn)基泛接受的結(jié)構(gòu)模型基本內(nèi)容是趨向一致的，其要點(diǎn)和特點(diǎn)基本相同，主要包括本相同，主要包括膜的分子組成和結(jié)構(gòu)特征膜的分子組成和結(jié)構(gòu)特征。必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物2003年度諾貝爾化

13、學(xué)獎(jiǎng)授予兩名研究膜蛋白的美年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩名研究膜蛋白的美國(guó)科學(xué)家，這是自國(guó)科學(xué)家，這是自1991年來諾貝爾獎(jiǎng)第三次頒發(fā)年來諾貝爾獎(jiǎng)第三次頒發(fā)給與細(xì)胞膜蛋白質(zhì)有關(guān)的研究成果給與細(xì)胞膜蛋白質(zhì)有關(guān)的研究成果 。 皮特皮特阿格雷阿格雷羅德里克羅德里克麥金農(nóng)麥金農(nóng)必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物例題：實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，細(xì)胞開始融合時(shí)，人、鼠細(xì)胞例題：實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，細(xì)胞開始融合時(shí)，人、鼠細(xì)胞的表面抗原的表面抗原“涇渭分明涇渭分明”，各自只分布于各自的細(xì)胞表面；，各自只分布于各自的細(xì)胞表面；但在融合之后，兩種抗原就平均地分布在融合細(xì)胞的表面了但在融合之后，兩種抗原就平均地分布在融合細(xì)胞的表面了

14、( (如下圖如下圖) )。請(qǐng)分析問答以下問題：。請(qǐng)分析問答以下問題：必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物(1)(1)細(xì)胞融合的實(shí)驗(yàn)表明了組成細(xì)胞膜的細(xì)胞融合的實(shí)驗(yàn)表明了組成細(xì)胞膜的 分子是分子是可以運(yùn)動(dòng)的，由此也證明了細(xì)胞膜具有可以運(yùn)動(dòng)的，由此也證明了細(xì)胞膜具有 的特點(diǎn)。的特點(diǎn)。(2)(2)在細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)中，一種抗體只能與相應(yīng)的抗原結(jié)合在細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)中，一種抗體只能與相應(yīng)的抗原結(jié)合，說明了這類物質(zhì)在分子結(jié)構(gòu)上具有，說明了這類物質(zhì)在分子結(jié)構(gòu)上具有 性。性。(3)(3)細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)若在細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)若在2020條件下進(jìn)行，則兩種表面抗原條件下進(jìn)行，則兩種表面抗原平均分布的時(shí)間大大延長(zhǎng)，這說明平

15、均分布的時(shí)間大大延長(zhǎng)，這說明 。答案：答案：(1)(1)蛋白質(zhì)流動(dòng)性蛋白質(zhì)流動(dòng)性(2)(2)特異特異(3)(3)溫度較高時(shí)，溫度較高時(shí)，蛋白質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)速度較快蛋白質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)速度較快必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物1 1、細(xì)胞膜的細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型與與蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型的最大的三層結(jié)構(gòu)模型的最大的不同不同是是A A、流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性、流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性課堂反饋課堂反饋D D、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為細(xì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為細(xì)胞膜具有透過性胞膜具有透過性C C、流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為細(xì)胞膜具有選擇性、流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為細(xì)胞膜具有選擇性B B、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為細(xì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性胞膜具有一定的流動(dòng)性必修必修1(人教版人教版新課標(biāo)新課標(biāo))生物2 2、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，這一、變形蟲的任何部位都能伸出偽足，這一生理過程的完成