4.2《生物膜的流动镶嵌模型》导学案带答案 高一生物人教版必修一.docx

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1、4.2生物膜的流动镶嵌模型导学案 1课时 【学习重点】 流动镶嵌模型的基本内容【学习难点】 探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点【学习内容】一、生物膜结构的探究历程时间和人物历史事件历史结论19世纪末，欧文顿500多种化学物质对植物细胞的 进行实验膜是由 组成的。20世纪初对红细胞膜化学分析膜中含 和 。1925年，两位荷兰科学家用丙酮提取红细胞膜的脂质，在空气和水界面上铺展成单分子层，面积是原膜表面积的 。细胞膜中的脂质分子的排列为 。1959年，罗伯特森电镜下呈细胞膜清晰的“暗亮暗”的 结构。所有的生物膜都由 三层结构组成。是 的统一结构1970年人、鼠细胞融合实验细胞膜

2、具 。1972年，桑格和尼克森根据新的观察和实验证据的基础得出 模型思考：科学家如何从“磷脂在空气水界面上铺展成单分子层”这一现象推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”这一结论的？提示 因为磷脂分子的“头部”亲水，所以在水空气界面上磷脂分子是“头部”向下与水面接触，尾部则朝向空气一面。科学家因测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。注意 磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。所以磷脂分子具有亲水性的“头”部和疏水性的“尾”部两部分。【例1】下列关于生物膜结构的探索历程说法不正确的是（ ）A

3、.欧文顿通过对膜成分的提取和鉴定，认识到细胞膜是由脂质组成的B.科学家通过提取红细胞中的脂质实验，得出结论，膜的脂质分子是双层排布的C.罗伯森特通过电镜观察，提出了生物膜的“蛋白质脂-蛋白质”三明治结构模型D.在建立生物膜结构模型过程中，实验技术起了关键的推动作用二、流动镶嵌模型的基本内容1.生物膜的组成： 由蛋白质和脂质组成2.生物膜的基本骨架：磷脂双分子层（ 头部朝向两侧， 尾部朝向内侧）3.蛋白质分子存在状态：有的 磷脂双分子层表面，有的部分或全部 磷脂双分子层中，有的 于整个磷脂双分子层。（外侧的蛋白质分子与糖类结合形成 ，与 、 等有密切关系。体现了生物膜的 ）4.生物膜的结构特点：

4、 （磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）5.细胞膜具有流动性的实例：变形虫的变形运动 植物细胞的质壁分离与质壁分离复原 动物细胞吸水膨胀和失水皱缩 草履虫的摄食和排泄 白细胞吞噬细菌、病毒分泌蛋白通过细胞膜的分泌 受精时细胞的融合过程【例2】 细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，下列试验中能反映该特点的是：（ ）高尔基体形成的囊泡与细胞膜融合 变形虫能伸出伪足 小肠绒毛上皮细胞对Na+、K+的吸收 核糖体中合成的蛋白质进入细胞核 吞噬细胞吞噬病菌A. B. C. D.课本习题参考答案（一）问题探讨1.提示：三种材料比较，弹力布更能体现细胞膜的柔变性和一定的通透性，相对好一些。当然，这几种材料

5、的特点与真实的细胞膜之间还有不小的差距。2.提示：有条件的话，使用微孔塑胶或利用激光给气球打上微孔都可以作为模型的细胞膜。使用透析袋也可以。如果制作临时使用的模型，利用猪或其他动物的膀胱做细胞膜是更加理想的材料。（二）思考与讨论11.最初认识到细胞膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析得出的。2.有必要。仅靠推理得出的结论不一定准确，还应通过科学实验进行检验和修正。3.提示：因为磷脂分子的头部亲水，所以在水-空气界面上磷脂分子是头部向下与水面接触，尾部则朝向空气一面。科学家因测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。（三）思考与讨论21.提示：在

6、建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步起到了关键性的推动作用。如电子显微镜的诞生使人们终于看到了膜的存在；冰冻蚀刻技术和扫描电子显微镜技术使人们认识到膜的内外两侧并不对称；荧光标记小鼠细胞与人细胞的融合实验又证明了膜的流动性等。没有这些技术的支持，人类的认识便不能发展。2.提示：在建立生物膜模型的过程中，结构与功能相适应的观点始终引导人们不断实践、认识，再实践、再认识；使人类一步步接近生物膜结构的真相。例如，不同生物膜的功能是有差异的。在生命系统中，一般来说，功能的不同常伴随着结构的差异，而早期的生物膜模型假定所有的生物膜都是相同的，这显然与不同部位的生物膜功能不完全相同是矛盾的。还有，不同膜

7、的厚度也不完全一样。由此促进学者们重新研究脂质和蛋白质相互作用的问题。一些学者使用了更加先进的技术，运用红外光谱等技术证明，膜蛋白主要为球形结构。冰冻蚀刻电镜技术又证明，脂双层中分布有蛋白质颗粒，这样又发展了生物膜模型。生物膜中存在不同种类的蛋白质，以及蛋白质在生物膜中的不同分布情况，恰能较好地解释不同结构的生物膜具有不同的生理功能。（四）练习 基础题1.提示：细胞膜太薄了，光学显微镜下看不见，而19世纪时还没有电子显微镜，学者们只好从细胞膜的生理功能入手进行探究。2.脂质和蛋白质。3.提示：这两种结构模型都认为，组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质，这是它们的相同点。不同点是：（1）流动镶嵌模

8、型提出蛋白质在膜中的分布是不均匀的，有些横跨整个脂双层，有些部分或全部嵌入脂双层，有些则镶嵌在脂双层的内外两侧表面；而三层结构模型认为蛋白质均匀分布在脂双层的两侧。（2）流动镶嵌模型强调组成膜的分子是运动的；而三层结构模型认为生物膜是静态结构。 4.D。拓展题1.提示：生物膜结构的研究历史反映了科学研究的艰辛历程，也告诉我们建立模型的一般方法。科学家根据观察到的现象和已有的知识提出解释某一生物学问题的假说或模型，用观察和实验对假说或模型进行检验、修正和补充。一种模型最终能否被普遍接受，取决于它能否与以后的观察和实验结果相吻合，能否很好地解释相关现象，科学就是这样一步一步向前迈进的。2. 提示：

9、生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。人类对自然界的认识永无止境，随着实验技术的不断创新和改进，对膜的研究将更加细致入微，对膜结构的进一步认识将能更完善地解释细胞膜的各种功能，不断完善和发展流动镶嵌模型。 4.2生物膜的流动镶嵌模型导学案参考答案一、生物膜结构的探究历程通透性 脂质 脂质 蛋白质 两倍 连续的两层 三层 静态 流动性 流动镶嵌例1 答案 A 解析 欧文顿是通过对物质跨膜运输现象的推理分析得出的结论二、 流动镶嵌模型的基本内容主要 亲水性 疏水性 镶在 嵌入 贯穿糖被 细胞识别 信息交流 不对称性 一定流动性例2 答案C 解析高尔基体形成的囊泡与细胞膜融合说明生物膜的成分可以运动，体现了生物膜具有一定的流动性，正确；变形虫能伸出伪足，说明生物膜具有一定的流动性，正确； 小肠绒毛上皮细胞对Na+、K+的吸收体现了细胞膜的选择透过性功能特点，错误；核糖体中合成的蛋白质通过核孔进入细胞核，没有过膜结构，所以不能反映细胞膜具有一定的流动性，错误；吞噬细胞吞噬病菌时，细胞膜将病菌包起来再吞进去，体现了细胞膜具有一定的流动性，正确；