专题42 生物膜的流动镶嵌模型年高三生物一轮总复习.docx

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专题42生物膜的流动镶嵌模型年高三生物一轮总复习

【学案导航】---明方向！

【课程学习目标】

1.简述生物膜的结构。

2.探讨在建立生物膜模型的过程中,实验技术的进步所起的作用。

3.理解细胞膜具有一定流动性的原理。

4.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。

第一层级：

预学区.不看不讲

【知识体系梳理】

　　一、生物膜的探索历程

1.19世纪末,欧文顿根据脂溶性物质更容易通过细胞膜,提出膜是由①　　组成的。

2.20世纪初,化学分析表明,膜的主要成分是②　　。

3.1925年,荷兰科学家得出结论:

细胞膜中的脂质分子排列为连续的③　　。

4.20世纪40年代,科学家推测脂质两边各覆盖着④　　。

5.1959年,罗伯特森认为生物膜由⑤　　三层结构构成。

6.1970年,人鼠细胞融合实验表明,细胞膜具有⑥　　。

7.1972年,桑格和尼克森提出的生物膜的⑦　　模型为大多数人所接受。

二、流动镶嵌模型的基本内容

1.⑧　　构成膜的基本支架,其结构特点是具有⑨　　。

2.蛋白质分子有的⑩　　,有的部分或全部

　　,有的

　　;大多数蛋白质分子是可以

　　的。

3.细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成

　　,也可以和脂质结合形成

　　。

4.细胞膜的功能主要是由

来承担的。

【基础学习交流】

1.欧文顿根据脂溶性物质更容易通过细胞膜的情况,提出膜是由脂质组成的。

构成生物膜的脂质主要是什么?

2.细胞膜表面的糖类主要有哪两种存在形式?

3.构成生物膜的基本支架是什么?

生物膜的流动镶嵌模型结构有什么特点?

功能有什么特性?

4.生物膜具有一定的流动性的结构特点,其结构基础是什么?

具有什么生理意义?

第二层级：

导学区.不议不讲

【重点难点探究】

知识点一:

生物膜的流动镶嵌模型的基本内容解读

1.请完成细胞膜的亚显微结构示意图。

2.生物膜的基本支架和膜功能的主要体现者分别是什么?

糖被具有哪些主要功能?

3.构成生物膜的蛋白质分子在膜上是如何分布的?

4.构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子可以运动吗?

生物膜的结构特点是什么?

5.如何通过细胞膜流动镶嵌模型区别细胞膜的内外侧?

知识点二:

如何理解生物膜的流动镶嵌模型?

生物膜具有以下四个性质:

镶嵌性、流动性、不对称性和蛋白质极性。

1.生物膜的结构是以磷脂双分子层为基本支架,蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层。

这体现了生物膜的哪一性质?

2.请叙述生物膜的流动性。

3.生物膜两侧的分子性质和结构不同,这体现了生物膜的什么性质?

4.请举例说明细胞膜具有一定的流动性。

【思维拓展应用】

例1　材料:

2004年诺贝尔生理学或医学奖,授予美国科学家理查德·阿克塞尔和琳达·巴克,以表彰两人在气味受体和嗅觉系统组织方式研究中作出的贡献。

他们的研究使我们知道了“闻香识女人”的奥秘。

下图为嗅觉受体细胞膜模式图（局部）:

请据以上材料和模式图回答问题:

（1）A代表　　　　　　　分子;C代表　　　　　　　。

（2）气味物质分子首先要与图中　　　　　结合,才有产生嗅觉的可能。

（3）图中A具有特异性,这种特异性最终是由　　　　　决定的。

（4）某些有机溶剂如苯酚,可溶解B造成膜的损伤,使嗅觉分辨能力下降,B的完整化学名称是　　　　　　　。

例2　细胞膜与其完成各种生理功能极为重要的结构特点是（　　）。

A.磷脂分子排列成双层

B.两侧膜物质分子排列不对称

C.球蛋白分子覆盖或镶嵌于磷脂双分子层中

D.膜物质分子的运动使其具有流动性

第三层级：

固学区.不练不讲

【基础智能检测】

1.下列叙述不是细胞膜的结构特点的是（　　）。

A.细胞膜是选择透过性膜

B.细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成

C.细胞膜的分子结构具有一定的流动性

D.有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动

2.人体的某些白细胞能吞噬破伤风杆菌,这一生理过程的完成依赖于细胞膜的（　　）。

A.保护作用　　　　　B.分泌作用　　　　　C.流动性　　　　　D.选择透过性

3.对白血病病人进行治疗的有效方法是将正常人的骨髓造血细胞移植入病人体内,使病人能够产生正常的血细胞。

移植之前需要捐献者和病人的血液进行组织配型,避免细胞排斥作用,主要是检测他们的HLA（人体白细胞抗原）是否相配。

HLA是指（　　）。

A.RNAB.DNAC.磷脂D.糖蛋白

4.下图是神经细胞的细胞膜结构模式图,其中正确的是（　　）。

【全新视角拓展】

5.回答科学家对生物膜结构的探索历程。

（1）19世纪末,欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞,于是他提出:

　　　　　　　　　。

（2）20世纪初,科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来,化学分析表明,膜的主要成分是　　　　　。

（3）1925年,两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。

由此他们得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）1959年,罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构,并大胆地提出生物膜的模型是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（5）1970年,科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验,以及相关的其他实验证据表明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（6）1972年,桑格和尼克森提出的　　　　　　为大多数人所接受。

第四层级：

思学区.不思不复

【思维导图构建】

第2课时　生物膜的流动镶嵌模型

知识体系梳理

①脂质　②脂质和蛋白质　③两层　④蛋白质　⑤蛋白质—脂质—蛋白质　⑥流动性　⑦流动镶嵌　⑧磷脂双分子层　⑨流动性　⑩镶在磷脂双分子层表面　

嵌入磷脂双分子层中　

横跨整个磷脂双分子层　

运动　

糖蛋白　

糖脂

蛋白质

【答案】

【基础学习交流】

1.磷脂。

2.与蛋白质结合形成糖蛋白,与脂质结合形成糖脂。

3.构成生物膜的基本支架是磷脂双分子层。

生物膜的流动镶嵌模型在结构上具有镶嵌性、流动性和不对称性,在功能上具有选择透过性。

4.结构基础是磷脂分子和大多数蛋白质是运动的。

生理意义是具有物质运输、细胞识别、细胞融合、细胞表面受体等多种功能。

【重点难点探究】

知识点一:

生物膜的流动镶嵌模型的基本内容解读

1.①糖蛋白　②磷脂双分子层　③蛋白质分子

2.磷脂双分子层和膜蛋白。

糖被与细胞的识别、保护、润滑、免疫等有密切关系。

3.蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层。

4.可以。

具有一定的流动性。

5.具有糖蛋白（糖侧链）的一侧是细胞膜的外侧。

　　知识点二:

如何理解生物膜的流动镶嵌模型?

1.镶嵌性。

2.组成生物膜的磷脂双分子层是轻油般的流体,具有流动性。

多数蛋白质分子也是可以运动的,但不是与液态水一样无规则地运动。

3.不对称性。

4.如草履虫取食过程中食物泡的形成过程及胞肛废渣的排出;变形虫捕食和运动时伪足的形成;酵母菌的出芽生殖中长出芽体;白细胞吞噬细菌;受精时精子、卵细胞的融合过程;人-鼠细胞的融合过程等。

【思维拓展应用】

例1　

（1）蛋白质　多糖　

（2）A　气味受体　（3）DNA（或基因、遗传物质）　（4）磷脂双分子层

【解析】蛋白质分子的特异性最终是由遗传物质（DNA或基因）决定的。

例2　D

【解析】细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,磷脂分子两侧有球形蛋白质分子覆盖在其表面,或镶嵌、贯穿于其中。

构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的,这种特点使细胞膜具有一定的流动性,这对于细胞完成各种生理功能非常重要。

【基础智能检测】

1.A　2.C　3.D　4.A

【全新视角拓展】

5.

（1）膜是由脂质组成的　

（2）脂质和蛋白质　（3）细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层　（4）所有的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成,电镜下看到的中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是蛋白质分子,他把生物膜描述为静态的统一结构　（5）细胞膜具有流动性　（6）流动镶嵌模型

【思维导图构建】

①流动镶嵌　②蛋白质和磷脂　③磷脂双分子层　④糖被　⑤荧光

【典例指津】---授技法！

热点题型一细胞膜的组成、结构和功能

例1、如图甲为细胞膜的亚显微结构模式图，图乙为图甲细胞膜的磷脂分子结构模式图，下列有关描述错误的是（　　）

A．图甲中的①、②、③共同为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境

B．图乙分子可识别“自己”和“非己”的成分

C．图甲中②与细胞的选择吸收有关，①②可作为气味分子的受体并完成信息的传递

D．将图乙平展在水面上，a部分与水面接触

【答案】B

【提分秘籍】

（1）细胞膜的组成成分、结构与功能之间的相互关系

（2）细胞膜的组分并不是不可变的。

例如，细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）等物质。

【举一反三】

细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。

下列图中，可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是（　　）

【答案】D

【解析】血红蛋白存在于红细胞内部，不属于膜蛋白；抗体主要分布于血清中，T淋巴细胞膜上没有抗体；胰高血糖素应该与胰岛B细胞膜上的胰高血糖素受体结合；骨骼肌细胞能够接受神经传导的兴奋，产生收缩，也可以吸收葡萄糖，所以其膜上有神经递质的受体和葡萄糖载体。

【方法技巧】4种常考的“膜蛋白”

（1）信号分子（如激素、淋巴因子、神经递质）的受体蛋白—糖蛋白。

（2）膜载体蛋白：

膜用于协助扩散和主动运输的载体蛋白。

（3）具催化作用的酶：

如好氧型细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶，此外，细胞膜上还可存在ATP水解酶（催化ATP水解，用于主动运输等）。

（4）识别蛋白：

用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白（如精卵间的识别，免疫细胞对抗原的特异性识别等）。

热点题型二生物膜的流动镶嵌模型

例2、图1是生物膜的流动镶嵌模型示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨生物膜的亲水性通道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过。

图2表示磷脂在细胞膜内外两侧分布的百分比。

请据图分析下列叙述不正确的是（　　）

【答案】A

【提分秘籍】

1．生物膜的流动镶嵌模型内容

（1）磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架。

（2）蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层的表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿整个磷脂双分子层。

（3）糖类与细胞膜外表面上的某些蛋白质构成糖蛋白，可形成一层糖被，糖蛋白与识别、保护、润滑有关。

【特别提醒】

（1）细胞膜的成分中含量最多的是脂质，组成细胞膜的脂质包括磷脂和胆固醇，其中磷脂最为丰富。

（2）功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。

2．细胞膜的结构特点——具有一定的流动性

（1）原因：

膜结构中的蛋白质分子和磷脂分子是可以运动的。

（2）影响因素：

主要受温度影响，适当温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度高出一定范围，则导致膜的破坏。

【举一反三】

如图是细胞膜的亚显微结构模式图，有关说法错误的是（　　）

A．③构成细胞膜的基本支架

B．细胞膜的结构特点是选择透过性

C．细胞识别与物质①有关

D．有②参加的物质运输不一定为主动运输

【答案】B

热点题型三实验：

体验制备细胞膜的方法

例3．科学家常用哺乳动物的红细胞作为材料来研究细胞膜的组成，这是因为（　　）

A．哺乳动物红细胞容易得到

B．哺乳动物红细胞在水中容易涨破

C．哺乳动物成熟的红细胞内没有核膜、线粒体膜等

D．哺乳动物红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到

【答案】C

【提分秘籍】实验注意问题

（1）选哺乳动物成熟的红细胞作实验材料的原因：

①动物细胞没有细胞壁。

②哺乳动物成熟的红细胞，没有细胞核和具膜结构的细胞器（一定不能选鸡、鱼等非哺乳动物的红细胞做实验材料，因为有细胞核和各种细胞器）；

③红细胞数量多，材料易得。

（2）取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目的是：

①使红细胞分散开，不易凝集成块。

②使红细胞暂时维持原有的形态。

（3）操作时载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。

（4）滴蒸馏水时应缓慢，边滴加边用吸水纸吸引，同时用显微镜观察红细胞的形态变化。

（5）如果该实验过程不是在载物台上的载玻片上操作，而是在试管中进行，那要想获得较纯净的细胞膜，红细胞破裂后，还必须经过离心、过滤才能成功。

【举一反三】

从细胞膜上提取了某种成分，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；若加入斐林或班氏试剂并加热，出现砖红色。

该成分是（　　）

A．糖脂B．磷脂

C．糖蛋白D．脂蛋白

【答案】C

【解析】加入双缩脲试剂出现紫色，说明含有蛋白质；加入斐林或班氏试剂并加热，出现砖红色，说明含还原糖。

综上所述，该成分是糖蛋白。

【方法技巧】细胞膜组成成分和鉴定

（1）细胞膜中磷脂成分的鉴定：

①用溶解脂质的溶剂处理细胞膜，细胞膜被溶解；

②脂溶性物质能够优先通过细胞膜；

③用磷脂酶处理细胞膜，细胞膜被破坏等。

（2）细胞膜中蛋白质成分的鉴定：

①制备细胞膜样液，用双缩脲试剂鉴定；

②用蛋白酶处理细胞膜，细胞膜被破坏。

（3）细胞膜中磷脂双分子层的鉴定：

将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在水面上，测得磷脂占有面积，对比细胞膜的面积进行分析。

【真题回眸】---知难易！

1.（2016海南卷.2）科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子，将这两种标记细胞进行融合。

细胞刚发生融合时，两种荧光染料在融合细胞表面对等分布（即各占半边），最后在融合细胞表面均匀分布。

这一实验现象支持的结论是

A.膜蛋白能自主翻转B.细胞膜具有流动性

C.细胞膜具有选择透过性D.膜蛋白可以作为载体蛋白

【答案】B

2.（2016新课标Ⅲ卷.1）下列有关细胞膜的叙述，正确的是

A.细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的

B.细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同

C.分泌蛋白质分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象

D.膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的

【答案】C

【解析】主动运输可以使离子从低浓度一侧运输到高浓度一侧，以保证活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。

所以细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的，A项错误；细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能不完全相同，例如细胞膜上含有具识别作用的糖蛋白，线粒体膜上含有与有氧呼吸有关的酶等，B项错误；分泌蛋白分泌到细胞外的过程属于胞吐，存在着膜的融合和变形，所以存在膜脂的流动现象，C项正确；膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，D项错误。

3.（2015年海南卷.1）细胞膜是细胞的重要结构。

关于细胞膜的叙述，错误的是（）

A．细胞膜是一种选择透过性膜B．乙醇通过细胞膜需要消耗ATP

C．氨基酸借助膜蛋白可通过细胞膜D．蛋白质分子可以嵌入磷脂双分子层中

【答案】B

【解析】细胞膜是一种选择透过性膜，其功能特点是具有一定的选择性，A正确；乙醇通过细胞膜的方式为自由扩散，不需要消耗ATP，B错误；氨基酸跨膜运输方式为主动运输，需借助膜蛋白通过细胞膜，C正确；蛋白质分子以不同程度地嵌入磷脂双分子层中，D正确。

4.（2015年江苏卷.16）下图为白细胞与血管内皮细胞之间识别、黏着后,白细胞迁移并穿过血管壁进入炎症组织的示意图,下列叙述错误的是（）

A.内皮细胞识别结合白细胞膜上的糖蛋白使白细胞黏着

B.白细胞在血管内黏着、迁移需要消耗ATP

C.黏着、迁移过程中白细胞需进行基因的选择性表达

D.白细胞利用细胞膜的选择透过性穿过血管壁进入炎症组织

【答案】D

【能力提升】---长士气！

一、选择题（8小题）

1.精子和卵细胞融合成受精卵；唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶。

这些说明了细胞膜的结构特点是（）

A．具有流动性B．进行细胞间的信息交流

C．控制物质进出细胞D．以磷脂双分子层为基本支架

【答案】A

【解析】精子和卵细胞融合成受精卵；唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶，二者都体现了细胞膜具有一定流动性的结构特点，A正确；进行细胞间的信息交流是细胞膜的功能，B错误；控制物质进出是细胞膜的功能，不是细胞膜的结构特点，C错误；磷脂双分子层构成膜的基本支架不是细胞膜的结构特点，D错误。

2.下列说法中，与生物膜发现史不一致的是（）

A．欧文顿在实验的基础上提出，膜是由脂质组成的

B．荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层面积为红细胞表面积的两倍。

由此推出：

细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层

C．罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，提出所有的生物膜都是由磷脂—蛋白质—磷脂三层结构构成的

D．科学家将不同荧光染料标记的人细胞和鼠细胞进行融合，证明了细胞膜的流动性

【答案】C

3.若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，下列能正确反映其分布的图是（）

A．AB．BC．CD．D

【答案】A

【解析】组成细胞膜的磷脂既有亲水的极性部分，又有疏水的非极性部分。

据图分析可知，磷脂分子亲水的极性部分为头部，疏水的非极性部分为尾部，因此，在水溶液中呈现出头部在水中，而尾部分布于空气中，即图A所示的分布情况。

4.细胞膜在生命活动中具有重要作用。

下列相关叙述错误的是（）

A．细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性

B．细胞在分裂过程中细胞膜的成分会得到更新

C．细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的

D．细胞膜上的磷脂使细胞膜具有一定的流动性

【答案】C

【解析】细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，A正确；细胞在分裂过程中细胞膜的成分会得到更新，B正确；有些细胞间的信息传递不需要受体，如高等植物细胞之间通过胞间连丝交流信息，C错误；细胞膜上的磷脂使细胞膜具有一定的流动性，D正确。

5.下列有关如图的说法，不正确的是（）

A．根据结构①可判断细胞膜的内外侧

B．①与细胞表面的识别有关

C．③具有一定流动性，②不能运动

D．结构③的外侧是亲水的，内侧是疏水的

【答案】C

6.将酶、抗体、核酸等生物大分子或小分子药物用磷脂制成的微球体包裹后，更容易运输到患病部位的细胞中，这是因为（）

A．生物膜只允许对细胞有益的物质进入

B．磷脂双分子层是生物膜的基本骨架，且具有流动性

C．生物膜上的糖蛋白起识别作用

D．生物膜具有半透性，不允许大分子物质通过

【答案】B

【解析】包裹生物大分子或小分子药物的微球体是用磷脂制成的，能与患病部位的细胞膜融合，而生物膜之间的融合是建立在磷脂双分子层是基本骨架和膜的流动性基础之上的，这样可以将携带的生物大分子或小分子药物送入细胞内，达到治疗效果。

7.下图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图，有关叙述正确的是（）

A．a指磷脂分子的尾部，具有亲水性

B．c指磷脂分子的非极性头部

C．构成细胞膜的蛋白质分子是静止的

D．细胞膜的识别与e有关

【答案】D

【解析】磷脂分子由亲水性的头部c和疏水性尾部a组成，A、B错误；构成细胞膜的磷脂分子和多数蛋白质分子可以运动，C错误；细胞膜的识别与e即糖蛋白有关，D正确。

8.关于细胞膜的组成、结构、功能之间的关系，逻辑顺序正确的是（）

①细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成

②具有流动性

③具有选择透过性

④细胞膜内蛋白质分子和磷脂分子大都是运动的

⑤物质运输得以正常进行

A．①④②⑤③B．①②④③⑤

C．①④②③⑤D．①②④⑤③

【答案】C

二、非选择题（2小题）

9.如图为细胞膜结构示意图，A、B表示细胞膜的两侧。

请回答下列问题：

（1）该结构模型为目前被公认的细胞膜模型，称为。

（2）图中1表示，动物细胞吸水时1的厚度会变小，这说明1具有。

（3）图中（填图中字母）侧是细胞膜外侧，判断的理由是。

（4）用某种药物处理细胞膜，结果Ca2+的吸收速率大幅度降低，该药物最可能作用于（填图中的序号）。

【答案】

（1）流动镶嵌模型

（2）磷脂双分子层流动性

（3）A糖蛋白分布在A侧

（4）3

10.完成下列与细胞膜有关的实验。

（1）用质壁分离复原实验可鉴定细胞的生活状况（是死细胞还是活细胞），由于干种子细胞中不存在大液泡，我们可以用法来鉴定，该方法运用了细胞膜的选择透过性的特点。

（2）在提取的细胞膜中加入，如果产生反应，即可以证明细胞膜成分中含有蛋白质。

（3）组成细胞膜的主要成分中，除了蛋白质外，还有。

（4）若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中，经过充分搅拌，下列能正确反应其分布的图是。

【答案】

（1）染色排除

（2）双缩脲试剂紫色

（3）脂质

（4）A