讲与练高中生物第4章细胞的物质输入和输出4.2生物膜的流动镶嵌模型课件新人教版必修1
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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“膜中的脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层”的结论。
第十三页，共43页。
[重难探究]
流动镶嵌模型与蛋白质一脂质一蛋白质三层结构模型的比
较
项 蛋白质—脂质—蛋白质三层 目 结构模型(单位膜模型)
流动镶嵌模型
图 像
第十四页，共43页。
蛋白质—脂质—蛋白质三层 项目
第四十页，共43页。
答案 分析验证性实验的设计思路，遵守的原则，试剂的 应用，检测方法，从而确定细胞膜所含成分。
第四十一页，共43页。
[规范答案·警示失误] (1)验证细胞膜中含有蛋白质成分 (3)蛋白质遇双缩脲试剂 呈现紫色反应 (4)双缩脲 错答：苏丹Ⅳ染液 错因：没有理解此实验的目的是利用化学试剂检测蛋白质或 对在检测各种物质所使用试剂理解记忆不清。
第九页，共43页。
答案 1．脂溶性物质 脂质 脂质和蛋白质 2 连续的两层 暗 —亮—暗 蛋白质—脂质—蛋白质 静态 2．红色荧光 绿色荧光 红色荧光 均匀分布 流动性 3．流动镶嵌
第十页，共43页。
学后反思 1．用两种颜色的荧光染料标记的小鼠细胞和人细胞融合实 验是在 37 ℃条件下进行的。融合后经 40 min，融合的细胞膜上 两种颜色均匀分布。如果这个实验是在 20 ℃条件下进行，请预 测融合后细胞膜上两种颜色分布均匀所需时间的长短，并说明你 的预测理由。 提示：若在 20 ℃条件下进行，两种颜色均匀分布所用的时 间应长于 40 min，因为低温下分子的运动速度会减慢。
第三十八页，共43页。
(4)实验材料：细胞膜样液、蒸馏水、洁净试管、滴管、________ 试剂等。
(5)实验步骤：第一步：取洁净的试管两支，____________。 第二步：_________________。 第三步：向甲、乙两试管中各注入________________。 (6)实验现象：甲试管中液体呈紫色；乙试管中液体无紫色变 化。 (7)实验结论：_________________。
磷脂双分子层中
c.
于整个磷脂双分子层
特点：大多数蛋白质分子是可以
的
第二十二页，共43页。
名称：
，又叫
(3)图中③位置：细胞膜的外表面
作用：保护、润滑和
等
3．结构特点：具有一定的______________。
第二十三页，共43页。
答案 1．磷脂分子 蛋白质 2．(1)磷脂双分子层 流动性 (2)蛋白质分子 嵌入 贯穿 运动 (3)糖蛋白 糖被 细胞识别 3．流动性
答案：D
第二十页，共43页。
知识点二 生物膜的流动镶嵌模型 [新知导学]
1．化学组成：主要是____________和__________。 2．结构模型
第二十一页，共43页。
名称： (1)图中①作用：膜的基本支架
特点：具有
名称：
(2)图中②
三种 位置
a.镶在磷脂双分子层表面
b.部分或全部
第十一页，共43页。
2．为什么磷脂在空气—水界面上铺展成单分子层？科学家 如何从这一现象推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两 层”这一结论的？
第十二页，共43页。
提示：
磷脂是一种兼性分子，既有由磷酸构成的极性“头部”，具 有亲水性；又有由两条脂肪酸长链构成的非极性“尾部”，具有 疏水性。所以，在水—空气界面上磷脂分子是“头”部向下与水 面接触，“尾”部朝向空气一面。
和功能相适应。
第四页，共43页。
第五页，共43页。
知识点一 对生物膜结构的探索历程 [新知导学]
1．早期经历
第六页，共43页。
第七页，共43页。
2.1970 年荧光标记细胞膜实验
第八页，共43页。
3．1972 年桑格和尼克森 在新的观察和实验证据的基础上，提出为大多数人所接受的 ________模型。
有水环境的事实
第二十七页，共43页。
(2)蛋白质分子(b) ①功能：膜的功能性物质，蛋白质种类、数量越多，膜的功 能越复杂。 ②存在形式：镶嵌或贯穿于整个磷脂双分子层，大多数蛋白 质分子也是可以运动的。 (3)糖蛋白(c)：或具有保护和润滑作用，或与细胞识别密切 相关。
第二十八页，共43页。
2．细胞膜的结构特性——流动性 (1)结构基础：图中的 a 磷脂分子和 b 蛋白质分子是可以运 动的。 (2)生理意义：保证了细胞的物质运输、信息交流、分裂和 融合等正常生命活动的进行。 (3)表现：分泌蛋白的分泌、细胞膜厚度的改变、动物细胞 吸水膨胀、失水皱缩、变形虫的运动等，都体现了细胞膜的流动 性。
第十八页，共43页。
A．当温度增加到 15 ℃以上，膜质的流动性发生变化 B．该实验证明膜蛋白能够在膜上运动 C．温度对膜蛋白的运动有影响 D．图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多
第十九页，共43页。
解析：由图示可知，在低温时形成嵌合体的比例较小， 温度适宜时比例较高；15 ℃以上时膜质的流动性明显发生 变化；融合比例与时间没有具体关系。
第四十三页，共43页。
第4章
细胞的物质输入(shūrù)和输出
第一页，共43页。
第2节 生物膜的流动(liúdòng)镶嵌模型
第二页，共43页。
互动探究破重难
课堂对点达标练
课时作业
第三页，共43页。
1.(重、难点)结合生物膜的
学 结构模型，掌握流动镶嵌 解
习 模型的基本内容。
读
导 2．通过生物膜模型的构建 主
航 过程，理解生物膜的结构 线
名师点拨 (1)可以通过细胞膜的选择透过性来判断
细胞的死活，若大分子染料(健那绿除外)进入细胞则细胞已 经死亡。
(2)蛋白质的种类和数量的多少，反映了膜功能的复杂 程度。因为蛋白质是物质运输的载体或是信息交流的受体， 决定了细胞与外界进行物质交换和信息交流。
第三十二页，共43页。
[典题演练] 3．下图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图，有关其叙述 正确的是( )
第四十二页，共43页。
(5)编号甲、乙 向甲试管中滴加 2 mL 的细胞膜样液，向乙 试管中滴加 2 mL 的蒸馏水 双缩脲试剂 A 液 1 mL，振荡摇匀， 再各滴加 3～4 滴双缩脲试剂 B 液，摇匀后，观察颜色变化
错答：在各实验步骤中，不进行分组编号或试剂的用量。 错因：忽略了实验设计应遵循对照原则，不理解实验组与对 照组的作用。 (7)细胞膜中含有蛋白质成分
第十六页，共43页。
解析：三层结构模型认为生物膜是由蛋白质—脂质—蛋 白质三层结构构成的，认为蛋白质是均匀的、固定的。故选 D。
答案：D
第十七页，共43页。
2．人、鼠细胞融合实验，是用带有不同荧光染料的抗 体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种 细胞膜上均匀分布形成嵌合体。下图是相关实验记录，据此 不能得到的结论是( )
第二十五页，共43页。
[重难探究] 教材重要图形分析——生物膜的结构模型
第二十六页，共43页。
1．三种组成成分及功能 (1)磷脂双分子层(a)：
功能：构成膜的基本支架 结构：磷脂分子由磷酸、甘油、脂肪酸组成，磷酸“头部”
是亲水性的，脂肪酸“尾部”是疏水性的
排列方式：“尾”相对、“头”朝外，这符合细胞内外均为
第二十四页，共43页。
学后反思
3．有人在实验时发现：在一定温度下，细胞中的脂质分子 均垂直排列于膜表面；当温度升高到一定程度时，细胞膜中的脂 质分子有 75%排列不整齐，细胞膜的厚度变小，表面积扩大， 对离子和分子的通透性提高。据有关内容解释上述现象。
提示：细胞膜具有一定的流动性，温度可影响膜的流动性。 4．如何判断膜的内侧和外侧？ 提示：根据糖蛋白的分布情况，有糖蛋白的一侧为膜的外侧， 无则为膜内侧。
第三十九页，共43页。
[模板构建·思路导引] 审题 本题是实验验证题，因此课题为检测或验证其结果或 现象。实验设计时应遵循对照原则，选取的试剂应是常用的和实 验现象明显的。 找词 由实验现象“试管中紫色的有无”可知试剂为双缩 脲试剂，实验的关键步骤是分别将含蛋白质的细胞膜和不含蛋白 质的蒸馏水设置对照。
答案：C
第三十七页，共43页。
课题调研：有关细胞膜的组成成分的实验设计 [典范例题] 人们已经通过化学实验证明了细胞膜中含有 磷脂分子。现在请你设计一个实验验证细胞膜中含有蛋白质成 分。 (1)实验课题：_________________。 (2)实验目的：体验用化学试剂检测细胞膜中蛋白质的方法 和过程。 (3)实验原理：_________________。
结构模型(单位膜模型)
流动镶嵌模型
认为蛋白质均匀分布在脂双 认为蛋白质在膜中
层的ห้องสมุดไป่ตู้侧 不同点
认为生物膜是静止结构
的分布是不均匀的 强调组成膜的分子 是运动的
相同点 都认为组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质
第十五页，共43页。
[典题演练] 1．下列关于生物膜结构的探索历程的说法，不正确的是 () A．最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的 B．三层结构模型认为生物膜为静态的结构 C．流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白 质分子可以运动 D．三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中 的分布是不均匀的
第二十九页，共43页。
3．功能特性——选择透过性 (1)结构基础：膜上具有载体蛋白。 (2)生理意义：控制物质进出细胞。 (3)原因：某些离子和分子不能透过细胞膜的磷脂双分子层， 与细胞膜上载体蛋白的专一性有关。
第三十页，共43页。
4．结构特点和功能特性的关系
第三十一页，共43页。
细胞膜的流动性是其选择透过性的基础。具有流动性才 能表现出选择透过性。例如，蛋白质分子充当载体，只有蛋 白质分子运动了，才能运输物质。
答案：D
第三十五页，共43页。
4．以下关于细胞膜的论述，不正确的是( ) A．磷脂分子排列成双分子层 B．膜两侧物质分子排列不对称 C．蛋白质分子只镶在磷脂双分子层表面 D．组成膜的物质的运动使膜具有一定的流动性
第三十六页，共43页。
解析：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，有的贯穿于整个磷脂双分子层；细胞 膜的外侧有糖蛋白，物质分子排列不对称；组成膜的磷脂与蛋白 质分子都能运动，使膜具有一定的流动性。
第三十三页，共43页。
A．细胞膜上的③多数是不可以运动的 B．组成细胞膜的基本支架是② C．细胞膜的选择透过性与②的种类和数量有关 D．细胞膜表面①的含量通常较其他生物膜多
第三十四页，共43页。
解析：由图可知①是糖被，②是磷脂分子，③是蛋白质， 细胞膜上的蛋白质多数是可以运动的，故 A 错误；组成细 胞膜的基本支架是磷脂双分子层，而不是一层磷脂，故 B 错误；细胞膜的选择透过性与蛋白质的种类和数量有关，故 C 错误；细胞膜具有识别作用，其表面的糖蛋白的含量比其 他生物膜的多些，故 D 正确。
第十三页，共43页。
[重难探究]
流动镶嵌模型与蛋白质一脂质一蛋白质三层结构模型的比
较
项 蛋白质—脂质—蛋白质三层 目 结构模型(单位膜模型)
流动镶嵌模型
图 像
第十四页，共43页。
蛋白质—脂质—蛋白质三层 项目
第四十页，共43页。
答案 分析验证性实验的设计思路，遵守的原则，试剂的 应用，检测方法，从而确定细胞膜所含成分。
第四十一页，共43页。
[规范答案·警示失误] (1)验证细胞膜中含有蛋白质成分 (3)蛋白质遇双缩脲试剂 呈现紫色反应 (4)双缩脲 错答：苏丹Ⅳ染液 错因：没有理解此实验的目的是利用化学试剂检测蛋白质或 对在检测各种物质所使用试剂理解记忆不清。
第九页，共43页。
答案 1．脂溶性物质 脂质 脂质和蛋白质 2 连续的两层 暗 —亮—暗 蛋白质—脂质—蛋白质 静态 2．红色荧光 绿色荧光 红色荧光 均匀分布 流动性 3．流动镶嵌
第十页，共43页。
学后反思 1．用两种颜色的荧光染料标记的小鼠细胞和人细胞融合实 验是在 37 ℃条件下进行的。融合后经 40 min，融合的细胞膜上 两种颜色均匀分布。如果这个实验是在 20 ℃条件下进行，请预 测融合后细胞膜上两种颜色分布均匀所需时间的长短，并说明你 的预测理由。 提示：若在 20 ℃条件下进行，两种颜色均匀分布所用的时 间应长于 40 min，因为低温下分子的运动速度会减慢。
第三十八页，共43页。
(4)实验材料：细胞膜样液、蒸馏水、洁净试管、滴管、________ 试剂等。
(5)实验步骤：第一步：取洁净的试管两支，____________。 第二步：_________________。 第三步：向甲、乙两试管中各注入________________。 (6)实验现象：甲试管中液体呈紫色；乙试管中液体无紫色变 化。 (7)实验结论：_________________。
磷脂双分子层中
c.
于整个磷脂双分子层
特点：大多数蛋白质分子是可以
的
第二十二页，共43页。
名称：
，又叫
(3)图中③位置：细胞膜的外表面
作用：保护、润滑和
等
3．结构特点：具有一定的______________。
第二十三页，共43页。
答案 1．磷脂分子 蛋白质 2．(1)磷脂双分子层 流动性 (2)蛋白质分子 嵌入 贯穿 运动 (3)糖蛋白 糖被 细胞识别 3．流动性
答案：D
第二十页，共43页。
知识点二 生物膜的流动镶嵌模型 [新知导学]
1．化学组成：主要是____________和__________。 2．结构模型
第二十一页，共43页。
名称： (1)图中①作用：膜的基本支架
特点：具有
名称：
(2)图中②
三种 位置
a.镶在磷脂双分子层表面
b.部分或全部
第十一页，共43页。
2．为什么磷脂在空气—水界面上铺展成单分子层？科学家 如何从这一现象推导出“脂质在细胞膜中必然排列为连续的两 层”这一结论的？
第十二页，共43页。
提示：
磷脂是一种兼性分子，既有由磷酸构成的极性“头部”，具 有亲水性；又有由两条脂肪酸长链构成的非极性“尾部”，具有 疏水性。所以，在水—空气界面上磷脂分子是“头”部向下与水 面接触，“尾”部朝向空气一面。
和功能相适应。
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第五页，共43页。
知识点一 对生物膜结构的探索历程 [新知导学]
1．早期经历
第六页，共43页。
第七页，共43页。
2.1970 年荧光标记细胞膜实验
第八页，共43页。
3．1972 年桑格和尼克森 在新的观察和实验证据的基础上，提出为大多数人所接受的 ________模型。
有水环境的事实
第二十七页，共43页。
(2)蛋白质分子(b) ①功能：膜的功能性物质，蛋白质种类、数量越多，膜的功 能越复杂。 ②存在形式：镶嵌或贯穿于整个磷脂双分子层，大多数蛋白 质分子也是可以运动的。 (3)糖蛋白(c)：或具有保护和润滑作用，或与细胞识别密切 相关。
第二十八页，共43页。
2．细胞膜的结构特性——流动性 (1)结构基础：图中的 a 磷脂分子和 b 蛋白质分子是可以运 动的。 (2)生理意义：保证了细胞的物质运输、信息交流、分裂和 融合等正常生命活动的进行。 (3)表现：分泌蛋白的分泌、细胞膜厚度的改变、动物细胞 吸水膨胀、失水皱缩、变形虫的运动等，都体现了细胞膜的流动 性。
第十八页，共43页。
A．当温度增加到 15 ℃以上，膜质的流动性发生变化 B．该实验证明膜蛋白能够在膜上运动 C．温度对膜蛋白的运动有影响 D．图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多
第十九页，共43页。
解析：由图示可知，在低温时形成嵌合体的比例较小， 温度适宜时比例较高；15 ℃以上时膜质的流动性明显发生 变化；融合比例与时间没有具体关系。
第四十三页，共43页。
第4章
细胞的物质输入(shūrù)和输出
第一页，共43页。
第2节 生物膜的流动(liúdòng)镶嵌模型
第二页，共43页。
互动探究破重难
课堂对点达标练
课时作业
第三页，共43页。
1.(重、难点)结合生物膜的
学 结构模型，掌握流动镶嵌 解
习 模型的基本内容。
读
导 2．通过生物膜模型的构建 主
航 过程，理解生物膜的结构 线
名师点拨 (1)可以通过细胞膜的选择透过性来判断
细胞的死活，若大分子染料(健那绿除外)进入细胞则细胞已 经死亡。
(2)蛋白质的种类和数量的多少，反映了膜功能的复杂 程度。因为蛋白质是物质运输的载体或是信息交流的受体， 决定了细胞与外界进行物质交换和信息交流。
第三十二页，共43页。
[典题演练] 3．下图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图，有关其叙述 正确的是( )
第四十二页，共43页。
(5)编号甲、乙 向甲试管中滴加 2 mL 的细胞膜样液，向乙 试管中滴加 2 mL 的蒸馏水 双缩脲试剂 A 液 1 mL，振荡摇匀， 再各滴加 3～4 滴双缩脲试剂 B 液，摇匀后，观察颜色变化
错答：在各实验步骤中，不进行分组编号或试剂的用量。 错因：忽略了实验设计应遵循对照原则，不理解实验组与对 照组的作用。 (7)细胞膜中含有蛋白质成分
第十六页，共43页。
解析：三层结构模型认为生物膜是由蛋白质—脂质—蛋 白质三层结构构成的，认为蛋白质是均匀的、固定的。故选 D。
答案：D
第十七页，共43页。
2．人、鼠细胞融合实验，是用带有不同荧光染料的抗 体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种 细胞膜上均匀分布形成嵌合体。下图是相关实验记录，据此 不能得到的结论是( )
第二十五页，共43页。
[重难探究] 教材重要图形分析——生物膜的结构模型
第二十六页，共43页。
1．三种组成成分及功能 (1)磷脂双分子层(a)：
功能：构成膜的基本支架 结构：磷脂分子由磷酸、甘油、脂肪酸组成，磷酸“头部”
是亲水性的，脂肪酸“尾部”是疏水性的
排列方式：“尾”相对、“头”朝外，这符合细胞内外均为
第二十四页，共43页。
学后反思
3．有人在实验时发现：在一定温度下，细胞中的脂质分子 均垂直排列于膜表面；当温度升高到一定程度时，细胞膜中的脂 质分子有 75%排列不整齐，细胞膜的厚度变小，表面积扩大， 对离子和分子的通透性提高。据有关内容解释上述现象。
提示：细胞膜具有一定的流动性，温度可影响膜的流动性。 4．如何判断膜的内侧和外侧？ 提示：根据糖蛋白的分布情况，有糖蛋白的一侧为膜的外侧， 无则为膜内侧。
第三十九页，共43页。
[模板构建·思路导引] 审题 本题是实验验证题，因此课题为检测或验证其结果或 现象。实验设计时应遵循对照原则，选取的试剂应是常用的和实 验现象明显的。 找词 由实验现象“试管中紫色的有无”可知试剂为双缩 脲试剂，实验的关键步骤是分别将含蛋白质的细胞膜和不含蛋白 质的蒸馏水设置对照。
答案：C
第三十七页，共43页。
课题调研：有关细胞膜的组成成分的实验设计 [典范例题] 人们已经通过化学实验证明了细胞膜中含有 磷脂分子。现在请你设计一个实验验证细胞膜中含有蛋白质成 分。 (1)实验课题：_________________。 (2)实验目的：体验用化学试剂检测细胞膜中蛋白质的方法 和过程。 (3)实验原理：_________________。
结构模型(单位膜模型)
流动镶嵌模型
认为蛋白质均匀分布在脂双 认为蛋白质在膜中
层的ห้องสมุดไป่ตู้侧 不同点
认为生物膜是静止结构
的分布是不均匀的 强调组成膜的分子 是运动的
相同点 都认为组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质
第十五页，共43页。
[典题演练] 1．下列关于生物膜结构的探索历程的说法，不正确的是 () A．最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的 B．三层结构模型认为生物膜为静态的结构 C．流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白 质分子可以运动 D．三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中 的分布是不均匀的
第二十九页，共43页。
3．功能特性——选择透过性 (1)结构基础：膜上具有载体蛋白。 (2)生理意义：控制物质进出细胞。 (3)原因：某些离子和分子不能透过细胞膜的磷脂双分子层， 与细胞膜上载体蛋白的专一性有关。
第三十页，共43页。
4．结构特点和功能特性的关系
第三十一页，共43页。
细胞膜的流动性是其选择透过性的基础。具有流动性才 能表现出选择透过性。例如，蛋白质分子充当载体，只有蛋 白质分子运动了，才能运输物质。
答案：D
第三十五页，共43页。
4．以下关于细胞膜的论述，不正确的是( ) A．磷脂分子排列成双分子层 B．膜两侧物质分子排列不对称 C．蛋白质分子只镶在磷脂双分子层表面 D．组成膜的物质的运动使膜具有一定的流动性
第三十六页，共43页。
解析：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，有的贯穿于整个磷脂双分子层；细胞 膜的外侧有糖蛋白，物质分子排列不对称；组成膜的磷脂与蛋白 质分子都能运动，使膜具有一定的流动性。
第三十三页，共43页。
A．细胞膜上的③多数是不可以运动的 B．组成细胞膜的基本支架是② C．细胞膜的选择透过性与②的种类和数量有关 D．细胞膜表面①的含量通常较其他生物膜多
第三十四页，共43页。
解析：由图可知①是糖被，②是磷脂分子，③是蛋白质， 细胞膜上的蛋白质多数是可以运动的，故 A 错误；组成细 胞膜的基本支架是磷脂双分子层，而不是一层磷脂，故 B 错误；细胞膜的选择透过性与蛋白质的种类和数量有关，故 C 错误；细胞膜具有识别作用，其表面的糖蛋白的含量比其 他生物膜的多些，故 D 正确。