(共25张PPT)
第四章
细胞的物质输入和输出
高中生物人教版
必修一
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
问题探讨
作为一个最小生命系统----细胞，最外层的系统边界----细胞膜有哪些功能？
如果让你制作一个细胞模型，作为细胞膜的材料有三种：塑料袋、普通布和弹力布
，你认为哪种材料最好？为什么？
课本P65:“问题与探讨”
选择依据:
系统的边界
薄
选择透过性
伸缩性
一、对生物膜结构的探索历程
新知讲解
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
1.
19世纪，欧文顿，植物细胞的通透性试验
脂溶性物质
非脂溶性物质
细胞
提出假说：膜是由脂质组成的
2.20世纪初，科学家对红细胞膜进行化学分析
细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶(能专一地分解蛋白质的物质)分解。
结论：膜的主要成分是脂质和蛋白质
一、对生物膜结构的探索历程
新知讲解
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
3.1925年，两位荷兰科学家
用丙酮从人的红细胞中提取脂质（通常不溶于水），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两倍
提出假说：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层
磷脂分子
一、对生物膜结构的探索历程
新知讲解
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
胆碱
磷酸
甘油
脂肪酸
亲水头部
疏水尾部
磷脂分子的结构
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。
问题一：磷脂如何排在空气——水界面上铺展成单分子层？
空气
水
问题二：脂质如何在细胞膜中排列为连续的两层？
一、对生物膜结构的探索历程
新知讲解
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
4.1959年，罗伯特森
提出假说：生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构
在电镜下看到了细胞膜清晰的“暗—亮—暗”三层结构
一、对生物膜结构的探索历程
新知讲解
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
“三明治”结构模型有什么不足？
把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾。
思考
红色荧光染料标记的膜蛋白
绿色荧光染料标记的膜蛋白
人细胞
小鼠细胞
37℃
40min
杂交细胞
细胞融合
结论：红绿膜蛋白均匀分布
=>
细胞膜具有一定的流动性
5.1970年，人鼠细胞融合实验
一、对生物膜结构的探索历程
新知讲解
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
细胞膜结构示意图
蛋白质分子
磷脂双分子层
糖蛋白
6.1972年，桑格和尼克森，流动镶嵌模型
一、对生物膜结构的探索历程
新知讲解
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
对生物膜结构的探索历程
19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由
组成的；
20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由
和
和
组成；
1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都由
三层结构；
1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有
；
1972年，桑格和
提出了
。
脂质
脂质
蛋白质
蛋白质－脂质－蛋白质
流动性
尼克森
流动镶嵌模型
课堂小结
1.生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？
生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。
2.纵观整个人们建立生物膜模型的探索过程，实验技术的进步所起到怎样的作用？
实验技术的进步起到了关键性的推动作用。
3.分析生物膜模型的建立过程中，结构和功能相适应是如何体现的？
在建立生物膜模型的过程中，结构和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的真相。
思考讨论
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
①磷脂双分子层构成膜的基本支架。（其中磷脂分子
的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）
二、流动镶嵌模型的基本内容
新知讲解
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
②蛋白质：
镶在表面，嵌入或贯穿磷脂双分子层,体现了膜结构内外的不对称性
(蛋白质种类和数量决定了生物膜的功能)
二、流动镶嵌模型的基本内容
新知讲解
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
③糖蛋白(糖被)：细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系
外侧
内侧
二、流动镶嵌模型的基本内容
新知讲解
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
只分布于膜的外侧
④结构特点：具有一定的流动性,磷脂分子和大多数蛋白质是可以
运动的。
二、流动镶嵌模型的基本内容
新知讲解
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
二、流动镶嵌模型的基本内容
课堂小结
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
④结构特点：具有一定的流动性。
③糖蛋白(糖被)：细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系
②蛋白质：
镶在表面，嵌入或贯穿磷脂双分子层,体现了膜结构内外的不对称性
(蛋白质种类和数量决定了生物膜的功能)
①磷脂双分子层构成膜的基本支架。（其中磷脂分子
的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）
1.下列关于生物膜结构探索历程的说法中，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是可
以运动的
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
D
第1节
物质跨膜运输的实例
课堂练习
2.科学家通过实验发现：将分散的小鼠组织细胞和人组织细胞进行混合培养，同种细胞之间会出现“识别”现象，最终导致小鼠组织细胞黏连在一起，人组织细胞黏连在一起，对此现象合理的解释是( )
A.两种细胞膜所含的主要成分不一样
B.两种细胞膜的结构不一样
C.两种细胞膜上糖蛋白的种类不一样
D.两种细胞所需要的营养物质不一样
C
第1节
物质跨膜运输的实例
课堂练习
3.(2014·衡水高一检测)构成生物膜的成分之一是磷脂分子，下图是用磷脂分子制备的一种人工膜，下列说法正确的是( )
A.该球体中间可包裹脂类物质
B.磷脂分子的“头”部是疏水基团
C.磷脂分子在膜上是静止不动的
D.生物膜也由单层磷脂分子构成
A
第1节
物质跨膜运输的实例
课堂练习
4.能体现细胞膜具有流动性的实例是( )
①高尔基体膜形成的小泡与细胞膜融合
②吞噬细胞吞噬病毒
③小肠绒毛上皮细胞吸收K+
④核糖体上合成的蛋白质进入细胞核
⑤变形虫伸出伪足运动
A.①②③
B.①②⑤
C.②③④
D.①④⑤
B
第1节
物质跨膜运输的实例
课堂练习
作业布置
1.课本P69第一题
作业：
2.本节配套练习题
第1节
物质跨膜运输的实例
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人教版高中生物必修一
第4章
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
教学设计
教学目标
1?通过分析科学家建立生物膜模型的过程阐述科学发展的一般规律。
2?举例说明生物膜具有的流动性的特点；
3.简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容；
4.发挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构。
5.使学生树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点,培养学生严谨的推理和大胆想象能力?；
教学重点
1.科学家对生物膜结构的探索历程。?
2.生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容。?
教学难点?
1.对科学探究过程的分析，如何体现生物膜的结构与功能相统一；?
2.生物膜的空间立体结构；?
3.生物膜的流动性特点。?
教具准备?
1.生物膜流动镶嵌模型的多媒体演示课件?
2.自制磷脂分子、蛋白质分子模型?
教学流程?
设问引入→“问题探讨”→体验“生物膜结构的探索历程”→阐述“流动镶嵌模型的基本内容”?
教学过程?
【情景创设】
教师：同学们，在前面我们制作真核细胞的三维结构模型中，遇到过用什么材料做细胞膜的问题，现在有三种材料：塑料袋、普通布和弹力布，你选用哪种材料呢？为什么？?
学生：细胞膜很薄，是细胞这个生命系统的边界。?
学生：细胞膜是选择透过性膜，能够控制物质的进出，让一部分物质通过，其他物质不能通过。?
学生：植物细胞质壁分离和复原的实验告诉我们，细胞能够在一定范围内胀大和缩小，说明细胞膜具有一定的弹性。?
学生：塑料袋只能满足作为系统边界的要求，普通布能够满足系统的边界和让一部分物质透过这两项功能的要求，只有弹力布能够满足前面提到的三项功能的要求。?
教师：大家进行选择的依据是利用了细胞膜的功能，这体现了什么样的生物学思想呢？?
学生：生物体结构和功能相适应的思想。?
教师：实际上，弹力布也并不能完全代替生物膜。要找到更好的材料，我们还需要对细胞膜的结构有更深的认识。?
【师生互动】
1.对生物膜结构的探索历程?
教师：人们对事物的认识是有一个过程的，科学家当年正是怀着对物质跨膜运输现象产生的疑问，开始了对生物膜结构的孜孜以求地探索，历经了一百多年时间，走过了一条曲折的道路，直到现在仍有许多科学家在继续深入研究。让我们一起重温一下这段历史，会让大家对科学过程和本质的理解有所启发。我想让大家穿过时空隧道，回到一百多年前，假想一下：如果你是当时的一位科学家，你会怎样去研究细胞膜的结构？（提示学生，引导他们明白限于当时的技术条件，还不能亲眼看到生物膜，无法想像它的结构是什么样的，通过什么办法进行第一步的探究呢？引导学生看教材后明白当时科学家是从生理功能入手来探究的，通过实验观察，科学家才有严谨的推理，提出膜是由脂质组成这一假说，提示学生作出科学探究过程中作出假设后的步骤是什么（通过实验来验证假设），从而进入下面的学习。?
学生：可以从现象入手，去进行推测。?
教师：这就是生物学研究上常用的一种科学方法——假说法。这也是我们今天探究生物膜的结构的一个重要的方法，下面，就让我们沿着科学家的足迹，和科学家一起来研究这个问题。?
问题（1）：探究细胞膜的组成成分是什么？?
展示材料①：欧文顿的实验及其相关的图片
时间：19世纪末
?1895年?
人物：欧文顿（E.
Overton）?
实验：用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行过上万次的实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：凡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。?
?
教师：根据实验，你能提出什么假说？?
学生：提出假说：膜是由脂质构成的。?
教师：在得出结论之后，还有没有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？?
学生：有必要，通过鉴定能更准确地说明问题。?
教师：那为什么一开始不直接对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？?
学生：当时的技术不能实现。?
教师：这说明什么问题呢？?
学生：这说明技术对科学研究的重要作用。?
教师：直至20世纪初，科学家才能第一次将细胞膜从哺乳动物红细胞中分离出来，化学分析表明，膜的主要成分的确是磷脂和蛋白质。从而以实验说明了欧文顿的假说是成立的。也就是说假说是在实验与观察的基础上提出来的，同时又需要更进一步的实验来证明。?
?问题（2）：探究这些物质是如何组成膜的？?
出示资料②：1917年欧文·朗缪尔将提取的膜质铺展在水盘的水面上，发现脂在水面上形成一薄层，单脂层亲水的头朝向水面，疏水的尾背离水面。于是他提出：磷脂分子是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子，结构既有疏水基团（尾部），又有亲水基团（头部）。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。这样磷脂分子可以在空气和水的界面上展开为一层。?
????
?
教师：大家分组讨论，利用手中的磷脂分子模型摆出下面两种情况下磷脂的分布情况①在空气-水界面上②完全浸没在水中?
学生：小组代表上黑板演示?
展示材料③：戈特
和格伦德对血影的研究?
时间：1925年?
人物：荷兰科学家Gorter和Grendel?
实验：两位科学分离纯化了红细胞，从一定数量的红细胞中抽提脂类，按Langmuir的方法进行展层，并比较展层后的脂单层的面积和根据体积所推算的总面积，发现提取的脂铺展后所测的面积同实际测量的红细胞的表面积之比为（1.8～2.2）∶1，约为两倍。
教师：假如你是当时的科学家，当你做实验时发现单分子的磷脂分子正好是红细胞的两倍时，大胆地展开你的想象力，你能做出什么假说？?
学生：细胞膜中的磷脂是两层的。?
教师：那这两层磷脂分子在细胞中又是怎样排布的呢？再分小组讨论、利用你手中的模型摆出来吧。?
学生：分组讨论，共可有六种排布方式，并提出细胞膜应两面都处于水环境中，所以讨论得到正确的排布方式。?
问题（3）：那蛋白质和磷脂的位置关系又是如何的呢？?
展示材料④：罗伯特森的单位膜模型?
时间：1959年?
人物：J.
D.
Robertson罗伯特森?
?
?
实验：用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗—明—暗三层结构，厚约7.5
nm，它由厚约3.5
nm的双层脂质分子和内外表面各为厚约2
nm的蛋白质构成。?
提出假说：连续的脂质双分子层组成膜的主体，磷脂的非极性端朝向膜内侧，极性端朝向膜外两侧，蛋白质以单层肽链的厚度，通过静电作用与磷脂极性端相结合，从而形成蛋白质—磷脂—蛋白质的三层结构，称之为单位膜。他提出真核细胞与原核细胞具有相同的膜结构。单位膜模型的主要不足在于：把生物膜的结构描述成静止的、不变的，这显然与膜功能的多样性相矛盾。?
单位膜结构模型继承了前人的有关结论，又成功地利用了先进的电子显微镜的观察结果作为证据。但是他将生物膜描述为静态的刚性的结构，这一点很快又被新的技术手段下的实验所否定。?
问题（4）：有什么证据证明细胞膜中的物质不是静态的呢？?
教师放映变形虫的变形运动、白细胞吞噬病原体、细胞分裂的动画，让学生从感性上认识膜不是刚性结构。展示材料⑤：荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验?
时间：1970年?
人物：Larry
Frye等?
实验：将人和鼠的细胞膜用不同荧光抗体标记后，让两种细胞融合，杂种细胞一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。?
提出假说：细胞膜具有流动性。?
教师：很好，在继承前人的结论基础上，结合新的观察和实验证据，又有科学家提出一些关于生物膜的分子结构模型。其中1972年桑格（S.
J.
Singer）和尼克森（G.
Nicolson）提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。?
好，学到这里，纵观整个人们对建立生物膜模型的探索过程，我们有些话题想让大家思考讨论。?
以讨论小组的形式开展课堂讨论交流。?
（1）生物膜的流动镶嵌模型是不是就完美无缺了呢？请说说你的看法。?
学生：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。?
的确，流动镶嵌模型是目前人们普遍认同的，但它无法完美地回答生物膜的所有功能。所以后来不断提出一些新的模型，如Wallach于1975年提出晶格镶嵌模型；Jain和White于1977年提出板块镶嵌模型等，迄今为止，已提出的生物膜结构模型达几十种之多，生物膜的结构模型虽然有很多种，但被广泛接受的结构模型基本内容是趋向一致的。其要点和特点基本相同，主要包括膜的分子组成和结构特征。?
（2）纵观整个人们对建立生物膜模型的探索过程，你能谈谈实验技术的进步起到怎样的作用？?
学生：在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。如血影的制取和化学成分的鉴定技术使人们认识膜的化学组成；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。?
（3）分析生物膜模型的建立过程中，结构与功能相适应是如何得到体现的？??
学生：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。?
（4）分析生物膜模型的建立过程，你受到什么启示？?
学生：科学研究是要在实验和观察的基础上，通过严谨的推理和大胆的想象，提出假说，再通过实验进一步地验证假说。?
学生：科学研究依赖于技术的进步，技术进步了，可以得到更多新的实验数据。?
学生：科学发现的过程是一个长期的过程，涉及到许多科学家的辛勤工作。?
学生：科学发现的过程不是一帆风顺的，往往是在继承的基础上不断验证、修正和完善发展的。?
学生：科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证；科学学说不是一成不变的，需要不断完善。?
教师：那流动镶嵌模型的具体内容是如何的呢？?
（1）磷脂双分子层是生物膜的基本支架。其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部相对朝向内侧。?
?（2）蛋白质分子有的镶嵌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。这里体现了膜结构内外的不对称性。?
?
（3）在细胞膜的外侧，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结构合形成的糖蛋白，叫做糖被。糖被与细胞识别、细胞间的信息交流有密切联系。?
?
（4）磷脂分子是可以运动的，具有流动性。大多数的蛋白质也是可以运动的，也体现了膜的流动性。?
【评价反馈】?
?1.精选练习?
（1）变形虫的任何部位能伸出伪足，人体的某些白细胞能吞噬病菌，这些生理活动的完成说明细胞膜具有下列哪一特点?
A.选择透过性???B.一定的流动性???
C.保护作用????
D.细胞识别?
（2）1985年
Overton在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。这表明组成细胞膜的主要成分中有___________。?
（3）1925年
Corter
Grendel用丙酮提取细胞膜的脂，并将它在空气—水界面上展开时，发现这个单层分子的面积相当于原来细胞表面积的两倍。由此可以认为细胞膜由___________组成。?
（4）1970年，科学家用不同荧光染料标记的抗体，分别与鼠和人细胞膜上的一种抗原相结合，使它们分别产生绿色和红色荧光。将两种细胞融合成一个细胞时，开始时一半呈绿色，另一半呈红色，但在
37
℃水浴中保温40
min后，融合细胞上的两种颜色的荧光呈现均匀分布。这个实验说明___________，其原因是___________。?
参考答案：?
（1）B?
（2）脂质?
（3）磷脂双分子层?
（4）细胞膜具有一定的流动性?
构成细胞膜的蛋白质分子（抗原）是可以运动的?
【课堂小结】?
我们这节课就到这里，一方面我们重温了科学家探索细胞膜结构的历程，这是一个在继承中不断验证、修正和完善发展的过程，这段科学史给予我们很多有用的启示，使我们加深了对科学过程和方法的理解。另一方面我们也重点学习了生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众多对细胞膜结构的假说中，细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍接受认同的，能较好地解释人们对细胞膜功能的认识，理解和掌握流动镶嵌模型的基本要点，这对于更好的理解下一节物质跨膜运输的方式有很重要的联系。?
板书设计
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
一、对生物膜结构的探索历程
1、19世纪末，欧文顿提出：膜是由脂质组成的。
2、20世纪初，对膜化学分析：膜是由脂质和蛋白质组成的。
3、1925年荷兰科学家提出：膜中的脂质分子排列为连续的两层。
4、1959年罗伯特森提出膜的静态结构。
5、1970年提出膜具有流动性。
6、1972年提出流动镶嵌模型。
二、流动镶嵌模型的基本内容
1、膜的成分
2、膜的基本支架
3、膜的结构特点
4、膜的功能特性
布置作业?
1.课本P69第一题
2.本节配套练习题
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（共
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人教版高中生物必修一
第4章
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
课时作业
一、选择题
1.据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（
）
A
细胞膜具有一定流动性
B
细胞膜是选择透过性
C
细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架
D
细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子
2.下列哪一种膜结构能通过生物大分子（
）
A
细胞膜
B
核膜
C
线粒体膜
C
叶绿体膜
3.一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞叶叶绿体基质内，共穿过的生物膜层数是（
）
A
5
B
6
C
7
D
8
4.细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（
）
A
糖蛋白
B
磷脂
C
脂肪
D
核酸
5.变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（
）
A
保护作用
B
一定的流动性
C
主动运输
D
选择透过性
6.下列物质中，不能横穿细胞膜进出细胞的是（
）
A
维生素D和性激素
B
水和尿素
C
氨基酸和葡萄糖
D
酶和胰岛素
7.生物膜上的蛋白质通常与多糖结合成糖蛋白。在细胞生命活动中，糖蛋白在细胞的识别以及细胞内外的信息传导中有重要的功能。下列生物结构中，糖蛋白含量可能最多的是（
）
A.类囊体的膜
B.线粒体的膜
C.细胞膜
D.内质网膜
8.水溶性染色剂PI，能与核酸结合而使细胞核着色，可将其应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被染色，活细胞则不着色，但将PI注射到细胞中，则细胞核会着色。利用PI鉴别细胞的基本原理是（
）
A．死细胞与活细胞的核酸结构不同
B．死细胞与活细胞的核酸含量不同
C．活细胞能分解染色剂PI
D．活细胞的细胞膜阻止PI的进入
9．结合表中数据，指出下列叙述错误的是（
）
成分线粒体膜
蛋白质（质量分数／％）
脂类（质量分数／％）
外膜
52
48
内膜
76
24
A.内膜含有许多与有氧呼吸有关的酶
B.内膜比外膜具有更多的功能
C.内膜、外膜的化学组成大致相同
D.内膜表面积大，导致蛋白质含量高
10．一位科学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜的厚度变小而面积增大，这是由于细胞膜的什么特性所决定的？（
）
A.是选择透过性膜
B.具有一定的流动性
C.具有专一性
D.具有运输物质的功能
11．生物膜的结构特点是
A、构成生物膜的磷脂分子可以运动
B、构成生物膜的蛋白质分子可以运动
C、构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子是静止的
D、构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动
12、细胞膜具有识别功能主要决定于
A、胆固醇
B、蛋白质
C、磷脂
D、糖类
13．不是细胞膜成分的是
A、蛋白质
B、糖类
C、脂质
D、核酸
14．下列说法正确的是
A、磷脂分子在细胞膜的功能上起重要作用，所以功能复杂，磷脂分子种类和数目就多
B、磷脂分子在细胞膜的功能上起重要作用，所以功能复杂，磷脂分子种类和数目就要一样
C、蛋白质分子在细胞膜的功能上起重要作用，所以功能复杂，蛋白质分子种类和数目就多
D、蛋白质分子在细胞膜的功能上起重要作用，所以功能复杂，蛋白质分子种类和数目就一样
15、细胞壁的功能特点是
A、全透性
B、半透性
C、不透性
D、选择透过性
16．细胞壁的化学组成是
A、胆固醇与纤维素
B、纤维素与果胶
C、果胶与磷脂
D、磷脂与蛋白质
17．血液中的氧气进入肌肉细胞的线粒体进行有氧呼吸，至少要经过的膜和磷脂层的数目是
A、3、6、
B、3、3
C、2、4
D、2、2
18.大分子蛋白质能够通过的结构是
A、线粒体膜和叶绿体膜
B、细胞膜和液泡膜
C、选择透过性膜
D、细胞壁和核孔
19.科学家将哺乳动物或人的成熟红细胞放进蒸馏水中，造成红细胞破裂出现溶血现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构在生物学上称为“血影”，那么，血影的主要成分有（
）。
A、无机盐、蛋白质
B、蛋白质、糖类
C、脂肪、蛋白质
D、脂质、蛋白质
20.下列对细胞内各种生物膜的结构和组成的叙述中，错误的是（
）。
A、主要由蛋白质、脂类和少量糖类组成
B、磷脂双分子层是各种生物膜的基本骨架
C、不同生物膜上的蛋白质的种类和数量不同
D、内质网膜能生成高尔基体膜，说明两者化学组成完全相同
21．一般在光学显微镜下看不到植物细胞的细胞膜，而在下列的哪种情况下，可以看到细胞膜（
）。
A、细胞进行分裂时
B、发生质壁分离时
C、显微镜视野调亮时
D、细胞吸收水和离子时
22．科学家将细胞膜中的磷脂成分提取出来，并将它在“空气－水”界面上铺成单分子层，发现这个单分子层的表面积相当于原细胞膜表面积的两倍。这说明磷脂分子在细胞膜上的分布状况是（
）。
A、单层排列
B、均匀稀疏排列
C、双层排列
D、均匀紧密排列
23．下列有关细胞膜性质的说法中，错误的是（
）。
A、具有流动性和选择透过性
B、蛋白质均匀分布于磷脂双分子层上
C、脂类小分子易于自由扩散通过
D、磷脂双分子层内外表面都亲水
24．下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（
）
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流动性
D、有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动
25．使磷脂类特别适于形成细胞膜的特性是（
）。
A、它们是疏水的
B、它们是亲水的
C、它们迅速吸水
D、它们既是亲水的又是疏水的
26．如果植物细胞膜由选择透过性膜变成了全透性膜，则该细胞将（
）。
A、缩小
B、膨胀
C、死亡
D、生长
27．（多选题）以下关于细胞膜的论述中，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、球形蛋白质分子覆盖或镶嵌在磷脂双分子层中
D、组成膜的物质的运动使其具有一定的流动性
二、非选择题
1．根据细胞膜的化学成分和结构特点，分析下列材料并回答有关问题：
(1)1895年Overton在研究各种未受精卵细胞的通透性时，发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂类的物质透过细胞膜十分困难。这表明组成细胞膜的主要成分中有
。
(2)1925年Gorter
Grendel用丙酮提取红细胞膜的类脂，并将它在空气一水接面上展开时，这个单层分子的面积相当于原来红细胞表面积的两倍。由此可以认为细胞膜由
组成。
(3)科学工作者用绿色和红色荧光染料，分别标记人和鼠的细胞膜上的蛋白质，然后将两个细胞融合成一个细胞。起初，一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光。一段时间后，两种颜色的荧光点均匀分布，如下图所示：
①该实验结果说明细胞膜_________________，这是因为_________________________________。
②若在两个细胞融合成一个细胞后，将融合细胞置于0℃条件下保持40分钟，则融合细胞仍是一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光，这说明__________________________。
2．对生物膜结构的探索历程
19世纪末，欧文顿的实验和推论：膜是由
组成的；
20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由
和
组成；
1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有生物膜都由
三层结构；
1970年，荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验，指出细胞膜具有
；
1972年，桑格和
提出了
。
3．构成细胞膜相邻的磷脂分子之间每分钟换位100万次，这表明细胞膜具有_________的特性。
4．科学家研究细胞膜结构的历程是从_______________的现象开始的。__________是了解结构的基础，__________又提供了探究结构的线索。人们在__________的基础上提出假说，又通过进一步的__________来修正假说，其中__________的进步起到关键的作用。
5．有人研究未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质很容易通过细胞膜，而不能溶于脂质的物质则不容易通过细胞膜。由此可见，细胞膜的化学成分中一定有某种物质，有利于脂质物质的通过。将这种物质提取出来，并将它在空气－水界面是铺成单分子层是，这个分子层的面积相当于原来细胞表面积的两倍。根据以上事实推测：
（1）细胞膜上的这种化学成分是__________。
（2）这种化学成分在细胞膜上的分布状况是：____________________。
6．在人和鼠的细胞融合实验中，用两种荧光物分别标记两种抗体，使之分别结合到鼠和人的细胞膜表面抗原物质上。实验结果表明，细胞开始融合时，人、鼠细胞的表面抗原“泾渭分明”，各自只分布于各自的细胞表面；但在融合之后，两种抗原就平均地分布在融合细胞的表面了。请分析回答下面的问题。
（1）细胞融合的实验表明了组成细胞膜的__________分子是可以运动的，由此也证明了细胞膜具有__________的特点。
（2）在细胞融合实验中，一种抗体只能与相应的抗原结合，说明了这类物质在分子结构上具有__________性。
（3）细胞融合实验若在20℃条件下进行，则两种表面抗原平均分布的时间大大延长，这说明__________________________________。若在1℃条件下，两种表面抗原便难以平均地分布，这又说明____________________________。
【能力提升】
1．下面材料显示了研究人员对细胞成分及结构的研究情况，
请据材料分析：
材料一
研究人员将哺乳动物(或人)的红细胞低渗处理，造成溶血现象，使血红蛋白和无机盐等溶出细胞外，剩下“空壳”(称为血影)，并对其进行化学成分分析。通过血影研究以及其他方法，测得多种膜的化学成分，如表：
蛋白质(％)
脂类(主要是磷脂)(％)
糖类(％)
人红细胞膜
49
43
8
小鼠肝细胞膜
44
52
4
变形虫膜
54
42
4
线粒体内膜
76
24
0
菠菜叶绿体片层膜
70
30
0
(1)从以上处理可推知血影即为纯
材料，可用于研究。
(2)以上数据显示，构成细胞膜的化学成分主要是
，构成细胞膜与细胞内膜(构成细胞器膜)的化学物质的种类有一些差异，这些差异有可能造成两者
上的差异。
材料二
用丙酮从细胞膜中提取脂质(主要是磷脂)，然后将提取的脂质放在一个特制的水槽中，将其制成单分子层，并测量其表面积，将测量结果与红细胞表面积比较，发现前者是后者的两倍。
下图是磷脂分子的模式图，一个磷脂分子是由一个亲水的极性头部和疏水性尾部构成。
(3)根据材料二所给信息可以推测，细胞膜中的磷脂分子是以
形式排列的，根据细胞膜内外的水溶液环境和磷脂分子的特性，请推测磷脂分子在细胞膜中的排列形式(参照磷脂分子模式图)并绘简单示意图。
材料三
研究人员用红色荧光标记人细胞膜的抗体(蛋白质)，用绿色荧光标记小鼠细胞膜上的抗体，然后将二者融合。开始时一半是绿色，一半是红色。在37℃下40分钟后发现两种荧光呈均匀分布。
(4)该实验说明
。
综合以上实验及其他实验，科学家提出了细胞膜的“流动镶嵌模型”。
2、利用以下材料设计一个实验验证活细胞的细胞膜具有选择透过性，而死细胞的细胞膜则失去选择透过性。
实验材料和用具：颜色鲜艳的鲜花、试管、小烧杯、酒精灯、火柴、试管夹、培养皿、清水
提出问题：
作出假设：
预测实验结果：
实验步骤：
结论：
、
第4章
第2节
生物膜的流动镶嵌模型
课时作业答案
一、选择题
1—5
CBBAB
6—10
DCDDB
11—15
DBDCA
16—20
BADDD
21—26
BCBADC
27
ABD
二、非选择题
1、(1)脂类分子
(2)磷脂双分子层(或两层磷脂分子)
(3)①具有一定的流动性蛋白质分子的运动性引起的
②蛋白质分子的活动受温度的影响
2、脂质
脂质
蛋白质
蛋白质-脂质-蛋白质
流动性
尼克森
流动镶嵌模型
3、运动（流动）
4、物质跨膜运输
分析成分
现象和功能
实验观察
实验
方法和技术
5、（1）磷脂
（2）连续的两层
6、（1）蛋白质等
流动性
（2）特异
（3）随环境温度的降低，膜上蛋白质分子的运动速度减慢
环境温度很低时，膜上蛋白质分子的运动几乎停止
三、创新应用题
(1)细胞膜
(2)脂质(或磷脂)和蛋白质；功能
(3)双分子层；
(4)构成细胞膜的蛋白质分子是可以运动的，磷脂双分子层也具有一定的流动性(或细胞膜的流动性)
2、提出问题：
鲜花的活细胞里的色素是否被选择?能出来吗?死细胞又如何?
作出假设：
活细胞中的色素不被选择排出,死细胞的膜失去了选择性,渗出.
预测实验结果：
鲜花放入水中,水不变色;加热杀死细胞,一段时间后,水变色.
实验步骤：
1、把鲜花放入水中浸泡一段时间，水不变色。（作为对照组）
2、再把一些鲜花放入水中加热煮沸，杀死细胞，冷却，一段时间后,水变色
结论：
实验现象与预测一致，说明活细胞的细胞膜具有选择透过性，而死细胞的细胞膜则失去选择透过性，物质可以自由扩散进入
物
质
种
类
膜
的
类
别
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精品试卷·第
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