1、1专题 4.2 生物膜的流动镶嵌模型一、对生物膜结构的探索历程【知识点讲解】时间 实例(实验) 结论(假说)19 世纪末 脂溶性物质更易通过细胞膜 欧文顿认为膜是由脂质组成的20 世纪初 将膜分离提纯，并进行化学分析 膜的主要成分是脂质和蛋白质1925 年红细胞膜中脂质铺展成单分子层后面积是红细胞表面积的 2 倍细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层1959 年电镜下细胞膜呈清晰的暗亮暗的三层结构罗伯特森认为生物膜由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成1970 年 人、鼠细胞杂交实验 细胞膜具有流动性1972 年 流动镶嵌模型桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型【例题讲解】对生物膜结构模型的探究历经了
2、100 多年的时间，目前仍在研究之中。在这期间，无数科学家积极投身该项研究之中并各自取得一定的进展。下列叙述正确的是 （ ）A19 世纪末，欧文顿对植物细胞的通透性进行上万次实验，最终推测膜上含有蛋白质B1925 年，两位荷兰科学家提取出蛙红细胞内所有脂质，最终确定膜上的磷脂为双层C1959 年，罗伯特森获得细胞膜“暗亮暗”的电镜照片，认为蛋白质分布于膜两侧D1972 年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型，认为膜上所有磷脂和蛋白质都是运动的【答案】C【变式训练】对生物膜结构模型的探究历经了 100 多年的时间，目前仍在研究之中。在这期间，无数科学家积极投身该项研究之中并各自取得一定的进展。下列叙述
3、正确的是 （ ）A19 世纪末，欧文顿对植物细胞的通透性进行上万次实验，最终推测膜上含有蛋白质2B1925 年，两位荷兰科学家提取出蛙红细胞内所有脂质，最终确定膜上的磷脂为双层C1959 年，罗伯特森获得细胞膜“暗亮暗”的电镜照片，认为蛋白质分布于膜两侧D1972 年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型，认为膜上所有磷脂和蛋白质都是运动的【答案】C二、流动镶嵌模型的基本内容【知识点讲解】1.细胞膜的结构模型流动镶嵌模型(1)磷脂双分子层构成膜的基本支架。(2)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；大多数蛋白质分子是可以运动的。(3)细胞膜表
4、面的糖类可以和蛋白质结合形成糖蛋白，其分布特点是糖蛋白只分布在细胞膜的外侧。2.糖蛋白与细胞间的信息交流(1)图 1 体现了通过体液运输实现细胞间的间接交流，图 2 体现了细胞与细胞间的直接交流。图 3 体现了通过细胞通道传递信息。(2)细胞识别的物质基础是：细胞膜上的糖蛋白(糖被)。【例题讲解】如图中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3是（ ）A 图甲中的是细胞膜的基本骨架B 图乙分子可识别“自己”和“非己”的成分C 图甲中与细胞的选择吸收有关，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【变式训
5、练】如图表示生物膜的亚显微结构，下列叙述错误的是（ ）A. 在生物膜中是不均匀分布的B. 是生物膜的基本骨架C. CO2、H 2O 通过细胞的方式相同D. 是运动的，但是静止的，所以细胞膜具有流动性【答案】D【解析】是三蛋白质，在生物膜中是不均匀分布的，A 项正确；是磷脂双分子层，构成生物膜的基本骨架，B 项正确；CO 2、H 2O 通过细胞的方式都是自由扩散，C 项正确；和都是运动的，所以细胞膜具有流动性，D 项错误。 三、生物膜的结构特点：具有一定的流动性【知识点讲解】4原因：膜结构中的蛋白质分子和脂质分子是可以运动的。表现：变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐及载体对相应物质的转运等。
6、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。实例：质壁分离和复原实验；变形虫捕食和运动时伪足的形成；白细胞吞噬细菌；胞吞与胞吐；受精时细胞的融合过程；动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；细胞杂交时的细胞融合（如人鼠细胞融合） 。【拓展】细胞膜的结构特点与功能特性的不同点(1)结构特点是具有一定的流动性，温度对此特点的影响是在一定范围内，温度越高，细胞膜的流动性越大。(2)功能特性是具有选择透过性，影响此特性的内因是细胞膜上载体的种类和数量。(3)二者存在的关系是：流动性是选择透过性的基础，膜只有具有流动性，才能表现出选择透过性。【易
7、错警示】 细胞膜结构与功能相关的 4 个要点(1)不同细胞膜的组成成分种类相同，但各组分的含量不同，这与细胞的功能有关，如功能越复杂的膜中，蛋白质数量越多。(2)细胞膜的组分并不是不可变的，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。(3)糖类主要与蛋白质和脂质结合形成糖蛋白和糖脂，二者都与细胞识别作用有关。(4)细胞膜结构图示中糖蛋白的多糖侧链是判断生物膜内、外侧的依据，多糖侧链所在的一侧为细胞膜外侧，另一侧则为细胞膜内侧。【例题讲解】科学工作者用不同颜色的荧光染料分别标记人和鼠细胞的膜蛋白后，进行细胞融合实验（如图所示） 。该实验
8、说明 （ ）A膜蛋白是可以移动的B两种细胞的膜蛋白种类相同C膜蛋白可以起生物催化作用5D膜蛋白能控制某些物质出入细胞【答案】A【解析】用发红色荧光的染料标记人细胞的膜蛋白，用发绿色荧光的染料标记鼠细胞的膜蛋白，然后诱导二者融合。开始时融合细胞的一半发红色荧光，一半发绿色荧光，在 37下，一段时间后，两种颜色的荧光均匀分布。这说明膜蛋白是可以运动的。【变式训练】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交细胞膜上均匀分布形成嵌合体。如图是相关实验记录，据此不能得到的结论是( )A.当温度增加到 15 以上时，膜的流动性发生变化B.该实验证明膜蛋白能
9、够在膜表面运动C.温度对膜蛋白的扩散有影响D.图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多【答案】D四、控制物质进出功能的验证【知识点讲解】(1)染色剂进入实验(2)色素透出实验正常情况下紫色洋葱细胞、各色各样的花瓣显现出颜色都是因为细胞液中有某种色素分子，若将有颜色的植物组织放入清水中，色素分子不能透出，若用高温、强酸或强碱处理则可导致原生质层失活，此时色素6分子就会从细胞液中透出，外界溶液将呈现色素颜色。如：【例题讲解】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 注射到活细胞中，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 PID.活细胞的细胞膜阻止 PI 的进入【答案】D
