人教课标版高中生物必修1第4章《生物膜的流动镶嵌模型》知识梳理
- 格式:doc
- 大小:8.21 MB
- 文档页数:5
高中生物膜的流动镶嵌模型知识总结新课标人教版必修1 (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,荷兰科学家提出:细胞膜中的脂质分子必为连续的两层。
3.1959年,罗伯特森提出生物膜的模型:蛋白质——脂质——蛋白质三层结构构成,并描述为静态结构。
4.1970年,科学家通过实验证明细胞膜具有流动性。
5.1972年,桑格和尼克森提出流动镶嵌模型。
(二)流动镶嵌模型的基本内容1.膜是由蛋白质和脂类组成的。
2.膜的基本支架:磷脂双分子层。
该支架具有流动性。
3.蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的嵌入其中间,有的横跨整个磷脂双分子层,大多数蛋白质分子是可以运动的。
4.膜的结构特点:流动性。
5.膜的功能特点:选择透过性。
本节内容包括:①对生物膜结构的探索历程②流动镶嵌模型的基本内容。
本节内容充分体现了生物体结构与功能的适应。
(1)细胞膜的成分主要是蛋白质和脂类,其中,蛋白质约占膜干重的20%~70%,脂类约占30%~80%,各种膜所含蛋白质和脂类的比例同膜的功能有密切关系,功能活动较旺盛的细胞,其蛋白质的含量高,因为膜的功能主要由蛋白质来承担,此外,细胞膜中还有10%左右的糖类,它们与蛋白质或脂类结合成糖蛋白或糖脂,分布在细胞膜的外表面,与细胞表面的识别有密切关系。
(2)构成细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,蛋白质分子覆盖在磷脂双分子层表面,或贯穿在磷脂双分子层之间,或镶嵌在磷脂双分子层当中。
(3)结构特点:组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的,这种结构特点,使细胞膜具有一定的流动性。
(4)细胞膜的功能:一是保护作用,包括支持、识别、免疫;二是控制物质进出细胞,包括吸收、分泌、排泄等。
学习本节知识,要注意用“结构与功能相适应”的观点来分析细胞膜的结构与其功能之间的关系。
【例题】根据细胞膜的化学成分和结构特点,分析下列材料并回答问题:(1)1895年,Overton在研究各类未受精卵细胞的透性时,发现脂溶性物质容易透过细胞膜,反之,则比较困难,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,它在空气一水面上展开时,这个单层分子的面积相当于原来红细胞表面积的两倍油此可以认为细胞膜由组成。
第四章第二节生物膜的流动镶嵌模型一、教材分析“生物膜的流动镶嵌模型”一节是人教版必修1《分子与细胞》第四章《细胞的物质输入和输出》之第二节,与第一节“物质跨膜运输的实例”所反映的生物膜对物质的进出控制具有选择性等知识有一定的联系,并对第三节学习“物质跨膜运输的方式”作了知识准备。
所以,这节的内容安排很合理,对整个章节的知识起到了承上启下的作用。
本节主要包括对生物膜结构的探索历程和生物膜的流动镶嵌模型的基本内容两大部分。
在教学中,要充分发挥教师的主导地位和学生的主体地位,引导学生观察并分析实验现象,大胆的提出实验假设,宛如亲历科学家探索科学的历程,切身感受科学的魅力,保持强烈的探究科学的激情和兴趣,自然地接受流动镶嵌模型的理论。
让学生在探究中学习科学探索的方法,从而渗透探索科学过程和方法的教育。
二、教学目标1 知识与技能①简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容②举例说明生物膜具有的流动性特点③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 过程与方法①分析科学家建立生物膜结构模型过程,尝试提出问题,大胆作出假设②发挥空间想象能力,构建细胞膜的空间立体结构3 情感、态度与价值观① 使学生树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点② 培养学生严谨的推理和大胆想象能力③认识到技术的发展在科学研究中的作用,尊重科学且用发展的观点看待科学,树立辨证的科学观三、教学重难点1 教学重点① 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2 教学难点①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②生物膜的流动性特点;四、教具准备①与生物膜结构探索过程相关的科学家图片及实验图片②生物膜流动镶嵌模型的多媒体演示课件五、教学策路以学生“自主、探究、合作”的学习方式来优化课堂学习与教学,实现课程教学目标。
本节课采用“展示科学家对生物膜结构的探索历程”的教学模式,从化学组分入手,再研究分子结构,融合运用引导启发、观察分析、对比归纳、联系实例等方法,配以多媒体辅助教学,尤其在体验生物膜的探索历程上给学生以动态的感觉六、课时安排2课时七、教学过程第一课时尝试以图表形式构建起新的学生思考,在纸上画图表示。
4.2生物膜的流动镶嵌模型与物质运输方式
1.结构模型
(1)磷脂双分子层
位置:生物膜两侧
作用:生物膜的基本支架
特点:具有流动性
注:因为生物膜内外为水环境,磷脂分子“头部”亲水,“尾部”疏水,所以呈现头朝两侧。
(2)蛋白质分子
位置:镶嵌在表面、嵌入或贯穿磷脂双分子层
作用:大部分作载体
特点:大部分具有流动性
(3)糖蛋白(糖被)
位置:细胞膜外表面
作用:保护、润滑、细胞识别
(4)糖脂
位置:细胞膜外表面
2.结构特点:流动性
(1)决定因素:磷脂分子和大所数蛋白质分子的流动性决定生物膜的流动性。
(2)影响因素:膜的流动性受温度影响,在一定温度范围内,随着温度升高,流动性加快。
(3)实例:质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞与胞吐、白细胞的吞噬作用等。
3.功能特点:选择透过性
决定因素:①生物膜的流动性②载体蛋白种类和数量(∵载体蛋白具有专一性)。
第2、3节生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式 1、1972 年, 和 提出了细胞膜的模型。
2、流动镶嵌模型的主要内容:(1)构成了膜的基本 ; (2) 有的 在磷脂双分子层表面,有的 ,有的(3)糖类有的以 形式存在(起保护和润滑作用, 与细胞之间的 密切相关) 有的以 ___________ 形式存在。
3、 膜的结构特点: __________________ ,原因是构成膜的 ___________ 和 ____________ 分子是可以运动的。
影响因素: ________________________实例: ______________ ; ______________ ; ______________ ; ____4、 物质出入细胞的方式有下列方式(1)小分子物质、离子等—— ____________方式举例 特 点 影响因素被 动 运 输主动运输 (2)大分子物质和细菌、病毒等一一 _____________包括胞吞(如 __________ )和胞吐(如 ______________ ),需要消耗 ___________ 提供的能量。
5、膜的功能特点: _________________________练习:1、线粒体DNA 上的基因所表达的酶与线粒体功能有关。
若线粒体DNA 受损伤,则下列细胞 小肠上皮细胞吸收水 肺泡细胞吸收氧气(简单扩散)和协助扩散进入细胞,如果以人工合成的 无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜,并维持其它条件不变,则A.甲运输被促进 B . 乙运输被促进 C.甲运输被抑制D.乙运输被抑制 3、已知在离体的番茄根吸收 X 与氧分压的关系实验中, 当氧分压为5-10%时,K +吸收量达到最高值,之后氧分压继续提高,一直到100% £的吸收量不再增加。
对此,合理的理解是:A.氧分压高抑制主动运输 B. 氧分压高影响载体活动 C.外界溶液中X 减少 D.载体不会增加 4、下列关于生物膜的叙述,不正确的是A. 细胞完成分化以后,其细胞膜的通透性稳定不变B. 膜的流动性是细胞生物膜相互转化的基础C. 特异性免疫系统通过细胞膜表面的分子识别“自己”和“非已”D. 分泌蛋白质合成越旺盛的细胞,其高尔基体膜成分的更新速度越快5、 用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片,观察细胞的变化。
【高中生物】高一生物必修一《生物膜的流动镶嵌模型》知识点高一生物必修1《生物膜的流动镶嵌模型》知识点知识点总结生物体的结构和功能是相适应的,细胞作为最基本的生命系统,其物质的输入和输出与细胞的物质组成和结构也是紧密相连的。
细胞膜是细胞进行物质运输的基础,因此,要理解物质出入细胞的具体情况首先需要明白细胞膜的结构是什么样的。
对生物膜的流动镶嵌模型,大家需要理解科学家在探索这一问题的过程中用到的科学方法、观察到的现象以及相关的推测,明白科学事实的发现是需要通过大量的实验来逐渐完成的,并且要知道生物膜的具体结构仍然是在批判中发展的。
物质出入细胞的方式包含小分子和离子的跨膜运输以及大分子、颗粒性物质进出细胞的方式两个关键内容,其中小分子和离子的跨膜运输就是这节在了解的重点。
小分子和离子出入细胞的方式存有被动运输和主动运输两种,被动运输又分成民主自由蔓延和帮助蔓延;被动运输就是一种顺浓度梯度的运输,须要载体的运输叫做帮助蔓延,不须要载体的叫做民主自由蔓延,都不消耗能量;主动运输就是一种能在逆浓度条件下的运输方式,须要载体帮助下展开,就是消耗能量的。
大分子或颗粒性物质不能轻易展开跨膜运输,他们出入细胞必须依赖细胞膜的流动性的结构特点,通过膜的融合出入细胞,称作胞吞和胞吐,也叫做内吞和外排,都就是消耗能量的。
在这里大家须要忘记相同物质出入细胞的方式就是什么样的,例如:h2o、o2、co2等小分子物质和甘油、乙醇、笨、脂肪等脂溶性物质就是以民主自由蔓延的方式出入细胞的;红细胞、肝脏细胞稀释葡萄糖就是帮助蔓延的方式;小肠细胞稀释葡萄糖、氨基酸和无机盐,以及植物对矿质元素的稀释都就是通过主动运输去顺利完成的。
常见考法本节考查的重点就是细胞膜的流动性和挑选借由性的实验检验和分析、物质跨膜运输的方式的探究等。
高考对本节内容的考查方式主要就是以图文融合的方式,融合有关细胞的基础知识,综合考查对细胞的物质输出和输入的有关科学知识的认知和应用领域。
第2节生物膜的流动镶嵌模型
1.简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。
2.举例说明生物膜具有流动性特点。
3.尝试利用废旧物品制作生物膜模型。
1.膜的基本支架
______双分子层构成了膜的基本支架,这个支架不是静止的。
磷脂的亲水头部朝外,疏水尾部朝内,具有______性。
2.蛋白质分子在膜中的位置
蛋白质分子有的______在磷脂双分子层表面,有的部分或全部______磷脂双分子层中,有的______整个磷脂双分子层。
3.膜的结构特点
膜具有________,因为磷脂和大部分的蛋白质分子都是可以______的。
4.特殊结构——糖被
(1)本质:糖被是在细胞膜外表面的一层由______与________结合形成的________。
(2)作用:与__________有关,在消化道和呼吸道上皮细胞表面还有______和润滑作用。
思考:白细胞为什么能从毛细血管里出来,吞噬病菌?
答案:一、脂质脂质蛋白质两层蛋白质—脂质—蛋白质流动性流动镶嵌
二、1.磷脂流动
2.镶嵌入贯穿于
3.流动性运动
4.(1)糖类蛋白质糖蛋白(2)细胞识别保护
思考
提示:由于白细胞能进行变形运动,细胞膜具有流动性。
1.生物膜的流动镶嵌模型
(1)细胞膜中的脂质除磷脂外,还有一些糖脂和胆固醇。
(2)糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的外表面。
(3)脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的,而是呈不对称性分布。
2.生物膜的结构特点——具有一定的流动性
(1)结构基础:构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的。
(2)实验验证——人鼠细胞融合实验。
(3)实例证明:质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞吞噬细菌等。
(4)膜的流动性受温度影响,在一定温度范围内,随温度升高膜的流动性加快。
3.细胞膜的流动性和选择透过性的区别和联系
(1)区别:具有一定的流动性是细胞膜的结构特点,即磷脂分子是可以运动的,大多数蛋白质分子也是可以运动的。
选择透过性是细胞膜的功能特性,即水分子、被选择的离子和小分子可以通过,大分子、不被选择的离子和小分子不能通过。
(2)联系:细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。
因为只有细胞膜具有流动性,才能表现出选择透过性,如细胞膜中的部分蛋白质充当了载体,运输物质进出细胞,只有它是运动的,才能运输物质。
题型一细胞膜的功能
【例1】对于细胞膜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.球形蛋白质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
解析:细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,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。
答案:D
反思领悟:细胞膜的结构特点是具有流动性,功能特性是选择透过性,流动性是细胞膜行使功能的基础。
题型二细胞膜的流动镶嵌模型
【例2】下图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图,有关其叙述不正确的是()。
A.具有①的一侧为细胞膜的外侧
B. ①与细胞表面的识别有关
C. ②是构成细胞膜的基本支架
D.细胞膜的选择透过性与①的种类和数量有关
解析:图中①是糖蛋白,②是磷脂双分子层,③是蛋白质分子。
糖蛋白主要与细胞的信息交流和识别有关,磷脂双分子层构成生物膜的基本支架,蛋白质是生物膜中的功能分子,细胞膜的选择透过性主要与膜上的蛋白质有关。
答案:D
反思领悟:生物膜的基本支架是磷脂双分子层;糖蛋白分布于细胞膜的外侧,与细胞的信息交流和识别有关。
题型三细胞膜的基本结构
【例3】如下图所示,若将细胞膜的磷脂分子提取后,放入盛水容器中,磷脂分子的稳定分布方式为()。
解析:磷脂分子以疏水尾部相对,亲水头部朝向两侧,构成了磷脂双分子层。
故将磷脂分子提取后放入盛水容器中,亲水头部应插入水中,疏水尾部应在水面外。
答案:B
反思领悟:细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,亲水基团排列在膜的内外表面,内部是疏水基团。
1 下列有关膜结构的蛋白质—脂质—蛋白质模型的论述,错误的是()。
A.构成膜结构的磷脂分子和蛋白质具有流动性
B.蛋白质覆盖在磷脂分子内外表面
C.蛋白质在膜中的分布是均匀的
D.不同膜的厚度没有明显差异
2 下列有关细胞膜的流动镶嵌模型的叙述,正确的是()。
A.蛋白质覆盖在磷脂分子表面
B.细胞膜中磷脂和大多数蛋白质都具有流动性
C.细胞膜两侧的分子性质和结构相同
D.磷脂分子的疏水端朝向两侧,亲水端朝向内侧
3 下图是细胞膜的亚显微结构模式图,①~③表示构成细胞膜的物质,有关说法错误的是()。
A.②与③是静止不动的B.③构成细胞膜的基本支架
C.葡萄糖通过细胞膜需要②的协助D.细胞识别与糖蛋白①有关
4 下面与细胞膜的功能特性有关的现象是()。
A.白细胞吞噬病菌B.变形虫伸出伪足完成运动
C.人细胞与小鼠细胞融合D.甲状腺细胞内积累碘
答案:1.A 膜结构的蛋白质—脂质—蛋白质模型认为:①蛋白质均匀分布在脂双层的两侧,不同膜的厚度没有明显差异。
②构成膜结构的脂质分子和蛋白质是静止的。
这显然和膜功能的多样性相矛盾。
构成膜结构的磷脂分子和蛋白质具有流动性属于流动镶嵌模型的内容。
2.B 在细胞膜的流动镶嵌模型中,磷脂分子和蛋白质是构成膜结构的主要成分,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,疏水性尾部朝向内侧。
蛋白质或分布在膜表面,或部分或全部镶嵌在磷脂双分子层中,其中外侧的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白与细胞识别、细胞间信息交流等有密切联系,因此细胞膜两侧的分子性质和结构并不相同。
构成膜结构的磷脂分子和蛋白质并不是静止的,而是在膜中可做多种形式的
运动。
3.A
4.D 细胞膜的功能特性是选择透过性,结构特点是具有一定的流动性,A、B、C三项体现了细胞膜的结构特点。
D项体现了细胞膜的选择透过性。
探究方法
实验结果与结论的分析与归纳:实验结果是指观察或测量到的实验现象,应为实验实际出现的情况。
实验结论是根据对实验因变量与自变量关系的分析得出的具有普遍意义的理论性结论。
结论的得出必须依据实验结果。
归纳实验结论的一般思路:
①通过实验目的或步骤(根据单一因素不同)找出实验变量,将实验分为多个对照组。
②由因找果,分析实验变量与结果间的逻辑关系,先得出正确结论(分结论)。
③再根据各对照组中得出的“分结论”,综合为“全面结论(总结论)”。
④在验证性实验中,如果实验目的已知,可直接作为正确结论,但全面性要因对照组而定。
能力展示
水分子通过半透膜从低浓度向高浓度的扩散叫渗透作
用。
已知渗透作用发生的条件为必须有半透膜,膜两侧溶液必须有浓度差,但不知pH 能否影响渗透作用。
某课题研究小组对此课题进行研究。
假如你是研究小组的一员,请分析回答下列问题。
(1)材料用具:大烧杯,带刻度管的长颈漏斗,玻璃铅笔,新鲜的猪膀胱膜,蒸馏水,蔗糖溶液,HCl溶液,NaOH溶液,滴管等实验材料和用具。
请你画出一组装置的示意图。
(2)方法步骤:
①取相同的大烧杯三只,用玻璃铅笔标号为A、B、C。
另取相同的带刻度管的长颈漏斗三只,用新鲜的猪膀胱膜如(1)中所画图示封口。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
④观察____________________________________________________________________。
(3)写出其中四种可能的实验结果和相应结论。
解析:实验设计的精华是实验变量的操纵、无关变量的控制、反应变量的检测。
本题应设计不同的pH条件,如加HCl、加NaOH、加蒸馏水等进行对照,以探究pH对渗透作用的影响。
答案:(1)见下图:
(2)②在A、B、C三只大烧杯中各加入适量且等量的清水。
在A烧杯中加入2滴HCl 溶液,在B烧杯中加2滴NaOH溶液,在C烧杯中加入2滴蒸馏水
③在三只用新鲜猪膀胱膜封口的长颈漏斗里各加等量的蔗糖溶液,并置于A、B、C三只烧杯中。
静置一段时间
④A、B、C三只烧杯中的长颈漏斗液面高度(其他步骤设计合理也可)
(3)①A、B、C三只烧杯中的长颈漏斗液面高度一致,说明pH高或低不影响水分子的渗透作用。
②A、B两只烧杯中的长颈漏斗液面高度一致,且均明显低于C,说明pH低或高使水
分子的渗透作用减弱。
③A、B两只烧杯中的长颈漏斗液面高度一致且均明显高于C,说明pH低或高使水分子的渗透作用增强。
④A烧杯中的长颈漏斗液面高度明显低于C,而B烧杯中的长颈漏斗液面高度与C一致,说明pH低使水分子的渗透作用减弱,pH高不影响水分子的渗透作用。
(实验结果可能会出现多种不同的预测,写出其中四种即可。
)。