第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型
【自學(xué)學(xué)案】
1．凡是可以溶于 的物質(zhì)，比不能溶于 的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。2．生物膜的主要成分是 。
3．1925年，兩位荷蘭科學(xué)家用 從人的紅細(xì)胞中提取 ，在空氣——水界面上鋪展成 ，測得 的面積恰為紅細(xì)胞表面積的兩倍。
4．1970年，科學(xué)家所做的熒光標(biāo)記的小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞融合試驗的試驗現(xiàn)象證明細(xì)胞膜具有 。
5．1972年，桑格和尼克森提出了為大多數(shù)人所接受的 。
6.生物膜的 膜型認(rèn)為， 構(gòu)成了膜的基本支架，這個支架不是
的，而是具有 的；蛋白質(zhì)分子有的 在磷脂雙分子層表面，有
的部分或全部 磷脂雙分子層中，有的 整個磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質(zhì)也
是可以 的。
7.在細(xì)胞膜的外表，有一層由細(xì)胞膜上的 與 結(jié)含成的 ，叫做糖被。
【堂精練】
例1 一位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度升高到一定程度時，細(xì)胞膜的厚度變小而面積增大，這是由于細(xì)胞膜的什么特性所決定的 ( )
A.具有一定的流動性 B.是選擇透過性膜
C．具有專一性 D.具有運(yùn)輸物質(zhì)的功能
例2 動物細(xì)胞有絲分裂過程中，細(xì)胞膜中央凹陷，最終縊裂形成2個子細(xì)胞，與這一現(xiàn)象有關(guān)的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是 ( )
A．細(xì)胞核具有排斥性 B.細(xì)胞質(zhì)具有流動性
C．細(xì)胞膜具有流動性 D．細(xì)胞具有周期性
例3 食醋中的醋酸成分是活細(xì)胞不需要的小分子物質(zhì)，蔗糖不是活細(xì)胞需要的大分子物質(zhì)。用食醋和蔗糖可將新鮮的大蒜頭很快地腌成糖醋蒜，其原因是 ( )
A．醋酸和蔗糖分子均能存在于活細(xì)胞的間隙中
B．醋酸和蔗糖分子均能被吸附在活細(xì)胞的表面
C.醋酸能固定和殺死活細(xì)胞，細(xì)胞膜失去了選擇性
D．因腌的時間過久，兩種物質(zhì)均慢慢地進(jìn)入活細(xì)胞
例4 欲獲得純凈的細(xì)胞膜，以研究其結(jié)構(gòu)與功能，請你幫助設(shè)計一個簡易的實驗，并回答有關(guān)問題。
(1)選取人體的 作為獲取細(xì)胞膜純凈物的。
A．成熟紅細(xì)胞 B.神經(jīng)細(xì)胞 C．白細(xì)胞 D．口腔上皮細(xì)胞
(2)將選取的上述材料放入 中，由于 作用，一段時間后細(xì)胞將破裂。
(3)再用 法獲得純凈的細(xì)胞膜，上清液中含量最多的有機(jī)物是 。
(4)1985年，Oerton在研究各種未受精卵細(xì)胞的透性時，發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)容易透過細(xì)胞膜，不溶解于脂質(zhì)的物質(zhì)透過細(xì)胞膜十分困難。這表明組成細(xì)胞膜的主要成分中有 。
(5)有實驗表明，將兩種不同的海綿動物的細(xì)胞分散成單個的，然后將這些細(xì)胞參在一起混合培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)只有同種的細(xì)胞才能結(jié)合。在這細(xì)胞識別過程中，起作用的是細(xì)胞膜上的 。
(6)1925年，Gorter Grendel用丙酮提取細(xì)胞膜的磷脂，并將它在空氣——水界面上展開時，這個單層分子的面積相當(dāng)于原細(xì)胞表面積的兩倍，由此可以認(rèn)為細(xì)胞膜由 組成。如果單層磷脂分子的面積為S，則該細(xì)胞表面積為 。
【后練習(xí)】
一、選擇題
1．提出生物膜流動鑲嵌模型的時間和科學(xué)家分別是 ( )
A．1959年，羅伯特森 B．1972年，桑格和尼克森
C．19世紀(jì)，施旺和施萊登 D．19世紀(jì)，歐頓
2．生物膜的流動鑲嵌模型認(rèn)為生物膜是 ( )
①以磷脂雙分子層為基本骨架 ②蛋白質(zhì)一脂質(zhì)一蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu)
③靜止的 ④流動的
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
3．在細(xì)胞膜上，和細(xì)胞與細(xì)胞之間或者細(xì)胞與其他大分子之間互相聯(lián)系，有密切關(guān)系的化學(xué)物質(zhì)是 ( )
A．糖蛋白 B．磷脂 C．脂肪 D．核酸
4．最能代表生物膜基本化學(xué)成分的一組化學(xué)元素是 ( )
A．C、H、O、N B．C、H、O、N、P
C．C、H、O、S、P D．C、H、O、g、Fe
5．維生素D能較水溶性維生素優(yōu)先通過細(xì)胞膜，這是因為 ( )
A．細(xì)胞膜以磷脂雙分子層作基本支架
B.磷脂雙分子層內(nèi)不同程度地鑲嵌著蛋白質(zhì)
C．細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有一定的流動性
D．細(xì)胞膜是選擇透過性膜
6．組成細(xì)胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子的排布有下述特點(diǎn)，其中描述細(xì)胞膜基本支架的是 ( )
A．膜兩側(cè)的分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不盡相同 B.磷脂排布成雙分子層
C.蛋白質(zhì)分子附著和鑲嵌于磷脂雙分子層中 D.蛋白質(zhì)和磷脂分子具有一定的流動性
7．對白血病病人進(jìn)行治療的有效方法是將正常人的骨髓造血細(xì)胞移植入病人體內(nèi)，使病人能夠產(chǎn)生正常的血細(xì)胞。移植之前需要捐獻(xiàn)者和病人的血液進(jìn)行組織配型，主要檢測他們的 HLA(人體白細(xì)胞抗原)是否相配。HLA是指 ( )
A．RNA B DNA C．磷脂 D．糖蛋白
8．細(xì)胞膜常常被脂質(zhì)溶劑和蛋白酶處理后溶解，由此可以推斷細(xì)胞膜的化學(xué)成分主要是 ( )
①磷脂 ②蛋白質(zhì) ③多糖 ④核酸
A．①③ B、②③ C．①② D．②④
9．變形蟲表面的任何部位都能伸為偽足，人體內(nèi)的一些白細(xì)胞可以吞噬病菌和異物。上述生理過程的完成依賴于細(xì)胞膜的 ( )
A．選擇透過性 B．流動性 C．保護(hù)性 D．主動運(yùn)輸
10．關(guān)于細(xì)胞膜流動性的敘述，正確的是 ( )
A．因為磷脂分子有頭和尾，磷脂分子利用尾部擺動在細(xì)胞膜上運(yùn)動，使細(xì)胞膜具有流動性
B. 因為蛋白質(zhì)分子無尾，不能運(yùn)動，所以它與細(xì)胞膜的流動性無關(guān)
C．細(xì)胞膜的流動性是指蛋白質(zhì)載體的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動，與磷脂分子無關(guān)
D．細(xì)胞膜流動性與蛋白質(zhì)分子和磷脂分子都有關(guān)
11．科學(xué)家常用牛、羊等哺乳動物的紅細(xì)胞作為研究細(xì)胞膜成分的材料的原因，不正確的敘述是 ( )
A．哺乳動物成熟紅細(xì)胞無細(xì)胞核等其他膜結(jié)構(gòu)，易得到較純的細(xì)胞膜
B．哺乳動物成熟紅細(xì)胞呈游離狀態(tài)，易分離和稀釋
C．哺乳動物紅細(xì)胞易獲取、價格合理
D．哺乳動物紅細(xì)胞無細(xì)胞壁，容易制取細(xì)胞膜
12.生物膜的“蛋白質(zhì)一脂質(zhì)－蛋白質(zhì)”靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型不能解釋下列哪種現(xiàn)象 ( )
A．細(xì)胞膜是細(xì)胞的邊界 B．溶于脂質(zhì)的物質(zhì)能夠優(yōu)先通過細(xì)胞膜
C．變形蟲的變形運(yùn)動 D.細(xì)胞膜中的磷脂分子呈雙層排列在膜中間
13．用紅色熒光染料標(biāo)記人細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)，用綠色熒光染料標(biāo)記鼠細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)。把人和鼠的細(xì)胞融合。融合后的細(xì)胞一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā)綠色熒光，將融合后的細(xì)胞在適宜的條下培養(yǎng)，保持其活性，但融合后的雜種細(xì)胞仍為一半紅，一半綠，發(fā)生這一現(xiàn)象可能的原因是 ( )
A．人、鼠細(xì)胞發(fā)生了免疫反應(yīng)
B．構(gòu)成人細(xì)胞的磷脂分子和鼠細(xì)胞的磷脂分子不具親合性
C．人細(xì)胞的蛋白質(zhì)分子大，位于下方，鼠細(xì)胞的蛋白質(zhì)分子小，位于上方
D.細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)發(fā)生變性，細(xì)胞膜失去了流動性
二、非選擇題
14．仔細(xì)閱讀下列信息，并回答問題：
①有人在研究未受精的卵細(xì)胞膜透過性時，發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)很容易通過細(xì)胞膜，而不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)則很難通過。
②細(xì)胞膜的化學(xué)成分中一定有某種物質(zhì)，有利于脂質(zhì)物質(zhì)的通過。1925年E•Gorter和F•Grendel用有機(jī)溶劑將人成熟紅細(xì)胞膜中的這種物質(zhì)提取出，并將它在空氣——水界面平鋪成單分子層時，這個分子層的面積相當(dāng)于原細(xì)胞表面積的兩倍。
(1)根據(jù)上述信息可能得出的結(jié)論是 。
(2)題中所指細(xì)胞膜成分具有 的功能。
(3)膜中主要成分還有 ，請簡要說明如何設(shè)計實驗證明該物質(zhì)的存在。


(4)如果以含32PO43-的動物細(xì)胞培養(yǎng)液在體外培養(yǎng)骨髓瘤細(xì)胞。一段時間后，在新增殖的骨髓瘤細(xì)胞中存在放射性的細(xì)胞結(jié)構(gòu)主要有 。
15．用不同熒光染料標(biāo)記的抗體，分別與小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞的細(xì)胞膜上的一種抗原結(jié)合，兩類細(xì)胞則分別產(chǎn)生綠色熒光和紅色熒光。將兩類細(xì)胞融合成一個細(xì)胞時，其一半呈綠色，一半呈紅色。在370C下保溫40 min后，細(xì)胞上兩種熒光點(diǎn)呈均勻分布(如圖所示)，試問：
(1)人和鼠細(xì)胞膜表面的抗原屬于構(gòu)成
膜結(jié)構(gòu)的起受體作用的 。
為使人、鼠細(xì)胞膜融合在一起，必須
除去細(xì)胞膜表面起 作用的糖
蛋白。
(2)融合細(xì)胞表面的兩類熒光染料分布的動態(tài)變化，可以證實關(guān)于細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)“模型”的
觀點(diǎn)是成立的。
(3)融合細(xì)胞表面的兩類熒光染料最終均勻分布，原因是 ，這表明膜的結(jié)構(gòu)具有 。
(4)細(xì)胞融合實驗若在20℃條下進(jìn)行，則兩種表面抗原平均分布的時間大大延長，這說明 。若在10C條下，兩種表面抗原便難以平均地分布，這又說明 。
參考答案
第2節(jié) 生物膜的流動鑲嵌模型
【自學(xué)學(xué)案】
1．脂質(zhì) 脂質(zhì) 2．脂質(zhì)和蛋白質(zhì) 3．丙酮 脂質(zhì) 單分子層 單分子層 4．流動性
5．流動鑲嵌模型 6．流動鑲嵌 磷脂雙分子層 靜止的 流動性 鑲嵌 嵌入 橫跨運(yùn)動 7. 蛋白質(zhì) 糖類 糖蛋白
【堂精練】
1.A 2.C 3.C 4. (1)A (2)清水(或蒸餾水) 滲透 (3)離心 血紅蛋白 (4)脂質(zhì)物質(zhì) (5)糖蛋白 (6)兩層 S／2
【后練習(xí)】
1.B 2.C 3.A 4.B 5.A 6.B 7.D 8.C 9.B 10.D 11.C 12.C 13.D
14．(1)細(xì)胞膜中含有脂質(zhì)物質(zhì)，且它在膜中呈雙層排列 (2)構(gòu)成細(xì)胞膜的基本骨架
(3)蛋白質(zhì) 利用蒸餾水使人成熟紅細(xì)胞膜破裂，然后通過離心等方法提取出較純的細(xì)胞膜，再用雙縮脲試劑檢驗，發(fā)現(xiàn)溶液顏色由藍(lán)色轉(zhuǎn)為紫色(注意應(yīng)先提取較純的細(xì)胞膜)
(4)細(xì)胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜、細(xì)胞核膜等生物膜
15．(1)糖蛋白 免疫(或識別) (2)膜物質(zhì)分子能夠運(yùn)動 (3)構(gòu)成膜結(jié)構(gòu)的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子都是運(yùn)動的 一定的流動性 (4)膜上蛋白質(zhì)分子運(yùn)動的速度隨溫度的降低而減慢 環(huán)境溫度很低(接近O℃)時，蛋白質(zhì)分子運(yùn)動速度也接近零


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