
1. 通過分析細胞膜成分與結(jié)構(gòu)的探索歷程,感悟科學(xué)在質(zhì)疑與創(chuàng)新中不斷發(fā)展2. 通過分析細胞膜組成成分與結(jié)構(gòu)的關(guān)系,概述流動鑲嵌模型的主要內(nèi)容
通過分析細胞膜成分與結(jié)構(gòu)的探索歷程,感悟科學(xué)在質(zhì)疑與創(chuàng)新中不斷發(fā)展
資料1:1895年,歐文頓選用500多種化學(xué)物質(zhì)對植物細胞膜的通透性進行了上萬次的研究。發(fā)現(xiàn)溶于脂質(zhì)的物質(zhì),容易穿過細胞膜,反之,不容易溶于脂質(zhì)的物質(zhì),不容易穿過細胞膜。
結(jié)論或假說:細胞膜由脂質(zhì)組成
一、對細胞膜成分的探索
資料2:科學(xué)家從哺乳動物紅細胞中分離出細胞膜,進行化學(xué)分析。
結(jié)論或假說:組成細胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇,其中磷脂含量最多
1.磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等組成的,磷酸“頭”部是親水的,脂肪酸“尾”部是疏水的,如圖所示。請思考以下兩個問題:(1)將磷脂放入盛有水的容器中,下列能正確反映其分布的是______。
(2)細胞膜中的磷脂是連續(xù)的兩層,則細胞膜中的兩層磷脂分子最可能的排列方式是______。
資料3:1925年,兩位荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德爾用丙酮從人的紅細胞中提取脂質(zhì),在空氣—水界面上鋪展成單分子層,測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。
結(jié)論或假說:細胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層
①磷脂分子在空氣—水界面上是怎樣分布的?
②細胞膜上的兩層磷脂分子層是怎樣排列的?(提示:細胞膜內(nèi)、外的環(huán)境中均含水)
資料4:1935年英國學(xué)者丹尼利和戴維森研究細胞膜的張力,推測細胞膜的成分。
結(jié)論或假說:細胞膜除含脂質(zhì)分子外,可能還附有蛋白質(zhì)
二、對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索
(1)脂質(zhì):約50% 其中磷脂最豐富,此外還有少量的膽固醇(2)蛋白質(zhì):約40% 功能越復(fù)雜的細胞膜,其上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多(3)糖類:2%-10%
2.對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索
(1)1959年,羅伯特森在電鏡下看到了細胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)。
結(jié)論或假說:所有細胞膜都是由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的,這是一個靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu),又稱“三明治模型”。
(2)1970年,科學(xué)家將人和鼠的細胞表面膜蛋白分別用不同的熒光標記后,讓兩種細胞融合,雜交細胞的一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光,一段時間后兩種熒光均勻分布。
結(jié)論或假說:細胞膜具有流動性
(3)1972年,辛格和尼科爾森在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎(chǔ)上,提出的流動鑲嵌模型為大多數(shù)人所接受。
通過分析細胞膜組成成分與結(jié)構(gòu)的關(guān)系,概述流動鑲嵌模型的主要內(nèi)容
蛋白質(zhì)分子在細胞膜兩側(cè)呈不均勻分布:a.有的鑲在磷脂雙分子層表面b.有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中c.有的貫穿于整個磷脂雙分子層
主要是磷脂分子和蛋白質(zhì)分子,還有少量的糖類
磷脂雙分子層,其內(nèi)部是磷脂分子的疏水端,水溶性分子或離子不能自由通過,具有屏障作用;
3.蛋白質(zhì)分子的分布:
三、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容
4.細胞膜外表面有少量糖類:
5.細胞膜的結(jié)構(gòu)特點:
6.細胞膜的功能特點:
①與細胞膜上的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白和糖脂,這些糖類叫做糖被;②糖被與細胞識別、細胞間信息交流等有密切聯(lián)系。
構(gòu)成膜的磷脂分子可以側(cè)向自由移動,膜中的蛋白質(zhì)大多也能運動。
水分子自由通過;一些離子和小分子可以通過,其他的離子、小分子和大分子不能通過。
例題1.下列關(guān)于細胞膜的敘述,正確的是( )A.磷脂雙分子層的形成是由膜蛋白的、化學(xué)性質(zhì)決定的B.細胞膜的選擇透過性體現(xiàn)了其結(jié)構(gòu)特點C.脂質(zhì)中只有磷脂參與構(gòu)成細胞膜D.有些膜蛋白能識別來自細胞內(nèi)的化學(xué)信號
解析 磷脂雙分子層的形成是由磷脂分子的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)決定的,A錯誤;細胞膜的結(jié)構(gòu)特點是具有一定的流動性,而細胞膜的選擇透過性體現(xiàn)了其功能特點,B錯誤;脂質(zhì)包括磷脂、固醇、脂肪等,固醇又包括膽固醇、性激素和維生素D等,膽固醇是構(gòu)成動物細胞膜的重要成分,C錯誤;有些細胞膜上的蛋白質(zhì)能識別來自細胞內(nèi)的化學(xué)信號或細胞外的化學(xué)信號,D正確。
1.主要內(nèi)容: ①基本支架:磷脂雙分子層 ②蛋白質(zhì)的分布:鑲、嵌、貫穿在磷脂雙分子層中 ③糖類:形成糖蛋白和糖脂 2.結(jié)構(gòu)特性:一定的流動性
脂質(zhì)50%:磷脂為主蛋白質(zhì)40%:決定細胞膜的功能 糖類2-10%:形成糖蛋白和糖脂
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