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☆思考回答:
1.生物膜系统包括哪些膜?
细胞膜、细胞器膜、核膜
细胞膜是由哪些成分构成的?
主要是脂质、蛋白质、少量的糖类
2. 生物膜对物质的选择性吸收是否与其特
定的结构有关?
19世纪末“欧文顿实验”
1、根据实验现象和有关知识提出假说。
脂质分子更容易通过细胞膜
实验现象:________________________
细胞膜是由脂质组成的
假说: ______________________________________________________
时间:1925年
人物:荷兰科学家Gorter和Grendel
实验:从细胞膜中提取脂质,铺成单层分子,发现
面积是细胞膜的2倍
细胞膜中的磷脂是双层的
提出假说:___________________________
磷
脂
分
子
亲水头部
疏水尾部
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。
2、分离细胞膜,分析膜成分,推理膜结构
20世纪初,科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞
中分离出来,发现细胞膜不但会被溶解脂质的物
质溶解,也会被蛋白酶分解。
分离细胞膜所用的材料:哺乳动物的红细胞 ,
优点: 没有细胞核和众多的细胞器
。
化学分析结果:
细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解,也会被蛋白酶分解
,
进一步实验,得出结论:
。
细胞膜是由脂质和蛋白质组成的
3、观察推理,提出最初的生物膜模型
20世纪40年代,曾经有学者推测脂质两边各
覆盖着蛋白质 ,但直到50年代,电子显
微镜的诞生,科学家用它来观察细胞膜。
“罗伯特森电镜实验”
蛋白质-脂质-蛋白质
所有的生物膜都由____________________
三层结构构成,中间亮层为_______________,
脂质分子
蛋白质分子
两边暗层为__________________,并且生物膜
静态
为________的统一结构。
4、对假说的质疑和修正。
人细胞
红色荧光
染料标记
的膜蛋白
杂交细胞
37 ℃
细胞融合
40min
绿色荧光染
料标记的膜
蛋白
小鼠细胞
随着科学技术手段的适用,科学家发现膜蛋白在细胞膜
中的位置是有的平铺在脂质表面,有的镶嵌在脂质双分子层中。
人鼠细胞融合,37℃下经过40min,两种颜色的荧光
,
均匀分布
细胞膜具有流动性
该实验表明
。
5、根据新的观察和实验证据,
1972年桑格和尼克森提出了新的生物膜结构模型
流动镶嵌模型
绘制细胞膜的亚显微结构示意图
糖蛋白
磷
脂
双
分
子
层
蛋白质
1、生物膜中脂质和蛋白质的分布:
磷脂双分子层____基本支架
蛋白质分子:①有的镶嵌在磷脂双分子层表面,
②有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,
③有的横跨整个磷脂双分子层。
(体现了膜结构内外的不对称性)
2、细胞膜中糖的分布:
细胞膜外表,有一层由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、保护和润滑以及胞间信息交流等有
密切联系)
3、细胞膜的结构特点:具有一定流动性 ;
功能特点:选择透过性
。
迁移训练1.
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 )
A.具有一定的流动性
B.是选择透过性膜
C.具有专一性
D.具有运输物质的功能
迁移训练2.
食醋中的醋酸成分是活细胞不需要的小分子物质,蔗
糖不是活细胞需要的大分子物质。用食醋和蔗糖可将
新鲜的大蒜头很快地腌成糖醋蒜,其原因是( C )
A.醋酸和蔗糖分子均能存在于活细胞的间隙中
B.醋酸和蔗糖分子均能被吸附在活细胞的表面
C. 醋酸能固定和杀死活细胞,细胞膜失去了选择性
D.因腌的时间过久,两种物质均慢慢地进入活细胞
迁移训练3.
欲获得纯净的细胞膜,以研究其结构与功能,请你帮助设计一个简易的实
验,并回答有关问题。
(1)选取人体的 A 作为获取细胞膜纯净物的来源。
A.成熟红细胞 B.神经细胞
C.白细胞
D.口腔上皮细胞
(2)将选取的上述材料放入 清水 中,由于 渗透
作用,一段时间
后细胞将破裂。
(3)再用 差速离心
法获得纯净的细胞膜,上清液中含量最多的有机物
是 血红蛋白
。
(4)1985年,Oerton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,不溶解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 脂质
。
(5)有实验表明,将两种不同的海绵动物的细胞分散成单个的,然后将这些
细胞参在一起混合培养,发现只有同种的细胞才能结合。在这细胞识别
过程中,起作用的是细胞膜上的 糖蛋白
。
(6)1925年,Gorter Grendel用丙酮提取细胞膜的磷脂,并将它在空气——
水界面上展开时,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 磷脂双分子层 组成。如果单层磷脂分子的
面积为S,则该细胞表面积为________。
S/2
【课堂自我检测】
1. 动物细胞有丝分裂过程中,细胞膜中央凹陷,最终缢裂形成
2个子细胞,与这一现象有关的细胞学基础是
( C )
A.细胞核具有排斥性
B.细胞质具有流动性
C.细胞膜具有流动性
D.细胞具有周期性
2.最能代表生物膜基本化学成分的一组化学元素是
( B )
A.C、H、O、N
B.C、H、O、N、P
C.C、H、O、S
、P
D.C、H、O、Mg、Fe
3.维生素D能较水溶性维生素优先通过细胞膜,这是因为( A )
A.细胞膜以磷脂双分子层作基本支架
B.磷脂双分子层内不同程度地镶嵌着蛋白质
C.细胞膜的结构特点是具有一定的流动性
D.细胞膜是选择透过性膜
4.组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子的排布有下
述特点,其中描述细胞膜基本支架的是 ( B )
A.膜两侧的分子结构和性质不尽相同
B.磷脂排布成双分子层
C.蛋白质分子附着和镶嵌于磷脂双分子层中
D.蛋白质和磷脂分子具有一定的流动性
5.对白血病病人进行治疗的有效方法是将正常人的
骨髓造血细胞移植入病人体内,使病人能够产生正
常的血细胞。移植之前需要捐献者和病人的血液进
行组织配型,主要检测他们的 HLA(人体白细胞抗原)
是否相配。HLA是指
( D )
A.RNA
B DNA
C.磷脂
D.糖蛋白
6.仔细阅读下列信息,并回答问题:
①有人在研究未受精的卵细胞膜透过性时,发现脂溶性物质很容易通过
细胞膜,而不溶于脂质的物质则很难通过。
②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。1925
年E•Gorter和F•Grendel用有机溶剂将人成熟红细胞膜中的这种物质提取
出来,并将它在空气——水界面平铺成单分子层时,这个分子层的面积相
当于原来细胞表面积的两倍。
(1)根据上述信息可能得出的结论是
细胞膜中含有脂质物质,且它在膜中呈双层排列
(2)题中所指细胞膜成分具有 构成细胞膜的基本骨架 的功能。
(3)膜中主要成分还有 蛋白质 ,请简要说明如何设计实验证明该物质的
存在。
利用蒸馏水使人成熟红细胞膜破裂,然后通过离心等方法提
取出较纯的细胞膜,再用双缩脲试剂检验,发现溶液颜色由
蓝色转为紫色(注意应先提取较纯的细胞膜)
(4)如果以含32PO43-的动物细胞培养液在体外培养骨髓瘤细胞。
一段时间后,在新增殖的骨髓瘤细胞中存在放射性的细胞结构
主要有
。
细胞膜、内质网膜、高尔基体膜、细胞核膜等生物膜
【课后延伸训练】
1-6 C B D C C D
7.(1)糖蛋白
免疫(或识别)
(2)膜物质分子能够运动
(3)构成膜结构的磷脂分子和蛋白质分子都
是运动的
一定的流动性
(4)膜上蛋白质分子运动的速度随温度的降
低而减慢
环境温度很低(接近O℃)时,
蛋白质分子运动速度也接近零
“罗伯特森电镜实验”
蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模式图