高中生物教案：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、举例说出细胞膜是选择透过性膜4、细胞膜的成分与功能

5、科学家对细胞膜结构的探索过程知识络体系

基本⽀架 磷脂双分⼦层蛋⽩质镶嵌不对称

⽣物膜 结构特点 流动性

细胞膜的外表有糖被和糖脂

主要成分 磷脂、蛋⽩质和少量糖类功能特点 选择透过性

重难热点归纳

1、对⽣物膜结构的探索历程时间 科学家 科学实验 假说19世纪末欧⽂顿

⽤500多种物质对植物细胞进⾏上万次的通透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜 膜是由脂质组成的

1925年 两位荷兰科学家 从细胞膜中提取脂质，铺成单层分⼦，⾯积是细胞膜的2倍 细胞膜中脂质为连续的两层 1959年 罗伯特森 在电镜下看到细胞膜由“蛋⽩质—脂质—蛋⽩质”的三层结构构成 ⽣物膜为三层静态统⼀结构 1970年 弗雷和埃迪登

分别⽤绿⾊和红⾊荧光染料标记两种细胞的蛋⽩质，并将两细胞融合，发现荧光均匀 细胞膜具有流动性 1972年 桑格和尼克森

在新的观察和实验证据基础上 提出流动镶嵌模型

*⽣物膜的分⼦结构模型有多种，较为流⾏的如“流动镶嵌模型” 2、⽣物膜分⼦结构的基本特点是：

（1）镶嵌性：膜的基本结构是由脂双分⼦层镶嵌蛋⽩质构成的

（2）流动性：膜结构中的蛋⽩质和脂类分⼦在膜中可作多种形式的移动。膜整体结构也具有流动性。流动性的重要⽣理意义：物质运输、细胞识别、细胞融合、细胞表⾯受体功能调节等。（3）不对称性：膜两侧的分⼦性质和结构不相同

（4）蛋⽩质极性：多肽链的极性区突向膜表⾯，⾮极性部分埋在脂双层内部。故蛋⽩质分⼦既和⽔溶性也和脂溶性分⼦具有亲和性。

3、流动镶嵌模型的基本内容结构特点：

(1)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）(2)蛋⽩质分⼦：在膜表⾯，或部分或全部镶嵌在磷脂双分⼦层糖被（少量）：细胞膜外表功能特性：

(3)脂分⼦是可以运动的，具有流动性；

(4)膜的蛋⽩质分⼦也是可以运动的。（也体现膜的流动性）(5)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、胞间信息交流等有密切联系）4.为什么说细胞膜是选择透过性膜？

⽔分⼦跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输并不都是这样，这取决于细胞⽣命活动的需要。细胞对物质的吸收是有选择的。

结论：细胞膜不仅是半透膜，还是选择透过性膜经典例题剖析

例题1 变形⾍可以吞噬整个细菌，这⼀事实说明（ ）。

　　A、细胞膜具有选择透过性；　　　 B、细胞膜具有全透性；　　C、细胞膜具有⼀定的流动性；　　　D、细胞膜具有保护作⽤。【答案】C

【解析】 本题考核的知识点为细胞膜的结构特性，但却是通过⼀个实例请同学分析，要求同学们能将所学的知识加以运⽤，从⽽得出正确答案。很多同学会误选A，该选项是细胞膜的功能特性，但与题⽬情境不符。

例题2(2004年湖北模拟题)苋菜的细胞液中有⼀些红⾊的物质，⽆论⽤清⽔怎么洗，清⽔仍不见红⾊物质，但若把苋菜放⼊沸⽔中⼀烫，⽔⽴刻变成红⾊。这个现象是因为

A.沸⽔使细胞膜失去选择透过性 B.在清⽔中细胞膜没有选择透过性C.沸⽔中⾊素分解成⼩分⼦物质 D.在清⽔中没有物质出⼊

[解析] 细胞膜的结构特点是具有流动性，细胞膜的⽣理功能是具有选择透过性，这是活细胞所特有的功能。通常情况下，⾊素等物质是⼤分⼦，⼜是细胞需要的，活细胞的细胞膜是不会让其轻易外出的，所以在清⽔中，红⾊⾊素是不会出来的。若放⼊沸⽔中，⾼温杀死了细胞，破坏其结构，使细胞膜失去活性，细胞膜就成为通透性的了，失去了选择性后，细胞⾥的⾊素物质就可以不受地出来了，故使⽔变成红⾊。[答案] A

基础试题训练⼀、选择题

1、据研究发现，胆固醇、⼩分⼦脂肪酸、维⽣素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为（ ）A 细胞膜具有⼀定流动性 B 细胞膜是选择透过性

C 细胞膜的结构是以磷脂分⼦层为基本⾻架 D 细胞膜上镶嵌有各种蛋⽩质分⼦2、下列哪⼀种膜结构能通过⽣物⼤分⼦（ ）A 细胞膜 B 核膜 C 线粒体膜 C 叶绿体膜

3、⼀分⼦CO2从叶⾁细胞的线粒体基质中扩散出来，进⼊⼀相邻细胞叶叶绿体基质内，共穿过的⽣物膜层数是（ ）A 5 B 6 C 7 D 8

4、细胞膜上与细胞识别、免疫反应、信息传递和⾎型决定有着密切关系的化学物质是（ ）A 糖蛋⽩ B 磷脂 C 脂肪 D 核酸

5、变形⾍的任何部位都能伸出伪⾜，⼈体某些⽩细胞能吞噬病菌，这些⽣理过程的完成都依赖于细胞膜的（ ）A 保护作⽤ B ⼀定的流动性 C 主动运输 D 选择透过性6、下列物质中，不能横穿细胞膜进出细胞的是（ ）

A 维⽣素D和性激素 B ⽔和尿素 C 氨基酸和葡萄糖 D 酶和胰岛素

7、⽣物膜上的蛋⽩质通常与多糖结合成糖蛋⽩。在细胞⽣命活动中，糖蛋⽩在细胞的识别以及细胞内外的信息传导中有重要的功能。下列⽣物结构中，糖蛋⽩含量可能最多的是（ ）A.类囊体的膜 B.线粒体的膜 C.细胞膜 D.内质膜

8、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PI D．活细胞的细胞膜阻⽌PI的进⼊9、结合表中数据，指出下列叙述错误的是 （ ）成分

线粒体膜 蛋⽩质

（质量分数／％） 脂类（质量分数／％）外膜 52 48内膜 76 24

A.内膜含有许多与有氧呼吸有关的酶 B.内膜⽐外膜具有更多的功能

C.内膜、外膜的化学组成⼤致相同 D.内膜表⾯积⼤，导致蛋⽩质含量⾼

10、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.是选择透过性膜 B.具有⼀定的流动性 C.具有专⼀性 D.具有运输物质的功能11、⽣物膜的结构特点是

A、构成⽣物膜的磷脂分⼦可以运动 B、构成⽣物膜的蛋⽩质分⼦可以运动

C、构成⽣物膜的磷脂分⼦和蛋⽩质分⼦是静⽌的

D、构成⽣物膜的磷脂分⼦和⼤多数蛋⽩质分⼦可以运动12、细胞膜具有识别功能主要决定于A、胆固醇 B、蛋⽩质 C、磷脂 D、糖类13、不是细胞膜成分的是

A、蛋⽩质 B、糖类 C、脂质 D、核酸14、下列说法正确的是

A、磷脂分⼦在细胞膜的功能上起重要作⽤，所以功能复杂，磷脂分⼦种类和数⽬就多

B、磷脂分⼦在细胞膜的功能上起重要作⽤，所以功能复杂，磷脂分⼦种类和数⽬就要⼀样C、蛋⽩质分⼦在细胞膜的功能上起重要作⽤，所以功能复杂，蛋⽩质分⼦种类和数⽬就多D、蛋⽩质分⼦在细胞膜的功能上起重要作⽤，所以功能复杂，蛋⽩质分⼦种类和数⽬就⼀样15、细胞壁的功能特点是

A、全透性 B、半透性 C、不透性 D、选择透过性16、细胞壁的化学组成是

A、胆固醇与纤维素 B、纤维素与果胶 C、果胶与磷脂 D、磷脂与蛋⽩质

17、⾎液中的氧⽓进⼊肌⾁细胞的线粒体进⾏有氧呼吸，⾄少要经过的膜和磷脂层的数⽬是

A、3、6、 B、3、3 C、2、4 D、2、218、⼤分⼦蛋⽩质能够通过的结构是

A、线粒体膜和叶绿体膜 B、细胞膜和液泡膜 C、选择透过性膜 D、细胞壁和核孔

19、科学家将哺乳动物或⼈的成熟红细胞放进蒸馏⽔中，造成红细胞破裂出现溶⾎现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构在⽣物学上称为“⾎影”，那么，⾎影的主要成分有（ ）。

A．⽆机盐、蛋⽩质 B．蛋⽩质、糖类　 C．脂肪、蛋⽩质　 D．脂质、蛋⽩质20、下列对细胞内各种⽣物膜的结构和组成的叙述中，错误的是（ ）。A． 主要由蛋⽩质、脂类和少量糖类组成 B．磷脂双分⼦层是各种⽣物膜的基本⾻架C．不同⽣物膜上的蛋⽩质的种类和数量不同

D．内质膜能⽣成⾼尔基体膜，说明两者化学组成完全相同

21、⼀般在光学显微镜下看不到植物细胞的细胞膜，⽽在下列的哪种情况下，可以看到细胞膜（ ）。A．细胞进⾏时 B．发⽣质壁分离时

C．显微镜视野调亮时 D．细胞吸收⽔和离⼦时

22、科学家将细胞膜中的磷脂成分提取出来，并将它在“空⽓－⽔”界⾯上铺成单分⼦层，发现这个单分⼦层的表⾯积相当于原细胞膜表⾯积的两倍。这说明磷脂分⼦在细胞膜上的分布状况是（ ）。A．单层排列 B．均匀稀疏排列 C．双层排列 D．均匀紧密排列23、下列有关细胞膜性质的说法中，错误的是（ ）。

A．具有流动性和选择透过性 B．蛋⽩质均匀分布于磷脂双分⼦层上C．脂类⼩分⼦易于⾃由扩散通过 D．磷脂双分⼦层内外表⾯都亲⽔24、下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（ ）

A．细胞膜是选择透过性膜 B．细胞膜由磷脂分⼦和蛋⽩质分⼦构成

C．细胞膜的分⼦结构具有流动性 D．有些蛋⽩质分⼦可在膜的内外之间移动25、使磷脂类特别适于形成细胞膜的特性是（ ）。A．它们是疏⽔的 B．它们是亲⽔的

C．它们迅速吸⽔ D．它们既是亲⽔的⼜是疏⽔的

26、如果植物细胞膜由选择透过性膜变成了全透性膜，则该细胞将（ ）。A．缩⼩ B．膨胀 C．死亡 D．⽣长

27、（多选题）以下关于细胞膜的论述中，正确的是A、 磷脂分⼦排列成双分⼦层 B、膜两侧物质分⼦排列不对称

C、球形蛋⽩质分⼦覆盖或镶嵌在磷脂双分⼦层中D、组成膜的物质的运动使其具有⼀定的流动性⼆、⾮选择题

1、根据细胞膜的化学成分和结构特点，分析下列材料并回答有关问题：

(1)15年Overton在研究各种未受精卵细胞的通透性时，发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂类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_________________。

(2)1925年Gorter Grendel⽤丙酮提取红细胞膜的类脂，并将它在空⽓⼀⽔接⾯上展开时，这个单层分⼦的⾯积相当于原来红细胞表⾯积的两倍。由此可以认为细胞膜由_________组成。

(3)科学⼯作者⽤绿⾊和红⾊荧光染料，分别标记⼈和⿏的细胞膜上的蛋⽩质，然后将两个细胞融合成⼀个细胞。起初，⼀半膜发绿⾊荧光，另⼀半膜发红⾊荧光。⼀段时间后，两种颜⾊的荧光点均匀分布，如下图所⽰：

① 该实验结果说明细胞膜_________________，这是因为_______________________________________________________________________。

②若在两个细胞融合成⼀个细胞后，将融合细胞置于0℃条件下保持40分钟，则融合细胞仍是⼀半膜发绿⾊荧光，另⼀半膜发红⾊荧光，这说明__________________________。③细胞融合时常⽤的病毒促融剂是_________。2、对⽣物膜结构的探索历程

19世纪末，欧⽂顿的实验和推论：膜是由 组成的；

20世纪初，科学家的化学分析结果，指出膜主要由 和 组成；

1959年罗伯特森提出的“三明治”结构模型：所有⽣物膜都由 三层结构；1970年，荧光标记⼩⿏细胞和⼈细胞融合实验，指出细胞膜具有 ；1972年，桑格和 提出了 。

3．构成细胞膜相邻的磷脂分⼦之间每分钟换位100万次，这表明细胞膜具有_________的特性。

4．科学家研究细胞膜结构的历程是从_______________的现象开始的。__________是了解结构的基础，__________⼜提供了探究结构的线索。⼈们在__________的基础上提出假说，⼜通过进⼀步的__________来修正假说，其中__________的进步起到关键的作⽤。

5．有⼈研究未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质很容易通过细胞膜，⽽不能溶于脂质的物质则不容易通过细胞膜。由此可见，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。将这种物质提取出来，并将它在空⽓－⽔界⾯是铺成单分⼦层是，这个分⼦层的⾯积相当于原来细胞表⾯积的两倍。根据以上事实推测：（1）细胞膜上的这种化学成分是__________。

（2）这种化学成分在细胞膜上的分布状况是：____________________。

6．在⼈和⿏的细胞融合实验中，⽤两种荧光物分别标记两种抗体，使之分别结合到⿏和⼈的细胞膜表⾯抗原物质上（如图4－7）。实验结果表明，细胞开始融合时，⼈、⿏细胞的表⾯抗原“泾渭分明”，各⾃只分布于各⾃的细胞表⾯；但在融合之后，两种抗原就平均地分布在融合细胞的表⾯了。请分析回答下⾯的问题。图4－7