第单元时细胞膜——系统的边界生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式
高中生物 第四章 第2-3节 生物膜流动镶嵌模型;物质跨膜运输的方式知识精讲 新课标人教版必修1
高二生物第四章第2-3节生物膜流动镶嵌模型;物质跨膜运输的方式新课标人教版必修1一、学习目标:1. 简述生物膜的结构。
2. 探讨在建立生物膜模型的过程中,实验技术的进步所起的作用。
3. 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。
4. 说明物质进出细胞的方式。
二、重点、难点:重点生物膜流动镶嵌模型;物质进出细胞的方式难点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;主动运输。
知识内容要求说明生物膜结构的探索历程生物膜流动镶嵌模型的基本内容被动运输主动运输IIIIIIIⅠ:对所列知识点要知道其含义,能够在试题所给予的相对简单的情境中识别和使用它们。
Ⅱ:理解所列知识和其他相关知识之间的联系和区别,并能在较复杂的情境中综合运用其进行分析、判断、推理和评价。
说明:细胞膜的结构和功能是生物的核心知识之一,也是高考常考的知识点,对生物膜系统的考查尤为重要。
题目常以选择题和简答题的形式出现。
一、对生物膜结构的探索历程1、科学家在实验中发现:生物膜会被能溶解脂质的溶剂溶解,也会被能分解蛋白的酶分解,于是提出假说:组成生物膜的物质中有脂质和蛋白质认识磷脂:由亲水性头部和疏水性尾部构成。
理论上,作为两侧都是液体(细胞处于液体环境,细胞内含有细胞液)的膜,其上的磷脂应该如上图所示分布。
实验证据:1925年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
2、1959年罗伯特森在电镜下看到了细胞膜有清晰的暗—亮—暗三层结构,进而认为所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。
蛋白质分子为单层片状,而两侧的蛋白质分子则不相同。
生物膜为静态的统一结构。
3、实验过程二、生物膜流动镶嵌模型的基本内容这一模型是S.J.Singer和G.Nicolson于1972年通过对已有的模型进行修正后提出的它的主要特点是:(1)膜结构不对称性和不均匀——膜蛋白分为外在蛋白和内在蛋白,并且蛋白质在磷脂双分子层中的分布不对称、不均匀。
2019高考生物热点题型专题05细胞膜系统的边界生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式(教学案)含解析
1.细胞膜系统的结构和功能(Ⅱ)。
热点题型一细胞膜的组成、结构和功能例1、(2018全国Ⅰ卷,1)生物膜的结构与功能存在密切的联系。
下列有关叙述错误的是()A.叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶B.溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏C.细胞的核膜是双层膜结构,核孔是物质进出细胞核的通道D.线粒体DNA位于线粒体外膜上,编码参与呼吸作用的酶【答案】D【变式探究】(2017年江苏卷,21)下图为某细胞结构示意图。
下列有关叙述正确的是()A.①②④属于生物膜系统B.结构③能增大细胞膜的面积C.⑤具有选择透过性,而⑥具有全透性D.细胞膜不同部位的化学成分和功能有差异【答案】BD【提分秘籍】(1)细胞膜的组成成分、结构与功能之间的相互关系(2)细胞膜的组分并不是不可变的。
例如,细胞癌变过程中,细胞膜组分发生变化,糖蛋白含量下降,产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。
【举一反三】细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。
下列图中,可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是 ( )【答案】D【解析】血红蛋白存在于红细胞内部,不属于膜蛋白;抗体主要分布于血清中,T淋巴细胞膜上没有抗体;胰高血糖素应该与胰岛B细胞膜上的胰高血糖素受体结合;骨骼肌细胞能接受神经传导的兴奋,产生收缩,也可以吸收葡萄糖,所以其膜上有神经递质的受体和葡萄糖载体。
【方法技巧】4种常考的“膜蛋白”(1)信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质)的受体蛋白—糖蛋白。
(2)膜载体蛋白:膜用于协助扩散和主动运输的载体蛋白。
(3)具催化作用的酶:如好氧型细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶,此外,细胞膜上还可存在ATP水解酶(催化ATP水解,用于主动运输等)。
(4)识别蛋白:用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵间的识别,免疫细胞对抗原的特异性识别等)。
热点题型二生物膜的流动镶嵌模型例2、(2018浙江卷,8)人体细胞内存在一套复杂的膜系统。
人教版高中生物必修一细胞膜—系统的边界-生物膜的流动镶嵌模型-物质跨膜运输的方式-ppt精品课件
物质输பைடு நூலகம்、输出的比较。
(2)复习方法 ①列表比较法:物质的输入和输出方式的比较。 ②图示法:动植物细胞的亚显微结构图,细胞膜、分泌蛋 白的合成与分泌及质壁分离和质壁分离复原图解。
第 5 课时
细胞膜——系统的边界 生物膜的流动镶嵌模型
答案 C 排雷 熟悉三种运输方式的区别( 文字信息) ,并准确判断 曲线代表的运输方式方能做对。
考点剖析
1.离子、小分子的跨膜运输比较
物质出入 细胞方式
运输方向
是否需要 载体
是否消耗 能量
被动运输
自由扩散
协助扩散
高浓度→低浓度 高浓度→低浓度
不需要
需要
不消耗
不消耗
主动运输 一般为低浓度→高浓度
需要 消耗
3.细胞膜的功能
⑴将细胞与_外_界_环_境_分开,保障了细__胞_内_部_环_境_的相对稳
定。
自由扩散:不需要_载_体_蛋_白_和_能_量,其
⑵控制 物_质_ 进_出_ 细_胞_
离子 和小 分子 物质
大 分子 物质
被动 运输
动力为浓_度_差_,如H2O、气 体、脂质、乙醇、苯等。 协助扩散:需要载_体_蛋_白_,但不需要_能 量_,如葡萄糖进入_红_细_胞。
解析 题图中,A为蛋白质分子,B为磷脂分子;组成细胞 膜的蛋白质分子和磷脂分子大多数是可以运动的;适当提高温 度后,组成细胞膜的分子运动加快,透性增加,有利于生命活 动的进行;二氧化碳和氧气都是小分子气体,以自由扩散的方 式通过细胞膜,不需要载体蛋白的协助。
答案 B 排雷 ⑴明确糖类在膜上的存在方式及位置——以糖脂和 糖蛋白的形式,且糖蛋白只能在膜外侧。 ⑵膜的流动性的原因。
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解析 分析题目所给曲线图,可知物质a的转运速率与被转 运的分子的浓度成正比关系,可判定为自由扩散;物质b在被转 运的分子达到一定浓度时,转运速率不再增加,可判定为协助 扩散或主动运输,二者都与载体蛋白数量有关。方式a不需要蛋 白质的参与,脂溶性小分子物质由于与细胞膜同属于脂类物质, 因而可通过自由扩散方式运输;抑制细胞呼吸会对方式b中的主 动运输过程的转运速率有影响。
解析 由图可知,构成髓鞘、人红细胞膜、小鼠肝细胞膜 和变形虫细胞膜的成分中,脂质和蛋白质的含量都远远高于糖 类,说明构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,故A正确。 在线粒体内膜和叶绿体片层薄膜结构中,不含糖类,但蛋白质 的含量显著高于脂质,这与这些膜结构上附有大量的酶有关, 故B正确。对于不同的细胞膜而言,功能不同,蛋白质含量也 不同,髓鞘中蛋白质含量最低,其他膜结构中蛋白质含量较高, 说明膜的蛋白质含量与功能复杂程度有关,功能越简单,蛋白 质含量越少,反之,蛋白质的种类和含量越多,故C正确、D错 误。
排雷 材料选择三要素: ①哺乳动物(其他动物不可以); ②成熟的(未成熟的不可); ③红细胞(白细胞等其他细胞不可)。
考点剖析
1.实验原理、步骤及现象
2.实验注意问题
⑴选哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料的原因
不消耗
不消耗
消耗
图例
举例
O2、CO2、H2O、甘油 、乙醇、苯等出入 细胞
红细胞吸收葡萄糖
小肠绒毛上皮细胞吸 收葡萄糖、氨基酸、 无机盐等
表示曲线( 一定浓度 范围内)
O2分压 A点:无氧呼吸为物 质运输提供能量
注意 ⑴影响自由扩散、协助扩散、主动运输的因素 ①影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。 ②影响协助扩散的因素:a.细胞膜内外物质的浓度差;b. 细胞膜上载体的种类和数量。 ③影响主动运输的因素:a.载体(核糖体);b.能量(细胞 质基质和线粒体)。凡能影响细胞内产生能量的因素,都能影 响主动运输,如氧气浓度、温度等。 ⑵载体的化学本质及作用特点 ①载体是细胞膜上的一类蛋白质,它具有特异性,不同物 质的载体不同,不同生物细胞膜上的载体的种类和数量也不同。 ②载体具有饱和现象,当细胞膜上的某物质的载体达到饱 和时,细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。
离子 和小 分子 ⑵控制 物质 __ 物质 进出 __ 细胞 __ 大
分子 物质
⑶进行细胞间的___。 信息交流 选择透过性 ⑷功能特性:具有_____。
想一想 细胞壁是植物细胞的真正边界吗? 提示 不是,应为细胞膜,因细胞壁是全透性的,无选择 透过性。 四、植物细胞壁
1.成分:主要是______;酶解法去除细胞壁所用 纤维素和果胶 高尔基体 酶为________;与其形成有关的细胞器为____和 纤维素酶和果胶酶 线粒体。 支持和保护 2.功能:_____。动物细胞在清水中可吸水涨破, 纤维素和果胶 (填成分)的功劳。 但植物细胞不会,主要是______
(3)考查题型:
①以图解形式考查动植物细胞亚显微结构和细胞膜结构、 分泌蛋白合成、分泌过程。 ②以曲线形式考查跨膜运输方式。 ③以实验设计题考查质壁分离和复原。
3.复习指导 (1)复习线索 ①以动植物细胞亚显微结构图解为纽带,系统复习细胞壁、 细胞膜、细胞质和细胞核的结构与功能。 ②以物质进出细胞为主线,系统复习细胞膜的结构功能及 物质输入、输出的比较。
三、细胞膜的组成成分、结构和功能 1.细胞膜的组成成分(判一判) ⑴细胞膜由蛋白质、磷脂和糖类组成,主要成分为脂质( ×)
提示 主要成分还有蛋白质 ⑵功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多 (√ ) ⑶脂质中的磷脂和胆固醇都是组成膜的成分 (√ ) ⑷线粒体内膜和外膜上蛋白质成分相等(×) 提示 内膜上蛋白质成分多于外膜。 想一想 如何鉴定细胞膜中有蛋白质? 提示 ⑴用双缩脲试剂鉴定,出现紫色即证明有蛋白质存 在。⑵用蛋白酶处理细胞膜,变成全透性膜即可验证。
答案 C 排雷 熟悉三种运输方式的区别(文字信息),并准确判断 曲线代表的运输方式方能做对。
考点剖析
1.离子、小分子的跨膜运输比较
物质出入 细胞方式 运输方向 是否需要 载体 被动运输 自由扩散 高浓度→低浓度 不需要 协助扩散 高浓度→低浓度 需要 主动运输 一般为低浓度→高浓度 需要
是否消耗 能量
2.大分子的膜泡运输
运输方向 图解 实例 备注
胞吞
细胞外→ 细胞内
白细胞吞噬 细菌等 ①结构基础 :细胞膜的 流动性②需 消耗能量, 不需载体蛋 白协助
胞吐
细胞内→ 细胞外
分泌蛋白、 神经递质 的分泌、释 放等(蛋白 质类激素、 消化酶等)
பைடு நூலகம் 对位训练
2.(2011·全国卷,2)将紫色洋葱在完全营养液中浸泡一 段时间,撕取外表皮,先用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理, 细胞发生质壁分离后,立即将外表皮放入蒸馏水中,直到细胞 中的水分不再增加。若在该实验过程中,蔗糖溶液处理前外表 皮细胞液的浓度为甲,细胞中的水分不再增加时,外表皮细胞 液的浓度为乙,则甲、乙的关系以及实验过程中水分进出细胞 的方式为 ( ) A.甲<乙,被动运输 B.甲>乙,被动运输 C.甲>乙,主动运输 D.甲=乙,主动运输
解析
题图中,A为蛋白质分子,B为磷脂分子;组成细胞
膜的蛋白质分子和磷脂分子大多数是可以运动的;适当提高温 度后,组成细胞膜的分子运动加快,透性增加,有利于生命活 动的进行;二氧化碳和氧气都是小分子气体,以自由扩散的方 式通过细胞膜,不需要载体蛋白的协助。 答案 B
排雷 ⑴明确糖类在膜上的存在方式及位置——以糖脂和 糖蛋白的形式,且糖蛋白只能在膜外侧。 ⑵膜的流动性的原因。
解析 将紫色的洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的 蔗糖溶液中,由于质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液比细胞液的 浓度高,所以细胞通过被动运输失去水分而发生质壁分离。将 已发生质壁分离的细胞放入蒸馏水中,由于细胞液的浓度大于 蒸馏水的浓度,细胞通过渗透作用吸收水分,因为蒸馏水的浓 度小于完全营养液的浓度,所以蔗糖溶液处理前的细胞液浓度 甲大于水分不再增加时的细胞液浓度乙。
第二单元 细胞的基本结构 和物质运输功能
单元教学分析 1.涵盖范围 本单元包括必修1中第三、四两章内容,即细胞的基本结构 和物质的输入、输出两大方面内容。
2.考情分析 (1)考查力度:所占分值2~10分。 (2)考查内容 ①细胞膜的结构与功能:以细胞膜的图解作载体,综合考 查细胞膜的组成成分、结构、结构特点、功能、功能特性、物 质进出细胞的运输方式等知识。 ②细胞吸水和失水的原理及应用:关注对渗透作用原理的 相关实验设计,渗透作用原理的实践应用。
考点剖析
1.磷脂分子
⑴磷脂分子的元素组成:C、H、O、N、P。
⑵单层磷脂分子层水界面排列及搅拌后图解
2.细胞膜结构示意图
⑴脂质分子中最 主要的是磷脂,此外 还有胆固醇等。 ⑵膜上蛋白质 是功能行使者,决 定膜功能复杂程度。 常见蛋白质如载体 蛋白、糖蛋白等。 ⑶糖蛋白的位置只有一个——细胞膜的外侧,细胞器膜和 细胞膜内侧不存在,可用于确定膜内外位置。
实验探究 细胞膜选择透过性实验探究思路方法 1.可利用细胞液有颜色的植物组织,将其放入无色溶液 中,然后用高温、强酸或强碱处理,观察处理前后有无溶液颜 色的变化。 2.将种子切开,放入红墨水中,胚部分不被染红,而胚
乳部分被染红。
对位训练 1.下图表示各种膜的组成成分含量,该图不能说明的是
(
)
A.构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质 B.膜中的脂质和蛋白质含量的变化与膜的功能有关 C.膜的功能越简单,所含蛋白质的数量越少 D.膜的功能越复杂,所含糖类的种类和数量越多
(2)复习方法 ①列表比较法:物质的输入和输出方式的比较。 ②图示法:动植物细胞的亚显微结构图,细胞膜、分泌蛋 白的合成与分泌及质壁分离和质壁分离复原图解。
第 5 课时 细胞膜——系统的边界 生物膜的流动镶嵌模型 物质跨膜运输的方式
回扣基础·构建网络
基础导学 一、细胞膜的探索历程 [连一连]
二、细胞膜的制备实验 1.选材:哺乳动物______。 成熟的红细胞 2.原理:红细胞放入清水中,细胞____,细胞内的物 吸水涨破 质流出,从而得到细胞膜。 3.方法:引流法或离心法。 细胞核 4.哺乳动物成熟红细胞的特点:无___和线粒体等众多
2.细胞膜的结构模型——流动镶嵌模型 ⑴结构模型
糖蛋白
磷脂双分子层 蛋白质
⑵结构特点 ①特点:具有一定的___。 流动性
②原因:组成膜的___和___大都是运动的。 蛋白质 脂质
3.细胞膜的功能 ⑴将细胞与_____ _______的相对稳 外界环境 分开,保障了细胞内部环境 定。
自由扩散:不需要_______,其 载体蛋白和能量 浓度差 动力为___,如 H2O、气 被动 体、脂质、乙醇、苯等。 运输 协助扩散:需要____,但不需要_ 载体蛋白 能 量 _,如葡萄糖进入___。 红细胞 主动运输:需要_______,如各种离子 载体蛋白和能量 和氨基酸等。 胞吞和胞吐:___物质进出细胞的运输方 大分子 式,需__但不需____协助,该过程可 能量 载体蛋白 体现细胞膜的___。 流动性
知识网络
蛋白质 脂 质
流动镶 嵌模型 协助 主动 扩散 运输 选择透过性
流动性
突破考点·提炼方法
考点13 典例引领
提升识图析图能力——细胞膜的成分、 结构、功能及流动性、选择透过性之间的关系
1.如图表示细胞膜的结构示意