1、第二单元 细胞的基本结构和物质 运输功能 第 5 课时 细胞膜系统的边界 生物膜 的流动镶嵌模型 物质跨膜的 运输方式 回扣基础构建网络 一、细胞膜的探索历程和制备 1细胞膜的探索历程 实例(实验)结论(假说)脂溶性物质更易通过细胞膜 欧文顿认为 红细胞膜中脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的 2 倍 细胞膜中的脂质分子 电镜下细胞膜呈清晰的暗亮暗三层结构 罗伯特森认为生物膜由 三层结构构成 人鼠细胞杂交实验 细胞膜具有 膜是由脂质组成的排列为连续的两层蛋白质脂质蛋白质流动性想一想 如何鉴定细胞膜中有蛋白质？提示(1)用双缩脲试剂鉴定，出现紫色即证明有蛋白质存在。(2)用蛋白酶处理细胞膜变成全
2、透性膜即可验证。2细胞膜的制备(1)选材：哺乳动物 。(2)原理：红细胞放入清水中，细胞 ，细胞内的物质流出，从而得到细胞膜。(3)方法：引流法或离心法。(4)哺乳动物成熟红细胞的特点：无 ，不再合成蛋白质；无线粒体等细胞器，其呼吸作用类型为 呼吸，产物为 ，原料为 ；原料进入红细胞的运输方式为 扩散；细胞质中主要蛋白质为 ，含微量元素 ，牢记该蛋白质不属于 蛋白，是一种细胞内蛋白质。成熟的红细胞吸水涨破细胞核无氧乳酸葡萄糖协助血红蛋白铁分泌判一判(1)用针扎破或镊子剥下的方法可以吗？(2)用鸡或鱼的红细胞可以吗？为什么？提示(1)不可以。(2)不可以。上述动物红细胞含细胞核和众多的细胞器。二
3、、细胞膜的组成成分、结构和功能 1细胞膜的成分(1)主要成分是 (不能写磷脂，还包括少量的胆固醇)和蛋白质，还有少量的 (不能说葡萄糖或多糖)。(2)脂质中最丰富的是 。(3)膜功能的复杂程度取决于 的种类和数量。脂质糖类磷脂蛋白质推一推 试推断线粒体内膜和外膜上蛋白质成分的多少？提示 内膜上蛋白质成分多于外膜。2细胞膜的结构模型流动镶嵌模型(1)构成膜的基本支架。(2)蛋白质分子有的 ，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的 。(3)细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成 也可以和脂质结合形成 。(4)糖蛋白的功能为 ，还有保护和润滑作用。3结构特点：具有 。磷脂双分子层镶在磷脂双分子层表面横
4、跨整个磷脂双分子层糖蛋白糖脂识别作用一定的流动性4功能(1)将细胞与 分开，保障了 的 相对稳定。(2)物质进出细胞 自由扩散：不需要 ，其动力为 ，如 H2O、气体、脂质、乙醇、苯等。协助扩散：需要 但不需要 ，如葡萄糖进入 。主动运输：需要 ，如各种离子和氨基酸等。外界环境细胞内部环境控制载体蛋白和能量浓度差载体蛋白 能量红细胞载体蛋白和能量胞吞和胞吐：物质进出细胞的运输方式，需 但不需 协助，该过程可体现细胞膜的 。(3)进行细胞间的 。5功能特性：具有 。大分子能量载体蛋白流动性信息交流选择透过性判一判 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，无选择透过
5、性。回扣教材“看教材 42 页图 32“细胞间信息交流的方式举例”，掌握信息交流的三种方式。三、植物细胞壁 1成分：主要是 ；酶解法去除细胞壁所用酶为 ；与其形成有关的细胞器为 和线粒体。2功能：。动物细胞在清水中可吸水涨破，但植物细胞不会，主要是 (填成分)的功劳。纤维素和果胶纤维素酶和果胶酶高尔基体支持和保护纤维素和果胶构建知识网络 突破考点提炼方法考点 14 图解细胞膜的成分、结构、功能及流动性、选择透过性之间的关系 1磷脂分子(1)磷脂分子的元素组成：C、H、O、N、P。(2)单层磷脂分子层水界面排列及搅拌后图解(1)脂质分子中最主要的是磷脂，此外还有胆固醇等。(2)膜上蛋白质是功能行
6、使者，决定膜功能复杂程度。常见蛋白质如载体蛋白、组成糖蛋白等的蛋白质。(3)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。2细胞膜结构示意图3知识网络图解(1)流动性和选择透过性的关系 区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。联系：流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性。(2)流动性原理构成膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是运动的；选择透过性原理膜上载体蛋白的种类和数量。(3)流动性的实例：细胞融合、变形虫变形、白细胞吞噬细菌(胞吞)、分泌蛋白的分泌(胞吐)、温度改变时膜的厚度改变、动物细胞吸水膨胀或失水皱缩等
7、。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下列关于生物膜系统的结构和功能的叙述中，不正确的是 ()A细胞膜的流动镶嵌模型是一种物理模型 B内质网腔中的分泌蛋白运输到细胞外穿过的生物 膜层数是 3 C细胞融合实验说明细胞膜具有一定的流动性 D浆细胞分泌抗体的过程需要生物膜系统的参与 解析 内质网腔中的分泌蛋白运输到细胞外是通过生物膜的融合完成的，没有穿过生物膜。答案 B2如图是细胞膜的亚显微结构模式图，表示构成细
8、胞膜的物质。下列有关说法错误的是 ()A构成细胞膜的基本骨架 B细胞膜的结构特点是具有选择透过性 C细胞识别与物质有关 D由参加的物质运输不一定为主动运输 解析 磷脂双分子层是构成细胞膜的基本骨架。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。细胞识别与糖蛋白()有关。协助扩散也需要载体蛋白的参与。答案 B考点 15 物质运输方式的比较 1离子、小分子的跨膜运输比较 被动运输物质出入细胞的方式 自由扩散协助扩散主动运输运输方向高浓度低浓度高 浓 度 低 浓度一 般 为 低浓 度 高浓度是否需要载体蛋白不需要需要需要是否消耗能量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
9、 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）注意(1)影响自由扩散、协助扩散、主动运输的因素 影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。影响协助扩散的因素：a.细胞膜内外物质的浓度差；b.细胞膜上载体蛋白的种类和数量。影响主动运输的因素：a.载体蛋白；b.能量。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。(2)载体蛋白的化学本质及作用特点 载体蛋白是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性。载体蛋白具有饱和现象，当细胞膜上的某物质的载体蛋白达到饱和时，细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。2大分子的
10、膜泡运输 运输方向 实例 备注 胞吞 细胞外细胞内 白细胞吞噬细菌等 结构基础：细胞膜的流动性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 对位训练3(2010天津理综，4)下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是 ()A主动运输过程中，需要载体蛋白协助和 ATP 提供能量 B在静息状态下，神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输 C质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高 D抗体分泌过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分 解析 主动运输需要载体蛋白协助和消耗能量；静息状态下，神经细胞需要消耗能量通过主动运输来维持细胞膜内外两侧的离子浓度差，因此需要不断地吸收葡萄糖
11、。答案 B 4(2010广东理综，1)下图是植物根从土壤中吸收某矿质离子示意图。据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为()A自由扩散 B协助扩散C主动运输 D被动运输解析 仔细分析该物质跨膜运输的图例可知，该物质的运输是由低浓度到高浓度，不仅需要载体蛋白的协助，还消耗能量，故为主动运输。答案 C 考点 16“体验制备细胞膜的方法”的实验分析 1实验原理、步骤及现象 2实验注意问题(1)选哺乳动物成熟的红细胞作实验材料的原因 动物细胞没有细胞壁；哺乳动物和人成熟的红细胞，没有细胞核和具膜结构的细胞器；红细胞数量大，材料易得。提醒 一定不能选鸡、鱼等非哺乳动物的红细胞做实验材料，因为有细胞核和各
12、种细胞器。(2)取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目的是：使红细胞分散开，不易凝集成块。使红细胞暂时维持原有的形态。(3)操作时载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。(4)滴蒸馏水时应缓慢，边滴加边用吸水纸吸引，同时用显微镜观察红细胞的形态变化。(5)如果该实验过程不是在载物台上的载玻片上操作，而是在试管中进行，那要想获得较纯净的细胞膜，红细胞破裂后，还必须经过离心、过滤才能成功。对位训练5阅读下列材料后，回答问题：科学家在进行细胞膜化学成分分析时，采用哺乳动物或人的红细胞作为实验材料。将其特殊处理使细胞破裂发生溶血现象，一些物质溶出，再将溶出细胞外的物质洗掉，即可得到纯净的细胞膜(又称血
13、影)。有的科学家将“血影”中的脂质提取出来，使其在空气和水界面上铺展成单分子层，所形成的薄膜面积是原来细胞整个表面积的 2 倍。(1)如何处理红细胞才能使其发生溶血现象？_。(2)红细胞溶血后，溶出细胞外的主要物质应该是_，红细胞具有_的功能。(3)“血影”的化学组成是_、_、_，其中的脂质主要是指_。(4)选取鸡的红细胞验证细胞膜具有磷脂双分子层结构可以吗？若选用鸡的红细胞会得到什么结论？为什么？_。(5)使用下列哪种物质处理会使细胞失去识别能力()A核酸酶 B龙胆紫 C糖水解酶 D双缩脲试剂 答案(1)将其放入清水中吸水涨破(2)血红蛋白 运输 O2(3)脂质 蛋白质 糖类 磷脂(4)不可
14、以。无法提取到纯净的细胞膜。因为鸡的红细胞含细胞核和各种细胞器(5)C 方法体验用“模型法”理解细胞膜的组成、结构、功能及特性 典例 如图为物质出入细胞膜的示意图，据图回答下列问题：命题切入点 1：细胞膜的结构及应用前景(1)A 代表_分子；B 代表_；C 代表_。(2)有些有机溶剂如苯酚，可溶解 B 造成膜的损伤，B 的完整化学名称是_。(3)图中 A 的性质最终是由_决定的。（4）生物膜结构和功能的研究成果在工农业生产和医学实践中有着重要用途。下列有关生物膜应用的叙述中，错误的是（）A.模拟生物膜可以处理污水、淡化海水B.研究生物膜可以寻找改善农作物品质的新途径C.模拟生物膜可以人工合成代
15、替人体病变器官的膜材料D.通过膜生物工程技术可以诊断、治疗疾病，完全改变细胞的遗传特性思维导图 细胞膜的组成成分存在形式主要功能实践应用 答案(1)蛋白质 磷脂分子 多糖(2)磷脂双分子层(3)DNA(或基因、遗传物质)(4)D 命题切入点 2：物质运输(1)细胞膜从功能上来说，它是一层_膜。(2)在 ae 的五种过程中，代表被动运输的是_。(3)可能代表氧气运输过程的是图中编号_；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号_。(4)吞噬细胞把失去活性的抗体吞噬进入细胞内的方式属于_。思维导图 细胞膜的功能控制物质进出细胞运输方式及代表实例运输方向 答案(1)选择透过性(2)bcd(3)b
16、a(4)胞吞 命题切入点 3：细胞通讯(1)如果此为神经细胞膜，则当其受刺激后发生兴奋时，Na的流动过程是编号_。(2)细胞识别、物质的跨膜运输等与图中_(填字母)有关。(3)静 息 时，神 经 纤 维 膜 内 外 的 电 位 状 况 是_。(4)癌细胞容易转移，这是因为_。(5)正在研制中的预防艾滋病的疫苗能够使人体淋巴细胞产生特异性的 A。这种 A 叫做_。思维导图 细胞膜功能细胞间传递信息神经传导电位变化、癌细胞特点及抗体抗原识别 答案(1)a(2)A(3)膜外为正、膜内为负(4)癌细胞膜上糖蛋白等物质减少(5)抗体 命题切入点 4：细胞膜的流动性(1)细胞融合的实验证明了细胞膜具有_的
17、特点。(2)细胞融合实验若在 20条件下进行，则两种表面抗原平均分布的时间大大延长，这说明_。若在 1条件下，两 种 表 面 抗 原 难 以 平 均 分 布，这 又 说 明_。(3)摄取膜成分中的磷脂，将其铺在空气水界面上，测得磷脂占有面积为 S。请预测细胞表面积的值接近于_。思维导图 细胞膜的结构特点代表实例影响因素 答案(1)流动性(2)随环境温度的降低，膜上蛋白质分子的运动速度减慢 环境温度很低时，膜上蛋白质分子的运动几乎停止(3)S/2 命题切入点 5：获取纯净的细胞膜 某同学欲获得纯净的细胞膜，以研究其结构及功能。请你帮助设计一个简易实验。(1)选取人体的_作为获取细胞膜纯净物的来源
18、。A成熟红细胞 B神经细胞 C白细胞 D口腔上皮细胞(2)将选取的材料放入_中，一段时间后细胞将破裂。(3)再用_法获得纯净的细胞膜，将膜成分分离提纯后，用_试剂可鉴定其中的蛋白质，具体现象是_。思维导图 获取纯净细胞膜的材料方法细胞膜成分分析及鉴定答案(1)A(2)蒸馏水(3)离心 双缩脲 溶液变紫色 易错警示对物质进出细胞的图解辨析不清 典例 如图为物质出入细胞的四种方式示意图，请据图回答：(1)图中 A 表示_方式，B 表示_方式，C 表示_方式，D 表示_方式。(2)K、O2 和葡萄糖三种物质中，通过 B 方式进入红细胞的是_。(3)与 A 方式相比，B 方式的主要特点是需要借助_，该
19、物质是在细胞内的_上合成的。(4)胰岛 B 细胞分泌胰岛素是通过_方式进行，该种运输方式也体现出细胞膜_的特点。(5)若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，_方式将会受到较大影响。(6)需要载体蛋白协助的方式为_(填字母)，影响 B方式运输速度的因素为_；与 C 运输方式有关的细胞器是_。错因分析 本题易错原因是对物质跨膜运输方式之间的区别模糊不清，如协助扩散和主动运输都需要载体；主动运输、胞吞、胞吐都需要消耗能量，但相互间又有本质的区别。解析 自由扩散受膜两侧浓度差的影响，浓度差越大，物质出入细胞的速度就越快，而协助扩散和主动运输都受到细胞膜上载体蛋白数量的限制，主动运输和胞吐又受到能量多少的限制。
20、答案(1)自由扩散 协助扩散 主动运输 胞吐(2)葡萄糖(3)载体蛋白 核糖体(4)D(或胞吐)具有一定的流动性(5)C、D(或主动运输和胞吐)(6)B、C 浓度差和载体蛋白数量 线粒体和核糖体 纠错笔记 (1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外不要漏掉协助扩散。(2)消耗能量的运输方式除主动运输外不要漏掉胞吞和胞吐。(3)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散，有些主动运输也可以从高浓度到低浓度运输。(4)影响协助扩散运输速度的因素除载体蛋白数量外不要漏掉浓度差。(5)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外不要漏掉载体蛋白的合成场所核糖体。(6)运输速度与 O2浓度无关的
21、运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。检测落实体验成功题组一 细胞膜组成成分、结构及功能 1(2010山东理综，4)下列关于真核细胞生物膜的叙述，正确的是 ()A生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定 B构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇 C有氧呼吸及光合作用产生 ATP 均在膜上进行 D核糖体、内质网、高尔基体的膜都参与蛋白质的合成与运输 解析 生物膜的特定功能是由细胞膜上的蛋白质(如载体蛋白)决定的，这主要是因为蛋白质分子具有特异性；构成细胞的脂质主要是磷脂；有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，能产生 ATP；核糖体为非膜性细胞器。答案 A 2(2010全国理综，1)下列过程中，不直接依赖细胞
22、膜的流动性就能完成的是 ()A植物体细胞杂交中原生质体融合 BmRNA 与游离核糖体的结合 C胰岛 B 细胞分泌胰岛素 D吞噬细胞对抗原的摄取 解析 胰岛素的分泌与细胞膜的胞吐有关，吞噬细胞通过胞吞摄取抗原，都体现了细胞膜的流动性；植物体细胞杂交过程中二者的细胞膜先进行融合，也依赖细胞膜的流动性；核糖体无膜结构，所以 mRNA 与游离核糖体的结合与膜的流动性无关，因此选 B。答案 B 题组二 物质进出细胞膜的运输方式 3.(2010上海卷，10)右图表示一种 物质的跨膜运输方式，下列叙述中 正确的是 ()A该膜中载体蛋白也能运输蔗糖 B碘以该方式进入海带细胞 C该方式不会出现饱和现象 D该方式
23、发生在被运输物质从高浓 度向低浓度运输时 解析 载体蛋白具有特异性，运输葡萄糖的载体蛋白不能运输蔗糖；该物质进入膜内只需要载体蛋白的协助，不需要消耗能量，从高浓度到低浓度，是被动运输，载体蛋白的数量是有限的，所以该过程会出现饱和现象；而碘进入细胞内部是主动运输过程，需要消耗能量。答案 D 4.如图不能够表达的生理过程是()A肾小管细胞分泌 K B胰岛细胞分泌胰岛素 C突触小体释放神经递质 D肠腺细胞分泌肠液 解析 题图是胞吐的过程，分泌蛋白的分泌、神经递质的释放都通过此种方式排到细胞外，而 K的分泌属于主动运输过程。答案 A 题组三 综合知识考查 5如图表示某生物膜结构，图中 A、B、C、D、
24、E、F 表示某些物质，a、b、c、d 表示物质跨膜运输方式。请据图回答：(1)若是癌细胞的细胞膜，则膜上含量较正常细胞减少的物质是 _。(2)若 是线 粒体 膜，b 和 c 过 程运 输的 气 体分 别是_。(3)若是肝细胞膜，进食 34 小时，C 代表的激素_将会增多，促进物质 E 转化为物质 F，F最可能是_。(4)若是神经元细胞膜，则在静息状态，细胞膜两侧的电位表现为_，该状态的维持有赖于图中 a 和 d 过程，则 a 和 d 过程分别运输的物质是_。(5)提取动物的细胞膜，最好选用_做材料，先让其在蒸馏水中吸水涨破，然后经过_处理即可得到纯净的细胞膜。动物细胞吸水膨胀时 B 的厚度变小，这说明 B 具有_ _。答案(1)D 糖蛋白(2)O2、CO2(3)胰高血糖素(或肾上腺素)葡萄糖(4)内负外正 K、Na(5)哺乳动物成熟的红细胞 离心 一定的流动性 返回
