1、教 材 面 面 观一、生物膜的探索历程119 世纪末，欧文顿根据脂溶性物质更容易通过细胞膜，提出膜是由_组成的。220 世纪初，化学分析表明，膜的主要成分是_。31925 年，荷兰科学家得出细胞膜中的脂质分子排列为连续的_。420 世纪 40 年代，科学家推测脂质两边各覆盖着_。51959 年，罗伯特森认为生物膜由_三层结构构成。61970 年，人鼠细胞杂交实验表明，细胞膜具有_。71972 年，桑格和尼克森提出的生物膜的_模型为大多数人所接受。二、流动镶嵌模型的基本内容1_构成膜的基本支架，具有流动性。2蛋白质分子：有的镶嵌在磷脂双分子层的_，有的部分或全部嵌入_中，有的横跨整个磷脂双分子层
2、；大多数蛋白质分子可以_。3细胞膜表面：(1)糖被：糖类与蛋白质结合形成的_，具有_作用。此外消化道、呼吸道上皮细胞表面的该物质还有_和_作用。(2)糖类还与脂质结合形成_。思考 糖被和糖脂在生物膜上的分布有何特点？三、物质跨膜运输的方式1物质跨膜运输的方式(1)被动运输_：不需要载体和能量，如水、CO2、O2、甘油、乙醇、苯等。协助扩散：需要_，但不需要_，如红细胞吸收葡萄糖。(2)主动运输：既需要_协助，又需要消耗_，如K、Na、Ca2氨基酸等。2大分子物质的运输方式大分子物质以_和_方式进出细胞，这些过程与细胞膜的_有关。答案：一、1.脂质 2.脂质和蛋白质 3.两层 4.蛋白质 5.蛋
3、白质脂质蛋白质 6.流动性 7.流动镶嵌二、1.双层磷脂分子 2.表面 磷脂双分子层 运动 3.(1)糖蛋白 识别 保护 润滑(2)糖脂思考 糖被和糖脂只分布在细胞膜的外表面，在细胞膜的内表面或其他生物膜上都不存在。三、1.(1)自由扩散 载体 消耗能量(2)载体 能量 2.胞吞 胞吐 流动性考 点 串 串 讲考点一 细胞膜的流动镶嵌模型1.化学成分：主要是磷脂分子和蛋白质分子，碳水化合物都和膜蛋白或膜脂结合成糖蛋白或糖脂。2空间结构：双层磷脂分子组成膜的基本骨架；蛋白质分子镶嵌、嵌入或贯穿于磷脂双分子层中，如下图所示：3结构特点：(1)镶嵌性：膜的基本结构是由磷脂双分子层镶嵌蛋白质构成的；(
4、2)流动性：膜结构中的蛋白质和磷脂分子在膜中都是可以做多种形式的运动的，导致膜整个具有一定的流动性；(3)不对称性：膜两侧的分子性质和结构不相同，如糖蛋白只分布在细胞膜的外表面，在细胞膜的内表面没有糖被；(4)影响因素：主要受温度影响，适当温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度高出一定范围，则导致膜的破坏。4功能特性：选择透过性(1)表现：植物根对矿质元素的选择性吸收，神经细胞对 K的吸收和对 Na的排出，肾小管的重吸收和分泌，小肠的吸收等。(2)原因：遗传性决定,载体种类、数量决定,选择性。5细胞膜的流动性与选择透过性流动性与选择透过性都是对细胞膜的描述，但两者既有区别又有联系。
5、(1)区别：流动性是细胞膜结构方面的特性，选择透过性体现了细胞功能方面的特性，主动运输能充分说明选择透过性。(2)联系：细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现选择透过性。相反，如果细胞膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。总之，膜的组成、结构和功能可表示为如图：即时应用1.下图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图，有关叙述不正确是()A具有的一侧为细胞膜的外侧B细胞膜表面的含量较其他生物膜要多C组成细胞膜的基本支架是D细胞膜的选择透过性与的种类和数量有关答案：C解析：图示中为糖蛋白，分布在细胞膜的外侧，具有识别等功能，故依据糖蛋白的
6、分布可判断细胞膜的内外侧；同时，细胞膜为细胞的边界，糖蛋白的含量较其他生物膜高。图示中为磷脂分子，而构成细胞膜的基本支架应为磷脂双分子层，故 C 选项不正确。图示中为蛋白质分子，其种类和含量与细胞膜的选择透过性有关。2(多选)生物膜的流动镶嵌模型可以合理解释()A变形虫的变形运动B生物细胞不能无限长大的原因C脂质可以优先通过细胞膜D细胞内代谢的有序进行答案：AC解析：生物膜的流动镶嵌模型显示了生物膜的主要成分、基本骨架，并且显示生物膜是动态的而不是静态的。A 项可以用生物膜的流动性来解释；C 项可以用生物膜的基本支架是磷脂双分子层来解释。考点二 物质跨膜运输的方式1.自由扩散、协助扩散和主动运
7、输的比较物质运输的方式细胞膜内外物质浓度高低是否需要载体是否消耗能量模型图例自由扩散高 浓 度 低浓度 不需要 不消耗 被动运输协助扩散高 浓 度 低浓度 需要 不消耗 主动运输 低 浓 度 高浓度需要消耗2.影响主动运输的因素(1)载体：载体是细胞膜上的一类蛋白质。载体具有特异性，不同物质运输所需的载体不同，不同生物细胞膜上的种类和数目也不同。其根本原因是由基因决定的。载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体已经达到饱和，细胞吸收该载体运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。(2)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。3影响物质运输速率的曲线分析(1)物质浓
8、度(在一定浓度范围内)对运输速率的影响曲线：自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧，其动力是两侧物质的浓度差，在一定浓度范围内，物质运输速率与两侧物质浓度差成正比。协助扩散和主动运输的共同特点是都需要载体协助。在物质浓度较低时，随物质浓度差的增大，运输速率也逐渐增大，到达一定物质浓度时，由于受膜上载体数量的限制，运输速率不再随物质浓度差增大而增大。(2)氧气浓度对物质运输速率的影响协助扩散或主动运输曲线：自由扩散和协助扩散统称为被动运输，其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧，其运输的动力都是浓度差，不需要能量，因此与氧浓度无关，运输速率不随氧浓度增大而改变。主动运输方式既需要载体协助又
9、需要消耗能量。在氧气浓度为零时，通过细胞无氧呼吸供能，但无氧呼吸产生能量较少所以运输速率较低，在一定范围内随氧气浓度增加运输速率不断加快，当氧浓度足够高时，运输速率不再随氧浓度增大而加快。4某些大分子物质和颗粒性物质，主要通过胞吞和胞吐两种方式进出细胞。物质通过胞吞和胞吐进出细胞时，需要消耗能量。由于在胞吞和胞吐过程中，物质始终没有穿过细胞膜，所以通常不把这两种运输方式列入物质跨膜运输方式中。即时应用1.如图所示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被动运输答案：C解析：本题考查物质的跨膜运输的方式，意在考查考生的
10、识图分析能力。分析图示可知，矿质离子的运输方向是从低浓度到高浓度，需要载体协助，还消耗能量，故为主动运输。2如图表示细胞膜的亚显微结构，其中 a、b 表示两种不同的物质，箭头表示运输的方向。下列有关叙述错误的是()Ab 物质有可能是 CO2Ba 物质的运输过程不需要能量，但需要载体C细胞间的识别和细胞的癌变与有密切的关系D适当提高温度将加快和的流动速度答案：B解析：从图上看，a 物质的运输是从低浓度到高浓度，因此是主动运输，需要载体和能量。考点三 膜泡运输胞吞作用与胞吐作用1.胞吞作用单细胞动物如变形虫、草履虫等，都可吞噬细菌或其他食物颗粒。人体白细胞吞噬细菌、细胞碎片以及衰老的红细胞。这种细
11、胞吞噬固体颗粒的作用称为吞噬作用。除固体颗粒外，多种细胞如肠壁细胞，以及一些原生动物如变形虫等，还能吞入液体。其吞入的方式是细胞膜向内折，形成细长的管，管内充满吞入的外界液体，管从末端断开成为游离的含有液体的小泡。这种吞入液体的方式称为胞饮作用。吞噬作用和胞饮作用统称胞吞作用。2胞吐作用吞入的食物被消化后，剩余残渣从细胞表面排出的过程，称为胞吐作用。细胞自身合成的物质，如胰腺分泌细胞合成的酶原颗粒(蛋白质)从细胞表面分泌出去，也是胞吐作用。特别提示(1)胞吞作用、胞吐作用可使大分子物质、固体颗粒(如病毒、细菌、食物颗粒)、液体等每次大量进出细胞。(2)这些物质进出细胞时并没有(也不可能)透过细
12、胞膜，而是通过细胞膜的流动性形成食物泡、分泌泡等具膜小泡来完成的。(3)胞吞时，细胞膜因有一部分形成了食物泡的膜而使其总面积减小；胞吐时，因分泌泡的膜并入细胞膜而使其面积增大。(4)胞吞作用和胞吐作用均消耗 ATP。即时应用下图表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列与此有关的叙述，错误的是()Aa 与 b 均要以膜的流动性为基础才可能发生Ba 要有细胞表面识别和内部供能才可能完成Cb 表示细胞分泌的同时导致膜成分的更新Db 与 a 分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式答案：D解析：胞吞和胞吐是细胞膜流动性的具体体现。胞吞是指物质通过细胞膜外表面的糖被识别，消耗能量进入细胞内；细胞
13、分泌是指高尔基体“出芽”形成的囊泡与细胞膜融合，将大分子物质排到膜外，因此，有部分高尔基体膜的成分转移到细胞膜中；细胞排出废物和摄取养分的基本方式是利用膜的选择透过性直接通过细胞膜以被动运输、主动运输等方式进行的。实 验 关 关 顺实验类型 生物学实验设计生物学实验设计方案的内容一个完整的生物实验一般包括以下七个步骤：实验设计中的注意事项1注意看清是探究性实验(需分情况讨论)，还是验证性实验(不需讨论，直接写现象和结论)探究性实验验证性实验实验假设需要假设不需要假设实验现象未知、可以不描述已知、应准确描述实验结果对应假设、分类讨论无实验结论无肯定的结论如探究兴奋传递在突触之间是单向还是双向(讨
14、论三种情况，双向、单向有 AB 和 BA)；验证兴奋的突触之间单向传递(只写一情况，不需讨论)。2变量的控制确定自变量(指人为控制的因素)和因变量(随自变量变化而产生相应变化的因素)，严格控制好无关变量(指除自变量外对实验结果产生干扰的其他因素)。如验证酶的高效性实验中各变量如下：自变量：Fe3和 H2O2 酶因变量：H2O2 分解速率无关变量：H2O2 浓度、温度、肝脏研磨液的新鲜程度3设置对照注意实验组和对照组，视题目具体情况，有时设两组对照，有时设三组对照，注意无关变量的控制。(1)实验材料选择：A 植物：“大小相似、长势相同的同种植株”。B 动物：“体重、大小、年龄、生理状况、性别均相
15、同的同种动物”。(2)试剂选择：等浓度、等体积、等量且适量。(3)实验器具：大小相同；使用滴管不能共用，应选不同的滴管。(4)培养条件：相同，时间一致。4注意题目中给定实验材料如一道题给定材料是癌细胞，不能用正常细胞做实验；诱导染色体加倍给定，就不能用秋水仙素处理，而应低温诱导，即必须按材料和实验要求设置实验。5确定描述实验现象的指标(1)物质鉴定出现颜色反应，指标可用颜色的深浅、是否出现以及出现时间长短表示。某题探究端粒酶与癌细胞增殖代数关系，其指标应为增殖代数而非细胞数目。(2)探究光与叶绿素形的关系，其指标应为玉米幼苗的颜色。6实验步骤第一步：获取实验材料并分组。第三步：实验组、对照组的
16、设置。第三步：给足其他实验条件，一段时间后，观察并记录实验结果。7现象与结论(1)注意是否分情况讨论。(2)注意现象与结论的对应关系。即时应用血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏则血液不能凝固，草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝作用。请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果，以及验证钙离子在血液凝固中的作用，并回答问题。一、实验材料和用具(1)兔，(2)生理盐水，(3)酒精棉，(4)适宜浓度的草酸钾溶液，(5)适宜浓度的氯化钙溶液，(6)试管，(7)注射器(针管、针头)。二、实验步骤和实验结果第一步：在 A、B 试管中分别加入等量
17、的草酸钾和生理盐水(见图)第二步：_。第三步：_；结果_。第四步：_；结果_。问题：设置 B 管的目的是_。答案：第二步：用酒精棉消毒，用注射器抽取家兔血(材料的预处理)第三步：立即将等量的新鲜血分别加入到 A、B 两试管中，摇匀旋转一段时间结果：A 管不凝固，B 管凝固第四步：将等量的 CaCl2 溶液分别加入到 A、B 两试管中结果：A 管凝固，B 管仍凝固问题：作为 A 的对照解析：(1)首先分析这个实验设计题的实验目的是什么？(验证钙离子在血液凝固中的作用)(2)实验原理是什么？(草酸钾与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝作用)(3)这个实验中的实验变量是什么？(钙离子的有
18、无)反应变量是什么？(血液凝固与否)(4)这个实验中的无关变量是什么？(影响血液凝固的其他因素，如温度、草酸钾浓度、试管的干净程度等)(5)该实验的实验组为哪支试管？(A 管)对照组为哪支试管？(B管)该实验为何种对照类型？(空白对照：一支试管中加入草酸钾，一支没有加，自身对照：A 管血液中的钙离子首先与草酸钾形成了沉淀，后又加入氯化钙)。(6)该实验采用何种方法均衡无关变量？(对照和平衡等量原则)。(7)设计实验步骤：(四步曲)第一步：在 A、B 两试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水。(分组编号)第二步：用酒精棉消毒，用注射器抽取家兔血。(材料的预处理)第三步：立即将等量的新鲜血分别加
19、入到 A、B 两试管中(A 试管是用草酸钾处理，B 试管是用生理盐水处理)。经过一段时间以后，结果 A 管不凝固、B 管凝固。(结果观察)由此对照说明，缺乏钙离子血液不凝固，有钙离子血液凝固。那么如何肯定是血液中的钙离子，而不是其他某些物质(如血液中的 Mg2、K、Na等)在凝血中的作用呢？由题干提供的材料还可以再做一组对照实验。即在 A 管发生沉淀之后，再加入一定量的氯化钙溶液，就会发现 A 管中血液发生了凝固。由 A 管加入氯化钙前后的现象对比，可以验证在凝血中起作用的是 Ca2，而非其他物质。第四步：将等量的氯化钙溶液分别加入到 A、B 两试管中，结果 A 管凝固，B 管仍凝固。典 例
20、对 对 碰类型一 细胞膜的结构和功能例 1苋菜用清水怎么洗，清水仍不见红色物质，但若放入沸水中一烫。水立刻变成红色。这个现象是因为()A在清水中没有物质出入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沸水使细胞膜失去选择透过性答案：D解析：细胞膜具有选择透过性，只有细胞是活的，才具有此特性。通常情况下，色素等物质是大分子，是不能通过活细胞的细胞膜的，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，细胞膜不具有选择透过性，细胞里面的色素物质就可以不受限制地出来了，故使水变成红色。类型二 物质跨膜运输方式例 2已知某种物质通过细胞膜的方式如图所示，则下列说法中不正确的是()A物质能跨膜运输B细胞膜是选择透过性膜C所有分子和离子都可以通过细胞膜D若该细胞是水稻细胞，则水和 Si4可通过它答案：C解析：物质 b 从细胞外进入细胞内需载体并消耗 ATP，故其主动运输过程。物质 b 可进入细胞而物质 a 不能，故可说明“物质能跨膜运输”及“细胞膜是选择透过性膜”；无机盐离子进入细胞的方式是主动运输，故 D 项正确；细胞需要的小分子或离子可被选择性吸收进入细胞，而并非所有分子都可进入细胞，故 C 项错误。THANKS
