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 物质跨膜运输的方式回扣基础构建网络 一、细胞膜的探索历程基础导学连一连 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：无和线粒体等众多细胞器；原料(葡萄糖)进入红细胞的运输方式为扩散；细胞质中的主要蛋白质为，含微量元素，该蛋白质不属于蛋白，是一种细胞内蛋白质。二、细胞膜的制备实验 想一想 用针扎破或镊子剥下的方法可以吗？用鸡或鱼的红细胞可以吗？为什么？提示 不可以。不可以。上述动物红细胞含细胞核和众多的细胞器。成熟的
2、红细胞吸水涨破细胞核协助血红蛋白铁分泌三、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)细胞膜由蛋白质、磷脂和糖类组成，主要成分为脂质()功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多()脂质中的磷脂和胆固醇都是组成膜的成分()线粒体内膜和外膜上蛋白质成分相等()想一想 如何鉴定细胞膜中有蛋白质？提示 主要成分还有蛋白质 提示 内膜上蛋白质成分多于外膜。提示 用双缩脲试剂鉴定，出现紫色即证明有蛋白质存在。用蛋白酶处理细胞膜，变成全透性膜即可验证。结构模型 2细胞膜的结构模型流动镶嵌模型 结构特点 特点：具有一定的。原因：组成膜的和大都是运动的。流动性蛋白质脂质糖蛋白磷脂双分子层蛋白质
3、将细胞与分开，保障了的相对稳定。3细胞膜的功能控制 离子 和小 分子 物质 被动 运输 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。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。大分子物质外界环境细胞内部环境载体蛋白和能量浓度差载体蛋白红细胞能量载体蛋白和能量大分子能量载体蛋白流动性物质进出细胞 进行细胞间的。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
4、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。信息交流选择透过性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知识网络蛋白质脂质流动镶嵌模型流动性协助 主动扩散 运输选择透过性突破考点提炼方法 1如图表示细胞膜的结构示意 图。下列有关叙述错误的是()AA是蛋白质，B是磷脂分子 B二氧化碳和氧气通过膜需要A 的协助 C构成细胞膜的A与B大多数可以运动 D适当提高温度，能使A和B的相对运动加快，透性增加，有利于生命活动的进行 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典例引领考点13
5、 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 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。膜的流动性的原因。1磷脂分子 考点剖析 磷脂分子的元素组成：C、H、O、N、P。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 脂质分子中最 主要的是磷脂，此外 还有胆固醇等。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、
6、糖蛋白等。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。3知识网络图解 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。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。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。细胞膜选择透过性实验探究思路方法 实验探究 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
7、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。1下图表示各种膜的组成成分含量，该图不能说明的是 ()对位训练 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 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
8、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。答案 D 2(2010山东理综，3)如图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下 列表述正确的是 ()列表图示曲线三位一体突破法 物质运输方式的比较 典例引领考点14 A脂溶性小分子物质不能通过方式a运输 B与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面 C方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关 D抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响 解析 分析题目
9、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。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。1离子、小分子的跨膜运输比较 考点剖析物质出入细胞方式 被动运输 主动运输 自由扩散 协助扩散 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
10、 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 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.细胞膜上载体的种类和数量。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。载体的化学本质及作用特点 载体是细胞膜上
11、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。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。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 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(蛋白 质类激素、消化酶等)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
12、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 对位训练 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
13、增加时的细胞液浓度乙。答案 B 3科学家常用哺乳动物成熟的红细胞作材料来研究细胞膜的组成，是因为 ()A哺乳动物成熟的红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到 B哺乳动物成熟的红细胞容易得到 C哺乳动物成熟的红细胞在水中容易涨破 D哺乳动物成熟红细胞内没有核膜、线粒体膜等膜结构 答案 D 解析 关键是没有其他膜的干扰，才可提取到较纯净的细胞膜。实验技能提升“体验制备细胞膜的方法”的实验分析 典例引领考点15 排雷 材料选择三要素：哺乳动物(其他动物不可以)；成熟的(未成熟的不可)；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 选哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料
14、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作为实验材料，因为有细胞核和各种细胞器。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。操作时载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。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。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。3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
15、析时，采用哺乳动物或人成熟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。对位训练 如何处理红细胞才能使其发生溶血现象？。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。将其放入清水中吸水涨破 血红蛋白 运输O2 “血影”的化学组成是、，其中的脂质主要是指。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？。使用下列哪种物质处理会使细胞失去识
16、别能力()A核酸酶 B龙胆紫 C糖水解酶 D双缩脲试剂 C 脂质 蛋白质 糖类 不可以。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 磷脂 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 A代表分子；B代表；C代表。蛋白质 磷脂分子 多糖 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。图中A的性质最终是由决定的。磷脂双分子层DNA 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
17、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 D 命题切入点2：物质运输 细胞膜从功能上来说，它是一层膜。在ae的五种过程中，代表被动运输的是。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。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 选择透过性bcdba胞吞 命题切入点3：细胞通讯 细胞识别、物质的跨膜运输等与图中(填
18、字母)有关。静息时，神经纤维膜内外的电位状况是。癌细胞容易转移，这是因。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 A外正、内负癌细胞膜上糖蛋白等物质减少抗体 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_。
19、流动性分子的运动速率减慢随环境温度的降低，膜上蛋白质环境温度很低时，膜上蛋白质分子的运动几乎停止S/2 思维导图 细胞膜的结构特点代表实例影响因素 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。选取人体的作为获取纯净细胞膜的来源。A成熟红细胞 B神经细胞 C白细胞 D口腔上皮细胞 将选取的材料放入中，一段时间后细胞将破裂。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 A蒸馏水离心 双缩脲 溶液变紫色 典例 如图为物质出入细胞的四种方式示意图，请
20、据图回答：易错警示对物质进出细胞的图解辨析不清 图中A表示方式，B表示方式，C表示方式，D表示方式。K、O2和葡萄糖三种物质中，通过B方式进入红细胞的是。与A方式相比，B方式的主要特点是需要借助，该物质是在细胞内的上合成的。自由扩散协助扩散主动运输胞吐葡萄糖载体蛋白核糖体 胰岛B细胞分泌胰岛素是通过方式进行的，该种运输方式也体现出细胞膜的特点。若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，方式将会受到较大影响。需要载体蛋白协助的方式为(填字母)，影响B方式运输速率的因素为；与C运输方式有关的细胞器是。D(或胞吐)具有一定的流动性C、D(或主动运输和胞吐)B、C 浓度差和载体蛋白数量线粒体和核糖体 错因分析 本
21、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，物质出入细胞的速率就越快，而协助扩散和主动运输都受细胞膜上载体蛋白数量的限制，主动运输和胞吐又受能量多少的限制。纠错笔记 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。消耗能量的运输方式除主动运输外不要漏掉胞吞和胞吐。纠错笔记 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。影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外不要漏掉浓度差。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。运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。胞吞(吐)的大分子物质穿过细胞膜的层数为0，因为该过程是通过膜的融合将物质转入或转出细胞的。