海南省2011届高三生物第一轮复习：生物膜的流动镶嵌模型、物质跨膜运输的方式(新人教版必修1).ppt

时间时间实实例例(实验实验)结论结论(假假说说)19世世纪纪末末脂溶性物脂溶性物质质更易更易通通过细过细胞膜胞膜欧文欧文顿认为顿认为膜膜是由是由_组组成的成的20世世纪纪初初将膜分离提将膜分离提纯纯，并并进进行化学分析行化学分析膜的主要成分膜的主要成分是是 _1925年年红细红细胞膜中脂胞膜中脂质质铺铺展成展成单单分子分子层层后是后是红细红细胞表面胞表面积积的的2倍倍细细胞膜中的脂胞膜中的脂质质分子分子_第第2、3节节 生物膜的流动镶嵌模型物生物膜的流动镶嵌模型物 质跨膜运输的方式质跨膜运输的方式答案：答案：脂质脂质 脂质和蛋白质脂质和蛋白质 排列为连续的两层排列为连续的两层1959年年电镜电镜下下细细胞膜呈胞膜呈清晰的暗清晰的暗亮亮暗三暗三层结层结构构罗罗伯特森伯特森认为认为生物膜由蛋白生物膜由蛋白质质 _蛋蛋白白质质三三层结层结构构构成构成1970年年人鼠人鼠细细胞胞杂杂交交实实验验细细胞膜具有胞膜具有 _1972年年桑格和尼克森桑格和尼克森提出了生物膜提出了生物膜的的 _答案：答案：脂质脂质 流动性流动性 流动镶嵌模型流动镶嵌模型答案：答案：蛋白质和脂质蛋白质和脂质 磷脂双分子层磷脂双分子层 流动性流动性 蛋白质蛋白质分子分子 蛋白质分子蛋白质分子 糖蛋白糖蛋白 糖脂糖脂 流动性流动性 选择选择透过性透过性议一议：议一议：生物膜在结构和功能上的特生物膜在结构和功能上的特点是由什么决定的？点是由什么决定的？答答案案：(1)生生物物膜膜的的结结构构特特点点具具有有一一定定的的流流动动性性，原原因因是是构构成成生生物物膜膜的的磷磷脂脂分分子子和和蛋蛋白白质质分分子子都都是是可可运运动动的。的。(2)生生物物膜膜的的功功能能特特性性具具有有选选择择透透过过性性，原原因因是是膜膜上上载载体体的的种种类类和和数数量不同。量不同。想一想：想一想：为为什么脂溶性物质容易透过什么脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质通过却十细胞膜，不溶于脂质的物质通过却十分困难？分困难？答案：答案：因为组成细胞膜的主要成分中因为组成细胞膜的主要成分中有磷脂，细胞膜以磷脂双分子层为基有磷脂，细胞膜以磷脂双分子层为基本支架。本支架。答案：答案：高浓度高浓度 低浓度低浓度 高浓度高浓度 低浓度低浓度 载体蛋白载体蛋白答案：答案：高浓度高浓度 低浓度低浓度 高浓度高浓度 低浓度低浓度 载体蛋白载体蛋白想一想：想一想：自由扩散、协助扩散和主动运输与胞吞、胞吐有何主要区别？自由扩散、协助扩散和主动运输与胞吞、胞吐有何主要区别？答案：答案：前三种物质运输方式是小分子和离子的运输方式，前三种物质运输方式是小分子和离子的运输方式，不包括大分子，且他们是穿膜运输。胞吞、胞吐是大分子或颗粒性物不包括大分子，且他们是穿膜运输。胞吞、胞吐是大分子或颗粒性物质的运输方式，运输是通过膜融合实现转移的，被运输的物质不直接穿质的运输方式，运输是通过膜融合实现转移的，被运输的物质不直接穿过生物膜。过生物膜。答案：答案：细胞膜细胞膜 囊泡囊泡 囊泡囊泡 融洽融洽观观察察现现象：生物膜象：生物膜对对物物质进质进出出细细胞具有胞具有选择选择性性提出提出问题问题：为为什么生物膜能控制物什么生物膜能控制物质质的的进进出？出？这这与膜的与膜的结结构有何关构有何关系？系？对细胞膜结构的探索历程对细胞膜结构的探索历程（人民教育版）（中国地图版）（人民教育版）（中国地图版）几种膜的分子结构模型几种膜的分子结构模型【提示提示】(1)单位膜模型单位膜模型该该模模型型1935年年提提出出，1959年年，罗罗伯伯特特森森电电镜镜观观察察并并总总结结提提出出的的“蛋蛋白白质质脂质脂质蛋白质蛋白质”三层结构的静态模型。三层结构的静态模型。(2)液态镶嵌模型液态镶嵌模型该该模模型型也也叫叫做做流流动动脂脂质质球球蛋蛋白白镶镶嵌嵌模模型型，该该模模型型主主要要强强调调的的是是，流流动动的的脂脂质质双双分分子子层层构构成成了了膜膜的的连连续续体体，而而蛋蛋白白质质分分子子像像一一群群岛岛屿屿一一样样无无规规则则地地分散在脂质的分散在脂质的“海洋海洋”中。中。(3)晶格镶嵌模型晶格镶嵌模型该该模模型型是是1975年年沃沃利利奇奇提提出出的的，该该模模型型在在一一定定的的条条件件下下，可可能能代代表表某某些些膜膜的的真真实实结结构构，但但并并不不能能作作为为一一般般膜膜的的通用模型。通用模型。(4)板块镶嵌模型板块镶嵌模型该该模模型型是是1977年年，Jain和和White提提出出的。的。事事实实上上，晶晶格格镶镶嵌嵌模模型型和和板板块块镶镶嵌嵌模模型型及及液液态态镶镶嵌嵌模模型型并并没没有有本本质质的的区区别别，前前二二者者只只不不过过是是对对膜膜的的流流动动性性的的分分子子基基础础作作了了解解释释，因因而而是是对对后后者者的的补补充充。目目前前所所流流行行的的关关于于膜膜结结构构的的基基本本观观点点是是1972年年桑桑格格和和尼尼克克森森提提出出的的流流动动镶镶嵌模型。嵌模型。1生生物物膜膜的的结结构构特特点点具具有有一一定定的的流动性流动性(1)结结构构基基础础：构构成成膜膜的的磷磷脂脂分分子子和和大多数蛋白大多数蛋白质质分子是运分子是运动动的。的。(2)实验验证实验验证人鼠人鼠细细胞融合胞融合实验实验 (3)实实例例证证明明：质质壁壁分分离离与与复复原原、变变形形虫虫运运动动、胞胞吞吞和和胞胞吐吐、白白细细胞胞吞吞噬噬细细菌等。菌等。2生物膜的流动性与选择透过性的关系生物膜的流动性与选择透过性的关系(1)区区别别：流流动动性性是是生生物物膜膜的的结结构构特特点点，选选择择透透过过性性是是生生物物膜膜的的功能特性。功能特性。(2)联联系系：流流动动性性是是选选择择透透过过性性的的基基础础，膜膜只只有有具具有有流流动动性性，才才能能实现选择实现选择透透过过性。性。3组成、结构、功能组成、结构、功能关系图解关系图解特别提醒：特别提醒：只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。膜膜的的流流动动性性受受温温度度影影响响，在在一一定定温温度度范范围围内内，随随温温度度升升高高，膜的流动性增强。膜的流动性增强。1(2009临沂模拟临沂模拟)下列最能正确表示下列最能正确表示细细胞膜胞膜结结构的是构的是()解析：解析：细胞膜外表面有起识别作用的糖蛋白，只有细胞膜外表面有起识别作用的糖蛋白，只有C正确。正确。答案：答案：C1自由扩散、协助扩散和自由扩散、协助扩散和主动运输的比较主动运输的比较物物质质出出入入细细胞胞的方式的方式 被被动动运运输输主主动动运运输输自由自由扩扩散散协协助助扩扩散散运运输输方方向向高高浓浓度度低低浓浓度度高高浓浓度度低低浓浓度度低低浓浓度度高高浓浓度度是否需是否需要要载载体体不需要不需要需要需要需要需要是否消是否消耗能量耗能量不消耗不消耗不消耗不消耗消耗消耗图图例例举举例例O2、CO 2、H2O、甘油、甘油、乙醇、苯等乙醇、苯等出入出入细细胞胞红细红细胞吸收胞吸收葡萄糖葡萄糖小小肠肠吸收葡吸收葡萄糖、氨基萄糖、氨基酸、无机酸、无机盐盐等等表示表示曲曲线线(一定一定浓浓度度范范围围内内)2.大分子物质出入细胞的方式大分子物质出入细胞的方式 上上述述三三种种物物质质运运输输方方式式是是小小分分子子和和离离子子的的运运输输方方式式，不不包包括括大大分分子子物物质质。大分子。大分子 物物质质是通是通过过胞吞和胞吐来运胞吞和胞吐来运输输的。的。(1)胞胞吞吞和和胞胞吐吐进进行行的的结结构构基基础础是是细细胞膜的流胞膜的流动动性。性。(2)胞吞和胞吐与主胞吞和胞吐与主动动运运输输一一样样也需也需要能量供要能量供应应，如果分泌，如果分泌细细胞中的胞中的ATP合成受阻，合成受阻，则则胞吐作用不能胞吐作用不能继继续进续进行。行。知识拓展：知识拓展：(1)载体是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性，不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；同；(2)载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体达到饱和时，细胞载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体达到饱和时，细胞吸收该载体运载的物质的速率不再随物质的浓度的增大而增大。吸收该载体运载的物质的速率不再随物质的浓度的增大而增大。3影影响响自自由由扩扩散散、协协助助扩扩散散、主主动动运输的因素运输的因素 (1)影影响响自自由由扩扩散散的的因因素素：细细胞胞膜膜内外物质的浓度差内外物质的浓度差。(2)影影响响协协助助扩扩散散的的因因素素：细细胞胞膜膜内内外外物物质质的的浓浓度度差差；细细胞胞膜膜上上载体的种类和数量载体的种类和数量。(3)影影响响主主动动运运输输的的因因素素：载载体体；能能量量：凡凡能能影影响响细细胞胞内内产产生生能能量量的的因因素素，都都能能影影响响主主动动运运输输，如如氧氧气浓度、温度等。气浓度、温度等。特别提醒：特别提醒：要确定某种物质的运输方式，必须抓三个关键：要确定某种物质的运输方式，必须抓三个关键：分析被运输的物质是否通过细胞膜；分析被运输的物质是否通过细胞膜；明确被运输物质微粒的性质明确被运输物质微粒的性质(大分子、小分子、离子大分子、小分子、离子)；分分析析物物质质通通过过细细胞胞膜膜的的转转运运方方向向（高高浓浓度度低低浓浓度度，低低浓浓度度高浓度），是否需要载体协助，是否需要消耗能量。高浓度），是否需要载体协助，是否需要消耗能量。2下下图图表表示示物物质质通通过过红红细细胞胞膜膜的的示示意意图图，其其中中黑黑点点代代表表物物质质分分子子，圆圆圈圈代代表表载载体体，多多角角形形表表示示能能量量，请请回回答：答：(1)表表示示_方方式式，表表示示_方方式式，表表示示_方方式。式。(2)K、O2和和葡葡萄萄糖糖三三种种物物质质中中，通通 过过 方方 式式 进进 入入 红红 细细 胞胞 的的 是是_。(3)与与方方式式相相比比，方方式式的的主主要要特特点点是是需需要要借借助助_，该该物物质质是是在在细细胞胞内内的的_上上合合成成的的。与与相相比比，方方式式的的不不同同之之处处是是_。(4)若若在在细细胞胞中中注注入入某某种种呼呼吸吸抑抑制制剂剂，_方方式式将将会会受受到到较较大大影影响。响。解解析析：图图显显示示物物质质分分子子透透过过细细胞胞膜膜时时可可完完全全依依靠靠浓浓度度差差既既不不需需载载体体，也也不不消消耗耗能能量量，应应属属自自由由扩扩散散。图图显显示示物物质质分分子子跨跨膜膜运运输输需需载载体体蛋蛋白白协协助助且且消消耗耗能能量量应应属属主主动动运运输输。图图显显示示物物质质分分子子跨跨膜膜时时需需载载体体协协助助，但但不不消耗能量应属协助扩散。消耗能量应属协助扩散。答答案案：(1)自自由由扩扩散散主主动动运运输输协协助助扩扩散散(2)K(3)载载体核糖体需要消耗能量体核糖体需要消耗能量(4)【例例1】如如图图表示表示细细胞膜的胞膜的亚显亚显微微结结构，其中构，其中a a和和b b为为两种物两种物质质的运的运输输方方式，下列式，下列对细对细胞膜胞膜结结构和功能的叙构和功能的叙述正确的是述正确的是()A不同物种的不同物种的细细胞中胞中、的种的种类类均不相同均不相同B移植器官往往移植器官往往难难以存活与以存活与图图中中有关有关Cb物物质质的的运运输输方方式式能能体体现现细细胞胞膜膜的的选选择择透透过过性性，而而a a物物质质的的运运 输输方式不能体方式不能体现细现细胞膜的胞膜的选择选择透透过过性性D构成流构成流动动性的膜，是性的膜，是实现细实现细胞胞间间信息交流的物信息交流的物质质基基础础自主解答：自主解答：_答案：答案：B思思维维延延伸伸：(1)水水稻稻吸吸收收Si4多多，而而吸吸收收Ca2、Mg2相相对对少少，与与图中哪种物质有关？图中哪种物质有关？(2)若若图图中中为为水水通通道道蛋蛋白白，水水分分子子通通过过此此结结构构进进出出细细胞胞，如如果果设设法法关关闭闭离离体体细细胞胞的的结结构构后后，将将其其放放入入30%的的KCl溶溶液液中中，细细胞形态会如何变化？胞形态会如何变化？【例例2】分分析析以以下下资资料料回回答答问问题题：K和和Na均均不不能能通通过过磷磷脂脂双双分分子子层层的的人人工工膜膜；缬缬氨氨霉霉素素是是一一种种脂脂溶溶性性抗抗生生素素；在在人人工工膜膜上上加加入入少少量量缬缬氨氨霉霉素素，K可可以以透透过过人人工工膜膜。下下列叙述不正确的是列叙述不正确的是()A缬缬氨氨霉霉素素的的作作用用类类似似于于载载体体蛋蛋白白B缬缬氨氨霉霉素素与与离离子子的的结结合合具具有有特特异性异性C本本实实验验在在于于研研究究细细胞胞膜膜的的选选择择透透过过性性DK透透过过人人工工膜膜的的方方式式属属于于主主动动运运输输 思思路路点点拨拨：K和和Na均均不不能能通通过过磷磷脂脂双双分分子子层层的的人人工工膜膜，在在人人工工膜膜上上加加入入少少量量缬缬氨氨霉霉素素，K可可以以透透过过人人工工膜膜，Na却却不不能能通通过过，这这说说明明缬缬氨氨霉霉素素的的作作用用类类似似于于载载体体蛋蛋白白，载载体体蛋蛋白白与与离离子子的的结结合合具具有有特特异异性性。但但由由题题干干信信息息还还不不能能判判断断K透透过过人人工工膜膜的的方方式式属属于于主主动动运运输输，因因为为并并没没有有向向人人工工膜膜供供应应能能量量，因因此此只只能能得得出出结结论论：K透透过过人人工工膜膜的的方方式式是是协助扩散。协助扩散。答案：答案：D题后反思题后反思(1)判断物质运输方式的方法：判断物质运输方式的方法：(2)根根据据运运输输方方向向：逆逆浓浓度度梯梯度度的的跨跨膜运输方式是主动运输膜运输方式是主动运输。实验设计题的答题规律实验设计题的答题规律探探究究性性问问题题的的步步骤骤：提提出出问问题题做做出出假假设设设设计计实实验验观观察察现现象象得出得出结论结论这这类类题题型型一一般般提提供供材材料料，给给出出问问题题，让让学学生生确确定定一一个个假假设设题题目目，然然后后展展开开研研究究讨讨论论。关关于于假假设设的的确确定定，一一般般是是问问题题中中某某一一方方面面可可以以是是肯肯定定的的也也可可以以是否定的。是否定的。实验设计题实验设计题答答题规题规律律第第一一步步：认认真真研研读读题题干干信信息息，分分析析题题目目类类型型属属于于验验证证型型实实验验、探探究究型型实实验验、完完全全设设计计型型、半半设设计计型型、实实验验评评价价型型中的哪一种。中的哪一种。第第二二步步：仔仔细细审审读读，找找准准实实验验中中所所要要控控制制的的单单一一变变量量和和因因变变量量，并并分分析析以以什么指什么指标标表示或表示或观观察因察因变变量。量。第第三三步步：运运用用对对照照实实验验思思想想合合理理设设置置对对照照组组。第第四四步步：分分析析实实验验过过程程中中需需要要平平衡衡的的无无关关变变量量，即即避避免免(或或排排除除)无无关关变变量量对实验结对实验结果果(现现象象)的影响。的影响。第五步：推敲精第五步：推敲精练语练语言，准确表达言，准确表达实验实验步步骤骤和和实验结实验结果及果及结论结论。第第六六步步：通通读读自自己己的的实实验验设设计计。运运用用实实验验设设计计所所遵遵循循的的原原则则进进行行对对照，照，检查检查是否有是否有遗遗漏。漏。【例例】(青青岛岛测测试试)某某实实验验小小组组要要对对“低低温温是是否否会会影影响响物物质质的的跨跨膜膜运运输输”进进行行实验实验探究，探究，设计设计了如下了如下实验实验：实实验验步步骤骤：组组装装渗渗透透装装置置两两套套，分分别编别编号号为为1、2。在在两两组组烧烧杯杯中中分分别别加加入入等等量量的的水水，在在长长颈颈漏漏斗斗中中分分别别加加入入等等量量的的同同一一浓浓度度的的蔗蔗糖糖溶溶液液，保保持持管管内内外外液液面面高度相等。高度相等。对对两两组组装装置置进进行行不不同同处处理理：1组组用用水水浴浴锅锅加加热热至至37，2组组的的烧烧杯杯外加冰外加冰块块降温。降温。两两组组装装置置同同时时开开始始实实验验，几几分分钟钟后后观观察察记录记录漏斗的液面刻度漏斗的液面刻度变变化。化。请请分析回答下列分析回答下列问题问题:(1)本本实实验验是是通通过过测测定定水水分分子子通通过过膜膜的的扩扩散散即即_作作用用速速率率来来进进行行探探究的。究的。(2)此此实实验验的的自自变变量量是是_；为为了了直直观观地地表表示示相相对对速速率率，用用_作作为为因因变变量。量。(3)该实验该实验可能的可能的结结果与果与结论结论是：是：_；_；_。(4)如如果果上上述述实实验验结结果果证证明明了了“低低温温能能影影响响物物质质跨跨膜膜运运输输的的速速率率”，那么那么对对于生物活于生物活细细胞来胞来讲讲，产产生生这这种情况的原因是：种情况的原因是：_；_。思思路路点点拨拨：设设计计实实验验时时不不仅仅要要注注意意严严格格遵遵循循对对照照原原则则和和单单因因子子变变量量原原则则，也也要要特特别别注注意意实实验验中中观观察察或或者者记记录录对对象象的的选选择择。选选取取观观察察对对象象时时，要要注注意意选选取取的的观观察察或或记记录录的的对对象象要要方方便便直直观观，易易于于操操作作、观观察察、记记录录，无无关关的的干干扰扰因因素素少少等等。对对于于实实验验的的类类型型一一定定要要注注意意分分析析清清楚楚，是是探探究究实实验验还还是是验验证证实实验验，本本题题是是探探究究实实验验，所所以以预预测测其其结结果时就要注意分析全面。果时就要注意分析全面。自自主主解解答答：_答案：答案：(1)渗渗透透(2)渗透系渗透系统统所所处处的的不同温度不同温度环环境漏斗液面高度的境漏斗液面高度的变变化化(3)若若1组组漏斗液面比漏斗液面比2组组高，高，则说则说明明低温会影响物低温会影响物质质的跨膜运的跨膜运输输且运且运输输速速率减慢率减慢若若2组组漏斗的液面比漏斗的液面比1组组高，高，则说则说明低温会影响物明低温会影响物质质的跨膜运的跨膜运输输且且运运输输速率加快速率加快若若1、2组组漏斗的液漏斗的液面高度相同，面高度相同，则说则说明温度高低并不影明温度高低并不影响物响物质质的跨膜运的跨膜运输输(4)低温会影响低温会影响细细胞膜的流胞膜的流动动性，从而影响其功能性，从而影响其功能低温会影响低温会影响酶酶的活性，从而影响的活性，从而影响细细胞呼吸胞呼吸释释放能量的放能量的过过程程