2013届高三生物复习课件-- 细胞膜、生物膜的流动镶嵌模型.ppt

1第 5 讲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2一、细胞膜成分、制备、功能1细胞膜的制备(1)选材：哺乳动物 ，原因是其没有 。(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。主干知识整合成熟的成熟的红细红细胞胞细细胞核和众多胞核和众多细细胞器胞器吸水吸水涨涨破破32细胞膜的成分(1)主要成分是 ，另外还有少量的糖类。(2)在组成细胞膜的脂质中，最丰富。(3)功能越复杂的细胞膜，的种类和数量越多。3细胞膜的功能(1)将细胞与 分隔开，保障了细胞内部环境的 。脂脂质质和蛋白和蛋白质质磷脂磷脂蛋白蛋白质质外界外界环环境境相相对稳对稳定定4(2)控制物质进出细胞细胞需要的 ，进入细胞。细胞产生的 、和废物排到细胞外。细胞膜的控制作用是 。(3)进行细胞间的信息交流 基础：大多与细胞膜的 有关。方式a通过细胞分泌的 间接传递信息。b通过相邻两细胞的 直接接触传递信息。c通过相邻两细胞间形成 进行信息交流。营营养物养物质质可以从外界可以从外界抗体抗体激素激素相相对对的的糖被糖被(糖蛋白糖蛋白)化学物化学物质质细细胞膜胞膜通道通道5【特别提醒】不不同同种种类类的的细细胞胞，细细胞胞膜膜的的成成分分及及含含量量不不完完全全相相同同，如如动动物物细细胞胞膜膜中中含含有有一一定定量量的的胆胆固固醇醇，而而植植物物细细胞胞膜膜中中含含量量很很少少或或没没有有。细细胞胞在在不不同同时时期期，细细胞胞膜膜的的成成分及含量也会发生变化，如癌细胞糖蛋白减少。分及含量也会发生变化，如癌细胞糖蛋白减少。6二、生物膜流动镶嵌模型的基本内容 1组成成分及其分布(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 。磷脂双分子磷脂双分子层层镶镶在磷脂双子在磷脂双子层层表面表面横跨整个磷脂双分子横跨整个磷脂双分子层层糖蛋白糖蛋白糖脂糖脂72结构特点具有 ，其原因是组成膜的 ，都是可以运动的。【特别提醒特别提醒】糖蛋白分布在细胞膜的外表面，据此可判断细胞膜的内外表面。糖蛋白除具有识别作用外，还具有保护和润滑作用。流流动动性性磷脂分子磷脂分子大多数蛋白大多数蛋白质质8三、物质出入细胞的方式1离子和小分子物质的运输方式(1)自由扩散：不需要 ，如水、CO2、O2、甘油、乙醇、苯等。(2)协助扩散：需要 ，但不需要 ，如 吸收葡萄糖。载载体和能量体和能量载载体体能量能量红细红细胞胞9(3)主动运输：需要 ，如K、Na、Ca2等离子。2大分子物质的运输方式大分子物质以 方式进出细胞。载载体和能量体和能量胞吞或胞吐胞吞或胞吐10【特别提醒】胞胞吞吞和和胞胞吐吐不不属属于于跨跨膜膜运运输输方方式式，但但与与细细胞胞膜膜的的流流动动性性有有关关，且且需需要要能能量量。小小肠肠黏黏膜膜上上皮皮细细胞胞吸吸收收葡葡萄糖的方式是主动运输。萄糖的方式是主动运输。111细胞膜的成分 考点一：细胞膜的成分、结构和功能细胞膜的成分、结构和功能高频考点突破成分含量在细胞膜中的作用脂质磷脂约50%其中磷脂构成细胞膜的基本支架胆固醇蛋白质约40%(1)载体蛋白、受体蛋白等在物体运输、信息交流中具有重要作用(2)功能越复杂的膜中，蛋白质种类和含量越多糖类约2%10%与细胞膜上部分蛋白质和脂质结合形成糖蛋白、糖脂，与细胞识别等作用有关122.结构(1)磷脂分子 13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。14(2)细胞膜结构示意图 15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、组成糖蛋白等的蛋白质。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。163细胞膜的功能 17【特别提醒】(1)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。(2)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，随温度升高，膜的流动性增强。随温度升高，膜的流动性增强。18【对位训练】1下下图图表表示示各各种种膜膜的的组组成成成成分分含含量量，该该图图不不能能说说明的是明的是 19A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20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。答案D 212图1是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨质膜的亲水性通道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过。图2表示磷脂在细胞膜内外两侧分布的百分比。请据图分析下列叙述不正确的是 222324A图1所示生物膜最可能是细胞膜，因为有糖蛋白丁B物质通过离子通道不需要消耗ATPC由图1和图2可知，膜脂和膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的D若丁是受体，则丁的化学成分为蛋白质 25解析图中丁是糖蛋白，分布于细胞膜外表面，故图1最可能为细胞膜。由题干信息可知，物质顺浓度梯度通过通道蛋白，因此不消耗ATP。由图1和图2可知，膜的成分在膜上的分布是不对称的。丁的化学成分应为糖蛋白。答案D26考点二：物质进出细胞的方式及相关模型、曲线分析物质进出细胞的方式及相关模型、曲线分析 物质出入细胞的方式被动运输主动运输胞吞、胞吐自由扩散协助扩散特点不需要载体、不消耗能量需要载体、不消耗能量需要载体、消耗能量不需要载体、消耗能量模型举例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯红细胞吸收葡萄糖小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等胞吐：胰岛素、消化酶、抗体等分泌到细胞外胞吞：吞噬细胞吞噬细菌 27曲线表示物质浓度细胞内液浓度可以超过细胞外液的浓度，即可逆浓度梯度进行运输氧分压A点：无氧呼吸物质运输提供能量28【特别提醒】(1)同同一一种种物物质质进进出出不不同同细细胞胞时时，运运输输方方式式可可能能不不同同，如如红红细细胞胞吸吸收收葡葡萄萄糖糖为为协协助助扩扩散散，小小肠肠细细胞胞吸吸收收葡葡萄糖则是主动运输。萄糖则是主动运输。(2)在在跨跨膜膜运运输输方方式式中中，只只有有主主动动运运输输需需要要能能量量，且能逆浓度梯度运输。且能逆浓度梯度运输。29【对位训练】3(2010广广东东理理综综)如如图图是是植植物物根根从从土土壤壤中中吸吸收收某某矿矿质质离离子子示示意意图图。据据图图判判断断，该该离离子子跨跨膜膜进进入入根根毛毛细细胞胞的的方式为方式为30A自由扩散B协助扩散C主动运输 D被动运输解析据图可知，该植物根从土壤中吸收某矿质离子，既需要细胞膜上载体蛋白的协助，又需要消耗ATP，符合主动运输的特点。答案C 314(2012长春毕业班第一次调研)下图有关概念的分析，正确的是32A和所示的过程都需要消耗细胞内ATP水解释放的能量B只有所示的过程能逆浓度梯度运输物质C大分子只有通过所示的过程才能进入细胞D腌制蜜饯时蔗糖进入细胞与过程和有直接关系解析表示主动运输，表示协助扩散，协助扩散是顺浓度梯度运输物质，不消耗能量。一些大分子物质可通过内吞和外排进出细胞。蜜饯腌制过程中细胞因失水过多死亡，此时细胞的选择透过性丧失。答案B 331选哺乳动物成熟的红细胞作实验材料的原因(1)动物细胞没有细胞壁，不但省去了去除细胞壁的麻烦，而且无细胞壁的支持、保护，细胞易吸水胀破。(2)哺乳动物和人成熟的红细胞，没有细胞核和具有膜结构的细胞器，易用离心分离法得到不掺杂细胞内膜系统的纯净的细胞膜。(3)红细胞数量大，材料易得。2实验原理细胞内的物质具有一定的浓度。把细胞放入清水中，细胞由于吸水而胀破，除去细胞内的其他物质，得到细胞膜。考点三：体验制备细胞膜的方法体验制备细胞膜的方法343实验步骤354实验注意事项(1)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。(2)操作时载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。(3)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。(4)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。36【对位训练】5阅读下列材料后，回答问题：阅读下列材料后，回答问题：科科学学家家在在进进行行细细胞胞膜膜化化学学成成分分分分析析时时，采采用用哺哺乳乳动动物物或或人人的的红红细细胞胞作作为为实实验验材材料料。将将其其特特殊殊处处理理使使细细胞胞破破裂裂发发生生溶溶血血现现象象，一一些些物物质质溶溶出出，再再将将溶溶出出细细胞胞外外的的物物质质洗洗掉掉，即即可可得得到到纯纯净净的的细细胞胞膜膜(又又称称血血影影)。有有的的科科学学家家将将“血血影影”中中的的脂脂质质提提取取出出来来，使使其其在在空空气气和和水水界界面面上上铺铺展展成成单单分分子层，所形成的薄膜面积是原来细胞整个表面积的子层，所形成的薄膜面积是原来细胞整个表面积的2 2倍。倍。37(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_，这种物质的特性是_，因而使红细胞具有_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_。38A核酸酶B龙胆紫C糖水解酶 D双缩脲试剂解析此题主要应从制备细胞膜的方法的角度来回答，同时需要结合细胞膜成分的相关知识。(1)制备细胞膜时应选用哺乳动物或人的成熟的红细胞，因为它没有细胞核和众多的细胞器，获取的膜即为细胞膜，排除了其他膜性物质的影响，降低了实验的难度，提高了实验的技巧和科学性。(2)细胞膜的成分、特性和功能是十分重要的知识，它充分说明了生物体成分的组成结构、结构决定功能、结构和功能相适应的特点。39答案(1)把红细胞放到清水里，细胞吸水涨破，细胞内的物质流出来，这样就可以得到细胞膜了(2)血红蛋白在氧浓度高的地方易与氧结合，在氧浓度低的地方易与氧分离运输氧(3)脂质蛋白质糖类磷脂(4)不可以。若选用鸡的红细胞，则磷脂形成的单分子层面积大大超过膜面积的2倍。因为细胞内各种细胞器的膜与细胞膜在成分上基本一致(5)C 40让学生动手，或画或做，加深学生理解，强化学生记忆。答题技能培养方法体验一、一、细细胞膜的胞膜的结结构和功能构和功能模型构建模型构建法法 41【典例1】如如图图所所示示为为细细胞胞膜膜的的亚亚显显微微结结构构，其其中中a和和b为为物物质质的的两两种种运运输输方方式式，下下列列对对细细胞胞膜膜结结构构和和功功能能的的叙述错误的是叙述错误的是 42A如图所示为肝细胞膜，则尿素的运输方向是B细胞间的识别、免疫、细胞的癌变与有密切的关系C大多数可以运动Db过程不需要ATP，a过程能体现膜的选择透过性这一生理特性【答案】B43【体验感悟】44二、物质跨膜运输方式判断方法(1)根据物质名称判断水、CO2、O2等小分子和甘油、乙二醇等脂溶性物质以自由扩散方式运输；相对分子质量较小的小分子，如葡萄糖、氨基酸和带电粒子，如Na、K、Ca等以主动运输方式运输；血浆中的葡萄糖进入红细胞时为协助扩散，这是高中阶段要掌握的惟一一个例子。45(2)根据曲线判断有饱和点的曲线表示协助扩散或主动运输；成正比关系的表示自由扩散；与呼吸作用或氧浓度有关系的曲线表示主动运输。(3)根据方向判断：逆浓度梯度运输的都是主动运输。46【典例2】(2011东东北北三三校校二二模模)下下图图表表示示动动物物肌肌肉肉细细胞胞细细胞膜胞膜转转运部分物运部分物质质示意示意图图，与，与图图中信息不相符的是中信息不相符的是47A甲侧为细胞外，乙侧为细胞内BNa既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输C图示中葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是ATPD图示中葡萄糖跨膜运输方式与细胞吸收甘油相同 48【解析】肌细胞不能产生葡萄糖，原因是细胞内的肌糖原不能直接转化成葡萄糖，细胞要不断消耗葡萄糖，所以甲侧为细胞外，乙侧为细胞内；钠离子进入细胞需要载体蛋白但不消耗能量，而运出细胞需要载体消耗能量；分析图可知，葡萄糖进入肌细胞需要载体蛋白协助，由钠离子驱动，而细胞吸收甘油的方式是自由扩散。【答案】D49【典典例例1】下表是人体成熟红细胞与血浆中的K和Mg2在不同条件下的含量比较，据表分析下列结论错误的是 易误警示对矿质元素离子的吸收方式及原理，理解不透彻处理前(mmol)用鱼藤酮处理后(mmol)用乌本苷处理后(mmol)细胞内血浆中细胞内血浆中细胞内血浆中K1455115135Mg2351.41.81.4351.450A.鱼藤酮影响K和Mg2的吸收可能是因为抑制了ATP的合成B鱼藤酮一定是抑制了运输K和Mg2载体蛋白的作用C乌本苷只抑制了运输K载体蛋白的功能D血浆中K和Mg2通过主动运输进入红细胞【常见错误】错选A项。51【错因分析】错选A的原因是：(1)获取信息能力较差。由于不能准确从表中获取“用鱼藤酮处理后，细胞内K、Mg2的量同时减少”，从而不能进行正确的分析，导致错选。(2)知识掌握不准，理解不透。由于对“矿质元素离子的吸收运输的方式及原理”掌握不准，理解不透导致错选。主动运输有两个条件：一是载体蛋白协助；二是需要能量；鱼藤酮对红细胞吸收K和Mg2的影响，二者均有可能，但不是“一定”，因此A项正确，B项错误。【正确解答】选B。52【典典例例2】(2012北京东城区抽查)科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用下图中四种曲线表示，在研究具体的物质X时，发现与曲线和相符。试问：细胞膜运输物质X的方式是 53A自由扩散 B主动运输C无法判断 D胞吐和胞吞【尝试解答】_B54【解析】解答本题时应先分析每一条曲线可表示哪种运输方式，再判断物质X的运输方式。曲线物质运输速率与物质浓度成正相关，不受其他因素的影响，应为自由扩散。曲线在一定浓度范围内，随物质浓度升高运输速率加快，当达到一定浓度后，运输速率不再增加，说明这种运输需要载体，由于受载体数量的影响，运输速率存在最大值，故可表示主动运输。曲线O2浓度高低可影响细胞呼吸，进而影响能量的供应，该运输速率与O2浓度无关，说明这种运输方式不需要能量，应为被动运输。曲线运输速率与O2浓度有关，说明这种运输方式需要能量，应为主动运输。结合上述曲线的分析，我们可以看出运输物质X的方式是主动运输。55【纠纠错错笔笔记记】(1)需要载体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)从高浓度到低浓度运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。(4)影响协助扩散运输速度的因素除载体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浓度无关的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。5657