【步步高】高考生物 细胞的基本结构和物质运输功能精选课件.ppt
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1、第二单元 细胞的基本结构和物质运输功能第第5 5课时课时 细胞膜细胞膜系统的边界系统的边界 生物膜的生物膜的 流动镶嵌模型流动镶嵌模型 物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式必备知识梳理必备知识梳理回扣基础要点回扣基础要点一、细胞膜的探索历程、成分和制备一、细胞膜的探索历程、成分和制备1.1.细胞膜的探索历程细胞膜的探索历程时间时间实例(实验)实例(实验)结论(假说)结论(假说)1919世纪末世纪末 脂溶性物质更易通过细脂溶性物质更易通过细胞膜胞膜 欧文顿认为欧文顿认为2020世纪初世纪初 将膜分离提纯,并进行将膜分离提纯,并进行化学分析化学分析 膜的主要成分是膜的主要成分是19251925年年
2、 红细胞膜中脂质铺展成红细胞膜中脂质铺展成单分子层后是红细胞表单分子层后是红细胞表面积的面积的2 2倍倍 细胞膜中的脂质分子细胞膜中的脂质分子19591959年年电镜下细胞膜呈清晰的电镜下细胞膜呈清晰的暗暗亮亮暗三层结构暗三层结构 罗伯特森认为生物膜由罗伯特森认为生物膜由 三三层结构构成层结构构成 19701970年年 人鼠细胞杂交实验人鼠细胞杂交实验 细胞膜具有细胞膜具有 . .19721972年年 桑格和尼克森提出了生物桑格和尼克森提出了生物膜的膜的 . .膜是由脂质膜是由脂质组成的组成的脂质和脂质和蛋白质蛋白质排列排列为连续的两层为连续的两层蛋蛋白质白质脂质脂质蛋白质蛋白质流动性流动性流
3、动镶嵌模型流动镶嵌模型想一想想一想 如何鉴定细胞膜中有蛋白质?如何鉴定细胞膜中有蛋白质? (1 1)用双缩脲试剂鉴定出现紫色即证明有)用双缩脲试剂鉴定出现紫色即证明有 蛋白质存在。蛋白质存在。 (2 2)用蛋白酶处理细胞膜变成全透性膜即可验)用蛋白酶处理细胞膜变成全透性膜即可验 证。证。2.2.细胞膜的成分细胞膜的成分 (1 1)主要成分是)主要成分是 (不能写磷脂,还包括少(不能写磷脂,还包括少 量的胆固醇)和蛋白质,还有少量的量的胆固醇)和蛋白质,还有少量的 (不(不 能说葡萄糖或多糖)。能说葡萄糖或多糖)。 (2 2)脂质中最丰富的是)脂质中最丰富的是 。提示提示脂质脂质磷脂磷脂糖类糖类
4、 (3 3)膜功能的复杂程度取决于)膜功能的复杂程度取决于 (膜成分)(膜成分) 的种类和数量。试推断线粒体内膜和外膜上该的种类和数量。试推断线粒体内膜和外膜上该 成分多少?内膜成分多少?内膜 (多(多/ /少)于外膜。少)于外膜。3.3.细胞膜制备细胞膜制备 (1 1)选材:哺乳动物)选材:哺乳动物 ,原因是其,原因是其 没有没有 。 (2 2)原理:红细胞放入清水中,细胞)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。细胞内的物质流出,从而得到细胞膜。 (3 3)方法:引流法或离心法。)方法:引流法或离心法。蛋白质蛋白质多多成熟的红细胞成熟的红细胞细胞核和众多的细胞器
5、细胞核和众多的细胞器吸水涨破吸水涨破(4 4)哺乳动物成熟红细胞特点:无)哺乳动物成熟红细胞特点:无 ,不,不再合成蛋白质;无线粒体等细胞器,其呼吸作用再合成蛋白质;无线粒体等细胞器,其呼吸作用类型为类型为 呼吸,产物为呼吸,产物为 ,原料为,原料为 ;原料进入红细胞的运输方式为原料进入红细胞的运输方式为 扩散;细胞质扩散;细胞质中主要蛋白质为中主要蛋白质为 ,含微量元素,含微量元素 ,牢,牢记该蛋白质不属于记该蛋白质不属于 蛋白,是一种细胞内蛋白蛋白,是一种细胞内蛋白质。质。细胞核细胞核无氧无氧乳酸乳酸葡萄糖葡萄糖协助协助血红蛋白血红蛋白铁铁分泌分泌练一练练一练 判断并回答:判断并回答: (
6、1 1)用针扎破或镊子剥下的方法可以吗?)用针扎破或镊子剥下的方法可以吗? 不可以。不可以。 (2 2)用鸡或鱼的红细胞可以吗?为什么?)用鸡或鱼的红细胞可以吗?为什么? 不可以。上述动物红细胞含细胞核和众不可以。上述动物红细胞含细胞核和众 多的细胞器。多的细胞器。提示提示提示提示二、细胞膜的结构和功能二、细胞膜的结构和功能1.1.细胞膜的结构模型细胞膜的结构模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型 (1 1) 构成膜的基本支架。构成膜的基本支架。 (2 2)蛋白质分子有的)蛋白质分子有的 , 有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的 . . 。 (3 3)细胞膜表面的
7、糖类可以和蛋白质结合形成)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,也可以和脂质结合形成 。 (4 4)糖蛋白的功能为)糖蛋白的功能为 ,还有保护和润,还有保护和润 滑作用;解题时用于判断膜的内外。滑作用;解题时用于判断膜的内外。磷脂双分子层磷脂双分子层镶在磷脂双分子层表面镶在磷脂双分子层表面跨整个磷脂双分子层跨整个磷脂双分子层横横糖蛋白糖蛋白糖脂糖脂识别作用识别作用2.2.结构特点结构特点 具有具有 ,其原因是组成膜的,其原因是组成膜的 都是可以运动的。都是可以运动的。3.3.功能功能 (1 1)充当)充当“边界边界”作用作用, ,将细胞与将细胞与 分开。分开。 植物细胞
8、的边界是植物细胞的边界是 (细胞壁(细胞壁/ /细胞膜)。细胞膜)。 (2 2) 物质进出细胞。物质进出细胞。 自由扩散:不需要自由扩散:不需要 ,其动力为,其动力为 ,如,如H H2 2O O、气体、脂质、乙醇、苯等。、气体、脂质、乙醇、苯等。 协助扩散:需要协助扩散:需要 但不需要但不需要 ,如葡萄,如葡萄 糖进入糖进入 。一定的流动性一定的流动性 磷脂分磷脂分子和大多数蛋白质分子子和大多数蛋白质分子外界环境外界环境 细胞膜细胞膜 控制控制 载体和能量载体和能量 浓度差浓度差 载体载体红细胞红细胞 能量能量 主动运输:需要主动运输:需要 ,如各种离子和,如各种离子和 氨基酸等。氨基酸等。
9、胞吞和胞吐:胞吞和胞吐: 物质进出细胞的运输方物质进出细胞的运输方 式,需式,需 但不需但不需 协助,该过程可体现协助,该过程可体现 细胞膜的细胞膜的 。 (3 3)进行细胞间的)进行细胞间的 “看教材看教材P P4242图图3-23-2 细胞间信息交流的方式举例细胞间信息交流的方式举例”掌握信息交流的掌握信息交流的 三种方式。三种方式。4.4.功能特性:具有功能特性:具有 。载体和能量载体和能量大分子大分子能量能量载体载体流动性流动性信息交流信息交流选择透过性选择透过性三、植物细胞壁三、植物细胞壁1.1.成分:主要是成分:主要是 ;酶解法去细胞壁;酶解法去细胞壁 所用酶为所用酶为 ;与其形成
10、有关的;与其形成有关的 细胞器为细胞器为 和线粒体。和线粒体。2.2.功能:功能: ;动物细胞在清水中可吸水;动物细胞在清水中可吸水 涨破,但植物细胞不会,主要是涨破,但植物细胞不会,主要是 (填成分)的功劳。(填成分)的功劳。纤维素和果胶纤维素和果胶纤维素酶和果胶酶纤维素酶和果胶酶高尔基体高尔基体支持和保护支持和保护纤维素和果胶纤维素和果胶构建知识网络构建知识网络 高频考点突破高频考点突破考点一考点一 细胞膜的成分、结构、功能及流动性、细胞膜的成分、结构、功能及流动性、 选择透过性之间的关系选择透过性之间的关系1.1.结构模式图结构模式图识图析图识图析图 细胞膜的分子结构细胞膜的分子结构2.
11、2.细胞膜的功能细胞膜的功能 (1 1)将细胞与外界环境分开,保障了细胞内环)将细胞与外界环境分开,保障了细胞内环 境的相对稳定,起境的相对稳定,起“边界边界”作用。作用。 (2 2)控制物质进出细胞,但控制作用具有相对)控制物质进出细胞,但控制作用具有相对 性。性。3.3.流动性和选择透过性的关系流动性和选择透过性的关系 (1 1)区别)区别 结构基础结构基础 代表实例代表实例 流动性流动性(结构(结构特点)特点) 构成膜的磷脂分子和构成膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是蛋白质分子大多数是运动的,而不是静止运动的,而不是静止的的 细胞融合、变形虫变形、细胞融合、变形虫变形、白细胞吞噬细菌(胞吞
12、)、白细胞吞噬细菌(胞吞)、分泌蛋白的分泌(胞吐)、分泌蛋白的分泌(胞吐)、温度改变时膜的厚度改变、温度改变时膜的厚度改变、动物细胞吸水膨胀或失水动物细胞吸水膨胀或失水皱缩等皱缩等 选择选择透过性透过性(功能(功能特性)特性)膜上载体蛋白的种类膜上载体蛋白的种类和数量不同,决定了和数量不同,决定了出入细胞的物质的种出入细胞的物质的种类和数量不同类和数量不同 协助扩散和主动运输中物协助扩散和主动运输中物质进出细胞膜质进出细胞膜 (2 2)联系:流动性是选择透过性的基础,因为只)联系:流动性是选择透过性的基础,因为只有细胞膜具有流动性,细胞才能完成其各项生理有细胞膜具有流动性,细胞才能完成其各项生
13、理功能,才能表现出选择透过性。相反,细胞膜失功能,才能表现出选择透过性。相反,细胞膜失去了选择透过性,也就意味着细胞已经死亡。去了选择透过性,也就意味着细胞已经死亡。实验探究实验探究细胞膜选择透过性实验探究细胞膜选择透过性实验探究1.1.可利用细胞液有颜色的植物组织,将其放入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,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。观察处理前后有无溶液颜色的变化。2.2.将种子切开,放入红墨水中,胚部分不被染将种子切开,放入红墨水中,胚部分不被染 红,而胚乳部分被染红。红,而胚乳部分被染红。对位训练
14、对位训练1.1.下列关于细胞膜的叙述,不正确的是(下列关于细胞膜的叙述,不正确的是( ) A.A.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成细胞膜主要由脂质和蛋白质组成 B.B.不同功能的细胞,其细胞上蛋白质的种类和不同功能的细胞,其细胞上蛋白质的种类和 数量相同数量相同 C.C.组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富 D.D.癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的 改变有关改变有关 解析解析 研究发现,细胞膜主要由脂质和蛋白质研究发现,细胞膜主要由脂质和蛋白质 组成;在组成细胞的脂质中,磷脂最丰富;蛋组成;在组成细胞的脂质中,磷脂最丰富;蛋 白质
15、在细胞行使功能时起重要作用,功能越复白质在细胞行使功能时起重要作用,功能越复 杂的细胞膜杂的细胞膜, ,其蛋白质的种类和数量越多其蛋白质的种类和数量越多; ;癌细癌细 胞的恶性增殖和转移与细胞膜成分的改变有关。胞的恶性增殖和转移与细胞膜成分的改变有关。B2.2.如图为细胞膜的液态流动镶嵌模型示意图,有如图为细胞膜的液态流动镶嵌模型示意图,有 关叙述错误的是关叙述错误的是 ( )( ) A.a A.a指磷脂分子的尾部,具有疏水性指磷脂分子的尾部,具有疏水性 B.cB.c指磷脂分子的头部,具有亲水性指磷脂分子的头部,具有亲水性C.C.糖蛋白在细胞膜的内外侧均有分布糖蛋白在细胞膜的内外侧均有分布D.
16、D.细胞膜的选择透过性与细胞膜的选择透过性与b b、d d的种类和数量有关的种类和数量有关解析解析 磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸组成的,磷磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸组成的,磷酸酸“头头”部(部(c c)是亲水端,脂肪酸)是亲水端,脂肪酸“尾尾”部(部(a a)是疏水端。细胞膜为细胞的边界,在细胞膜的外是疏水端。细胞膜为细胞的边界,在细胞膜的外侧分布着具有识别作用的糖蛋白,而在细胞膜的侧分布着具有识别作用的糖蛋白,而在细胞膜的内侧没有糖蛋白分布,因此,依据糖蛋白的分布内侧没有糖蛋白分布,因此,依据糖蛋白的分布可判断细胞膜的内外侧。细胞膜具有选择透过可判断细胞膜的内外侧。细胞膜具有选择透过性,这与细
17、胞膜上蛋白质(性,这与细胞膜上蛋白质(b b、d d)的种类和数量)的种类和数量有关。有关。答案答案 C C3.3.下列生理活动不能体现细胞间信息交流的是下列生理活动不能体现细胞间信息交流的是 ( ) A.A.动物内分泌腺分泌的激素使靶细胞的代谢活动动物内分泌腺分泌的激素使靶细胞的代谢活动 发生改变发生改变 B.B.兴奋在神经元之间的传递兴奋在神经元之间的传递 C.C.洋葱表皮细胞放入浓蔗糖溶液中发生质壁分离洋葱表皮细胞放入浓蔗糖溶液中发生质壁分离 D.D.效应效应T T细胞与靶细胞结合,使靶细胞裂解死亡细胞与靶细胞结合,使靶细胞裂解死亡 解析解析 A A、B B、D D中激素、神经递质及靶细
18、胞上的中激素、神经递质及靶细胞上的 抗原决定簇,分别与靶细胞、下一个神经元细胞抗原决定簇,分别与靶细胞、下一个神经元细胞 及效应及效应T T细胞膜上的糖蛋白发生特异性的识别并细胞膜上的糖蛋白发生特异性的识别并 结合,完成细胞间的信息交流。结合,完成细胞间的信息交流。C考点二考点二 物质运输方式的比较物质运输方式的比较1.1.离子、小分子的跨膜运输比较离子、小分子的跨膜运输比较物质出入物质出入细胞的方式细胞的方式被动运输被动运输 主动运输主动运输 自由扩散自由扩散 协助扩散协助扩散 运输方向运输方向 高浓度高浓度低浓度低浓度 高浓度高浓度低浓度低浓度 一般为低浓度一般为低浓度高浓度高浓度 是否需
19、要是否需要载体载体 不需要不需要 需要需要需要需要是否消耗是否消耗能量能量 不消耗不消耗 不消耗不消耗 消耗消耗图例图例 举例举例 O O2 2、COCO2 2、H H2 2O O、甘油、乙醇、甘油、乙醇、苯等出入细胞苯等出入细胞 红细胞吸收葡红细胞吸收葡萄糖萄糖 肠绒毛上皮细肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机氨基酸、无机盐等盐等 表示曲表示曲线线( (一定一定浓度范浓度范围内)围内) 特别提醒特别提醒(1)(1)影响自由扩散、协助扩散、主动运输的因素影响自由扩散、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影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。差。
20、影响协助扩散的因素:影响协助扩散的因素:a.a.细胞膜内外物质的浓细胞膜内外物质的浓度差;度差;b.b.细胞膜上载体的种类和数量。细胞膜上载体的种类和数量。影响主动运输的因素影响主动运输的因素:a.:a.载体(核糖体)载体(核糖体);b.;b.能能量(细胞质基质和线粒体)。凡能影响细胞内产量(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、生能量的因素,都能影响主动运输,如氧气浓度、温度等。温度等。(2)(2)载体的化学本质及作用特点载体的化学本质及作用特点载体是细胞膜上的一类蛋白质载体是细胞膜上的一类蛋白质, ,它具有特异性,它具有特异性,不同物质的载体不同
21、,不同生物细胞膜上的载体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。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。质浓度的增大而增大。2.2.大分子的膜泡运输大分子的膜泡运输 运输方向运输方向 实例实例 特点特点 胞吞胞吞 细胞外细胞外细胞内细胞内 白细胞吞白细胞吞噬细菌等噬细菌等大分子进大分子进出细胞出细胞需消耗能需消耗能量不需载体量不需载体协助协助 胞吐胞吐细胞内细胞内细胞外细胞外 分泌蛋白、神分泌蛋白、神经递质的分
22、泌经递质的分泌释放等释放等对位训练对位训练4.4.(20092009宁夏、辽宁理综,宁夏、辽宁理综,3 3)下列关于物质跨下列关于物质跨 膜运输的叙述,错误的是膜运输的叙述,错误的是 ( )( ) A. A.植物细胞积累植物细胞积累K K+ +需消耗能量需消耗能量 B.B.细胞对离子的吸收具有选择性细胞对离子的吸收具有选择性 C.C.海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁 分离分离 D.D.液泡中积累大量离子,故液泡膜不具有选择液泡中积累大量离子,故液泡膜不具有选择 透过性透过性解析解析 植物细胞吸收植物细胞吸收K K+ +是主动运输,需要消耗能是主动运输
23、,需要消耗能量;细胞膜是一层选择透过性膜,对离子的吸收量;细胞膜是一层选择透过性膜,对离子的吸收具有选择性;海水中的海藻通过积累溶质可以提具有选择性;海水中的海藻通过积累溶质可以提高细胞液浓度,防止细胞因失水发生质壁分离;高细胞液浓度,防止细胞因失水发生质壁分离;液泡膜是一层选择透过性膜;液泡膜和细胞膜以液泡膜是一层选择透过性膜;液泡膜和细胞膜以及两层膜之间的细胞质构成原生质层,原生质层及两层膜之间的细胞质构成原生质层,原生质层也具有选择透过性。也具有选择透过性。答案答案 D D5.5.如图表示细胞对大分子物质如图表示细胞对大分子物质“胞吞胞吞”和和“胞吐胞吐” 的过程。下列与此有关的叙述错误
24、的是的过程。下列与此有关的叙述错误的是 ( )( ) A.a A.a与与b b均要以膜的流动性为基础才可能发生均要以膜的流动性为基础才可能发生 B.aB.a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成要有细胞表面识别和内部供能才可能完成C.bC.b表示细胞分泌的同时会导致膜成分的更新表示细胞分泌的同时会导致膜成分的更新D.bD.b与与a a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式解析解析 胞吞和胞吐是膜流动性的具体体现,胞吞是胞吞和胞吐是膜流动性的具体体现,胞吞是通过膜外表面的糖被识别,消耗能量进入细胞内;通过膜外表面的糖被识别,消耗能量进入细胞内;细胞分泌是高尔基
25、体细胞分泌是高尔基体“出芽出芽”形成的囊泡与细胞膜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;细胞排出废物和摄取基体膜的成分转移到细胞膜;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。胞膜,以被动运输、主动运输等方式进行。答案答案 D D实验强化在平时实验强化在平时3 3“体验制备细胞膜的方法体验制备细胞膜的方法”的实验分析的实验分析1.1.选哺乳动物成熟的红细胞作实验材料的原因选哺乳动物成熟的红细胞作实验材料
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