细胞膜细胞核物质跨膜运输.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
2、分是膜的主要成分是19251925年年 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
3、脂质蛋白质蛋白质流动性流动性流动镶嵌模型流动镶嵌模型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 。脂质脂质磷脂磷脂糖类糖类 (3 3)膜膜功功能能的的复复杂杂程程度度取取决决于于 (膜膜成成分分)的的种种类类和和数数量量。试试推推断断线线粒粒体体内内膜膜和和外外膜膜上上该该 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
4、 (1 1)选选材材:哺哺乳乳动动物物 ,原原因因是是其其 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。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细胞核和众多的细胞器吸水涨破吸水涨破(3 3)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
5、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 (
6、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;滑作用;解题时用于判断膜的内外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
7、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。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
8、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
9、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细胞核细胞核系统的控制中心系统的控制中心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、细胞核的功能一、细胞核的功能1 1.细细胞胞核核是是 ,是是遗遗传传物物质质(D DN NA A)和复制的主要场所。和复制的主要场所。2.2.细胞核是细胞核是 和遗传的控制中心。和遗传的控制中心。遗传信息库遗传信息库储存储存代谢代谢二、细胞核的结构二、细胞核的结构高频考点突破高频考点突破考点一考点一 细胞膜的成分、
10、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(膜内与膜外的判定)识图析图(膜内与膜外的判定)细胞膜的分子结构细胞膜的分子结构2.2.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)、白细胞吞噬细菌(胞吞)、分泌蛋白的分泌(胞吐)、分泌蛋白
11、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 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
12、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)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
13、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,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
14、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.
15、a B.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解析析 胞胞吞吞和和胞胞吐吐是是膜膜流流动动性性的的具具体体体体现现,胞胞吞吞是是通通过过膜膜外外表表面面的的糖糖被被识识别别,消消耗耗能能量量进进入入细细胞胞内内;细细胞胞分分泌泌是是高高尔尔基基体体“出出 芽芽”形形成成的的囊囊泡泡与与细细胞胞膜膜融融合合,将将大大分分子子物物质质排排到到膜膜外外,因因此此,有有部部分分高高尔尔
16、基基体体膜膜的的成成分分转转移移到到细细胞胞膜膜;细细胞胞排排出出废废物物和和摄摄取取养养分分的的基基本本方方式式是是利利用用膜膜的的选选择择透透过过性性直直接接通通过过细细胞膜,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随堂过关检测随堂过关检测题组一:细胞膜的组成及结构特点题组一:细胞膜的组成及结构特点1 1.(2 20 00 09 9广广 东东 理理 基基,3 37 7)细细胞胞膜膜上上一一般般不不 含含 ()()A.A.胆固醇胆固醇 B.B.磷脂磷脂 C.C.糖蛋白糖蛋白 D.D.血红蛋白血红蛋白 解解析析 细细胞胞膜膜主主要要由由脂脂质质(磷
17、磷脂脂最最丰丰富富)、蛋蛋白白 质质和和少少量量的的糖糖类类构构成成,胆胆固固醇醇也也是是构构成成细细胞胞膜膜的的 重要成分,血红蛋白是红细胞的重要成分。因此重要成分,血红蛋白是红细胞的重要成分。因此 选选D D。D2 2.(2 20 00 09 9浙浙江江理理综综,5 5)对对某某动动物物细细胞胞进进行行荧荧光光 标标记记实实验验,如如下下图图所所示示,其其基基本本过过程程:用用某某 种种荧荧光光染染料料标标记记该该动动物物细细胞胞,细细胞胞表表面面出出现现荧荧 光光斑斑点点。用用激激光光束束照照射射该该细细胞胞表表面面的的某某一一区区 域域,该该区区域域荧荧光光淬淬灭灭(消消失失)。停停止
18、止激激光光束束 照照射射一一段段时时间间后后,该该区区域域的的荧荧光光逐逐渐渐恢恢复复,即即 又出现了斑点。上述实验不能说明的是又出现了斑点。上述实验不能说明的是()()A.A.细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性B.B.荧光染料能与细胞膜组成成分结合荧光染料能与细胞膜组成成分结合C.C.根据荧光恢复的速率推算出物质跨膜运输的速率根据荧光恢复的速率推算出物质跨膜运输的速率D.D.根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质 的流动速率的流动速率解解析析 该该过过程程说说明明细细胞胞膜膜具具有有流流动动性性、荧荧光光染染料料能能与与细细胞胞膜膜组组成成成成分分
19、结结合合,根根据据荧荧光光恢恢复复的的速速率率可可推推算算出出膜膜中中蛋蛋白白质质或或脂脂质质的的流流动动速速率率,但但不不能能根根据据荧荧光光恢恢复复的的速速率率推推算算出出物物质质跨跨膜膜运运输输的的速速率率,因因为为该该过程中没有发生物质跨膜运输。所以过程中没有发生物质跨膜运输。所以C C不正确。不正确。答案答案 C C题组二:物质跨膜运输的方式题组二:物质跨膜运输的方式3.3.(20082008江苏卷,江苏卷,2 2)线粒体线粒体DNADNA上的基因所表上的基因所表 达的酶与线粒体功能有关。若线粒体达的酶与线粒体功能有关。若线粒体DNADNA受损受损 伤,则下列细胞的功能受影响最大的是
20、伤,则下列细胞的功能受影响最大的是()()A.A.红细胞吸收葡萄糖红细胞吸收葡萄糖 B.B.小肠上皮细胞吸收水小肠上皮细胞吸收水 C.C.神经细胞吸收神经细胞吸收K K+D.D.肺泡细胞吸收氧气肺泡细胞吸收氧气 解解析析 若若线线粒粒体体 D DN NA A 受受到到损损伤伤,线线粒粒体体不不能能完完成成 正正常常功功能能,则则耗耗能能生生理理活活动动受受影影响响最最大大;A A为为 协协 助助 扩扩 散散,B B、D D项项为为自自由由扩扩散散,均均不不消消耗耗能能量量。神神经经细细胞胞吸吸收收钾钾离离子子的的方方式式为为主主动动运运输输,需需要要 消耗能量,故其受影响最大。消耗能量,故其受
21、影响最大。C4 4.(2 20 00 08 8广广东东卷卷,2 2)甲甲、乙乙两两种种物物质质分分别别依依赖赖 自自由由扩扩散散(简简单单扩扩散散)和和协协助助扩扩散散进进入入细细胞胞,如如果果以以人人工工合合成成的的无无蛋蛋白白磷磷脂脂双双分分子子膜膜代代替替细细 胞膜,并维持其他条件不变,则胞膜,并维持其他条件不变,则 ()()A.A.甲运输被促进甲运输被促进 B.B.乙运输被促进乙运输被促进 C.C.甲运输被抑制甲运输被抑制 D.D.乙运输被抑制乙运输被抑制 解解析析 乙乙物物质质进进入入细细胞胞的的方方式式为为协协助助扩扩散散,在在 去去除除蛋蛋白白质质的的同同时时,也也去去除除了了参
22、参与与运运输输的的载载 体,因此乙物质的运输将受到抑制。体,因此乙物质的运输将受到抑制。D5.5.如图是细胞膜结构图,下表是海水和某海洋植如图是细胞膜结构图,下表是海水和某海洋植 物细胞液的离子浓度对照表。据图和表的内容物细胞液的离子浓度对照表。据图和表的内容 回答下列问题:回答下列问题:(1 1)图中)图中1 1是是 ,2 2是是 ,3 3是是 。(2 2)图中)图中1 1是构成细胞膜的是构成细胞膜的 。图中。图中2 2在钾离在钾离子、氯离子通过该植物细胞膜时起子、氯离子通过该植物细胞膜时起 作用。作用。(3 3)从表中数据可知,植物细胞从海水中吸收)从表中数据可知,植物细胞从海水中吸收离子
23、并向海水中排出离子并向海水中排出 离子。由此可见,该离子。由此可见,该细胞膜对离子的通过具有细胞膜对离子的通过具有 性。性。被测物质被测物质 钾离子(相对值)钾离子(相对值)氯离子(相对值)氯离子(相对值)海水海水 0.01 0.01 0.50 0.50 细胞液细胞液 0.59 0.59 0.04 0.04(4 4)钾离子和氯离子通过细胞膜的方式是)钾离子和氯离子通过细胞膜的方式是 ,作出此判断的依据是作出此判断的依据是 。解析解析 (1 1)图示为细胞膜的基本结构,)图示为细胞膜的基本结构,1 1、2 2、3 3依次代依次代表磷脂双分子层、蛋白质分子和糖侧链。(表磷脂双分子层、蛋白质分子和糖
24、侧链。(2 2)磷脂双分)磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架;细胞通过主动运输吸收钾子层构成细胞膜的基本支架;细胞通过主动运输吸收钾离子、排出氯离子,需要载体协助。(离子、排出氯离子,需要载体协助。(3 3)细胞液中的钾)细胞液中的钾离子浓度明显高于海水,氯离子浓度明显低于海水,说离子浓度明显高于海水,氯离子浓度明显低于海水,说明该海洋植物细胞吸钾排氯,对不同的离子的吸收具有明该海洋植物细胞吸钾排氯,对不同的离子的吸收具有选择性。(选择性。(4 4)钾、氯离子逆浓度梯度从低浓度向高浓度)钾、氯离子逆浓度梯度从低浓度向高浓度运输,说明细胞通过主动运输吸收钾离子、排出氯离子。运输,说明细胞通过主动运
25、输吸收钾离子、排出氯离子。答案答案 (1 1)磷脂分子)磷脂分子 蛋白质分子蛋白质分子 多糖分子(糖侧链多糖分子(糖侧链(2 2)基本支架)基本支架 载体载体 (3 3)钾)钾 氯氯 选择选择 (4 4)主动)主动运输钾、氯离子从低浓度向高浓度运输运输钾、氯离子从低浓度向高浓度运输定时检测定时检测考点考点 题号题号 运输方式运输方式 1 1、2 2、4 4、5 5、7 7、8 8膜结构膜结构 3 3、6 6、9 9、1010、1111、15 15 膜功能膜功能 1212、1313、18 18 综合综合 1414、1616、17 17 组题说明组题说明特别推荐:特别推荐:分析推断题分析推断题22
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