金榜生物教师用书配套课件必修1第4章第2节第3节生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式.ppt
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1、第2节生物膜的流动镶嵌模型第3节物质跨膜运输的方式一、一、对对生物膜生物膜结结构的探索构的探索历历程程1.1.早期早期经历经历时间时间(人物人物)实验实验依据依据结论结论或依据或依据1919世世纪纪末末欧文欧文顿顿对对植物植物细细胞的通透性胞的通透性进进行行实验实验,发现发现_更更容易通容易通过细过细胞膜胞膜膜是由膜是由_组组成成的的脂溶性物脂溶性物质质脂脂质质时间时间(人物人物)实验实验依据依据结论结论或依据或依据2020世世纪纪初初对对哺乳哺乳动动物物红细红细胞胞膜膜进进行化学分析行化学分析膜的主要成分是膜的主要成分是_19251925年荷年荷兰兰科学家科学家从从红细红细胞中提取的胞中提取
2、的脂脂质铺质铺成成单单分子分子层层,其面其面积积是是红细红细胞表胞表面面积积的的_倍倍细细胞膜中的脂胞膜中的脂质质分子必分子必然排列然排列为为_19591959年年罗罗伯伯特森特森电电子子显显微微镜镜下看到下看到细细胞膜清晰的胞膜清晰的_的的结结构构所有生物膜都是由所有生物膜都是由_构成构成,是一种是一种_的的统统一一结结构构脂脂质质和和蛋白蛋白质质连续连续的两的两层层2 2暗暗亮亮暗暗蛋白蛋白质质脂脂质质蛋白蛋白质质三三层层结结构构静静态态2.19702.1970年荧光标记细胞膜实验年荧光标记细胞膜实验红色荧光红色荧光绿色荧光绿色荧光红色荧光红色荧光均匀分布均匀分布流动性流动性3.19723
3、.1972年桑格和尼克森年桑格和尼克森在新的在新的观观察和察和实验证实验证据的基据的基础础上上,提出提出为为大多数人所接受的大多数人所接受的_模型。模型。流流动镶动镶嵌嵌二、生物膜的流动镶嵌模型二、生物膜的流动镶嵌模型1.1.模型结构模型结构 名称:名称:_(1)(1)图中图中a a 地位:膜的地位:膜的_ 特点:具有特点:具有_ 名称:名称:_ _ _在磷脂双分子层的表面在磷脂双分子层的表面(2)(2)图中图中b b 位置位置 部分或全部部分或全部_磷脂双分子层中磷脂双分子层中 _于整个磷脂双分子层于整个磷脂双分子层 特点:大多数蛋白质分子是可以特点:大多数蛋白质分子是可以_的的 名称:名称
4、:_,又叫,又叫_(3)(3)图中图中c c 位置:细胞膜的位置:细胞膜的_ 作用:保护、润滑和作用:保护、润滑和_等等磷脂双分子层磷脂双分子层基本支架基本支架一定的流动性一定的流动性蛋白质分子蛋白质分子镶镶嵌入嵌入贯穿贯穿运动运动糖蛋白糖蛋白糖被糖被外表面外表面细胞识别细胞识别2.2.结结构特点构特点具有一定的具有一定的_。流流动动性性三、物质运输的方式三、物质运输的方式1.1.离子和小分子物质的跨膜运输离子和小分子物质的跨膜运输2.2.大分子物质的运输大分子物质的运输进细进细胞胞方式方式出出细细胞胞方式方式方式名称方式名称_过过程程大分子大分子细细胞膜表面胞膜表面细细胞膜内陷形成胞膜内陷形
5、成_小囊从小囊从细细胞膜上分离下来胞膜上分离下来,形成形成_进进入入细细胞内部胞内部大分子先在大分子先在细细胞内形成胞内形成_囊泡移囊泡移动动到到_处处与与细细胞膜融合胞膜融合大分大分子排出子排出细细胞胞胞吞胞吞胞吐胞吐小囊小囊囊泡囊泡囊泡囊泡细细胞膜胞膜【思考辨析思考辨析】1.1.判断正判断正误误(1)(1)不同不同细细胞的形胞的形态态相相对对固定固定,主要是由主要是由细细胞膜决定的胞膜决定的,因因为为构构成成细细胞膜的蛋白胞膜的蛋白质质和磷脂分子都是相和磷脂分子都是相对对固定不固定不动动的。的。()()【分析分析】构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子都是可以运动的构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分
6、子都是可以运动的,不同细胞的形态是不同的。不同细胞的形态是不同的。(2)(2)不同不同细细胞膜的磷脂分子是相同的胞膜的磷脂分子是相同的,而蛋白而蛋白质质分子是不同的。分子是不同的。()()(3)(3)哺乳动物成熟的红细胞吸收葡萄糖时哺乳动物成熟的红细胞吸收葡萄糖时,需要载体蛋白协助需要载体蛋白协助,可以逆浓度梯度进行。可以逆浓度梯度进行。()()【分析分析】红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,需要载体蛋白需要载体蛋白协助协助,不需要能量不需要能量,只能从高浓度一侧向低浓度一侧运输。只能从高浓度一侧向低浓度一侧运输。(4)(4)主动运输过程需要的能量是由主动运输过程
7、需要的能量是由ATPATP提供的。提供的。()()2.2.问题问题思考思考(1)(1)通通过过哪一种物哪一种物质质的分布可以判断的分布可以判断细细胞膜的内外胞膜的内外?为为什么什么?提示:提示:糖蛋白只分布在细胞膜的外侧糖蛋白只分布在细胞膜的外侧,可以通过糖蛋白的分布可以通过糖蛋白的分布判断细胞膜的内外。判断细胞膜的内外。(2)(2)胞吞和胞吐是否需要消耗能量胞吞和胞吐是否需要消耗能量?此此过过程能体程能体现细现细胞膜的哪种胞膜的哪种特点特点?提示:提示:胞吞和胞吐的过程是需要消耗能量的胞吞和胞吐的过程是需要消耗能量的,此过程体现了细此过程体现了细胞膜具有流动性的特点。胞膜具有流动性的特点。一
8、、一、细细胞膜的胞膜的结结构特点和功能特性构特点和功能特性1.1.结结构特点构特点具有一定的流具有一定的流动动性性(1)(1)含含义义构成构成细细胞膜的磷脂分子和蛋白胞膜的磷脂分子和蛋白质质分子大都不是静止的分子大都不是静止的,而是可而是可以运以运动动的。的。(2)(2)表表现现变变形虫的形虫的变变形运形运动动、细细胞的融合、胞吐等。胞的融合、胞吐等。2.2.功能特性功能特性选择选择透透过过性性(1)(1)含含义义水分子可以自由通水分子可以自由通过过磷脂双分子磷脂双分子层层,细细胞需要的离子和小分子胞需要的离子和小分子可以通可以通过过,而其他的离子、小分子和大分子而其他的离子、小分子和大分子则
9、则不能通不能通过过。(2)(2)原因原因:某些离子和分子不能透某些离子和分子不能透过细过细胞膜的磷脂双分子胞膜的磷脂双分子层层,与与细细胞膜上胞膜上载载体蛋白的体蛋白的专专一性有关一性有关,如如图图中物中物质质A A、B B有相有相应应的的载载体蛋白体蛋白,而而物物质质C C没有相没有相应应的的载载体蛋白。体蛋白。3.3.结构特点和功能特性的关系结构特点和功能特性的关系【警示钟警示钟】细胞膜的流动性细胞膜的流动性选择透过性选择透过性(1)(1)流动性是细胞膜的结构特点流动性是细胞膜的结构特点,是选择透过性的基础。是选择透过性的基础。(2)(2)选择透过性是细胞膜的功能特性。载体蛋白具有专一性选
10、择透过性是细胞膜的功能特性。载体蛋白具有专一性,在在一定程度上决定了膜的选择透过性。一定程度上决定了膜的选择透过性。【学而后思学而后思】(1)(1)细细胞胞间间的信息交流主要是由膜上的哪种物的信息交流主要是由膜上的哪种物质质完成的完成的?为为什么什么?提示:提示:糖蛋白。因为糖蛋白具有识别外来物质的能力。糖蛋白。因为糖蛋白具有识别外来物质的能力。(2)(2)细细胞膜的胞膜的结结构特点和功能特性都是在物构特点和功能特性都是在物质质交交换换的情况下才的情况下才能体能体现现的的吗吗?提示:提示:不是不是,流动性是细胞膜结构的固有属性流动性是细胞膜结构的固有属性,无论细胞是否与无论细胞是否与外界发生物
11、质交换关系外界发生物质交换关系,流动性总是存在的流动性总是存在的,而选择透过性只在而选择透过性只在物质交换时才能体现出来。物质交换时才能体现出来。【典例典例训练训练1 1】下下图为细图为细胞膜的流胞膜的流动镶动镶嵌模型嵌模型,有关叙述不正确有关叙述不正确的是的是()A.A.具有具有的一的一侧侧是是细细胞膜的外胞膜的外侧侧B.B.与与细细胞表面的胞表面的识别识别作用有关作用有关C.C.是构成是构成细细胞膜的基本支架胞膜的基本支架D.D.细细胞膜的胞膜的选择选择透透过过性与性与的种的种类类和数量有关和数量有关【解题关键解题关键】解答本题的关键是明确图中解答本题的关键是明确图中所表示的物质所表示的物
12、质,以及以及的成分及在细胞膜中的分布特点的成分及在细胞膜中的分布特点,的种类对细胞膜功的种类对细胞膜功能的影响等能的影响等,结合选项进行分析。结合选项进行分析。【解析解析】选选D D。图中。图中表示的是糖蛋白表示的是糖蛋白,它分布在细胞膜的外侧它分布在细胞膜的外侧,具有细胞识别的作用具有细胞识别的作用;是磷脂双分子层是磷脂双分子层,它是构成细胞膜的基它是构成细胞膜的基本支架本支架;细胞膜的选择透过性与细胞膜上的载体蛋白有密切的细胞膜的选择透过性与细胞膜上的载体蛋白有密切的关系关系,载体蛋白对应于图中的载体蛋白对应于图中的。【变变式式备选备选1 1】如如图图表示表示细细胞膜的胞膜的结结构示意构示
13、意图图。下列有关叙述。下列有关叙述错误错误的是的是()A.A.图图中中A A是蛋白是蛋白质质,B,B是磷脂分子是磷脂分子B.B.二氧化碳和氧气通二氧化碳和氧气通过过膜需要膜需要A A的的协协助助C.C.构成构成细细胞膜的胞膜的A A与与B B大多数可以运大多数可以运动动D.D.适当提高温度适当提高温度,能使能使A A和和B B的相的相对对运运动动加快加快,通透性增加通透性增加,有利有利于生命活于生命活动动的的进进行行【解析解析】选选B B。所给图形中。所给图形中,A,A为蛋白质分子为蛋白质分子,B,B为磷脂分子为磷脂分子;组成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细胞膜的蛋白质分子
14、和磷脂分子大多数是可以运动的;适当提适当提高温度后高温度后,组成细胞膜的分子运动加快组成细胞膜的分子运动加快,通透性增加通透性增加,有利于生有利于生命活动的进行命活动的进行;二氧化碳和氧气都是小分子气体二氧化碳和氧气都是小分子气体,以自由扩散的以自由扩散的形式通过细胞膜形式通过细胞膜,不需要载体蛋白的协助。不需要载体蛋白的协助。二、物二、物质进质进出出细细胞的方式及影响因素胞的方式及影响因素1.1.物物质进质进出出细细胞的方式比胞的方式比较较方方向向载载体体蛋蛋白白能能量量离子和小分子物离子和小分子物质质自由自由扩扩散散高高浓浓度度低低浓浓度度不需要不需要不需要不需要协协助助扩扩散散高高浓浓度
15、度低低浓浓度度需要需要不需要不需要主主动动运运输输低低浓浓度度高高浓浓度度需要需要需要需要大分子和大分子和颗颗粒状物粒状物质质胞吞和胞吐胞吞和胞吐与与浓浓度无关度无关不需要不需要需要需要图图例例举举例例离子和小分子物离子和小分子物质质自由自由扩扩散散O O2 2、COCO2 2、甘油等脂甘油等脂溶性物溶性物质质协协助助扩扩散散血血浆浆中葡中葡萄糖萄糖进进入入红细红细胞胞主主动动运运输输K K+进进入入红细红细胞胞,葡萄糖葡萄糖进进入入小小肠细肠细胞胞大分子和大分子和颗颗粒状物粒状物质质胞吞和胞吐胞吞和胞吐白白细细胞吞噬胞吞噬细细菌、菌、胰腺胰腺细细胞分泌胰胞分泌胰岛岛素素2.2.影响物影响物质
16、质跨膜运跨膜运输输的因素的因素(1)(1)物物质浓质浓度度:分析分析:图图甲表示的运甲表示的运输输方式方式为为自由自由扩扩散散,因因为图为图甲中物甲中物质质的运的运输输速速率只与物率只与物质质的的浓浓度相关。度相关。图图乙可以用于表示乙可以用于表示协协助助扩扩散或主散或主动动运运输输,因因为图为图乙物乙物质质的运的运输输速率不速率不仅仅与物与物质浓质浓度相关度相关,还还受膜上受膜上载载体蛋白数量的影响体蛋白数量的影响,其其中中a a点之后运点之后运输输速率不再上升的原因是膜上速率不再上升的原因是膜上载载体蛋白数量有限体蛋白数量有限,若是主若是主动动运运输还输还与能量有关。与能量有关。(2)O(
17、2)O2 2浓浓度度:分析分析:O O2 2的多少会影响的多少会影响细细胞的呼吸胞的呼吸,当氧气当氧气浓浓度上升度上升时时有氧呼吸增有氧呼吸增强强,释释放出的能量会更多。放出的能量会更多。丙丙图图可以表示自由可以表示自由扩扩散或散或协协助助扩扩散的方式散的方式,因因为为它它们们的运的运输输速率与能量多少无关。速率与能量多少无关。丁丁图图可以表示主可以表示主动动运运输输的方式的方式,因因为为它的运它的运输输速率与能量的速率与能量的多少相关多少相关;其中其中b b点之后运点之后运输输速率不再改速率不再改变变的原因是膜上的原因是膜上载载体蛋体蛋白数量有限。白数量有限。(3)(3)温度温度:通过以上叙
18、述将影响物质运输速率的因素总结如下通过以上叙述将影响物质运输速率的因素总结如下:生物膜的流动性生物膜的流动性酶活性进而影响细胞呼吸强度酶活性进而影响细胞呼吸强度温度温度影响影响影响影响 物质运输速率物质运输速率外界因素外界因素内部因素:载体蛋白数量内部因素:载体蛋白数量影响因素影响因素物质浓度物质浓度温度温度O O2 2浓度浓度【警示钟警示钟】依据条件判断运输方式的误区依据条件判断运输方式的误区(1)(1)并不是只有主动运输需要载体蛋白并不是只有主动运输需要载体蛋白,协助扩散也需要载体蛋协助扩散也需要载体蛋白。白。(2)(2)并不是只有主动运输需要能量并不是只有主动运输需要能量,胞吞和胞吐过程
19、也需要能量。胞吞和胞吐过程也需要能量。【学而后思学而后思】(1)(1)主主动动运运输这输这种跨膜运种跨膜运输输方式充分体方式充分体现现了了细细胞膜的胞膜的选择选择透透过过性性,影响主影响主动动运运输输速率的内因和外因分速率的内因和外因分别别有哪些有哪些?提示:提示:影响主动运输速率的外界因素有影响主动运输速率的外界因素有:物质浓度、温度和物质浓度、温度和O O2 2的的浓度浓度,影响主动运输速率的内部因素是载体蛋白的数量。影响主动运输速率的内部因素是载体蛋白的数量。(2)(2)从主从主动动运运输输的条件角度分析的条件角度分析,与主与主动动运运输输有直接关系的有直接关系的细细胞胞器有哪些器有哪些
20、?提示:提示:与载体蛋白相关的细胞器为核糖体与载体蛋白相关的细胞器为核糖体,因为载体蛋白的因为载体蛋白的本质为蛋白质本质为蛋白质,蛋白质是在核糖体上合成的蛋白质是在核糖体上合成的;与能量相关的细与能量相关的细胞器是线粒体胞器是线粒体,线粒体是有氧呼吸的主要场所。线粒体是有氧呼吸的主要场所。命命题题角度角度1 1 物物质质跨膜运跨膜运输过输过程的分析程的分析【典例典例训练训练2 2】如如图为图为物物质进质进出出细细胞的两种方式胞的两种方式,对该图对该图的正确的正确理解是理解是()A.A.和和分别表示协助扩散和主动运输分别表示协助扩散和主动运输B.B.和和分别表示胞吞和胞吐分别表示胞吞和胞吐C.C
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