2012生物创新设计第一轮复习课件（必修一）123第二单元细胞的基本结构和物质出入细胞的方式第3讲生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式

第3讲 生物膜的流动镶嵌模型 物质跨膜运输的方式,Step 1 基础导学,生物膜的流动镶嵌模型,议一议：生物膜在结构和功能上的特点是由什么决定的？ 答案：（1）生物膜的结构特点具有一定的流动性，原因是构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可运动的。 （2）生物膜的功能特性具有选择透过性，原因是膜上载体的种类和数量不同。 想一想：为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分困难？ 答案：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本支架。,物质进出细胞的方式,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？ 答案：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。 名师点拨 胞吞和胞吐不属于跨膜运输方式，但与细胞膜的流动性有关，且需要能量。 小肠黏膜上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输。,(高校教材渗透图示),Step 2 核心突破,生物膜的流动镶嵌模型,生物膜的结构特点具有一定的流动性 (1)结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的。 (2)实验验证人鼠细胞融合实验 (3)实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞吞噬细菌等。,1.,生物膜的流动性与选择透过性的关系 (1)区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。 (2)联系：流动性是选择透过性的基础，膜只有具有流动性，才能实现选择透过性。 生物膜组成、结构和功能关系图解,2.,3.,只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。 膜的流动性受温度影响，在一定温度范围内，随温度升高，膜的流动性增强。,(2011临沂模拟)下列最能正确表示细胞膜结构的是 ( ) 解析：细胞膜外表面有起识别作用的糖蛋白，只有C正确。 答案：C,自由扩散、协助扩散和主动运输的比较,物质出入细胞的方式及影响因素,1.,大分子物质出入细胞的方式,2.,影响跨膜运输的因素 (1)物质浓度(在一定的浓度范围内),3.,(2)氧气浓度,(3)温度温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会影响物质跨膜运输的速率。 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；(2)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。,(原创题)下图表示猪成熟红细胞的细胞膜对不同物质的转运过程，其中叙述正确的是 ( ),A.上面代表细胞内或细胞外 B.b表示自由扩散，可以表示氧气的运输方式与方向 C.a所需能量主要来源于线粒体 D.c可以代表丙酮酸的运输情况 解析：由题图可知，上面有多糖参与形成的糖被，所以上面只能表示膜外；红细胞具有运输氧气的功能，但是细胞内没有线粒体，只能通过无氧呼吸产生少量的能量，红细胞内通过无氧呼吸产生的丙酮酸不会被运往细胞外，在细胞内继续分解。 答案：B,对细胞膜结构的探索历程(人民教育版)(中国地图版) 观察现象：生物膜对物质进出细胞具有选择性,个性知识归纳,教师用书独具,【提示】 (1)单位膜模型 该模型1935年提出，1959年，罗伯特森电镜观察并总结提出的“蛋白质脂质蛋白质”三层结构的静态模型。 (2)液态镶嵌模型 该模型也叫做流动脂质球蛋白镶嵌模型，该模型主要强调的是，流动的脂质双分子层构成了膜的连续体，而蛋白质分子像一群岛屿一样无规则地分散在脂质的“海洋”中。 (3)晶格镶嵌模型 该模型是1975年沃利奇提出的，该模型在一定的条件下，可能代表某些膜的真实结构，但并不能作为一般膜的通用模型。 (4)板块镶嵌模型 该模型是1977年，Jain和White提出的。 事实上，晶格镶嵌模型和板块镶嵌模型及液态镶嵌模型并没有本质的区别，前二者只不过是对膜的流动性的分子基础作了解释，因而是对后者的补充。目前所流行的关于膜结构的基本观点是1972年桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型。,思考感悟提示,细胞膜的结构特点和功能特性与跨膜运输的关系 细胞融合、胞吞与胞吐主要体现了细胞膜的流动性，这是细胞膜的结构特点；主动运输主要体现了细胞膜的选择透过性，这是细胞膜的功能特性，二者不可混淆。,选择题抢分技巧读、审、抓,细胞膜流动镶嵌模型的考查,如图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为两种物质的运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述正确的是 ( ),A不同物种的细胞中、的种类均不相同 B移植器官往往难以存活与图中有关 Cb物质的运输方式能体现细胞膜的选择透过性，而a物质的运输方式不能体现细胞膜的选择透过性 D构成流动性的膜，是实现细胞间信息交流的物质基础,答案：B,思维延伸：(1)水稻吸收Si4多，而吸收Ca2、Mg2相对少，与图中哪种物质有关？ (2)若图中为水通道蛋白，水分子通过此结构进出细胞，如果设法关闭离体细胞的结构后，将其放入30%的KCl溶液中，细胞形态会如何变化？,判断物质运输方式(自由扩散、协助扩散和主动运输) (1) (2)据运输方向：逆浓度梯度运输方式是主动运输。,非选择题保分策略找思路、抓要点、求规范,细胞膜的结构与物质跨膜运输的综合考查,如图1是物质出入细胞的示意图，图2中曲线甲、乙分别代表物质进出细胞的两种方式。 (1)曲线甲代表_，曲线乙代表_。 已知某海洋生物的细胞中物质X、物质Y浓度分别为0.60和0.14，而海水中物质X、物质Y浓度分别为0.29和0.38(浓度单位均为mol/L)，由此可知，该细胞能主动地_(吸收/排出)物质X，可用图1中的_(a、b、c)表示。 细胞膜中水通道、离子通道是普遍存在的。若肾集合管管壁细胞膜受刺激后发生兴奋时，水通道开放，大量水被肾集合管管壁细胞重吸收，则代表此过程中水的流动可用_。(a、b、c)表示。,(2)若图1代表某生物的细胞膜，该细胞能够分泌胰岛素，则该过程被称为_，其依赖于细胞膜的_的结构特点。 解析：(1)图2中的曲线甲表明吸收物质的数量与细胞内外溶液浓度差成正比，没有饱和现象，说明细胞吸收该物质的方式属于自由扩散。分析曲线乙可知，在细胞内浓度高于细胞外浓度之后，仍能吸收该物质，可见细胞能够逆浓度梯度吸收该物质，说明细胞吸收该物质的方式为主动运输。某海洋生物的细胞中物质X、物质Y浓度分别为0.60和0.14，而海水中物质X、物质Y浓度分别为0.29和0.38(浓度单位均为mol/L)，由此可推知该细胞能主动地吸收物质X，可用图1中a表示。需注意的是a、e两过程均为主动运输，但是a为膜外物质向膜内的运输(吸收)，e为膜内物质向膜外运输(排出)。细胞的内、外侧可依据糖蛋白的位置来判定，糖蛋白位于细胞膜外侧。(2)胰岛素为大分子物质，只能通过胞吐(外排作用)分泌到细胞外，该过程依赖于细胞膜的流动性。 答案：(1)自由扩散 主动运输 吸收 a c (2)胞吐(外排作用) 流动性,(2010上海)如图表示一种物质的跨膜运输方式，下列叙述中正确的是 ( ) A该膜中载体也能运输蔗糖 B碘以该方式进入海带细胞 C该方式不会出现饱和现象 D该方式发生在被运输物质从高浓度到低浓度时,高考题组专训,获取信息的能力考查,解析：本题考查物质的跨膜运输知识，意在考查考生的识图分析与比较能力。据图可知，葡萄糖进入细胞需要载体，而不需要能量，故该跨膜方式为协助扩散，只能从高浓度运输到低浓度，D正确。跨膜运输中的载体具有专一性，运输葡萄糖的载体不能运输蔗糖；碘进入细胞的方式为主动运输而不是协助扩散；由于膜上运输相应物质的载体数量是有限的，故运输会达到饱和。 答案：D,(2010广东卷)如图是植物根从土壤中吸收某矿质离子示意图。据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为 ( ) A自由扩散 B协助扩散 C主动运输 D被动运输 解析：结合图示可以看出，该矿质离子的跨膜运输有两个特点：一是逆浓度梯度，二是消耗ATP，故应为主动运输。 答案：C,1.,(2010山东)如图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下列表述正确的是 ( ) A脂溶性小分子物质不能通过方式a运输 B与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面 C方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关 D抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响,2.,解析：本题考查物质跨(穿)膜运输的方式，意在考查考生对物质跨(穿)膜运输方式的理解、运用和识图的能力。由图可知，曲线a表示物质的转运速率与被转运分子的浓度成正比，因此曲线a表示的是自由扩散的跨膜运输方式；曲线b表示在一定范围内物质的转运速率与被转运分子的浓度成正比，而超过一定的范围，物质的转运速率与被转运分子的浓度无关，这时候主要受细胞膜上载体数量的限制，因此曲线b表示的是主动运输或协助扩散的跨膜运输方式。脂溶性小分子物质以自由扩散的方式进出细胞，因此A选项错误；方式a表示的是自由扩散，如果需要载体蛋白的参与，那么与之有关的载体蛋白应贯穿于细胞膜中构成蛋白质通道，所以B选项错误；抑制细胞呼吸对方式b的转运速率可能有影响，而对方式a的转运速率无影响，因此D选项不正确。 答案：C,(2009广东)某实验小组为了探究细胞膜的通透性，将小鼠肝细胞在体外培养一段时间后，检测培养液中的氨基酸、葡萄糖和尿素含量，发现它们的含量发生了明显的变化(如图)。请回答问题。 (1)由图可知，随培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨基酸含量_，尿素含量_。由于在原培养液中没有尿素，推测其是_的产物。,实验与探究能力的考查,3.,(2)培养液中的氨基酸进入细胞后，其主要作用是_；被吸收的葡萄糖主要通过_作用，为细胞提供_。 (3)转氨酶是肝细胞内参与氨基酸分解与合成的一类酶，正常情况下这类酶不会排出细胞外，若在细胞培养液中检测到该类酶，可能的原因是_。 (4)由(1)和(3)可初步判断，细胞膜对物质的转运具有_的特性。 解析：本题考查考生对物质运输、细胞膜的选择透过性等基本知识的理解和掌握，考查考生从图中获取生物学基本信息的能力及对实验结果和现象进行解释和分析的能力。(1)比较不同时间的物质含量变化可知，随着培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨基酸的含量降低，尿素含量增加。尿素是肝细胞进行新陈代谢的产物。(2)氨基酸是合成蛋白质的主要原料，葡萄糖是主要的能源物质，主要通过呼吸作用，将葡萄糖氧化分解，为细胞提供能量。(3)由图中三种物质的变化可以看出，细胞可以选择性地吸收所需的营养物质，排出代谢废物，说明细胞膜具有选择透过性。当细胞发生病变或遭到破坏时，使细胞膜受损(或细胞裂解)，细胞膜失去选择透过性，转氨酶等不应排出胞外的物质才可能到达细胞外。 答案：(1)降低 增加 细胞代谢(代谢) (2)作为蛋白质合成的原料 呼吸(分解) 能量(ATP) (3)肝细胞膜受损(或细胞裂解) (4)选择透过(选择通透),(2010浙江五校一次联考)下图表示某生物膜结构，图中A、B、C、D、E、F表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。下列说法正确的是 ( ),模拟题组专训,生物膜的流动嵌模型的考查,1.,A若是根毛细胞的细胞膜，通过中耕松土可促进b的进行 B若是线粒体膜，b和c过程运输的气体分别是O2、CO2 C若是肝细胞膜，进食后34小时，C代表的激素胰岛素将会增多 D动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明细胞膜具有选择透性 解析：解答本题的关键是熟悉常见的几种物质进出细胞的方式。从图中可以看出b方式表示某物质从细胞膜外进入细胞是从高浓度进入低浓度，不需要载体和能量，属于自由扩散的方式，因此中耕松土虽然可以提供氧气，但是自由扩散不需要氧气。若是线粒体则进入的是O2，排出的是CO2，这两种物质进出都是自由扩散的方式；若是肝细胞膜，进食34小时后，C代表的激素胰高血糖素(或肾上腺素)将会增多，促进物质E转化为物质F，F最可能是葡萄糖。动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明细胞膜具有一定的流动性。 答案：B,(2010江苏镇江一次调研)下列生理过程不受细胞内氧浓度影响的是( ) A神经递质的释放 B肌肉不自主地战栗 C人小肠绒毛上皮细胞吸收甘油 D生长素向胚芽鞘背光侧运输 解析：解答本题的关键是知道主动运输和自由扩散两种方式的区别。受氧气浓度影响的含义是该过程需要耗能，而物质的主动运输和膜泡运输均耗能，因此受氧气浓度影响。神经递质释放的方式是胞吐，耗能；肌肉不自主地战栗是不自主的肌肉收缩，肌肉收缩消耗能量。甘油的吸收方式是自由扩散的方式，不耗能；生长素的横向运输方式为主动运输。 答案：C,物质进出细胞方式的考查,2.,如图表示植物体内某物质跨膜运输的部分示意图，下列有关叙述错误的是 ( ) A物质A的运输方式属于主动运输 B物质B表示载体蛋白，具有专一性且能循环利用 C该过程能够体现细胞膜具有控制物质进出细胞的 功能 D图示中ATP主要来自光合作用的光反应,3.,解析：从图示可知，物质A逆浓度梯度且需要消耗能量，故其运输方式为主动运输；物质B为载体蛋白，具有专一性，且能循环利用；光合作用的光反应产生的ATP只用于暗反应，故D项错误。 答案：D,(原创题)右图表示小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程和将葡萄糖运出细胞的过程示意图。其中、的个数代表分子(离子)的浓度。下列相关叙述错误的是 ( ) A葡萄糖通过主动运输的形式进入此细胞，需 要消耗ATP B葡萄糖通过协助扩散的方式从此细胞中运 出，不需要消耗ATP C钠离子通过主动运输的方式进入此细胞，需 要消耗ATP D载体和载体的组成单体相同，但结构有 差异,4.,解析：从题图中可以看出，葡萄糖逆浓度梯度进入小肠上皮细胞，顺浓度梯度出小肠上皮细胞，故可知葡萄糖通过主动运输的方式进入小肠上皮细胞，需要消耗ATP，通过协助扩散出小肠上皮细胞，不需要消耗ATP。同理可知，钠离子以协助扩散的方式进入小肠上皮细胞，不需要消耗ATP。载体的本质是蛋白质，组成单位都是氨基酸，但载体具有特异性，不同载体的结构不同，运输的物质也有差异。 答案：C,探究性实验设计的步骤：提出问题作出假设设计实验观察现象得出结论 这类题型一般提供材料，给出问题，让学生确定一个实验题目，然后展开研究讨论。关于假设的确定，一般是问题中某一方面，可以是肯定的也可以是否定的。 实验设计题答题规律 第一步：认真研读题干信息，分析题目类型属于验证型实验、探究型实验、完全设计型、半设计型、实验评价型中的哪一种。 第二步：仔细审读，找准实验中所要控制的单一变量和因变量，并分析以什么指标表示或观察因变量。 第三步：运用对照实验思想合理设置对照组。,基本技能,第四步：分析实验过程中需要平衡的无关变量，即避免(或排除)无关变量对实验结果(现象)的影响。 第五步：推敲精炼语言，准确表达实验步骤和实验结果及结论。 第六步：通读自己的实验设计。运用实验设计所遵循的原则进行对照，检查是否有遗漏。,(青岛测试)某实验小组要对“低温是否会影响物