2013导学教程人教版生物一轮课件第二单元第5讲细胞的结构与物质的输入与输出

,第二单元,细胞的结构与物质的输入与输出,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,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,成熟的红细胞,细胞核和众多细胞器,吸水涨破,2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 。,脂质和蛋白质,磷脂,蛋白质,外界环境,相对稳定,(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。,营养物质可以从外界,抗体,激素,相对的,糖被(糖蛋白),化学物质,细胞膜,通道,【特别提醒】 不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同，如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇，而植物细胞膜中含量很少或没有。细胞在不同时期，细胞膜的成分及含量也会发生变化，如癌细胞糖蛋白减少。,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 。,磷脂双分子层,镶在磷脂双子层表面,横跨整个磷脂双分子层,糖蛋白,糖脂,2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】 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。,流动性,磷脂分子,大多数蛋白质,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。,载体和能量,载体,能量,红细胞,(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。,载体和能量,胞吞或胞吐,【特别提醒】 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。,1细胞膜的成分,考点一：,细胞膜的成分、结构和功能,高频考点突破,2.结构 (1)磷脂分子,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。,(2)细胞膜结构示意图,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。,3细胞膜的功能,【特别提醒】 (1)只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。 (2)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。,【对位训练】 1下图表示各种膜的组成成分含量，该图不能说明的是,A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,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,2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,A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ATP C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,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 D,考点二：,物质进出细胞的方式及相关模型、曲线分析,【特别提醒】 (1)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细胞吸收葡萄糖为协助扩散，小肠细胞吸收葡萄糖则是主动运输。 (2)在跨膜运输方式中，只有主动运输需要能量，且能逆浓度梯度运输。,【对位训练】 3(2010广东理综)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 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,4(2012长春毕业班第一次调研)下图有关概念的分析，正确的是,A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,1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,3实验步骤,4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。,【对位训练】 5阅读下列材料后，回答问题： 科学家在进行细胞膜化学成分分析时，采用哺乳动物或人的红细胞作为实验材料。将其特殊处理使细胞破裂发生溶血现象，一些物质溶出，再将溶出细胞外的物质洗掉，即可得到纯净的细胞膜(又称血影)。有的科学家将“血影”中的脂质提取出来，使其在空气和水界面上铺展成单分子层，所形成的薄膜面积是原来细胞整个表面积的2倍。,(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_。,A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。,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,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、细胞膜的结构和功能模型构建法,【典例1】如图所示为细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的两种运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述错误的是,A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】 B,【体验感悟】,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。,(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。,【典例2】(2011东北三校二模)下图表示动物肌肉细胞细胞膜转运部分物质示意图，与图中信息不相符的是,A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ATP D图示中葡萄糖跨膜运输方式与细胞吸收甘油相同,【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】 D,【典例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,A.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。,【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。,【典例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,A自由扩散 B主动运输 C无法判断 D胞吐和胞吞 【尝试解答】_,B,【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