广西高考生物 2.1细胞膜和生物膜系统配套课件 新人教版 .ppt

第1讲细胞膜和生物膜系统 一 细胞膜的分子结构和主要功能1 细胞膜的分子结构 1 写出图中结构的名称和功能 功能 功能 功能 2 说出细胞膜的结构特点并分析原因 特点 原因 磷脂双分子层 构成细胞膜的基本支架 蛋白质分子 参与物质运输 信息交流等 糖被 与细胞表面的识别有关 具有一定的流动性 构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是可以 流动的 2 细胞膜的功能 2 其他功能 等 1 物质交换 方式 跨膜方式 如 如轮藻吸收k 其他方式 如人体白细胞吞噬病原体 如分泌蛋白的分泌 特点 自由扩散 o2 co2 甘油等 物质出入细胞 内吞 外排 主动运输 选择透过性 识别 分泌 排泄 免疫 点拨 1 主动运输 内吞和外排都需要消耗能量 2 自由扩散与主动运输都能体现细胞膜的选择透过性 二 细胞的生物膜系统1 写出生物膜系统的组成 2 分析各种生物膜在结构和功能上的联系 1 填写图中各生物膜的名称 核膜 内质网膜 细胞膜 细胞膜 核膜以及由膜围绕而成的 细胞器 2 描绘各生物膜在结构上的直接和间接联系 直接联系 内质网膜 间接联系 高尔基体膜 核膜 细胞膜 内质网膜 细胞膜 内连 外连 具膜小泡 具膜小泡 3 各种生物膜在功能上的联系 写出图中各结构的名称 1 2 3 写出分泌蛋白合成和运输的过程 核糖体内质网高尔基体 合成场所 加工 进一步加工 细胞外 作用 写出参与分泌蛋白合成与运输的膜性结构 内质网 高尔基体 细胞膜 分泌 内质网 高尔基体 线粒体 细胞膜 细胞膜 3 生物膜系统的作用 1 细胞膜使细胞具有一个相对稳定的 在细胞与环境之间进行 能量交换和 的过程中起 作用 2 为细胞内 的顺利进行创造了有利条件 3 保证细胞的生命活动 地进行 内环境 物质运输 信息传递 决定性 各种化学反应 高效 有序 4 连线分析研究生物膜的重要意义 点拨 细胞膜 生物膜与生物膜系统的关系 1 细胞膜属于生物膜的一种 生物膜包括细胞膜以及各种细胞器膜和核膜 2 生物膜是生物膜系统的基础 没有生物膜也就没有生物膜系统 生物膜强调的是膜结构 而生物膜系统强调的是由膜围成的结构体系 二者在本质上是不同的 思维判断 1 组成细胞膜的成分只有磷脂 蛋白质和多糖 分析 组成细胞膜的主要成分是磷脂 蛋白质和多糖 动物细胞膜中还含有少量胆固醇 2 细胞膜功能的多样性与细胞膜中蛋白质的种类和数量有关 分析 蛋白质是生命活动的体现者 细胞膜上蛋白质的种类和数量决定了细胞膜的功能 3 抗体 酶和激素都是分泌蛋白 分析 分泌蛋白包括所有的抗体 绝大多数的酶和部分激素 少数酶的成分是rna 部分激素属于固醇类有机物和氨基酸衍生物等 4 原核细胞的生物膜系统由细胞膜和核膜组成 分析 生物膜系统主要是对真核细胞而言 原核细胞无核膜 无具膜的细胞器 只有细胞膜一种膜结构 不能称为生物膜系统 5 组成生物膜系统的生物膜的组成成分和结构都是一样的 在结构和功能上紧密联系 分析 生物膜系统包括细胞膜 核膜以及由膜围绕而成的细胞器 组成生物膜系统的生物膜的组成成分和结构大体上相同 但并不完全相同 如细胞膜上有糖被 细胞器膜上没有糖被 细胞膜的结构及组成 1 磷脂分子具有极性的 头 和非极性的两条 尾 2 蛋白质分子可以分成两类 一类排布在磷脂双分子层外侧 即镶在膜的表层 另一类部分嵌插在磷脂双分子层中或贯穿于整个磷脂双分子层 且仅有外侧有糖蛋白等 使细胞膜具有不对称性和信息交流等其他功能 技巧点拨台 体现细胞膜结构特点的实例细胞膜具有流动性 必然体现在膜的形状变化和其上分子的运动 白细胞吞噬细菌的过程 变形虫的伪足运动 受精时细胞的融合过程 动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程 细胞杂交时的细胞融合 质壁分离与质壁分离复原时细胞膜的变化 分泌蛋白的分泌过程中细胞膜的变化 典例训练1 如图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图 有关叙述错误的是 a 葡萄糖进入细胞的运输方向是a bb c指磷脂分子的头部 具有亲水性c 蛋白质在细胞膜的内外侧均有分布d 细胞膜的选择透过性与b d的种类和数量有关 解题指南 1 知识储备 1 细胞膜以磷脂双分子层为基本支架 磷脂分子亲水的头部位于外侧 疏水的尾部位于内侧 2 细胞膜功能的复杂程度与细胞膜上蛋白质的种类和数量有关 3 糖蛋白只位于细胞膜的外侧 2 解题关键 1 依据糖蛋白的位置 可判断a侧为细胞膜外 b侧为细胞膜内 2 依据生物膜的流动镶嵌模型 判断a e所代表的结构 解析 选c 葡萄糖从细胞的外侧 a侧 进入内侧 b侧 供细胞利用 磷酸 头 部 c 是亲水端 脂肪酸 尾 部 a 是疏水端 细胞膜具有选择透过性 这与细胞膜上蛋白质 b d 的种类和数量有关 互动探究 1 图中的b结构与物质的跨膜运输有关吗 为什么 提示 可能有关 因为b物质为跨膜蛋白质 这种蛋白质可以作为主动运输的载体蛋白质 分析 物质的跨膜运输方式主要有自由扩散和主动运输 主动运输需要载体蛋白质协助 这些载体蛋白质就是指位于细胞膜中的蛋白质 2 图中a与b哪个表示细胞膜的外表面 理由是什么 提示 a面为细胞膜的外表面 因为e为糖蛋白 糖蛋白位于细胞膜的外表面 与细胞表面的识别有密切关系 分析 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 变式备选 2012 日照模拟 将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来 将其在空气 水界面上铺成单分子层 结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍 用下列细胞进行实验与此结果最相符的是 a 人的肝细胞b 蛙的红细胞c 洋葱鳞片叶表皮细胞d 大肠杆菌细胞 解析 选d 人的肝细胞 蛙的红细胞 洋葱鳞片叶表皮细胞等细胞均含有细胞膜 细胞器膜和核膜等生物膜 提取到的细胞膜不纯净 生物膜的磷脂单分子层表面积大于细胞膜表面积的两倍 大肠杆菌细胞生物膜只有细胞膜 细胞膜中磷脂分子呈双层分布 细胞膜功能分析1 细胞膜的成分 结构及功能的关系 2 自由扩散与主动运输的区别 高浓度低浓度 低浓度高浓度 两侧溶液的浓度差 能量 载体蛋白质 水 o2 co2 甘油 乙醇 苯等 氨基酸 k na 等 高考警示钟 1 需要载体蛋白质协助的运输方式只有主动运输 2 消耗能量的运输方式除主动运输外 还有内吞和外排 3 与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外 还有载体蛋白质的合成场所 核糖体 4 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 5 同一种物质进出不同细胞时 运输方式可能不同 典例训练2 如图表示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 图中 与细胞间的识别 免疫 细胞的癌变有密切的关系b 适当提高温度将加快 和 的运动速率c 图示若为肝细胞膜 则尿素的运输方向是 d b过程不需要能量 a过程未体现膜的选择透过性这一生理特性 解题指南 1 考查实质 本题主要考查细胞膜的流动镶嵌模型 结构特点及功能特点 2 知识储备 1 细胞膜的外表面有糖蛋白 内表面没有糖蛋白 2 主动运输运输方向一般是由低到高 需要载体蛋白质 自由扩散运输方向由高到低 不需要载体蛋白质 解析 选d 据图知 为糖蛋白 它所在的一侧为细胞膜的外表面 糖蛋白与细胞的识别 免疫 癌变等有密切的关系 适当提高温度能加快分子的运动 肝细胞将脱氨基作用产生的氨基转化为尿素 然后运出细胞外 依据物质的浓度以及是否需要载体蛋白质可以确定a为主动运输 不仅需要载体蛋白质协助 还需要为之提供能量 b为自由扩散 二者都体现了细胞膜的选择透过性 变式训练 如图中曲线a b表示物质出入细胞的两种方式 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有关的载体蛋白质覆盖于细胞膜表面c 方式b的最大转运速率与载体蛋白质数量有关d 抑制细胞呼吸对方式a和b转运速率均有影响 解析 选c 分析坐标曲线可以看出 a为自由扩散 b为主动运输 脂溶性小分子物质通过自由扩散 即方式a 运输 方式a与载体蛋白质无关 只与浓度有关 方式b的最大转运速率与载体蛋白质的数量有关 抑制细胞呼吸 能量供应不足 导致主动运输 b 受阻 而与自由扩散 a 无关 细胞的生物膜系统1 生物膜 1 种类 细胞膜 单层膜 细胞的外界膜 核膜 双层膜 有核孔 细胞核的外界膜 细胞器膜 双层膜 线粒体膜 叶绿体膜 单层膜 内质网膜 高尔基体膜 液泡膜等 结构特点 具有一定的流动性 功能特点 选择透过性 2 成分 主要由蛋白质 磷脂和少量的糖类组成 功能越复杂的生物膜 蛋白质的种类和数量越多 3 结构 磷脂双分子层构成基本支架 蛋白质分子镶在膜的表层或嵌插 贯穿在整个磷脂双分子层中 4 特点 2 各种生物膜在结构上的联系 内质网膜 3 各种生物膜在功能上的联系以分泌蛋白的合成和分泌为例 4 生物膜系统的功能 1 作为界膜 将细胞与外界环境分隔开 使细胞具有一个相对稳定的内部环境 将细胞 区域化 保证了细胞的生命活动高效 有序地进行 2 与物质运输 能量交换和信息传递有关 物质运输 如自由扩散 主动运输 内吞和外排作用 能量交换 如在叶绿体的囊状结构薄膜上把光能转化为化学能 在线粒体内膜上把有机物中的化学能转化为atp中活跃的化学能 信息传递 a 直接传递 精子与卵细胞相遇并完成受精 b 间接传递 神经元之间通过递质传递信息 3 为酶提供附着位点 使各种化学反应顺利 快速进行 技巧点拨台 与分泌蛋白的合成与运输有关的细胞结构总结 1 与分泌蛋白合成与运输有关的细胞结构 核糖体 内质网 高尔基体 线粒体 细胞膜 2 与分泌蛋白合成与运输直接有关的细胞器 核糖体 内质网 高尔基体 3 与分泌蛋白加工 运输有关的细胞器 内质网 高尔基体 典例训练3 2011 四川高考 下列有关生物膜结构和功能的描述 不正确的是 a 植物原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性b 合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般不发达c 分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成d 生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新 解题指南 1 考查实质 本题考查生物膜在功能上的联系 2 解题关键 明确内质网的功能 即与蛋白质 脂质和糖类的合成有关 也是蛋白质等的运输通道 解析 选b 原生质体的融合需要细胞膜相互融合为基础 体现了细胞膜的流动性 分泌蛋白和固醇类激素的合成都与内质网有紧密联系 生物膜系统直接可以相互以具膜小泡形式进行交流 变式训练 如图所示为某细胞进行某种生命活动前后几种生物膜面积的变化 在此变化过程中有可能合成 a 呼吸酶b 胃蛋白酶c 性激素d atp 解析 选b 分泌蛋白形成时 内质网膜转化为高尔基体膜 高尔基体膜则转化为细胞膜 从而出现膜面积的变化 以上四种物质中 呼吸酶是蛋白质 在细胞内发挥作用 性激素和atp不是蛋白质 只有胃蛋白酶是在细胞内合成的 并且分泌到胃腔中发挥作用 所以在其分泌过程中内质网会形成具膜小泡 所以膜面积会减少 高尔基体接受了内质网具膜小泡又形成高尔基体具膜小泡 所以前后膜面积几乎没有变化 细胞膜由于接受了高尔基体具膜小泡 所以膜面积增大 变式备选 科学家利用35s标记的氨基酸培养哺乳动物的乳腺细胞 测量细胞合成并分泌乳腺蛋白过程中各种膜结构的面积变化 结果如图所示 下列选项表示a b c所代表的膜结构的名称以及放射性标记出现的先后顺序 正确的是 a a核糖体 b内质网 c高尔基体b a内质网 b高尔基体 c细胞膜c a高尔基体 c内质网 b细胞膜d a内质网 c高尔基体 b细胞膜 解析 选d 由题干提供的信息知 a b c代表的是有膜结构 故可排除选项a 因为核糖体没有膜结构 观察曲线图解可知 a先下降后不再恢复原来的膜面积 b最终的膜面积比原来增加 c是先增加后减少恢复成原来的膜面积 结合实际分泌蛋白的分泌过程中所参与的膜结构 即可确定 a为内质网 b为细胞膜 c为高尔基体 完善实验思路时关键信息的利用 不同浓度nacl溶液对细胞形态的影响 案例 2010 浙江高考改编 为研究兔红细胞在不同浓度nacl溶液中的形态变化 请根据以下提供的实验材料与用具完善实验思路 并完善记录实验结果及原因分析的表格 填入相应内容 材料与用具 兔红细胞稀释液 质量分数为1 5 的nacl溶液 蒸馏水 试管 显微镜等 要求 答题时对nacl溶液的具体配制 待观察装片的具体制作不作要求 1 实验思路 向上述各支试管中分别加入等量的兔红细胞稀释液 放置一定时间 2 预期实验结果及原因分析表 不同浓度nacl溶液对兔红细胞形态的影响 命题人透析 1 从实验目的中分析实验变量 根据实验目的 研究兔红细胞在不同浓度nacl溶液中的形态变化 推知该实验的自变量是 nacl溶液的浓度 因变量是 兔红细胞在不同浓度nacl溶液中的形态 无关变量包括细胞种类 细胞在溶液中的时间等 2 蒸馏水的作用 一般实验中若提供蒸馏水 蒸馏水的目的是作为对照 该实验中提供的蒸馏水不是作为对照 而是用来稀释nacl溶液 形成不同浓度的nacl溶液 3 0 9 nacl溶液与一定浓度nacl溶液的选择 思维定势引起的错误分组 看到nacl溶液和红细胞形态变化 自然想到0 9 nacl溶液能维持人体细胞的形态稳定 错误地将实验变量设置为 低于0 9 的nacl溶液 0 9 的nacl溶液和高于0 9 的nacl溶液 正确的实验分组 根据预期实验结果中的提示信息 低于一定浓度的nacl溶液 实验分为3组 变量分别为低于一定浓度的nacl溶液 一定浓度的nacl溶液 高于一定浓度的nacl溶液 标准答案 1 配制质量分数由低到1 5 的nacl溶液 分别取等量加入到各支试管中 取混合后的稀释液制作装片 用显微镜观察并比较红细胞形态的变化 2 阅卷人点评 得分要点 1 中必须体现 由低到1 5 等量 必须体现 制作装片 用显微镜观察 2 表格中nacl溶液前必须加 一定浓度 进行限定 失分案例 1 步骤 错答为 配制低于0 9 的nacl溶液和高于0 9 的nacl溶液 错答原因是没有充分利用预测结果中的提示信息 一定浓度的nacl溶液 2 表格内的原因分析错答为 既不吸水也不失水 错答原因是对细胞的失水和吸水理解不准确 1 2012 西城区模拟 如图是细胞膜的亚显微结构模式图 表示构成细胞膜的物质 下列关于细胞膜结构和功能的叙述中 正确的是 a a过程与膜内外物质的浓度无关b b可表示细胞分泌胰岛素的过程c 可根据 来判断细胞膜的内外侧d 和 构成了细胞膜的基本支架 解析 选c a方式为自由扩散 运输动力为浓度差 b方式为主动运输 胰岛素分泌属于外排 为糖蛋白 只位于细胞膜的外侧 是磷脂双分子层 是蛋白质分子 是细胞膜的基本支架 覆盖 嵌插或贯穿于 中 2 关于细胞膜功能的叙述中 不正确的是 a 能接受激素 递质等传递的信息b 依靠载体蛋白质的协助 主动运输大分子和颗粒性物质c 参与分泌蛋白向细胞外的运输过程d 参与免疫细胞对抗原或靶细胞的识别 解析 选b 大分子和颗粒性物质主要通过内吞和外排作用进出细胞 而不是主动运输 3 下列过程中 不能体现膜的流动性的是 a 植物体细胞杂交b 受精过程c 氧进入细胞中的线粒体d 效应b细胞产生抗体 解析 选c 氧进入细胞中的线粒体 是自由扩散 不能体现膜的流动性 而植物体细胞杂交 受精过程都属于细胞融合 原理是细胞膜的流动性 抗体是分泌蛋白 效应b细胞产生抗体的过程体现的是生物膜互相转化的过程 生物膜的流动性是膜之间融合与转化的基础 4 2012 南宁模拟 如图所示为真核生物膜的结构与功能 下列与此相关的叙述中 不正确的一项是 a 功能复杂的生物膜 蛋白质种类和数量较多b 膜的结构特点是具有一定的流动性c 完成图中 的场所是叶绿体囊状结构薄膜d 完成图中 的结构均具有单层膜结构 解析 选d 功能复杂的生物膜蛋白质种类和数量一般比较多 膜的结构特点是具有一定的流动性 完成光反应的部位是叶绿体囊状结构薄膜 是线粒体 是内质网 是高尔基体 是液泡 是核糖体 线粒体是双层膜结构 核糖体是非膜结构 其他都是单层膜结构 5 2010 广东高考改编 如图是植物从土壤中吸收某矿质离子的示意图 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 渗透作用c 主动运输d 被动运输 解析 选c 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 6 下列关于真核细胞生物膜的叙述 正确的是 a 生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定b 构成膜的脂质主要是磷脂 脂肪和胆固醇c 有氧呼吸及光合作用产生atp均在膜上进行d 核糖体 内质网 高尔基体的膜都参与蛋白质的合成与运输 解析 选a 生物膜的功能由膜蛋白决定 膜蛋白的种类和数目越多 其功能越复杂 a正确 构成生物膜的脂质主要是磷脂 动物细胞膜还含有胆固醇 脂肪不是生物膜的成分 b错 有氧呼吸的场所是细胞质基质 线粒体基质以及线粒体内膜 这些场所均能产生atp 而光合作用产生atp是在叶绿体囊状结构薄膜上 光反应场所 所以c错 核糖体无膜结构 d错 7 在一定时间内使某种动物细胞吸收放射性同位素标记的氨基酸 经检查发现放射性同位素依次出现在图中1 2 3 5 6 7部位 请据图回答 1 图中 7 是一种 在 2 中进行加工 1 的功能是 3 中放射性同位素来自 2 在 3 中形成成熟蛋白质 5 来自 填标号 3 用标号来表示 7 的运输过程 4 由此可以看出 细胞内的生物膜在 和 上具有一定的连续性 5 7 的合成 加工和运输过程所需的大量能量由 供给 解析 由图可知1是核糖体 2是内质网 3是高尔基体 4是线粒体 5是具膜小泡 6是细胞膜 7是分泌蛋白 分泌蛋白的形成过程中 氨基酸是合成蛋白质的原料 先在核糖体上合成多肽 再经内质网加工和运输 在高尔基体上成熟 形成具膜小泡后 与细胞膜融合并将分泌蛋白排出到细胞外 在此过程中 线粒体为分泌蛋白的形成提供能量 生物膜在结构和功能上都有一定的联系 其中内质网是生物膜的转化中心 内质网和高尔基体之间以小泡的形式进行转换或联系 答案 1 分泌蛋白内质网合成肽链 2 内质网 2 高尔基体 3 3 2 3 5 6 4 结构功能 5 4 线粒体 实验方法荧光检测细胞膜的流动性 理论指导 1 荧光标记法利用荧光蛋白或荧光蛋白基因作为标志物对研究对象进行标记的分析方法 2 常用荧光蛋白及特点 绿色荧光蛋白 红色荧光蛋白 来源 珊瑚虫特点 紫外光的照射下可发红色荧光 来源 发光水母特点 蓝光 近紫外光照射 发绿色荧光 其中应用比较广泛的是绿色荧光蛋白 典例分析 验证细胞膜具有一定的流动性 实验设计如下