高考生物一轮复习 生物膜的流动镶嵌模型与物质跨膜运输的方式精品课件 新人教版必修1.ppt

第4讲生物膜的流动镶嵌模型与物质跨膜运输的方式 一 细胞膜的探索历程 知识梳理 二 流动镶嵌模型的基本内容1 结构模型 2 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 3 结构特点具有 其原因是组成膜的 和大多数蛋白质分子 大都是可以运动的 三 物质出入细胞的方式1 被动运输 1 不需要载体和能量 如 co2 甘油 苯等 2 协助扩散 需要 但不需要 如红细胞吸收葡萄糖 2 主动运输可从 一侧运输到 一侧 需要 的协助 同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的 如na k 等离子的运输 3 胞吞与胞吐 1 胞吞 细胞摄取大分子时 首先是大分子附着在 表面 从而使细胞膜内陷形成 包围着大分子 从膜上分离下来进入细胞内部 2 胞吐 细胞需要外排的大分子 先在细胞内形成 然后移到 处 与之融合 将大分子移出细胞 自主核对 一 膜是由脂质组成的脂质和蛋白质排列为连续的两层蛋白质 脂质 蛋白质流动性流动镶嵌模型二 2 磷脂双分子层镶在磷脂分子层表面横跨整个磷脂双分子层糖蛋白糖脂3 一定流动性磷脂分子三 1 自由扩散水o2乙醇载体能量2 低浓度高浓度载体蛋白能量3 细胞膜小囊囊泡细胞膜 考点1生物膜的流动镶嵌模型与生物膜的结构特点和功能特性1 组成成分及其在膜中的分布 考点突破 2 结构特点 流动性 1 原因 膜结构中的蛋白质分子和脂质分子是可以运动的 2 影响因素 主要受温度影响 适当温度范围内 随外界温度升高 膜的流动性增强 但温度高出一定范围 则导致膜的破坏 3 表现 质壁分离和复原实验 变形虫捕食和运动时伪足的形成 白细胞吞噬细菌 胞吞与胞吐 载体对相应物质的转运 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 如人鼠细胞融合 兴奋在细胞间传递 3 功能特性 选择透过性 1 表现 植物根对矿质元素的选择性吸收 神经细胞对k 的吸收和对na 的排出 肾小管的重吸收和分泌 小肠的吸收等 应用指南1 膜的组成 结构和功能可表示为下图 2 流动性与选择透过性都是对细胞膜的描述 但两者既有区别又有联系 1 区别 流动性是细胞膜结构方面的特性 选择透过性体现了细胞膜功能方面的特性 主动运输能充分说明选择透过性 2 联系 细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础 因为只有细胞膜具有流动性 细胞才能完成其各项生理功能 才能表现出选择透过性 相反 如果细胞膜失去了选择透过性 细胞可能已经死亡了 细胞膜有组织的结构就不存在了 例1对某动物细胞进行荧光标记实验 如下示意图所示 其基本过程 用某种荧光染料标记该动物细胞 细胞表面出现荧光斑点 用激光束照射该细胞表面的某一区域 该区域荧光淬灭 消失 停止激光束照射一段时间后 该区域的荧光逐渐恢复 即又出现了斑点 上述实验不能说明的是 a 细胞膜具有流动性b 荧光染料能与细胞膜组成成分结合c 根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率d 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 解析 用荧光染料标记细胞 是因为该染料能与细胞膜组成成分结合 激光照射后荧光的恢复是由于膜上其他部位的移动 即细胞膜的流动性 荧光恢复的快慢反映了膜中蛋白质和脂质流动的快慢 该实验与物质跨膜运输无直接关系 答案 c 对点训练1下图是真核细胞膜的亚显微结构模式图 表示物质 下列有关说法错误的是 a 在细胞膜上都不是静止的b 细胞识别与 有关c 在细胞膜上的分布是不均匀的d 的单分子层面积等于该细胞所有膜面积的两倍解析 该图是细胞膜的结构模式图 图中 依次代表糖蛋白 蛋白质 磷脂双分子层 细胞膜具有一定的流动性 蛋白质 磷脂分子及糖蛋白大多数不是静止不动的 糖蛋白参与细胞识别 细胞膜上的蛋白质的分布是不均匀的 的单分子层面积等于该细胞细胞膜面积的两倍 因为细胞中除细胞膜外 还有核膜 线粒体膜 内质网膜等生物膜 答案 d 考点2物质进出细胞的方式1 跨膜运输 自由扩散 协助扩散和主动运输 2 非跨膜运输 胞吞与胞吐 应用指南影响物质运输速率的因素1 数字模型 1 物质浓度 2 o2浓度 3 温度 2 规律归纳 1 在一定浓度范围内 协助扩散或主动运输速率不再随物质浓度的增大而加快时 主要是因为细胞膜上运输该物质的载体蛋白的数量有限 主动运输还可能受细胞内能量供应的限制 2 o2浓度是通过影响细胞呼吸产生能量的多少来影响主动运输速率的 3 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 例2 2010 山东理综 下图中曲线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 解析 本题考查了细胞进行物质运输的方式与特点 分析题目所给曲线图 可知物质a的转运速率与被转运的分子的浓度成正比关系 可判定为自由扩散 物质b在被转运的分子达到一定浓度时 转运速率不再增加 可判定为协助扩散或主动运输 二者都与载体蛋白数量有关 方式a不需要蛋白质的参与 脂溶性小分子物质由于与细胞膜同属于脂类物质 因而可通过自由扩散方式运输 抑制细胞呼吸会对方式b中的主动运输过程中的转运速率有影响 答案 c 对点训练2 2009 海淀模拟 如图表示细胞对大分子物质 胞吞 和 胞吐 的过程 下列与此有关的叙述错误的是 a a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生b a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成c b表示细胞分泌的同时会导致膜成分的更新d b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式 解析 胞吞和胞吐是膜流动性的具体体现 胞吞是通过膜外表面的糖被识别 消耗能量进入细胞内 细胞分泌是高尔基体 出芽 形成的囊泡与细胞膜融合 将大分子物质排到膜外 因此 有部分高尔基体膜的成分转移到细胞膜 细胞排出废物和摄取养分的基本方式是利用膜的选择透过性直接通过细胞膜 以被动运输 主动运输等方式进行 答案 d 考点3实验面面观 通过模拟实验探究膜的透性1 实验原理膜对不同物质的通透性不同 蔗糖分子不能通过半透膜 而水分子则可自由通过半透膜 2 实验步骤 1 在长颈漏斗处封一层半透膜 如玻璃纸 肠衣等 2 漏斗中注入蔗糖溶液 烧杯中盛放蒸馏水 3 按下图所示组装实验装置 4 在漏斗的液面处做好标记 以便观察液面的升降情况 3 实验结果及结论漏斗内液面上升 说明蔗糖分子不能透过膜 而水分子可通过膜 即膜对不同物质的通透性不同 应用指南实验的拓展应用1 鉴定不同浓度的物质如鉴定失去标签的10 的蔗糖溶液和30 的蔗糖溶液的操作如下 2 探究物质能否通过半透膜 以碘和淀粉为例 3 探究影响物质跨膜运输的因素如探究温度对跨膜运输的影响时 可将本实验中的渗透装置置于不同的温度中 比较漏斗液面的变化 可确定温度对渗透作用的影响 例3已知鱼鳔是一种半透膜 若向鱼鳔内注入适量的20 蔗糖溶液 排出鱼鳔内的空气 扎紧开口 将其浸没在盛有10 蔗糖溶液的烧杯中 下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是 解析 本题考查渗透作用的原理 鱼鳔是一种半透膜 鱼鳔内的蔗糖溶液浓度高于其外蔗糖溶液浓度 所以会从烧杯中吸水使其体积增大 使烧杯内溶液浓度升高 当鱼鳔内外渗透压相等时 水进出达到平衡 烧杯中溶液和鱼鳔内溶液浓度相同 答案 b 例1下列关于细胞物质运输的方式的叙述正确的是 a 水通过扩散的方式进出细胞 细胞吸水时水分子也能向细胞外运动b 蛋白质从细胞内分泌到细胞外跨两层磷脂分子 一层生物膜 c 核膜上有核孔 因此核膜不具有选择透过性 各种物质均可出入d 细胞壁也具有一定的选择透过性 因此在一定条件下植物细胞可发生质壁分离 错因分析 1 对跨膜和非跨膜运输分辨不清 2 核孔对物质的出入也有一定的控制作用 解析水通过渗透方式进出细胞 渗透是一种经过半透膜的扩散 细胞壁是全透性的 答案a 例2如图表示细胞膜的结构模型示意图 a和b表示两种不同的物质及其运输方式 下列叙述不正确的是 a 表示细胞外 表示细胞内b a可代表氧气 b可代表氨基酸c 不同物种的细胞中 的种类均不相同d 适当提高温度将加快 和 的运动速度错因分析对各种运输方式的异同点掌握不到位 理解不透彻而错选 解析因为只有细胞膜的外侧具有糖蛋白 所以根据糖蛋白的位置可以判定细胞膜的内外侧 氧气进入细胞的方式是自由扩散 由细胞外的高浓度扩散到细胞内的低浓度 氨基酸进入细胞的方式是主动运输 需要载体和能量 可以逆浓度梯度运输 不同的细胞中细胞膜的基本骨架都是一样的 即为磷脂双分子层 适当提高温度将会加快细胞膜的流动性 答案c 典例1下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 考查角度物质出入细胞的方式解析载体具有特异性 运输葡萄糖的载体不能运输蔗糖 该物质进入膜内只需要载体的协助 不需要消耗能量 从高浓度到低浓度 是被动运输 载体的数量是有限的 所以该过程会出现饱和现象 而碘进入细胞内部是主动运输过程 需要消耗能量 答案d 典例2下图是植物根从土壤中吸收某矿质离子示意图 根据判断 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 解析仔细分析该物质跨膜运输的图例可知 该物质的运输是由低浓度到高浓度 不仅需要载体的协助 还消耗能量 故为主动运输 答案c 典例3下列关于物质跨膜运输的叙述 错误的是 a 主动运输过程中 需要载体蛋白协助和atp提供能量b 在静息状态下 神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输c 质壁分离过程中 水分子外流导致细胞内渗透压升高d 抗体分泌过程中 囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分考查角度对物质跨膜方式的理解解析主动运输需要载体协助和消耗能量 静息状态下 神经细胞需要消耗能量通过主动运输来维持细胞内外侧的离子的浓度差 因此需要不断地吸收葡萄糖 答案b 1 如图是神经细胞的细胞膜结构模式图 正确的是 解析 磷脂双分子层的排列为亲水头在外侧 疏水尾部在内侧 答案 a 随堂过关 2 下列关于生物膜结构探索历程的说法 不正确的是 a 最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的b 三层结构模型认为生物膜为静态的结构c 流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动d 三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中的分布是不均匀的解析 三层结构模型认为生物膜结构是 蛋白质 脂质 蛋白质 认为蛋白质是均匀的 固定的 答案 d 3 不久前 东京大学教授能濑聪直领导的研究小组通过转基因方法 把可以使细胞发出荧光的基因导入果蝇的细胞 使果蝇的肌肉细胞发出绿色荧光 而神经细胞发出红色荧光 然后用激光显微镜观察并拍摄神经细胞朝着肌肉细胞方向伸展突起的过程 这个过程体现了细胞的 a 全能性b 遗传性c 膜的选择透过性d 膜的流动性解析 神经细胞朝着肌肉细胞方向伸展突起是通过膜的流动性实现的 答案 d 4 细胞膜的结构特点和功能特性分别是 具有一定的流动性 具有保护细胞内部的作用 具有磷脂双分子层 具有选择透过性a b c d 解析 细胞膜的结构特点是具有一定的流动性 功能特性是具有选择透过性 答案 b 5 某物质从低浓度向高浓度跨膜运输 该过程 a 没有载体参与b 为自由扩散c 为协助扩散d 为主动运输解析 本题考查物质跨膜运输的方式的相关知识 只有主动运输是物质由低浓度到高浓度的跨膜运输 需要载体协助 需要消耗能量 答案 d 6 已知k 通过细胞膜的方式如下图所示 则下列哪种物质有与其相同的运输方式 a 乙醇b 胆固醇c 脂肪酸d 氨基酸 解析 从图中可以看出在一定浓度范围内k 的吸收量随氧气含量的增大而增大 因此可判断k 的吸收是消耗能量的过程 所以这种离子的吸收方式是主动运输 而给出的四个选项中只有氨基酸通过细胞膜的方式是主动运输 而其余三种物质均以自由扩散的方式通过细胞膜 答案 d 7 下图表示物质通过红细胞膜的示意图 其中黑点代表物质分子 圆圈代表载体 多角形表示能量 请回答 1 表示 方式 表示 方式 表示 方式 2 k o2和葡萄糖三种物质中 通过 方式进入红细胞的是 3 与 方式相比 方式的主要特点是需要借助 该物质是在细胞内的 上合成的 与 相比 方式的不同之处是 4 若在细胞中注入某种呼吸抑制剂 方式将会受到较大影响 解析 图 显示物质分子透过细胞膜时可完全依靠浓度差 既不需载体 也不消耗能量 应属自由扩散 图 显示物质分子跨膜运输需载体蛋白协助且消耗能量应属主动运输 图 显示物质分子跨膜时需载体协助 但不消耗能量应属协助扩散 答案 1 自由扩散主动运输协助扩散 2 k 3 载体核糖体需要消耗能量 4 实验结果 结论的预测与分析有些实验的结果可以直接用肉眼观察出来 而很多实验是化学反应类型 肉眼观察不到 应该考虑加入指示剂 借助颜色变化或仪器辅助观察 实验结果可采用文字 表格 坐标曲线等方式描述 1 观察因变量的确定因变量与观察变量有时是不同的 对于因变量不能直接观察的 应该通过相应手段转换 将因变量间接展现出来 便于观察 如细胞分裂中染色体可以通过染色借助显微镜观察 呼吸强度可通过测定密闭装置中气压变化来表现等 2 实验结果的预测实验结果是由实验变量而引起的变化 实验结果是实验所得到的直观现象 如测得的有关数据 实验对象呈现的特殊颜色 气味 形态 生理等方面的变化 因此实验结果应是对实验现象的直接陈述 一个正确的实验设计应实现实验目的 即得出的结论就是实验目的 特别注意弄清实验的目的是 验证 还是 探究 如果是 验证型 的实验 如 验证 证明 都可预测到与实验目的一致的结果 结论是合理的 科学的 肯定的 此时一般只有一个结果和相应的结论 且结论与实验目的相对应 若是 探究型 的实验 如 探究 预测的实验结果不唯一 大多有三种可能 变量促进结果 变量抑制结果 变量与结果无关 或 全肯定 全否定 一肯定一否定 等 3 实验结论的归纳提炼实验结论是在实验结果的基础上 根据已有知识的合理迁移 通过推理和判断 得出的关于实验相关内容最本质的认识 如 鉴定葡萄糖是可溶性还原糖 的实验中 葡萄糖与斐林试剂共热后出现砖红色沉淀 这是实验结果 葡萄糖是可溶性还原糖 则是实验结论 例题 某