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    高中生物全套课件第2单元 第5课时 细胞膜——系统的边界 生物膜的流动镶嵌模型 物质跨膜运输的方式.ppt

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    高中生物全套课件第2单元 第5课时 细胞膜——系统的边界 生物膜的流动镶嵌模型 物质跨膜运输的方式.ppt

    第二单元,细胞的基本结构 和物质运输功能,1.涵盖范围,本单元包括必修1中第三、四两章内容,即细胞的基本结构和物质的输入、输出两大方面内容。,单元教学分析,2.考情分析,1考查力度所占分值2~10分。 2考查内容 ①细胞膜的结构与功能以细胞膜的图解作载体,综合考查细胞膜的组成成分、结构、结构特点、功能、功能特性、物质进出细胞的运输方式等知识。 ②细胞吸水和失水的原理及应用关注对渗透作用原理的相关实验设计,渗透作用原理的实践应用。,3考查题型 ①以图解形式考查动植物细胞亚显微结构和细胞膜结构、分泌蛋白合成、分泌过程。 ②以曲线形式考查跨膜运输方式。 ③以实验设计题考查质壁分离和复原。,3.复习指导,1复习线索 ①以动植物细胞亚显微结构图解为纽带,系统复习细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核的结构与功能。 ②以物质进出细胞为主线,系统复习细胞膜的结构功能及物质输入、输出的比较。,2复习方法 ①列表比较法物质的输入和输出方式的比较。 ②图示法动植物细胞的亚显微结构图,细胞膜、分泌蛋白的合成与分泌及质壁分离和质壁分离复原图解。,第 5 课时,细胞膜系统的边界 生物膜的流动镶嵌模型 物质跨膜运输的方式,回扣基础构建网络,一、细胞膜的探索历程,基础导学,[连一连],,,1.选材哺乳动物______。 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。 3.方法引流法或离心法。 4.哺乳动物成熟红细胞的特点无___和线粒体等众多细胞器;原料葡萄糖进入红细胞的运输方式为__扩散;细胞质中的主要蛋白质为____,含微量元素_,该蛋白质不属于__蛋白,是一种细胞内蛋白质。,二、细胞膜的制备实验,想一想 ⑴用针扎破或镊子剥下的方法可以吗⑵用鸡或鱼的红细胞可以吗为什么,提示 ⑴不可以。⑵不可以。上述动物红细胞含细胞核和众多的细胞器。,成熟的红细胞,吸水涨破,细胞核,协助,血红蛋白,铁,分泌,三、细胞膜的组成成分、结构和功能,1.细胞膜的组成成分判一判 ⑴细胞膜由蛋白质、磷脂和糖类组成,主要成分为脂质 ⑵功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多 ⑶脂质中的磷脂和胆固醇都是组成膜的成分 ⑷线粒体内膜和外膜上蛋白质成分相等 想一想 如何鉴定细胞膜中有蛋白质,提示 主要成分还有蛋白质,提示 内膜上蛋白质成分多于外膜。,提示 ⑴用双缩脲试剂鉴定,出现紫色即证明有蛋白质存在。⑵用蛋白酶处理细胞膜,变成全透性膜即可验证。,,,√,√,⑴结构模型,2.细胞膜的结构模型流动镶嵌模型,⑵结构特点 ①特点具有一定的___。 ②原因组成膜的___和___大都是运动的。,流动性,蛋白质,脂质,糖蛋白,磷脂双分子层,蛋白质,⑴将细胞与_____分开,保障了_______的相对稳定。,3.细胞膜的功能,⑵控制 __ __ __,离子 和小 分子 物质,被动 运输,自由扩散不需要_______,其 动力为___,如H2O、气 体、脂质、乙醇、苯等。 协助扩散需要____,但不需要_ _,如葡萄糖进入___。,主动运输需要_______,如各种离子 和氨基酸等。,胞吞和胞吐___物质进出细胞的运输方式,需__但不需____协助,该过程可体现细胞膜的___。,大 分子 物质,,,,,外界环境,细胞内部环境,载体蛋白和能量,浓度差,载体蛋白,红细胞,能,量,载体蛋白和能量,大分子,能量,载体蛋白,流动性,物质,进出,细胞,⑶进行细胞间的___。 ⑷功能特性具有_____。 想一想 细胞壁是植物细胞的真正边界吗,提示 不是,应为细胞膜,因细胞壁是全透性的,无选择透过性。,四、植物细胞壁,1.成分主要是______;酶解法去除细胞壁所用酶为________;与其形成有关的细胞器为____和线粒体。 2.功能_____。动物细胞在清水中可吸水涨破,但植物细胞不会,主要是______ 填成分的功劳。,信息交流,选择透过性,纤维素和果胶,纤维素酶和果胶酶,高尔基体,支持和保护,纤维素和果胶,1.教材41页肿瘤医院的化验报告单相关内容。 2.教材42页图3-2“细胞间信息交流的方式举例”,掌握信息交流的三种方式。 3.教材43页二中第2题用于实验探究。 4.教材65~66页生物膜结构的探索历程生物学史方面有关科学家及成就。 5.教材66页“磷脂分子”结构及元素组成和教材67页图 4-5细胞融合示意图。 6.教材72页胞吞和胞吐图解及小字部分解读。 7.教材73页[与社会的联系]和[技能训练]解读图表。 8.教材76页一中判断题和画概念图。,回扣教材,知识网络,蛋白质,脂,质,流动镶,嵌模型,流动性,协助,主动,扩散,运输,选择透过性,突破考点提炼方法,1.如图表示细胞膜的结构示意 图。下列有关叙述错误的是 A.A是蛋白质,B是磷脂分子 B.二氧化碳和氧气通过膜需要A 的协助 C.构成细胞膜的A与B大多数可以运动 D.适当提高温度,能使A和B的相对运动加快,透性增加,有利于生命活动的进行,提升识图析图能力细胞膜的成分、 结构、功能及流动性、选择透过性之间的关系,典例引领,考点13,解析 题图中,A为蛋白质分子,B为磷脂分子;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;适当提高温度后,组成细胞膜的分子运动加快,透性增加,有利于生命活动的进行;二氧化碳和氧气都是小分子气体,以自由扩散的方式通过细胞膜,不需要载体蛋白的协助。,答案 B,排雷 ⑴明确糖类在膜上的存在方式及位置以糖脂和糖蛋白的形式,且糖蛋白只能在膜外侧。 ⑵膜的流动性的原因。,1.磷脂分子,考点剖析,⑴磷脂分子的元素组成C、H、O、N、P。 ⑵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,⑴脂质分子中最 主要的是磷脂,此外 还有胆固醇等。 ⑵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、糖蛋白等。 ⑶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.知识网络图解,⑴流动性和选择透过性的关系 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,只有膜具有流动性,才能表现出选择透过性。,⑵流动性原理构成膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是运动的;选择透过性原理膜上载体蛋白的种类和数量。 ⑶流动性的实例细胞融合、变形虫变形、白细胞吞噬细菌胞吞、分泌蛋白的分泌胞吐、温度改变时膜的厚度改变、动物细胞吸水膨胀或失水皱缩等。,细胞膜选择透过性实验探究思路方法,实验探究,1.可利用细胞液有颜色的植物组织,将其放入无色溶液中,然后用高温、强酸或强碱处理,观察处理前后有无溶液颜色的变化。 2.将种子切开,放入红墨水中,胚部分不被染红,而胚乳部分被染红。,1.下图表示各种膜的组成成分含量,该图不能说明的是 ,对位训练,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,2.2010山东理综,3 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 ,列表+图示+曲线三位一体突破法 物质运输方式的比较,典例引领,考点14,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 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中的主动运输过程的转运速率有影响。,答案 C,排雷 熟悉三种运输方式的区别文字信息,并准确判断曲线代表的运输方式方能做对。,1.离子、小分子的跨膜运输比较,考点剖析,,,,,,,注意 ⑴影响自由扩散、协助扩散、主动运输的因素 ①影响自由扩散的因素细胞膜内外物质的浓度差。 ②影响协助扩散的因素a.细胞膜内外物质的浓度差;b.细胞膜上载体的种类和数量。 ③影响主动运输的因素a.载体核糖体;b.能量细胞质基质和线粒体。凡能影响细胞内产生能量的因素,都能影响主动运输,如氧气浓度、温度等。 ⑵载体的化学本质及作用特点 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,当细胞膜上的某物质的载体达到饱和时,细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。,2.大分子的膜泡运输,,,2.2011全国卷,2将紫色洋葱在完全营养液中浸泡一段时间,撕取外表皮,先用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理,细胞发生质壁分离后,立即将外表皮放入蒸馏水中,直到细胞中的水分不再增加。若在该实验过程中,蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓度为甲,细胞中的水分不再增加时,外表皮细胞液的浓度为乙,则甲、乙的关系以及实验过程中水分进出细胞的方式为 A.甲<乙,被动运输 B.甲>乙,被动运输 C.甲>乙,主动运输 D.甲=乙,主动运输,对位训练,解析 将紫色的洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中,由于质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液比细胞液的浓度高,所以细胞通过被动运输失去水分而发生质壁分离。将已发生质壁分离的细胞放入蒸馏水中,由于细胞液的浓度大于蒸馏水的浓度,细胞通过渗透作用吸收水分,因为蒸馏水的浓度小于完全营养液的浓度,所以蔗糖溶液处理前的细胞液浓度甲大于水分不再增加时的细胞液浓度乙。,答案 B,3.科学家常用哺乳动物成熟的红细胞作材料来研究细胞膜的组成,是因为 A.哺乳动物成熟的红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到 B.哺乳动物成熟的红细胞容易得到 C.哺乳动物成熟的红细胞在水中容易涨破 D.哺乳动物成熟红细胞内没有核膜、线粒体膜等膜结构,答案 D,解析 关键是没有其他膜的干扰,才可提取到较纯净的细胞膜。,实验技能提升 “体验制备细胞膜的方法”的实验分析,典例引领,考点15,排雷,材料选择三要素 ①哺乳动物其他动物不可以; ②成熟的未成熟的不可; ③红细胞白细胞等其他细胞不可。,考点剖析,1.实验原理、步骤及现象,2.实验注意问题,⑴选哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料的原因 ①动物细胞没有细胞壁。 ②哺乳动物和人成熟的红细胞,没有细胞核和具膜结构的细胞器。 ③红细胞数量大,材料易得。 提醒 一定不能选鸡、鱼等非哺乳动物的红细胞作为实验材料,因为有细胞核和各种细胞器。 ⑵取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释,目的是 ①使红细胞分散开,不易凝集成块。 ②使红细胞暂时维持原有的形态。 ⑶操作时载物台应保持水平,否则易使蒸馏水流走。,⑷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。 ⑸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。,3.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,采用哺乳动物或人成熟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。,对位训练,⑴如何处理红细胞才能使其发生溶血现象 _____________。 ⑵红细胞溶血后,溶出细胞外的主要物质应该是___,红细胞具有____的功能。,将其放入清水中吸水涨破,血红蛋白,运输O2,⑶“血影”的化学组成是___、___、___,其中的脂质主要是指____。 ⑷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 ____________________________________。 ⑸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,C,脂质 蛋白质 糖类,不可以。无法提取到纯净的细胞膜。因为鸡的红细胞含细胞核 和各种细胞器,磷脂,方法体验,用“模型法”理解细胞膜的组成、 结构、功能及特性,典例 如图为物质出入细胞膜的示意图,据图回答下列问题,命题切入点1细胞膜的结构及应用前景 ⑴A代表___分子;B代表____;C代表___。,蛋白质 磷脂分子 多糖,⑵有些有机溶剂如苯酚,可溶解B造成膜的损伤,B的完整化学名称是_______。 ⑶图中A的性质最终是由___决定的。,磷脂双分子层,DNA,⑷生物膜结构和功能的研究成果在工农业生产和医学实践中有着重要用途。下列有关生物膜应用的叙述中,错误的是 A.模拟生物膜可以处理污水、淡化海水 B.研究生物膜可以寻找改善农作物品质的新途径 C.模拟生物膜可以人工合成代替人体病变器官的膜材料 D.通过膜生物工程技术可以诊断、治疗疾病,完全改变细胞的遗传特性,思维导图 细胞膜的组成成分→存在形式→主要功能→实践应用,D,命题切入点2物质运输 ⑴细胞膜从功能上来说,它是一层______膜。 ⑵在a~e的五种过程中,代表被动运输的是____。 ⑶可能代表氧气运输过程的是图中编号_;葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号_。 ⑷吞噬细胞把失去活性的抗体吞噬进入细胞内的方式属于__。,思维导图 细胞膜的功能→控制物质 进出细胞→运输方式及代表实例→运输方向,选择透过性,bcd,b,a,胞吞,命题切入点3细胞通讯 ⑴细胞识别、物质的跨膜运输等与图中__填字母有关。 ⑵静息时,神经纤维膜内外的电位状况是______。 ⑶癌细胞容易转移,这是因_____________。 ⑷正在研制中的预防艾滋病的疫苗能够使人体淋巴细胞产 生特异性的A。这种A叫做___。,思维导图 细胞膜功能→细胞间传递信息→神经传导电位变化、癌细胞特点及抗体抗原识别,A,外正、内负,癌细胞膜上糖蛋白等物质减少,抗体,命题切入点4细胞膜的流动性,流动性,分子的运动速率减慢,随环境温度的降低,膜上蛋白质,环境温度很低时,膜上蛋白质分子的,运动几乎停止,S/2,思维导图 细胞膜的结构特点→代表实例→影响因素,命题切入点5获取纯净的细胞膜 某同学欲获得纯净的细胞膜,以研究其结构及功能。请你帮助设计一个简易实验。 ⑴选取人体的__作为获取纯净细胞膜的来源。 A.成熟红细胞 B.神经细胞 C.白细胞 D.口腔上皮细胞 ⑵将选取的材料放入___中,一段时间后细胞将破裂。 ⑶再用__法获得纯净的细胞膜,将膜成分分离提纯后,用___试剂可鉴定其中的蛋白质,具体现象是_____。,思维导图 获取纯净细胞膜的材料、方法→细胞膜成分分析及鉴定,A,蒸馏水,离心 双缩脲 溶液变紫色,典例 如图为物质出入细胞的四种方式示意图,请据图回答,易错警示,对物质进出细胞的图解辨析不清,⑴图中A表示____方式,B表示____方式,C表示_____方式,D表示___方式。 ⑵K+、O2和葡萄糖三种物质中,通过B方式进入红细胞的是____。 ⑶与A方式相比,B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。,自由扩散,协助扩散,主动运输,胞吐,葡萄糖,载体蛋白,核糖体,⑷胰岛B细胞分泌胰岛素是通过____方式进行的,该种运输方式也体现出细胞膜_________的特点。 ⑸若在细胞中注入某种呼吸抑制剂,__________方式将会受到较大影响。 ⑹需要载体蛋白协助的方式为___填字母,影响B方式运输速率的因素为___________;与C运输方式有关的细胞器是________。,D或胞吐,具有一定的流动性,C、D或主动运输和胞吐,B、C,浓度差和载体蛋白数量,线粒体和核糖体,错因分析 本题易错原因是对物质跨膜运输方式之间的区别模糊不清,如协助扩散和主动运输都需要载体;主动运输、胞吞、胞吐都需要消耗能量,但相互间又有本质的区别。,解析 自由扩散受膜两侧浓度差的影响,浓度差越大,物质出入细胞的速率就越快,而协助扩散和主动运输都受细胞膜上载体蛋白数量的限制,主动运输和胞吐又受能量多少的限制。,纠错笔记 ⑴需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外不要漏掉协助扩散。 ⑵消耗能量的运输方式除主动运输外不要漏掉胞吞和胞吐。,纠错笔记 ⑶从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散,有些主动运输也可以从高浓度到低浓度运输。 ⑷影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外不要漏掉浓度差。 ⑸与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外不要漏掉载体蛋白的合成场所核糖体。 ⑹运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。 ⑺胞吞吐的大分子物质穿过细胞膜的层数为0,因为该过程是通过膜的融合将物质转入或转出细胞的。,检测落实体验成功,1.磷脂是组成细胞膜的重要成分,这与磷脂分子的头部亲水、尾部疏水的性质有关。某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮存油,每个小油滴都由磷脂膜包被着,该膜最可能的结构是 A.由单层磷脂分子构成,磷脂的尾部向着油滴内 B.由单层磷脂分子构成,磷脂的头部向着油滴内 C.由两层磷脂分子构成,结构与细胞膜完全相同 D.由两层磷脂分子构成,两层磷脂的头部相对,题组一 细胞膜的组成和特性,答案 A,解析 磷脂分子的特点为具有亲水性的头部和疏水性的尾部,小油滴由磷脂膜包裹着时,与内侧小油滴接触的应是疏水的尾部,亲水的头部朝向外侧,故只需单层的磷脂分子。,2.2011海南卷,1关于动物细胞膜的叙述,错误的是 A.细胞膜含有糖脂和糖蛋白 B.细胞融合与细胞膜的流动性有关 C.ATP为CO2分子通过细胞膜提供能量 D.细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的,答案 C,解析 CO2进出细胞膜为自由扩散,不需要消耗ATP。,3.2011新课标全国卷,1将人的红细胞放入4 ℃蒸馏水中,一段时间后红细胞破裂,主要原因是 A.红细胞膜具有水溶性 B.红细胞的液泡体积增大 C.蒸馏水大量进入红细胞 D.低温时红细胞膜流动性增大,题组二 物质进出细胞膜的运输方式,解析 红细胞膜属于生物膜,生物膜的主要成分是蛋白质和脂质,故红细胞膜不具有水溶性,A项错误;与成熟的植物细胞不同,红细胞没有液泡,B项错误;由于外界溶液的浓度小于细胞质的浓度,红细胞在4 ℃的蒸馏水中将因吸水过多而涨破,C项正确;低温时红细胞膜的流动性应是降低,D项错误。,答案 C,4.2010上海卷,10 右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,答案 D,解析 从图中得出,该过程需要载体蛋白协助,不需要能量,属于被动运输中的协助扩散,只能进行顺浓度梯度运输,D项正确;载体蛋白具有特异性,因此载体蛋白只能运输一种或一类化合物,A项错;碘进出细胞的方式为主动运输,B项错;细胞膜上载体蛋白的数量是有限的,所以协助扩散和主动运输过程均存在一个最大运输速率,C项错。,5.如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。请据图回答,题组三 综合知识考查,⑴若是癌细胞的细胞膜,则膜上含量较正常细胞减少的物质是[ ]____。 ⑵若是线粒体膜,b和c过程运输的气体分别是____,D,糖蛋白,O2、CO2,⑶若是肝细胞膜,进食3~4小时,C代表的激素___________将会增多,促进物质E转化为物质F,F最可能是_____。 ⑷提取动物的细胞膜,最好选用__________作为材料,先让其在蒸馏水中吸水涨破,然后经过____处理即可得到纯净的细胞膜。动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小,这说明B具有_______。,一定的流动性,胰高血糖素,或肾上腺素,葡萄糖,哺乳动物成熟的红细胞,离心,

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