重點梳理第二單元第5課時細胞膜-系統(tǒng)的邊界生物膜的流動鑲嵌模型物質跨膜運輸的方式

細胞的基本結構和物質運輸功能

1．涵蓋范圍

本單元包括必修1中第三、四兩章內容，即細胞的基本結構和物質的輸入、輸出兩大方面內容。

單元教學分析2．考情分析(1)考查力度：所占分值2～10分。

(2)考查內容

①細胞膜的結構與功能：以細胞膜的圖解作載體，綜合考查細胞膜的組成成分、結構、結構特點、功能、功能特性、物質進出細胞的運輸方式等知識。

②細胞吸水和失水的原理及應用：關注對滲透作用原理的相關實驗設計，滲透作用原理的實踐應用。(3)考查題型：

①以圖解形式考查動植物細胞亞顯微結構和細胞膜結構、分泌蛋白合成、分泌過程。②以曲線形式考查跨膜運輸方式。③以實驗設計題考查質壁分離和復原。第5

課時細胞膜——系統(tǒng)的邊界生物膜的流動鑲嵌模型物質跨膜運輸的方式

回扣基礎·構建網絡一、細胞膜的探索歷程

基礎導學[連一連]

三、細胞膜的組成成分、結構和功能

1．細胞膜的組成成分

判一判

⑴細胞膜由蛋白質、磷脂和糖類組成，主要成分為脂質()

⑵功能越復雜的細胞膜，蛋白質的種類和數量越多()

⑶脂質中的磷脂和膽固醇都是組成膜的成分()

⑷線粒體內膜和外膜上蛋白質成分相等()

想一想如何鑒定細胞膜中有蛋白質？

提示主要成分還有蛋白質

提示內膜上蛋白質成分多于外膜。

提示⑴用雙縮脲試劑鑒定，出現紫色即證明有蛋白質存在。⑵用蛋白酶處理細胞膜，變成全透性膜即可驗證?！痢痢獭挞沤Y構模型2．細胞膜的結構模型——流動鑲嵌模型⑵結構特點

①特點：具有一定的＿＿＿。

②原因：組成膜的＿＿＿和＿＿＿大都是運動的。流動性蛋白質脂質⑴將細胞與＿＿＿＿＿分開，保障了＿＿＿＿＿＿＿的相對穩(wěn)定。3．細胞膜的功能

⑵控制

＿＿

＿＿

＿＿離子和小分子物質被動運輸自由擴散：不需要＿＿＿＿＿＿＿，其動力為＿＿＿，如H2O、氣體、脂質、乙醇、苯等。協(xié)助擴散：需要＿＿＿＿，但不需要＿

＿，如葡萄糖進入＿＿＿。主動運輸：需要＿＿＿＿＿＿＿，如各種離子和氨基酸等。胞吞和胞吐：＿＿＿物質進出細胞的運輸方式，需＿＿但不需＿＿＿＿協(xié)助，該過程可體現細胞膜的＿＿＿。大分子物質外界環(huán)境細胞內部環(huán)境載體蛋白和能量濃度差載體蛋白紅細胞能量載體蛋白和能量大分子能量載體蛋白流動性物質進出細胞1．教材41頁腫瘤醫(yī)院的化驗報告單相關內容。

2．教材42頁圖3－2“細胞間信息交流的方式舉例”，掌握信息交流的三種方式。

3．教材43頁二中第2題用于實驗探究。

4．教材65～66頁生物膜結構的探索歷程——生物學史方面有關科學家及成就。

5．教材66頁“磷脂分子”結構及元素組成和教材67頁圖4－5細胞融合示意圖。

6．教材72頁胞吞和胞吐圖解及小字部分解讀。

7．教材73頁[與社會的聯系]和[技能訓練]——解讀圖表。

8．教材76頁一中判斷題和畫概念圖?；乜劢滩闹R網絡突破考點·提煉方法1．磷脂分子考點剖析

⑴磷脂分子的元素組成：C、H、O、N、P。

⑵單層磷脂分子層水界面排列及攪拌后圖解2．細胞膜結構示意圖

⑴脂質分子中最

主要的是磷脂，此外

還有膽固醇等。

⑵膜上蛋白質

是功能行使者，決

定膜功能復雜程度。

常見蛋白質如載體

蛋白、糖蛋白等。

⑶糖蛋白的位置只有一個——細胞膜的外側，細胞器膜和細胞膜內側不存在，可用于確定膜內外位置。3．知識網絡圖解

⑴流動性和選擇透過性的關系

①區(qū)別：流動性是生物膜的結構特點，選擇透過性是生物膜的功能特性。

②聯系：流動性是選擇透過性的基礎，只有膜具有流動性，才能表現出選擇透過性。

⑵流動性原理——構成膜的磷脂分子和蛋白質分子大多數是運動的；選擇透過性原理——膜上載體蛋白的種類和數量。

⑶流動性的實例：細胞融合、變形蟲變形、白細胞吞噬細菌(胞吞)、分泌蛋白的分泌(胞吐)、溫度改變時膜的厚度改變、動物細胞吸水膨脹或失水皺縮等。

細胞膜選擇透過性實驗探究思路方法實驗探究1．可利用細胞液有顏色的植物組織，將其放入無色溶液中，然后用高溫、強酸或強堿處理，觀察處理前后有無溶液顏色的變化。

2．將種子切開，放入紅墨水中，胚部分不被染紅，而胚乳部分被染紅。2．(2010·山東理綜，3)

如圖中曲線a、b表示物質跨

(穿)膜運輸的兩種方式，下

列表述正確的是(

)列表＋圖示＋曲線三位一體突破法——物質運輸方式的比較

典例引領考點14A．脂溶性小分子物質不能通過方式a運輸

B．與方式a有關的載體蛋白覆蓋于細胞膜表面

C．方式b的最大轉運速率與載體蛋白數量有關

D．抑制細胞呼吸對方式a和b的轉運速率均有影響1．離子、小分子的跨膜運輸比較考點剖析物質出入細胞方式被動運輸主動運輸自由擴散協(xié)助擴散運輸方向高濃度→低濃度高濃度→低濃度一般為低濃度→高濃度是否需要載體不需要需要需要是否消耗能量不消耗不消耗消耗圖例

2．大分子的膜泡運輸運輸方向圖解實例備注胞吞細胞外→細胞內白細胞吞噬細菌等①結構基礎：細胞膜的流動性②需消耗能量，不需載體蛋白協(xié)助胞吐細胞內→細胞外分泌蛋白、神經遞質的分泌、釋放等(蛋白質類激素、消化酶等)2.(2011·全國卷，2)將紫色洋蔥在完全營養(yǎng)液中浸泡一段時間，撕取外表皮，先用濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液處理，細胞發(fā)生質壁分離后，立即將外表皮放入蒸餾水中，直到細胞中的水分不再增加。若在該實驗過程中，蔗糖溶液處理前外表皮細胞液的濃度為甲，細胞中的水分不再增加時，外表皮細胞液的濃度為乙，則甲、乙的關系以及實驗過程中水分進出細胞的方式為(

)

A．甲＜乙，被動運輸B．甲＞乙，被動運輸

C．甲＞乙，主動運輸D．甲＝乙，主動運輸對位訓練3．科學家常用哺乳動物成熟的紅細胞作材料來研究細胞膜的組成，是因為(

)

A．哺乳動物成熟的紅細胞的細胞膜在光學顯微鏡下容易觀察到

B．哺乳動物成熟的紅細胞容易得到

C．哺乳動物成熟的紅細胞在水中容易漲破

D．哺乳動物成熟紅細胞內沒有核膜、線粒體膜等膜結構

答案

D

解析

關鍵是沒有其他膜的干擾，才可提取到較純凈的細胞膜。實驗技能提升——“體驗制備細胞膜的方法”的實驗分析

典例引領考點15

排雷

材料選擇三要素：

①哺乳動物(其他動物不可以)；

②成熟的(未成熟的不可)；

③紅細胞(白細胞等其他細胞不可)?？键c剖析1．實驗原理、步驟及現象2．實驗注意問題

⑴選哺乳動物成熟的紅細胞作為實驗材料的原因

①動物細胞沒有細胞壁。

②哺乳動物和人成熟的紅細胞，沒有細胞核和具膜結構的細胞器。

③紅細胞數量大，材料易得。

提醒一定不能選雞、魚等非哺乳動物的紅細胞作為實驗材料，因為有細胞核和各種細胞器。

⑵取得紅細胞后應先用適量的生理鹽水稀釋，目的是

①使紅細胞分散開，不易凝集成塊。

②使紅細胞暫時維持原有的形態(tài)。

⑶操作時載物臺應保持水平，否則易使蒸餾水流走。⑷滴蒸餾水時應緩慢，邊滴加邊用吸水紙吸引，同時用顯微鏡觀察紅細胞的形態(tài)變化。

⑸如果該實驗過程不是在載物臺上的載玻片上操作，而是在試管中進行，那要想獲得較純凈的細胞膜，紅細胞破裂后，還必須經過離心、過濾才能成功。

3．閱讀下列材料后，回答問題：

科學家在進行細胞膜化學成分分析時，采用哺乳動物或人成熟的紅細胞作為實驗材料。將其特殊處理使細胞破裂發(fā)生溶血現象，一些物質溶出，再將溶出細胞外的物質洗掉，即可得到純凈的細胞膜(又稱血影)。有的科學家將“血影”中的脂質提取出來，使其在空氣和水界面上鋪展成單分子層，所形成的薄膜面積是原來細胞整個表面積的2倍。對位訓練⑴如何處理紅細胞才能使其發(fā)生溶血現象？

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑵紅細胞溶血后，溶出細胞外的主要物質應該是＿＿＿，紅細胞具有＿＿＿＿的功能。將其放入清水中吸水漲破血紅蛋白運輸O2

⑶“血影”的化學組成是＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿，其中的脂質主要是指＿＿＿＿。

⑷選取雞的紅細胞驗證細胞膜具有磷脂雙分子層結構可以嗎？若選用雞的紅細胞會得到什么結論？為什么？

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑸使用下列哪種物質處理會使細胞失去識別能力(

)

A．核酸酶B．龍膽紫

C．糖水解酶D．雙縮脲試劑C脂質蛋白質糖類不可以。無法提取到純凈的細胞膜。因為雞的紅細胞含細胞核和各種細胞器磷脂方法體驗用“模型法”理解細胞膜的組成、結構、功能及特性

典例如圖為物質出入細胞膜的示意圖，據圖回答下列問題：

命題切入點1：細胞膜的結構及應用前景

⑴A代表＿＿＿分子；B代表＿＿＿＿；C代表＿＿＿。

蛋白質磷脂分子多糖

⑵有些有機溶劑如苯酚，可溶解B造成膜的損傷，B的完整化學名稱是＿＿＿＿＿＿＿。

⑶圖中A的性質最終是由＿＿＿決定的。磷脂雙分子層DNA⑷生物膜結構和功能的研究成果在工農業(yè)生產和醫(yī)學實踐中有著重要用途。下列有關生物膜應用的敘述中，錯誤的是

(

)

A．模擬生物膜可以處理污水、淡化海水

B．研究生物膜可以尋找改善農作物品質的新途徑

C．模擬生物膜可以人工合成代替人體病變器官的膜材料

D．通過膜生物工程技術可以診斷、治療疾病，完全改變細胞的遺傳特性

思維導圖細胞膜的組成成分―→存在形式―→主要功能―→實踐應用D

命題切入點2：物質運輸

⑴細胞膜從功能上來說，它是一層＿＿＿＿＿＿膜。

⑵在a～e的五種過程中，代表被動運輸的是＿＿＿＿。

⑶可能代表氧氣運輸過程的是圖中編號＿；葡萄糖從腸腔進入小腸上皮細胞的過程是圖中編號＿。

⑷吞噬細胞把失去活性的抗體吞噬進入細胞內的方式屬于＿＿。

思維導圖細胞膜的功能―→控制物質進出細胞―→運輸方式及代表實例―→運輸方向選擇透過性bcdba胞吞

命題切入點3：細胞通訊

⑴細胞識別、物質的跨膜運輸等與圖中＿＿(填字母)有關。

⑵靜息時，神經纖維膜內外的電位狀況是＿＿＿＿＿＿。

⑶癌細胞容易轉移，這是因＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑷正在研制中的預防艾滋病的疫苗能夠使人體淋巴細胞產生特異性的A。這種A叫做＿＿＿。

思維導圖細胞膜功能―→細胞間傳遞信息―→神經傳導電位變化、癌細胞特點及抗體抗原識別A外正、內負癌細胞膜上糖蛋白等物質減少抗體

命題切入點5：獲取純凈的細胞膜

某同學欲獲得純凈的細胞膜，以研究其結構及功能。請你幫助設計一個簡易實驗。

⑴選取人體的＿＿作為獲取純凈細胞膜的來源。

A．成熟紅細胞B．神經細胞

C．白細胞D．口腔上皮細胞

⑵將選取的材料放入＿＿＿中，一段時間后細胞將破裂。

⑶再用＿＿法獲得純凈的細胞膜，將膜成分分離提純后，用＿＿＿試劑可鑒定其中的蛋白質，具體現象是＿＿＿＿＿。

思維導圖獲取純凈細胞膜的材料、方法―→細胞膜成分分析及鑒定A蒸餾水

離心雙縮脲溶液變紫色

典例如圖為物質出入細胞的四種方式示意圖，請據圖回答：易錯警示對物質進出細胞的圖解辨析不清

⑴圖中A表示＿＿＿＿方式，B表示＿＿＿＿方式，C表示＿＿＿＿＿方式，D表示＿＿＿方式。

⑵K＋、O2和葡萄糖三種物質中，通過B方式進入紅細胞的是＿＿＿＿。

⑶與A方式相比，B方式的主要特點是需要借助＿＿＿＿，該物質是在細胞內的＿＿＿＿上合成的。自由擴散協(xié)助擴散主動運輸胞吐葡萄糖載體蛋白核糖體

⑷胰島B細胞分泌胰島素是通過＿＿＿＿方式進行的，該種運輸方式也體現出細胞膜＿＿＿＿＿＿＿＿＿的特點。

⑸若在細胞中注入某種呼吸抑制劑，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿方式將會受到較大影響。

⑹需要載體蛋白協(xié)助的方式為＿＿＿(填字母)，影響B(tài)方式運輸速率的因素為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；與C運輸方式有關的細胞器是＿＿＿＿＿＿＿＿。D(或胞吐)具有一定的流動性C、D(或主動運輸和胞吐)B、C濃度差和載體蛋白數量線粒體和核糖體

錯因分析

本題易錯原因是對物質跨膜運輸方式之間的區(qū)別模糊不清，如協(xié)助擴散和主動運輸都需要載體；主動運輸、胞吞、胞吐都需要消耗能量，但相互間又有本質的區(qū)別。

解析

自由擴散受膜兩側濃度差的影響，濃度差越大，物質出入細胞的速率就越快，而協(xié)助擴散和主動運輸都受細胞膜上載體蛋白數量的限制，主動運輸和胞吐又受能量多少的限制。

糾錯筆記

⑴需要載體蛋白協(xié)助的運輸方式除主動運輸外不要漏掉協(xié)助擴散。

⑵消耗能量的運輸方式除主動運輸外不要漏掉胞吞和胞吐。

糾錯筆記

⑶從高濃度到低濃度的運輸方式除自由擴散外不要漏掉協(xié)助擴散，有些主動運輸也可以從高濃度到低濃度運輸。

⑷影響協(xié)助擴散運輸速率的因素除載體蛋白數量外不要漏掉濃度差。

⑸與主動運輸有關的細胞器除供能的線粒體外不要漏掉載體蛋白的合成場所——核糖體。

⑹運輸速率與O2濃度無關的運輸方式除自由擴散外不要漏掉協(xié)助擴散。

⑺胞吞(吐)的大分子物質穿過細胞膜的層數為0，因為該過程是通過膜的融合將物質轉入或轉出細胞的。

檢測落實·體驗成功1．磷脂是組成細胞膜的重要成分，這與磷脂分子的頭部親水、尾部疏水的性質有關。某研究小組發(fā)現植物種子細胞以小油滴的方式貯存油，每個小油滴都由磷脂膜包被著，該膜最可能的結構是(

)

A．由單層磷脂分子構成，磷脂的尾部向著油滴內

B．由單層磷脂分子構成，磷脂的頭部向著油滴內

C．由兩層磷脂分子構成，結構與細胞膜完全相同

D．由兩層磷脂分子構成，兩層磷脂的頭部相對題組一細胞膜的組成和特性

答案

A

解析

磷脂分子的特點為具有親水性的頭部和疏水性的尾部，小油滴由磷脂膜包裹著時，與內側小油滴接觸的應是疏水的尾部，親水的頭部朝向外側，故只需單層的磷脂分子。2．(2011·海南卷，1)關于動物細胞膜的敘述，錯誤的是(

)

A．細胞膜含有糖脂和糖蛋白

B．細胞融合與細胞膜的流動性有關

C．ATP為CO2分子通過細胞膜提供能量

D．細胞膜上的大多數蛋白質是可以運動的

答案

C

解析

CO2進出細胞膜為自由擴散，不需要消耗ATP。3．(2011·新課標全國卷，1)將人的紅細胞放入4℃蒸餾水中，一段時間后紅細胞破裂，主要原因是(

)

A．紅細胞膜具有水溶性

B．紅細胞的液泡體積增大

C．蒸餾水大量進入紅細胞

D．低溫時紅細胞膜流動性增大題組二物質進出細胞膜的運輸方式

解析

紅細胞膜屬于生物膜,生物膜的主要成分是蛋白質和脂質,故紅細胞膜不具有水溶性,A項錯誤；與成熟的植物細胞不同,紅細胞沒有液泡,B項錯誤；由于外界溶液的濃度小于細胞質的濃度,紅細胞在4℃的蒸餾水中將因吸水過多而漲破,C項正確；低溫時紅細胞膜的流動性應是降低,D項錯誤。

答案

C4．(2010·上海卷，10)右圖表示一種物質的跨膜運輸方式，下列敘述中正確的是(

)

A．該膜中載體也能