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细胞膜 生物膜的流动镶嵌模型 物质跨膜运输的方式【课前自主学习】学习目标：1.生物膜系统的结构和功能2、物质出人细胞的方式 3、通过模拟实验探究膜的透性学习重点：1.举例说出细胞膜是选择透过性膜，相当于半透膜 2.简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容 3举例说明生物膜具有流动性特点学习难点：通过探讨建立生物膜模型过程体会实验技术的进步所起的作用、结构与功能相适应的观点一、细胞膜的探索历程、成分和制备1.细胞膜的探索历程时间实例（实验）结论（假说）19世纪末脂溶性物质更易通过细胞膜 欧文顿认为 20世纪初将膜分离提纯，并进行化学分析 膜的主要成分是 1925年 红细胞膜中脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的2倍 细胞膜中的脂质分子 1959年电镜下细胞膜呈清晰的暗亮暗三层结构 罗伯特森认为生物膜由 三层结构构成 1970年人鼠细胞杂交实验 细胞膜具有 .1972年 桑格和尼克森提出了生物膜的 想一想：如何鉴定细胞膜中有蛋白质？（1）用 试剂鉴定出现 即证明有蛋白质存在。（2）用 酶处理细胞膜变成全透性膜即可验证。2.细胞膜的成分（1）主要成分是 （不能写磷脂，还包括少量的胆固醇）和蛋白质，还有少量的 （不能说葡萄糖或多糖）。 （2）脂质中最丰富的是 。（3）膜功能的复杂程度取决于 （膜成分）的种类和数量。试推断线粒体内膜和外膜上该成分多少？内膜 （多/少）于外膜。3.细胞膜制备（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。（3）方法：引流法或离心法。（4）哺乳动物成熟红细胞特点：无 ，不再合成蛋白质；无线粒体等细胞器，其呼吸作用类型为 呼吸，产物为 ，原料主要为 ；主要原料进入红细胞的运输方式为 扩散；细胞质中主要蛋白质为 ，含微量元素 ，牢记该蛋白质不属于 蛋白，是一种细胞内蛋白质。判断并回答：（1）制备细胞膜时，用针扎破或镊子剥下的方法可以吗？（2）用鸡或鱼的红细胞可以吗？为什么？二、细胞膜的结构和功能1.细胞膜的结构模型流动镶嵌模型 （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 。（4）糖蛋白的功能为 ，还有保护和润滑作用；解题时用于判断膜的内外。2.结构特点具有 ，其原因是组成膜的 都是可以运动的。3.功能（1）充当“边界”作用,将细胞与 分开。植物细胞的边界是 （细胞壁/细胞膜）。（2） 物质进出细胞。 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 。（3）进行细胞间的 “看教材P42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。4.功能特性：具有 。三、植物细胞壁1. 成分：主要是 ；酶解法去细胞壁所用酶为 ；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。问题反馈：【课中互助合作探究】探究一 细胞膜的成分、结构、功能及流动性、选择透过性之间的关系1.结构模式图识图析图 2.细胞膜的功能（1） 将细胞与 分开，保障了 的相对稳定，起“边界”作用。（2）控制 ，但控制作用具有 。（3）进行细胞间信息交流借助 传递信息。 直接接触传递信息。高等植物通过 传递信息。3. 流动性和选择透过性的关系（1） 区别(见下表） （2） 联系： 是 的基础，因为只有细胞膜具有 ，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出 。相反，细胞膜失去了选择透过性，也就意味着细胞已经死亡。实验探究：细胞膜选择透过性实验探究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。结构基础 代表实例 流动性（结构特点）构成膜的 分子和 分子大多数是运动的，而不是静止的 细胞融合、变形虫变形、白细胞 （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 或失水 等 选择透过性（功能特性）膜上 的种类和数量不同，决定了出入细胞的物质的种类和数量不同 和 过程中物质进出细胞膜 探究二 物质运输方式的比较1.离子、小分子的跨膜运输比较物质出入细胞的方式 被动运输主动运输自由扩散协助扩散运输方向 一般为低浓度高浓度 是否需要载体 是否消耗能量图例举例 、 、 、甘油、乙醇、苯等出入细胞 细胞吸收 肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、 、 等 表示曲线(一定浓度范围内）特别提醒：(1)影响自由扩散、协助扩散、主动运输的因素影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的 。影响协助扩散的因素：a.细胞膜内外物质的 ；b.细胞膜上载体的 和 。影响主动运输的因素:a. （核糖体）;b. （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 、 等。(2)载体的化学本质及作用特点载体是细胞膜上的一类 ,它具有 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。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 运输方向 实例特点 胞吞 细胞外细胞内 等大分子进出细胞需消耗 不需 协助 胞吐细胞内细胞外 、神经递质的分泌释放等探究三 “体验制备细胞膜的方法”的实验分析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 ，不但省去了去除 的麻烦，而且无 的支持、保护，细胞易吸水涨破。（2）哺乳动物和人成熟的红细胞，没有 和 ，易用 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。提示：一定不能选鸡、鱼等非哺乳动物的红细胞做实验材料，因为有细胞核和各种细胞器。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 而涨破，除去细胞内的其他物质，得到细胞膜。3.实验步骤 特别提醒：有关实验的注意事项1. 取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目的是：（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。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。当堂检测：1.下列生理活动不能体现细胞间信息交流的是( ) A.动物内分泌腺分泌的激素使靶细胞的代谢活动发生改变 B.兴奋在神经元之间的传递C.洋葱表皮细胞放入浓蔗糖溶液中发生质壁分离D.效应T细胞与靶细胞结合，使靶细胞裂解死亡2.下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是 ( )A.植物细胞积累K+需消耗能量 B.细胞对离子的吸收具有选择性C.海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁分离D.液泡中积累大量离子，故液泡膜不具有选择透过性3.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4.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的实验。（1）下列哪项作为获取细胞膜纯净物的来源 ，理由是 。 A.成熟红细胞 B.神经细胞 C.白细胞 D.口腔上皮细胞（2）将选取的上述材料放入 中，由于 作用，一段时间后细胞将破裂。（3）再用 法获得纯净的细胞膜，上清液中含量最多的有机物是 。 课中小结：【课后巩固拓展】时间要求：在30分钟之内完成。实际用时： 分钟1、如下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若图示为肝细胞膜，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适当提高温度将加快和的流动速度Db过程不需要ATP，a过程未体现膜的选择透过性这一生理特性2、细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，下列实例中能反映该特点的是 ()高尔基体形成的囊泡与细胞膜融合变形虫能伸出伪足小肠绒毛上皮细胞对Na、K的吸收核糖体中合成的蛋白质进入细胞核吞噬细胞吞噬病菌ABC D3、水溶性染色剂PI，能与核酸结合而使细胞核着色，可将其应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被染色，活细胞则不着色，但将PI注射到细胞中，则细胞核会着色。利用PI鉴别细胞的基本原理是 （ ）A死细胞与活细胞的核酸结构不同 B死细胞与活细胞的核酸含量不同C活细胞能分解染色剂PI D活细胞的细胞膜阻止PI的进入4、结合表中数据，指出下列叙述错误的是 （ ）成分线粒体膜蛋白质（质量分数）脂类（质量分数）外膜5248内膜7624A.内膜含有许多与有氧呼吸有关的酶 B.内膜比外膜具有更多的功能C.内膜、外膜的化学组成大致相同 D.内膜表面积大，导致蛋白质含量高5、一位科学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜的厚度变小而面积增大，这是由于细胞膜的什么特性所决定的？（ ）A.是选择透过性膜 B.具有一定的流动性 C.具有专一性 D.具有运输物质的功能6、生物膜的结构特点是A、构成生物膜的磷脂分子可以运动 B、构成生物膜的蛋白质分子可以运动C、构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子是静止的D、构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动7、不是细胞膜成分的是A、蛋白质 B、糖类 C、脂质 D、核酸8、大分子蛋白质能够通过的结构是A、线粒体膜和叶绿体膜 B、细胞膜和液泡膜 C、选择透过性膜 D、细胞壁和核孔9、科学家将哺乳动物或人的成熟红细胞放进蒸馏水中，造成红细胞破裂出现溶血现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构在生物学上称为“血影”，那么，血影的主要成分有（ ）。A无机盐、蛋白质 B蛋白质、糖类 C脂肪、蛋白质 D脂质、蛋白质10、下列对细胞内各种生物膜的结构和组成的叙述中，错误的是（ ）。A 主要由蛋白质、脂类和少量糖类组成 B磷脂双分子层是各种生物膜的基本骨架 C不同生物膜上的蛋白质的种类和数量不同 D内质网膜能生成高尔基体膜，说明两者化学组成完全相同11、下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点？（ ）A细胞膜是选择透过性膜 B细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成C细胞膜的分子结构具有流动性 D有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动12、对某动物细胞进行荧光标记实验，如下面示意图所示，其基本过程：用某种荧光材料标记该动物细胞，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13.某实验小组为了探究细胞膜的通透性，将小鼠肝细胞在体外培养一段时间后，检测培养液中的氨基酸、葡萄糖和尿素含量，发现它们的含量发生了明显的变化(如下图)。请回答问题。(1)由图可知，随培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨基酸含量_，尿素含量_。由于在原培养液中没有尿素，推测其是_的产物。(2)培养液中的氨基酸进入细胞后，其主要作用是_；被吸收的葡萄糖主要通过_作用，为细胞提供_。(3)转氨酶是肝细胞内参与氨基酸分解与合成的一类酶，正常情况下这类酶不会排出胞外，若在细胞培养液中检测到该类酶，可能的原因是_。(4)由(1)和(3)可初步判断，细胞膜对物质的转运具有_的特性。14.某实验小组要对“低温是否会影响物质的跨膜运输”进行实验探究，设计了如下实验：实验步骤：组装渗透装置两套，分别编号为1,2。在两组烧杯中分别加入等量的水，在长颈漏斗中分别加入等量的同一浓度的蔗糖溶液，保持管内外液面高度相等。对两组装置进行不同处理：1组用水浴锅加热至37 ，2组的烧杯外加冰块降温。两组装置同时开始实验，几分钟后观察记录漏斗的液面刻度变化。请分析回答下列问题：(1)本实验是通过测定水分子通过膜的_速率来进行探究的。(2)该实验可能的结果与结论是：_；_；_。(3)如果上述实验结果证明了“低温能影响物质跨膜运输的速率”，那么对于生物活细胞来说，产生这种情况的原因可能是：_；_。课后反思： 【参考答案】【课后巩固拓展】1.D 2.C 3.D 4.D 5.B 6. D 7.D 8. D 9.D 10.D 11. A 12.C 13.(1)降低增加细胞代谢(代谢) (2)作为蛋白质合成的原料呼吸(分解)能量(ATP)(3)肝细胞膜受损(或细胞裂解) (4)选择透过(选择通透)14.(1)扩散(渗透)(2)若1组漏斗的液面高度比2组高，则说明低温会影响物质的跨膜运输且运输速率减慢若2组漏斗的液面高度比1组高，则说明低温会影响物质的跨膜运输且运输速率加快若1,2组漏斗的液面高度相同，则说明温度高低并不影响物质的跨膜运输(3)低温会影响细胞膜的流动性，从而影响其功能低温会影响酶的活性，从而影响物质的跨膜运输