版高中生物人教版必修一学案4243 生物膜的流动镶嵌模型 物质跨膜运输的方式 Word版含答案.docx
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版高中生物人教版必修一学案4243生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式Word版含答案
第2、3节 生物膜的流动镶嵌模型
物质跨膜运输的方式
学习目标
1.了解科学家建立生物膜模型的过程。
2.理解生物膜的流动镶嵌模型及生物膜的结构特点和功能特点(重点)。
3.掌握区分被动运输和主动运输的方法(重难点)。
4.正确理解主动运输对细胞生活的意义(重点)。
|基础知识|
一、对生物膜结构的探索历程
1.细胞膜中脂质分子排列的探索
历程
探索内容
结论或假说
19世纪末欧文顿
对植物细胞进行通透性实验,发现可以溶于脂质的物质更容易通过细胞膜
膜是由脂质组成的
20世纪初
分离出哺乳动物红细胞的细胞膜,进行化学分析
膜的主要成分是脂质和蛋白质
1925年荷兰科学家
提取人红细胞的脂质铺展成单分子层,其面积为红细胞表面积的2倍
细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层
2.细胞膜中蛋白质分布的探索
历程
探索内容
结论或假说
1959年罗伯特森
电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构
生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,且为静态的统一结构
1970年
用荧光标记的小鼠细胞和人细胞进行融合实验
细胞膜具有流动性
1972年桑格和尼克森
新的观察和实验证据
提出流动镶嵌模型
二、流动镶嵌模型的基本内容
1.写出图中a、b、c、d各代表的物质组成
2.生物膜的有关结构及结构特点
(1)基本支架:
磷脂双分子层。
(2)糖被:
位于细胞膜的外表,具有保护、润滑和识别作用。
(3)结构特点:
具有一定的流动性。
三、物质跨膜运输的方式
1.离子和小分子物质的跨膜运输[连线]
①不需要载体蛋白和能量
a.协助扩散
Ⅰ.水、二氧化碳、甘油、乙醇
②需要载体蛋白和能量
b.主动运输
Ⅱ.红细胞吸收葡萄糖
③只需载体蛋白,不需要能量
c.自由扩散
Ⅲ.轮藻吸收钾离子
答案 ①—c—Ⅰ ②—b—Ⅲ ③—a—Ⅱ
2.大分子物质的运输
类别
方式
过程
进细胞
①________
大分子→细胞膜表面→细胞膜内陷形成②________→小囊从细胞膜上分离下来,形成③________→进入细胞内部
出细胞
④________
大分子先在细胞内形成⑤________→囊泡移动到⑥________处→与细胞膜融合→大分子排出细胞
答案 ①胞吞 ②小囊 ③囊泡 ④胞吐 ⑤囊泡 ⑥细胞膜
|自查自纠|
1.溶于脂质的物质更易通过细胞膜进入细胞。
( )
2.生物膜选择透过性的物质基础是生物膜上的蛋白质。
( )
3.细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。
温度对此特点的影响是在一定范围内,温度越高,细胞膜的流动性越大。
( )
4.动物细胞表面的糖蛋白具有识别作用。
( )
5.植物细胞通过主动运输吸收不同矿质元素离子的速率都相同。
( )
6.同一种物质进出不同细胞时,运输方式可能不同。
( )
7.分泌蛋白主要是通过主动运输的方式排出细胞外。
( )
8.协助扩散和主动运输需要细胞膜上的同一种载体蛋白。
( )
9.抑制细胞呼吸对自由扩散和主动运输的转运速率均有影响。
( )
答案 1.√ 2.√ 3.√ 4.√ 5.× 6.√ 7.× 8.× 9.×
|图解图说|
★磷脂分子有一个亲水磷酸“头部”和一个疏水脂肪酸“尾部”,在水中磷脂分子排成“尾部”相连的双层结构。
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________________________________________________________________________
★糖蛋白是细胞膜外表面的蛋白质与糖类结合形成的,其他生物膜没有。
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★被动运输和主动运输是小分子物质的跨膜运输,体现了生物膜的选择透过性特点。
大分子的运输一般不通过跨膜运输。
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如何判断细胞膜的外侧和内侧?
提示:
膜外侧具有蛋白质与糖结合形成的糖蛋白。
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探究点一 生物膜的结构及特点
下图为生物膜的流动镶嵌模型,请据图进行思考讨论:
1.据图分析可知,组成生物膜的元素有哪些?
提示 由图可知,生物膜是由磷脂、蛋白质还有少量糖类组成的,所以组成生物膜的元素有C、H、O、N、P等。
2.图中的③和④分别表示什么?
生物膜的基本骨架是由什么组成的?
提示 ③是磷脂分子的头部,④是磷脂分子的尾部,生物膜的基本骨架是由磷脂双分子层组成的。
3.图中的①和②表示什么?
某种膜功能的复杂程度主要是由膜的哪种成分决定的?
提示 图中的①和②表示蛋白质,膜功能的复杂程度主要是由膜上的蛋白质决定的,一般来说,膜的功能越复杂膜上的蛋白质种类和数量就越多。
4.图中的⑤表示什么物质?
①和⑤结合形成的结构是什么,具有什么功能?
提示 ⑤表示糖类,①和⑤结合形成糖蛋白,具有识别、保护和润滑的功能。
结构特点和功能特性的关系
【典例1】如图为生物膜流动镶嵌模型的模式图。
下列有关叙述,正确的是( )
A.若该生物膜表示动物细胞膜,则其脂质成分就是图中的a(磷脂)
B.若该生物膜表示细胞膜,则在结构上其存在双层膜
C.若该生物膜表示某细胞器膜,则a种类的多样性决定了膜功能的多样性
D.若该生物膜表示人体消化道上皮细胞的细胞膜,则b有保护和润滑的作用。
解析 图中a表示磷脂分子,b表示糖蛋白,c表示蛋白质。
若该生物膜表示动物细胞膜,则其脂质成分除磷脂外,还应该有胆固醇等,A错误。
若该生物膜表示细胞膜,则其在结构上具有磷脂双分子层,而不是具有双层膜,B错误。
若该生物膜表示某细胞器膜,则膜上蛋白质(c)种类的多样性决定了膜功能的多样性;此外,糖蛋白的种类差异也会导致膜功能的不同,而a为磷脂,C错误。
答案 D
关于细胞膜结构和功能特性的三点提示
(1)只有活细胞的膜才具有流动性和选择透过性。
(2)流动性是细胞膜结构的固有属性,无论细胞是否与外界发生物质交换,流动性总是存在的,而选择透过性只在完成物质交换功能时才能体现出来。
(3)细胞膜中的蛋白质有部分起载体蛋白的作用,其特异性和数量的多少,决定了其运输物质的种类和数量。
【跟踪训练】
1.下图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图,有关叙述不正确的是( )
A.具有①的一侧为细胞膜的外侧
B.组成细胞膜基本支架的是②
C.细胞膜功能越复杂,③的数量与种类越多
D.细胞膜的结构特点是具有选择透过性
解析 图中①为糖蛋白,具有糖蛋白的一侧为细胞膜的外侧,A正确;②水磷脂双分子层,是细胞膜的基本骨架,B正确;③为蛋白质,其种类和数量决定细胞膜的功能复杂程度,蛋白质种类和数量越多则细胞膜的功能越复杂,C正确;细胞膜的结构特点是具有一定的流动性,其功能特点是选择透过性,D错误。
答案 D
探究点二 物质运输方式
下图为不同的物质进出细胞的几种方式,请据图思考如下问题:
1.说出图2-4所对应的物质跨膜运输的方式及判断的理由,图3和图4中的a表示什么?
提示 图2是自由扩散,理由是物质由高浓度向低浓度运输,不需要载体也不需要消耗能量;图3是协助扩散,理由是由高浓度向低浓度运输,不需要消耗能量但需要载体的协助,图4是主动运输,理由是由低浓度向高浓度运输,需要载体的协助也需要消耗能量。
图3和图4中的a表示载体蛋白。
2.图5所示的是哪类物质进出细胞的方式,这种物质运输方式的名称是什么?
提示 图5所示的是某些大分子物质(如蛋白质)进出的方式,这种物质运输方式是胞吐和胞吐。
3.小肠上皮细胞吸收葡萄糖和红细胞吸收葡萄糖分别对应于图中的哪种运输方式?
提示 小肠上皮细胞吸收葡萄糖对应图4所示的运输方式,而红细胞吸收葡萄糖对应于图3所示的运输方式。
4.图中所示的几种运输方式中,仅受物质浓度差影响的是哪几种?
如果加入呼吸酶抑制剂处理,会受影响的是哪个图所对应的运输方式?
提示 仅受物质浓度差影响的是图1和图2所示的运输方式。
加入呼吸酶抑制剂会受影响的是图4和图5所示的运输方式。
5.图5所示的物质运输方式能体现膜的什么结构特点?
提示 图5所示的物质运输方式(胞吐和胞吞)体现了生物膜具有一定的流动性的特点。
被动运输与主动运输的比较
物质跨膜运输的方式
被动运输
主动运输
自由扩散
协助扩散
是否消耗能量
不消耗
不消耗
消耗
动力
浓度差
浓度差
能量(ATP)
图例
【典例2】如图显示物质P和Q跨膜出细胞,下列叙述正确的是( )
A.物质P可能是氧气
B.物质Q一定是水分子
C.物质P和Q出细胞都需要载体
D.物质P和Q出细胞未必都消耗能量
尝试解答________
解析 物质P出细胞逆浓度梯度为主动运输,物质Q出细胞顺浓度梯度,为被动运输,被动运输包括协助扩散和自由扩散,自由扩散不需要载体,氧气通过细胞膜为自由扩散,A错误;水分子通过细胞膜为自由扩散,但物质Q出细胞可能是协助扩散,也可能是自由扩散,自由扩散不需要载体,B、C错误;主动运输需要消耗能量,但被动运输不消耗能量,D正确。
答案 D
物质运输方式的判断
【跟踪训练】
2.(2016·房山一模)受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用,主要用于摄取特殊的生物大分子,其过程如下图所示,下列有关叙述不正确的是( )
A.该过程以膜的流动性为基础
B.该过程不能体现细胞膜的选择透过性
C.Na+、K+等无机盐离子也可通过此方式运输
D.受体介导的胞吞过程存在细胞识别并需要内部供能
解析 胞吞与胞吐均以膜的流动性为基础;胞吞与胞吐过程不能体现细胞膜的选择透过性;Na+、K+等无机盐离子不能以此方式运输;受体介导的胞吞过程消耗能量,且依赖细胞识别来实现。
答案 C
探究点三 影响物质运输速率的曲线分析
下图为物质浓度和氧气浓度对物质跨膜运输速率的影响曲线,分析这四条曲线回答下列问题:
1.A曲线可以代表哪种运输方式,理由是什么?
B曲线呢?
提示 A曲线可代表自由扩散,因为运输速率随物质浓度的增大而不断增大。
B曲线可代表协助扩散或主动运输,因为在一定范围内运输速率随物质浓度的增大而增大,当超过这一范围后,运输速率不再随物质浓度的增大而改变。
2.C、D曲线分别可以代表哪种运输方式?
并说明理由。
提示 C曲线可以代表自由扩散或协助扩散,理由是C曲线的运输速率与O2浓度无关,说明此运输方式不需要消耗能量。
D曲线可以代表主动运输,因为在一定范围内运输速率随O2浓度的增加而增大,说明需要消耗能量。
3.讨
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