细胞膜生物膜流动镶嵌模型物质跨膜运输方式.docx
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细胞膜生物膜流动镶嵌模型物质跨膜运输方式
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。
①自由扩散:
不需要,其动力为,如H2O、气体、脂质、乙醇、苯等。
②协助扩散:
需要但不需要,如葡萄糖进入。
③主动运输:
需要,如各种离子和氨基酸等。
④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
①影响自由扩散的因素:
细胞膜内外物质的。
②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。
③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
①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。
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
运输方向
实例
特点
胞吞
细胞外→细胞内
等
①大分子进出细胞
②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Ⅱ→Ⅰ
B.细胞间的识别、免疫、细胞的癌变与①有密切的关系
C.适当提高温度将加快②和③的流动速度
D.b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( )
①高尔基体形成的囊泡与细胞膜融合 ②变形虫能伸出伪足
③小肠绒毛上皮细胞对Na+、K+的吸收 ④核糖体中合成的蛋白质进入细胞核 ⑤吞噬细胞吞噬病菌
A.①②④ B.②③④
C.①②⑤D.①②③④⑤
3、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
52
48
内膜
76
24
A.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:
①用某种荧光材料标记该动物细胞,细胞表面出现荧光斑点。
②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)。
③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:
①组装渗透装置两套,分别编号为1,2。
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。
③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。
④两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:
①_________________________________________;
②_________________________________________;
③_________________________________________。
(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:
①_______________________________________;
②_______________________________________。
课后反思:
【参考答案】
【课后巩固拓展】
1.D2.C3.D4.D5.B6.D7.D8.D9.D10.D11.A12.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)①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
②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 ③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)①低温会影响细胞膜的流动性,从而影响其功能 ②低温会影响酶的活性,从而影响物质的跨膜运输
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- 细胞膜 生物膜 流动 镶嵌 模型 物质 运输 方式