教师用书配套课件1 (12).ppt

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1、第2、3节生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式,一、生物膜的流动镶嵌模型,1.填写细胞膜的组成物质a._b._c._2.图中c的分布形式(1)镶在b_的表面；(2)部分或全部_b中；(3)_于整个b中。,糖蛋白,磷脂双分子层,蛋白质,磷脂双分子层,嵌入,贯穿,3.补充模型中有关结构或功能特点(1)基本支架：b_；(2)结构特点：_；(3)生理特性：_；(4)a分布于细胞膜的_，具有保护、_和_作用。【点拨】糖蛋白也叫糖被，只分布于细胞膜的外侧，这是判断物质运输方向的标志。细胞膜的功能取决于膜上蛋白质的种类和数量。,磷脂双分子层,具有一定的流动性,选择透过性,外侧,润滑,识别,二、物质跨膜的方

2、式(b为ATP),1.填写有关跨膜方式及结构名称甲：_；乙：_；丙：_；a：_。2.写出影响甲、乙、丙三种运输速率的因素(1)制约甲的是膜两侧的_；(2)决定乙的因素之一是a的_；(3)决定丙的动力是_。3.实例分析(填写甲、乙、丙三种跨膜运输方式)(1)水分子进入红细胞是_；(2)葡萄糖进入红细胞是_；(3)K+进入红细胞是_。,自由扩散,协助扩散,主动运输,载体蛋白,浓度差,种类和数量,能量(ATP),甲,乙,丙,【点拨】大分子蛋白质或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐。此过程与膜的流动性有关，需要消耗能量，不需要载体蛋白，跨0层生物膜。如分泌蛋白、神经递质等的分泌。,【思维判断】1.组成

3、膜的磷脂是可以运动的，但蛋白质分子是不能运动的。()【分析】组成膜的磷脂和蛋白质分子都是可以运动的。2.脂溶性物质易于通过细胞膜。()【分析】细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，因此脂溶性物质易于通过细胞膜，不溶于脂质的物质难于通过细胞膜。3.主动运输需要载体蛋白，被动运输不需要载体蛋白。(),生物膜的组成、结构和功能间的关系,1.生物膜的流动镶嵌模型,(1)细胞膜中的脂质除磷脂外，还有一些糖脂和胆固醇。(2)糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的外表面。(3)脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的，而是呈不对称性分布。,2.生物膜的结构特点具有一定的流动性(1)结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动

4、的。(2)实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞噬作用等。(3)膜的流动性受温度影响，在一定温度范围内，随温度升高，膜的流动性加快。,3.生物膜的组成、结构、功能关系图解,磷脂双分子层,覆盖嵌入贯穿,组成,磷脂分子,流动性,保证,物质交换正常进行,体现,选择透过性,被动运输,主动运输,物质交换+细胞识别,功能,结构,组成,决定,分布,糖被,细胞膜外表面,部分,+蛋白质分子,+糖类,【高考警示钟】1.物质的运输并非只与其对应的载体蛋白种类有关细胞膜组成中的蛋白质有部分起载体作用，由于其特异性和数量的多少，决定了其运输物质的种类和数量。2.生物膜的流动性和选择透过性的表现并不

5、相同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。,【典例训练1】如图为细胞膜的液态流动镶嵌模型示意图，有关叙述不正确的是,A.具有的一侧为细胞膜的外侧B.细胞膜表面的含量通常较其他生物膜要多C.组成细胞膜基本支架的是D.细胞膜的选择透过性与的种类和数量有关【解题指南】1.考查实质：本题旨在考查细胞膜的流动镶嵌模型以及对细胞膜的功能认识。2.知识储备：(1)细胞膜的组成及功能；(2)流动镶嵌模型的理论；(3)糖蛋白的功能。3.解题思路：要解决此题应首先对题图中的每个标号的名称及功能有清楚的认识，然后再逐个选项分析

6、。,【解析】选C。A项中为糖蛋白，分布在细胞膜外侧，起识别等功能；B项中细胞膜为系统边界，识别功能要强于其他膜，故糖蛋白含量较高；D项图中的为膜蛋白，如载体，其种类及含量能决定物质进出，因此与细胞膜选择透过性有关，此三项是正确的。C项中是磷脂分子，而构成细胞膜的基本支架应为磷脂双分子层，故C项错误。,【互动探究】(1)题目中的为什么只分布在细胞的外表面？提示：如果是分布在膜的内侧，则无法完成糖被的保护、润滑和识别功能。(2)从、的分布来看，你能得出什么结论？能否用的分布来说明？提示：细胞膜具有不对称性；不能用的分布来说明，因为磷脂双分子层是严格对称的。,【变式备选】如图表示细胞膜的亚显微结构，

7、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【解析】选D。图中、依次是糖蛋白、蛋白质、磷脂双分子层，a表示协助扩散，b表示自由扩散。尿素的运输方式是自由扩散，由细胞内运至细胞外，即由。细胞间的识别、免疫、细胞的癌变与糖蛋白有关。大多数蛋白质分子和磷脂双分子层都是可以运动的，分子的运动受温度影响。自由扩散和协助扩散均不需要ATP，但二者均体现膜的选择透过性这一生理特性。,物质跨膜运输的方

8、式及影响因素1.物质跨膜方式图解,2.影响跨膜运输的因素(1)物质浓度,运输速率,物质浓度,自由扩散,物质浓度,运输速率,P点后速率受载体蛋白数量制约,协助扩散或主动运输,P,细胞内浓度,P,时间,主动运输,O,P点后低浓度高浓度,(2)氧气浓度(3)温度,【技巧点拨台】物质进出细胞的方式及特点的判断方法(1)判断物质进出细胞的方式根据分子大小与是否需要载体蛋白、能量根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。,(2)不同因素对主动运输的影响不同由于主动运输需要载体蛋白参与和消耗呼吸作用释放的能量，因此抑制某载体蛋白活性，则只会导致以该载体蛋白转运的物质运输停止，对其他物质运输不影响；但

9、抑制呼吸作用，所有以主动运输跨膜的物质运输受影响。,【典例训练2】将某活组织放入适宜的完全营养液中，置于适宜的条件下培养。培养液中甲、乙两种离子的浓度保持相等且恒定，定期测得细胞中两种离子的含量，得到如图所示曲线。据图分析下列叙述中正确的是,A.该组织的细胞吸收甲、乙两种离子的方式分别是自由扩散和主动运输B.该组织细胞运输离子甲的载体蛋白数量比运输离子乙的数量多C.两种离子均只能从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧D.曲线mn段和ab段表明两种离子浓度的升高抑制了细胞的吸收,【解题指南】1.考查实质：通过细胞内外浓度变化，来考查对主动运输的理解。2.知识储备：(1)判别主动运输的方法；(2)主动运

10、输的影响条件；(3)曲线图分析要求等。3.题眼：图形中细胞内浓度大于细胞外浓度时细胞仍能吸收离子。,【解析】选B。从图中可以看出甲、乙曲线随时间的变化是：细胞内的离子浓度超过细胞外离子浓度，因此对两者的吸收都是主动运输的方式，A项不正确。在相同的时间内，甲曲线表示的浓度高于乙曲线，说明甲离子的吸收速度快，主要原因是载体蛋白的数量相对较多，B项正确。可从图中直接得出：细胞内浓度无论大于或小于细胞外浓度，细胞均能吸收离子，C项不正确。D项中曲线mn段和ab段两种离子应该是处于平衡的状态，是由于载体蛋白数量有限引起的，而不是抑制了细胞的吸收，D项不正确。,【互动探究】(1)该实例能否说明细胞膜的功能

11、特性选择透过性？为什么？提示：能，从图中可看出该组织对甲、乙两种离子的吸收具有差异性。(2)结合本题的选项来分析，如果甲的吸收方式一定是自由扩散，那么图示的甲曲线该如何表示？提示：应从细胞内甲浓度曲线的起点开始上升，随时间的推移，逐渐接近或等于细胞外浓度曲线，不会超过细胞外浓度曲线。,【变式备选】图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异。其中通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是()A.Na+B.CO2C.胰岛素D.K+,【解析】选D。首先根据图乙判定该物质的运输方式及浓度特点，然后观察图甲中各种物质细胞内外的浓度，最终确定对应关系。图乙表示物质由细胞膜外通过主动运输由

12、低浓度进入高浓度的细胞膜内，Na+细胞外浓度高，细胞内浓度低，不符合图乙；CO2为自由扩散，胰岛素为胞吐，运输方式不符合图乙；只有K+的运输方式和浓度都符合图乙。,物质跨膜运输中易混概念的比较1.扩散、自由扩散和渗透(1)概念比较扩散：指物质从高浓度区域向低浓度区域自然运动的现象，例如向一杯清水中滴入一滴红墨水后发生的现象或向一杯水中加一匙蔗糖后发生的现象。自由扩散：指物质通过半透膜的顺浓度梯度的扩散，如细胞吸收氧气和排出二氧化碳的现象。渗透：指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散，如细胞的渗透吸水或失水。,(2)概念图比较a：扩散b：自由扩散c：渗透,(3)三种方式的比较,2.半透膜、脂双层

13、膜、全透膜与选择透过性膜(1)半透膜：某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜(如动物的膀胱、肠衣及玻璃纸等)。能否透过半透膜往往取决于分子直径的大小和膜上小孔直径的大小。(2)脂双层膜(人工质膜)：人工合成的无蛋白质的脂质双分子膜，类似于磷脂双分子层，它能允许水、甘油、乙醇、O2、CO2、N2等小分子通过，其他分子、离子都不能通过。,(3)全透膜：各种大分子和小分子物质都能通过的膜(如失去活性的生物膜)。(4)选择透过性膜：具有选择透过性的膜(细胞膜、细胞器膜等生物膜)，只有被选择的小分子和离子才能通过。能否通过膜取决于膜上载体蛋白的种类和数量。,3.吸胀吸水和渗透吸水(1)原理：

14、吸胀吸水靠物质的亲水性起作用，亲水性越强，吸水能力越大；渗透吸水靠渗透作用的原理，即有浓度差和半透膜。(2)实例吸胀吸水：如蛋白质、淀粉、纤维素的吸水。并且三者的吸水能力大小关系为：纤维素淀粉蛋白质。植物细胞在形成中央液泡之前也靠吸胀作用吸水(如根尖分生区细胞)。渗透吸水：如成熟植物细胞和动物细胞的吸水。,探究实验中教材基本原理的应用温度对物质跨膜运输速率的影响【案例】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。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蔗糖溶液，保持管内外液面高度相等。对两组装置

15、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、记录漏斗液面变化。,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扩散即_作用速率来进行探究的。(2)本实验的自变量是_；为了直观地表示相对速率，用_作为因变量。(3)该实验可能的结果与结论是：_；_；_。,(4)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讲，产生这种情况的原因可能是：_；_。,【命题人透析】(1)明确扩散与渗透作用的区别“扩散”是指物质由高浓度向低浓度方向迁移，直到混合均匀的现象；“渗透作用”是指利用半透膜把两种不同浓度的溶液隔开，浓度

16、较低溶液中的溶剂(如水)自动地透过半透膜流向浓度较高的溶液，直到平衡为止的现象。利用清水和一定浓度的蔗糖溶液构建的渗透系统，水分子通过半透膜的扩散现象属于渗透作用。,(2)、(3)如何准确定位“实验变量”据题意，探究“低温是否会影响物质的跨膜运输”，是通过渗透装置模拟物质进出细胞进行探究的。从探究实验过程可以看出，温度属于自变量。如果温度影响物质的跨膜运输，可能是加快物质跨膜运输也可能是减慢物质跨膜运输，则会导致实验组和对照组液面上升的速率不同，即单位时间内上升的高度不同或达到相同高度所需要的时间有差异，如果温度不影响物质跨膜运输，则对照组和实验组液面变化相同。,(4)理清“温度”对“分子运动

17、和细胞呼吸”的作用细胞膜主要由蛋白质和磷脂等物质组成，磷脂分子在不停地运动，蛋白质分子大多数也是运动的，低温会影响细胞膜的流动性进而影响物质进出细胞；物质跨膜运输的“主动运输”需要消耗呼吸作用产生的能量，低温会影响呼吸作用过程中酶的活性，从而影响呼吸作用释放能量的过程，进而影响物质跨膜运输。,【标准答案】(1)渗透(2)渗透系统所处的环境温度漏斗液面高度的变化(3)若1组漏斗液面高度比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跨膜运输,(4)低温会影响细胞

18、膜的流动性，从而影响其功能低温会影响酶的活性，从而影响呼吸作用释放能量的过程，进而影响物质跨膜运输,【阅卷人点评】得分要点(1)必须是“渗透”。(2)必须体现“温度”、“液面高度变化”。(3)必须体现出“结果、结论，且结果和结论对应”。(4)必须体现出“对细胞膜流动性的影响和对酶活性的影响”。,失分案例(1)错答为“自由扩散”，未理解溶剂分子的运动一般称为“渗透”。(2)错答为“加热和冰块”、“液面高度”。(3)只答出结果“1组漏斗液面高度比2组高”，漏答结论。错答为“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减慢。”(4)错答为“细胞膜能热胀冷缩”。错答为“低温会

19、影响溶液的浓度”。,1.日本科学家通过转基因方法，把可以使细胞发出荧光的基因导入果蝇的细胞，使果蝇的肌肉细胞发出绿色荧光，而神经细胞发出红色荧光，然后用激光显微镜观察并拍摄神经细胞朝着肌肉细胞方向伸展突起的过程。这个过程体现了细胞()A.全能性B.遗传性C.膜的选择透过性D.膜的流动性【解析】选D。神经细胞朝着肌肉细胞方向伸展突起是通过膜的流动性实现的。,2.将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来，并将其在空气-水界面上铺成单分子层，结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。用下列细胞实验与此结果最相符的是()A.人的肝细胞B.蛙的红细胞C.洋葱鳞片叶表皮细胞D.人成熟红细胞【解析】选

20、D。人成熟的红细胞中只有细胞膜，没有其他膜结构，因此形成单层膜时表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。而人的肝细胞、蛙的红细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞除细胞膜外还有核膜和各种细胞器膜。,3.(2012皖南八校联考)现有资料表明：K+不能通过双分子层的人工膜，缬氨霉素是一种脂溶性抗菌素，与K+具有特异亲和力，在人工膜上加少量缬氨霉素，K+可以通过膜，Na+仍不能通过膜。下列关于K+能通过膜而Na+不能通过膜的原因解释中，正确的是()A.缬氨霉素是细胞膜上的一种载体蛋白B.K+能够与缬氨霉素反应，Na+不能C.K+能可逆性地与缬氨霉素结合，Na+不能D.K+以协助扩散方式通过膜，Na+不能,【解析】选C

21、。缬氨霉素是加入人工膜的一种成分，细胞膜上不一定有。缬氨霉素能在膜的一侧结合钾离子，在膜的另一侧释放钾离子，所以在人工膜上加少量缬氨霉素，K+可以通过膜。,4.(2012新余模拟)如图中说明了物质和离子通过细胞膜的转运，下列叙述中正确的是(),A.所有图中均有主动运输B.所有图中均有被动运输C.图、和可表示自由扩散D.图中细胞内ADP含量会增加【解析】选D。根据图中运输方式的特点可以判断，表示的分别是自由扩散、协助扩散和主动运输。主动运输需要消耗ATP，在消耗ATP的同时会产生ADP，所以答案选D。,5.某细胞能吸收物质Q，下列哪些实验结果能说明细胞对物质Q的吸收是以自由扩散方式进行的()当溶

22、液中Q的浓度低于细胞中Q的浓度时，也会发生Q的吸收只有在有氧时才会发生Q的吸收物质Q的吸收随温度的变化而变化A.只有和能说明B.只有和能说明C.只有和能说明D.都不能说明,【解析】选D。物质通过自由扩散方式进入细胞不需要载体蛋白和能量，该物质只能从浓度高的一侧向浓度低的一侧转移，的实验结果不能说明细胞对物质Q的吸收是以自由扩散方式进行的；自由扩散不需要消耗能量，所以扩散速度与环境中氧的浓度和温度的关系不大，和的实验结果都不能说明细胞对物质Q的吸收是以自由扩散方式进行的。,6.(2012广州模拟)如图1为某种物质通过细胞膜的示意图。请回答：,(1)图1所示的物质的运输方式是_，判断运输方式的理由

23、是_，也可以用图2中的曲线_来表示。(2)对于此方式，图1中B代表的物质是细胞膜上的_，此过程还需要_。(3)你认为A可能代表下列哪些物质(多选)()A.O2B.甘油C.K+D.氨基酸(4)若图1代表甲型H1N1流感病毒感染者的浆细胞的细胞膜，则该细胞能够分泌_，细胞分泌该物质的过程被称为_。,【解析】(1)从图1中可以看出，该物质的运输需要载体蛋白(B)，且是逆浓度运输，所以运输方式是主动运输。图2中的乙曲线表示细胞可以从细胞外逆浓度吸收物质，所以也属于主动运输。(2)图1中的B在运输A前后没有改变，与被运输的物质(A)结合又分离，所以B是载体蛋白，主动运输还需要ATP。(3)O2和甘油的运

24、输方式都是自由扩散，K+和氨基酸被运输的方式都是主动运输。(4)B细胞被抗原刺激后，可以分化成浆细胞，分泌抗体。抗体属于大分子物质，所以运出细胞的方式是胞吐。,答案：(1)主动运输逆浓度梯度运输乙(2)载体蛋白能量(3)C、D(4)抗体胞吐,实验方法：探究某种物质的跨膜运输方式【理论指导】探究某种物质的跨膜运输方式可依据浓度高低、是否需要能量、是否需要载体蛋白三个方面展开分析。,(1)浓度从低到高主动运输浓度从高到低协助扩散或自由扩散(2)抑制呼吸作用，物质跨膜中止主动运输抑制呼吸作用，物质跨膜无影响协助扩散或自由扩散(3)抑制载体蛋白，物质跨膜中止主动运输或协助扩散抑制载体蛋白，物质跨膜无影

25、响自由扩散,【典例分析】如图为某种植物吸收某种物质的跨膜运输示意图，其中表示某种物质，a、b为构成细胞膜的物质或结构，c是能源物质，A、B为细胞膜的两侧。该物质的浓度能够控制且转运速度能检测。请探究该物质的跨膜方式。,【分析】(1)如果A是膜内，该物质是从BA运输，能否判断该物质跨膜运输方式是主动运输？提示：能，因为该物质从BA运输，即从低浓度向高浓度运输，可直接判断为主动运输。(2)如果A是膜外，该物质的浓度与细胞膜转运该物质速度一直呈正相关，能确定其跨膜运输方式吗？提示：能，该跨膜运输方式为自由扩散，因为自由扩散的速度取决于细胞内外溶液的浓度差。,(3)如果在一定范围内随着该物质浓度的增加

26、，其转运速度也随之增加，当增加到某一浓度时，其吸收速率不再增加，此时能判断该物质的运输方式吗？怎样设计实验确定其跨膜运输方式？提示：可能为协助扩散，也可能是主动运输。将发育状况相同的该植物等分成甲、乙两组，放入适宜浓度且含有该物质的相同溶液中，甲组给予抑制根部呼吸的条件，乙组给予正常呼吸的条件，其余条件相同且适宜，一段时间后测定根部的吸收速率。若甲、乙组转运速率相等，则为协助扩散，若甲组的转运速率小于乙组，则为主动运输。,【拓展】结合图分析，图中a物质与跨膜运输一定有关吗？为什么？提示：不一定。分析：因为a物质为跨膜的载体蛋白，这种蛋白可能作为协助扩散或主动运输的载体蛋白，但与自由扩散是无关的。,