原创届高三生物人教版通用一轮复习教案 第5讲细胞膜系统的边界 生物膜的流动镶嵌模型文档格式.docx

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③通过细胞通道传递信息，如高等植物细胞的胞间连丝。

如图

[解惑]　植物细胞最外层是细胞壁，其主要成分是纤维素和果胶。

细胞壁不具有生命活性，而且是全透性的，因此植物细胞“系统的边界”是细胞膜而不是细胞壁。

DXDiTa9E3d

二、对生物膜结构的探索历程

[连一连]

三、流动镶嵌模型的基本内容

1．结构模型

2．结构特点

特点：

具有一定的流动性。

原因：

组成膜的蛋白质和脂质大都是运动的。

[技巧]　糖蛋白分布在膜的外表面，细胞识别主要与膜外侧的糖蛋白有关。

可根据糖蛋白的分布，判断细胞膜的内外侧。

RTCrpUDGiT

[解惑]　（1>

不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同，如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇，而植物细胞膜中含量很少或没有。

5PCzVD7HxA

细胞在不同时期，细胞膜的成分及含量也会发生变化，如癌细胞的糖蛋白减少，则在细胞膜上产生甲胎蛋白（AFP>

和癌胚抗原（CEA>

等物质。

jLBHrnAILg

四、物质出入细胞的方式

物质跨膜运输（自由扩散、协助扩散、主动运输>

体现了生物膜的选择透过性；

大分子物质和颗粒性物质的胞吞、胞吐体现了生物膜的流动性。

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物质能否通过细胞膜，是根据细胞生命活动的需要，并不完全取决于物质分子的大小。

考点一　分析细胞膜的成分、结构特点及功能特性的鉴定

1.

磷脂分子是构成生物膜的重要成分，其结构示意图（如右图>

组成磷脂分子的元素有C、H、O、N、P。

若单层磷脂分子层水界面排列如下图，请完善搅拌后的图。

2

．完善细胞膜成分、结构及功能网络图并思考。

（

1>

流动性和选择透过性的原理分别是什么？

答案　流动性的原理：

构成膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是运动的；

选择透过性的原理：

膜上的载体蛋白的种类和数量。

LDAYtRyKfE

二者之间的区别和联系分别是什么？

答案　①区别：

流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。

②联系：

流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性。

3．有关细胞膜的成分及功能特性的实验探究或鉴定。

组成成分的鉴定

①实验：

用溶解脂质的溶剂处理细胞

膜，细胞膜被溶解；

脂溶性物质能够优先通过细胞膜；

磷脂酶处理细胞膜，细胞膜被破坏等都可说明细胞膜中含有脂质成分。

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②实验：

用蛋白酶处理细胞膜，膜被破坏；

制备细胞膜样液，用双缩脲试剂鉴定，结果呈现紫色。

则都说明细胞膜中含有蛋白质成分。

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③实验：

从细胞膜中提取某种物质，经非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；

加入斐林试剂并加热出现砖红色沉淀，则说明该物质为糖蛋白。

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结构及结构特点的鉴定

将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在空气—水界面上，测得磷脂占有面积是细胞膜面积的两倍，则可说明细胞膜中磷脂分子为双层。

EmxvxOtOco

采用荧光标记法，标记小鼠细胞与人细胞做如图实验。

上述实验现象可说明：

细胞膜具有一定的流动性。

功能及功能特性的鉴定

将大量同种生物和亲缘关系较远的精子和卵细胞混合在一起，发现只有同种生物的精子和卵细胞才能结合，则说明细胞膜具有识别作用。

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利用红墨水处理正常玉M种子和煮熟的玉M种子，对比观察处理后的两种种子的胚细胞的颜色变化。

该实验可用于验证细胞膜具有选择透过性。

6ewMyirQFL

如图为细胞的膜结构示意图。

下列叙述错误的是（　　>

A．细胞膜中的①与细胞识别有关

B．细胞膜中的②与细胞的选择吸收有关

C．线粒体内膜中的②与ATP的合成有关

D．叶绿体类囊体薄膜中的②的活性与温度有关

答案　A

解读　图中①是磷脂分子，②是蛋白质分子，在细胞膜上与细胞识别有关的物质是糖蛋白，而不是磷脂分子，故A错误；

蛋白质分子可能是载体蛋白，其与细胞的选择吸收有关，故B正确；

线粒体内膜中的②为与有氧呼吸有关的酶，其与ATP的合成有关，故C正确；

叶绿体类囊体薄膜中的②为与光反应有关的酶，其活性受温度影响，故D正确。

kavU42VRUs

2．在萝卜的紫色块根细胞内，液泡中含有紫红色的花青素。

将块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化。

若进行加温，随着水温的升高，水的颜色逐渐变紫。

其主要原因是（　　>

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A．细胞壁在加温过程中受到破坏

B．水温升高，花青素的溶解度加大

C．加温使细胞膜和液泡膜失去了控制物质进出的作用

D．加温使水中的化学物质发生了反应

答案　C

解读　结合题干分析，当温度升高时，细胞膜、液泡膜等功能发生改变，控制物质进出细胞的功能丧失。

[互动探究]　（1>

若将题干中的清水改为一定量的盐酸，现象是否相同？

若将萝卜块根细胞放入浓度较低的蔗糖溶液中，蔗糖分子能否进入液泡？

M2ub6vSTnP

提示　（1>

相同　（2>

不能

细胞膜的选择透过性——植物对无机盐的吸收

1．思路

2．结果与结论

同一植物对不同离子吸收情况不同，不同植物对同一离子吸收情况不同→细胞膜对离子吸收具有选择透过性。

考点二　聚焦物质出入细胞的方式及影响因素

1．根据图解确定物质跨膜运输方式

2．物质出入细胞方式的综合比较

工程

离子和小分子物质

大分子和颗粒性物质

自由扩散

协助扩散

主动运输

胞吞

胞吐

运输

方向

高浓度→低浓度

低浓度→高浓度

细胞外→细胞内

细胞内→细胞外

动力

浓度差

能量

（ATP>

能量（ATP>

载体

蛋白

不需要

需要

实例

水、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素等

红细胞吸收葡萄糖等

K＋、Na＋等离子，小肠吸收氨基酸、葡萄糖等

白细胞吞噬病菌、变形虫摄取食物颗粒等

各种分泌蛋白，如抗体、消化酶、蛋白质类激素等

易错警示　有关物质出入细胞的8个“不要漏掉”

需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外不要漏掉协助扩散。

消耗能量的运输方式除主动运输外不要漏掉胞吞和胞吐。

从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散，有些主动运输也可以从高浓度到低浓度运输。

0YujCfmUCw

影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外不要漏掉浓度差。

（5>

与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。

（6>

运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。

（7>

胞吞（吐>

的大分子物质穿过细胞膜的层数为0，因为该过程是通过膜的融合将物质转入或转出细胞的。

（8>

RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核，是通过核孔，而不是通过胞吞、胞吐。

3．根据影响跨膜运输因素的曲线确定运输方式

物质浓度

氧气浓度

3．如图表示某生物膜结构，图中A、B、C、D、E、F分别表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜运输的方式。

下列相关叙述中，错误的是（　　>

eUts8ZQVRd

A．

该生物膜很可能是细胞膜，因为有糖蛋白D

B．a～d中，属于被动运输的是b和c

C．若该生物膜是肝细胞膜，进食6小时后，C代表的胰岛素分泌量会增加

D．因为组成生物膜的分子都是运动的，所以生物膜具有流动性的结构特点

解读　物质A、B、C、D分别是蛋白质、磷脂分子、细胞分泌物及糖蛋白，其中蛋白质和磷脂分子是构成生物膜的主要成分。

因为具有糖蛋白，所以图中的生物膜很可能是细胞膜。

a和d方式中将物质由低浓度一侧运至高浓度一侧，且需要载体蛋白和ATP，所以这两种运输方式属于主动运输；

b和c方式中将物质由高浓度一侧运到低浓度一侧，且不需要能量和载体蛋白，所以这两种方式属于被动运输。

进食6小时后，血糖浓度会相对较低，此时胰高血糖素分泌量会增加，而不是胰岛素分泌量增加。

因为组成生物膜的分子都是运动的，所以生物膜具有流动性的结构特点。

sQsAEJkW5T

4.

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m～n段和a～b段表明两种离子浓度的升高抑制了细胞的吸收

答案　B

解读　从图中可以看出，甲、乙曲线随时间的变化是：

细胞内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m～n段和a～b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。

GMsIasNXkA

该实例能否说明细胞膜的功能特性——选择透过性？

为什么？

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？

TIrRGchYzg

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。

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。

7EqZcWLZNX

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lzq7IGf02E

抑制呼吸作用，所有以主动运输跨膜的物质运输都会受影响。

实验四　“体验制备细胞膜的方法”的实验分析

完善该实验的原理、步骤及现象

易错警示　与细胞膜制备有关的4个注意点

人的成熟红细胞中没有细胞核和众多细胞器，可作为提取细胞膜的材料。

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。

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操作时载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。

滴蒸馏水时应缓慢，边滴加边用吸水纸吸引，注意不要把细胞吸走，同时用显微镜观察红细胞的形态变化。

5．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实验。

选取人体的________作为获取纯净细胞膜的来源。

A．成熟红细胞B．神经细胞

C．白细胞D．口腔上皮细胞

将选取的材料放入__________中，一段时间后细胞将破裂。

再用____________法获得纯净的细胞膜，将膜成分分离提纯后，用____________试剂可鉴定其中的蛋白质，具体现象是__________________。

NrpoJac3v1

答案　（1>

A　（2>

蒸馏水　（3>

离心　双缩脲　溶液变紫色

序号

错因分析

正确答案

①

没有结合乙图识别出叶绿体

A

②

答案不全，忽视了蛋白质也是染色质的主要成分

DNA和蛋白质

③

没有看清A所表示的部分

磷脂双分子层

④

不理解流动性和选择透过性的区别

流动性

⑤

没有理解在丙图中B只表示蛋白质

氨基酸

⑥

表述范围过宽，不准确

抗体或淋巴因子

题组一　细胞膜的组成、结构与功能

1．判断正误

变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同（2018·

广东，1D>

（　　>

（2

>

植物原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性（2018·

四川，2A>

细胞膜含有糖脂和糖蛋白（2018·

海南，1A>

载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质（

2009·

北京，2D>

×

　（2>

√　（3>

√　（4>

2．（2018·

新课标全国卷，1>

将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是（　　>

1nowfTG4KI

A．红细胞膜具有水溶性

B．红细胞的液泡体积增大

C．蒸馏水大量进入红细胞

D．低温时红细胞膜流动性增大

解读　红细胞膜属

于生物膜，生物膜的主要成分是蛋白质和脂质，故红细胞膜不具有水溶性，A项错误；

与成熟的植物细胞不同，红细胞没有液泡，B项错误；

由于外界溶液的浓度小于细胞质的浓度，红细胞在4℃蒸馏水中将因吸水过多而涨破，C项正确；

低温时红细胞膜的流动性减小，D项错误。

fjnFLDa5Zo

3．（2018·

山东卷，4>

下列关于真核细胞生物膜的叙述，正确的是（　　>

A．生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定

B．构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇

C．有氧呼吸及光合作用产生ATP均在膜上进行

D．核糖体、内质网、高尔基体的膜都参与蛋白质的合成与运输

解读　生物膜的功能主要由蛋白质的种类和数量决定；

生物膜的主要成分是脂质和蛋白质，脂质主要是磷脂，也含有少量胆固醇；

有氧呼吸产生ATP有三个场所，分别为细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，并不只在膜上进行，光合作用产生ATP是在类囊体薄膜上进行的；

核糖体参与蛋白质的合成，但无膜结构。

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题组二　物质跨膜运输的方式

4．（2018·

浙江卷，1>

人体肝细胞内CO2分压和K＋浓度高于细胞外，而O2分压和Na＋浓度低于细胞外，上述四种物质中通

过主动运输进入该细胞的是（　　>

HbmVN777sL

A．CO2B．O2C．K＋D．Na＋

解读　O2和CO2是气体，可通过自由扩散方式进出细胞，属于被动运输，A、B两项错误；

Na＋主要存在于细胞外，在细胞外的浓度远高于细胞内浓度，进入细胞内的运输方式是从高浓度转运至低浓度，属于不消耗细胞呼吸产生的能量的协助扩散，不属于主动运输，D项错误；

K＋主要存在于细胞内，其细胞内浓度远高于细胞外浓度，进入细胞时为逆浓度梯度运输，消耗能量的同时，需要载体蛋白的协助，属于主动运输，C项正确。

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5.

（2018·

山东卷，3>

如图中曲线a、b表示物质跨（穿>

膜运输的两种方

式，下列表述正确的是（　　>

A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输

B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面

C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关

D．抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响

解读　分析题目所给曲线图可知：

物质a的转运速率与被转运的分子的浓度成正比关系，可判定为自由扩散；

物质b在被转运的分子达到一定浓度时，转运速率不再增加，可判定为协助扩散或主动运输，二者都与载体蛋白数量有关。

方式a不需要蛋白质的参与；

脂溶性小分子物质由于与细胞膜同属于脂类物质，因而可通过自由扩散方式运输；

抑制细胞呼吸对方式b的转运速率有影响。

83lcPA59W9

题组三　实验与探究

6．（2018·

浙江卷，29Ⅱ>

为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化，请根据以下提供的实验材料与用具，写出实验思路，设计记录实验结果及原因分析的表格，并填入相应内容。

mZkklkzaaP

材料与用具：

兔红细胞稀释液、质量分数为1.5%的NaCl溶液、蒸馏水、试管、显微镜等。

（要求：

答题时对NaCl溶液的具体配制，待观察装片的具体制作不作要求>

实验思路：

·

设计一张表格，并将预期实验结果及原因分析填入该表中。

①配制质量分数由低到1.5%的NaCl溶液，分别等量加入各支试管中。

②向上述各支试管中分别加入等量的兔红细胞稀释液，放置一定时间。

③取兔红细胞稀释液和上述试管中的红细胞稀释液制作装片，用显微镜观察并比较红细胞形态的变化。

不同浓度NaCl溶液对兔红细胞形态的影响

NaCl溶液的浓度

红细胞形态的变化

原因分析

低于一定浓度

的NaCl溶液

体积变大甚至涨破

红细胞吸水

一定浓度的

NaCl溶液

形态未变

进出红细胞的水分子数相等

高于一定浓度

皱缩，体积变小

红细胞失水

解读　（1>

由题意知，要研究兔红细胞在不同浓度的NaCl溶液中的形态变化，应先配制一系列浓度梯度的NaCl溶液，再用一系列浓度梯度的NaCl溶液分别处理兔红细胞稀释液，再在显微镜下观察红细胞形态的变化及数目。

AVktR43bpw

表格中应有一系列浓度梯度的NaCl溶液、细胞的形态变化及数目、预期实验结果、原因分析等栏目设置，NaCl溶液浓度值可有不同，但需注意有梯度。

ORjBnOwcEd

【组题说明】

考　点

题　号

错题统计

细胞膜的成分、

结构与功能

1、2、4、6、12

物质跨膜运

输的方式

7、8、9、10、11、14

实验与探究

3、5、13、15

1．单纯的磷脂分子在水中可以形成双层脂分子的球形脂质体（如

图>

，它载入药物后可以将药物送入靶细胞内部，下列关于脂质

体的叙述正确的是（　　>

A．在a处嵌入脂溶性药物，利用它的流动性将药物送入细胞

B．在b处嵌入脂溶性药物，利用它的流动性将药物送入细胞

C．在a处嵌入水溶性药物，利用它与细胞膜融合的特点将药物送入细胞

D．在b处嵌入水溶性药物，利用它与细胞膜融合的特点将药物送入细胞

解读　球形脂质体的双层脂分子的亲水端朝外，疏水端朝内，所以图中a处可嵌入水溶性物质，b处可嵌入脂溶性物质，利用脂质体可以和细胞膜融合的特点，将药物送入靶细胞内部。

2MiJTy0dTT

2．在电子显微镜下观察细胞膜，可以看到的是两条暗带中间夹一条明带，那么下列关于这两条暗带和一条明带的化学成分的说法，比较准确的是（　　>

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A．两条暗带的主要成分是蛋白质；

明带的主要成分是磷脂，无蛋白质

B．明带的主要成分是蛋白质；

两条暗带的主要成分是磷脂，无蛋白质

C．两条暗带的主要成分是蛋白质；

明带的主要成分是磷脂，也有蛋白质

D．明带的主要成分是蛋白质；

两条暗带的主要成分是磷脂，也有蛋白质

解读　1959年，罗伯特森根据电镜下看到的细胞膜具有清晰的暗—亮—暗三层结构，结合其他科学家的工作，提出了蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型。

流动镶嵌模型指出，蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。

uEh0U1Yfmh

3．科研上鉴别死细胞和活细胞常用“染色排除法”。

例如：

用台盼蓝染色剂染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。

这种方法所利用的是细胞膜的哪种功能（　　>

IAg9qLsgBX

A．保护细胞内部结构功能

B．吸收功能

C．控制物质进出功能

D．免疫功能

解读　“染色排除法”利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理。

台盼蓝染色剂是细胞不需要的物质，不能通过细胞膜进入细胞，所以活细胞不被染色，而死细胞的细胞膜不具有控制物质进出细胞的功能，所以台盼蓝染色剂能进入死细胞内，使其被染色。

WwghWvVhPE

4．细胞的生物膜系统在细胞的正常生命活动中起着重要作用，下列叙述中正确的是

A．线粒体内膜蛋白质的含量较外膜高，是因为其内膜向内折叠形成了嵴

B．磷脂是生物膜的主要结构成分，由亲水性的尾部和疏水性的头部组成

C．叶绿体的类囊体薄膜堆叠使膜面积增大，有利于光能的充分利用

D．癌细胞膜上糖蛋白增多，促使细胞分散

解读　线粒体内膜蛋白质含量较外膜高，是因为其内膜上分布着大量与有氧呼吸有关的酶；

磷脂是生物膜的主要结构成分，由亲水性的头部和疏水性的尾部组成；

叶绿体中利用光能的色素分布于叶绿体的类囊体薄膜上；

癌细胞膜上糖蛋白减少，促使癌细胞扩散。

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人、鼠细胞融合实验是用带有不同荧光染料的抗体标记两

种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜

上均匀分布形成嵌合体。

如图是相关实验结果的记录，据

此不能得到的结论是（　　>

A．温度增加到15℃以上，细胞膜流动性增强

B．该实验证明膜蛋白能够运动

C．温度对膜蛋白的运动有影响

D．图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多

答案　D

解读　图中的信息是在一定的温度范围内，随温度的升高形成嵌合体的百分比增大，由此说明了在一定范围内，温度升高，细胞膜的流动性增强。

图中数据与融合的时间没有任何关系。

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6．下列关于细胞膜的流动性和选择透过性的叙述，不正确的是（　　>

A．流动性的基础是组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是流动的

B．选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白和磷脂分子具有特异性

C．细胞的胞吞和胞吐体现了细胞膜的流动性

D．钾离子通过主动运输的形式进入细胞体现了细胞膜的选择透过性

解读　细胞膜的选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白具有特异性。

磷