1、 昌乐二中高一必修一生物导学案 12 编写人：郭伟 闫利章 陈婷婷 杨顺波 审核人： 时间：2009-11-24 班级 姓名 小组 等级 必修一导学案 NO.12 第四章 细胞的物质输入和输出第 2 节 生物膜的流动镶嵌模型 第 3 节 物质跨膜运输的方式【学习目标】1熟记流动镶嵌模型的基本内容，熟练掌握物质进出细胞的方式。2通过识图读图，总结图表题的解题方法。3极度热情投入学习，体验科学探究过程中的艰辛与快乐。【使用说明与学法指导】1依据学习目标,认真预习课本至少 20 分钟,用红笔标注疑难和重点2用准确语言完成【知识结构】 、 【问题导学】和【自主探究】3认真独立完成【预习自测】【知识结构
2、】 对生物膜结构的探索经历生物膜的基本支架是 ，具有 ；镶嵌、嵌入或横跨磷脂双分子层，大多数蛋白质分子也可运动细胞膜外表有一层 （糖被） ，具有 的作用运输方向：从 到低浓度自由扩散 条件：不需要 ，不需要能量例如：水、CO 2、O 2、 、乙醇等运输方向：从高浓度到低浓度协助扩散 条件：需要载体，不需要 例如：红细胞吸收葡萄糖运输方向： 主动运输 条件：需要 ，需要能量例如： 、葡萄糖，氨基酸等：吞噬胞 吐：分泌【问题导学】1. 生物膜的组成成分有哪些？2糖蛋白的功能有哪些？是不是所有的生物膜都有糖蛋白？3. 物质跨膜运输的方式有哪几种？【自主探究】1生物膜的结构特点和功能特点各是什么？2说
3、明自由扩散、协助扩散和主动运输在运输方向、能量以及载体等方面的区别。【问题反馈】：请将你在预习本节中遇到的问题写在下面【预习自测】1组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子的排布有下述特点，其中描述细胞膜基本支架的是（ ） A膜两侧的分子结构和性质不尽相同 B.磷脂排布成双分子层C蛋白质分子附着和镶嵌于磷脂双分子层中 D.蛋白质和磷脂分子具有一定的流动性2细胞从外界吸收甘油的量决定于 （ ）A载体数量 B能量多少 C细胞膜的流动性 D甘油的浓度3有机颗粒进入变形虫细胞内所依赖的生理过程及其结构基础是 （ ） A主动运输、载体蛋白 B协助扩散、载体蛋白 C自由扩散、细胞膜的选择透过性 D胞吞、细胞膜的流
4、动性4下列跨膜运输的生理活动，属于主动运输的是 （ ）A酒精进入胃黏膜细胞 B二氧化碳由静脉血进入肺泡内C原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞 D水分子出入细胞5人体红细胞吸收葡萄糖和 K+的共同特点是 （ ）A需要载体 B需要能量 C顺浓度梯度 D逆浓度梯度6右图是植物细胞吸收 K+的过程图，则 m 点以后的吸收速度不再变化的主要原因是 （ ）A能量供应 B载体数量 C氧气浓度 DK +浓度7细胞膜的组分中一定有某种物质，有利于脂质物质的通过。1925 年 EGorter 和 FGrendeI 用有机溶剂将人成熟红细胞膜中的这种物质提取出来，并将它在空气水界面平铺成单分子层时，这个分子层的面积相
5、当于原来细胞表面积的两倍。上述“某种物质”是指_，细胞膜中的化学成分还有_ _ 、 _。8下图为物质进出细胞膜的示意图，据图回答：（1）A 代表 分子 ，B 代表 ，D 代表 （2）细胞膜从功能上来说，是一层 膜。流动镶嵌模型基本内容生物膜的流动镶嵌模型被动运输小分子物质或者离子跨膜运输方式大分子物质或颗粒状物质进出细胞的方式物质进出细胞的方式（3）在 ae 的五种过程中，代表被动转运的是 。（4）可能代表氧气转运过程的是图中编号 ，葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号 。（5）如果该图表示肝细胞的细胞膜，在 ad 四种物质进出细胞的方式中，表示水进出的是 ，表示钾离子运输的是 。知识
6、总结（生物随身读）1生物膜的探索历程年代 科学家 科学实验 结论19 世纪末 欧文顿 用 500 多种物质对植物细胞进行的通透性实验-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1925 年 两位荷兰科学家从细胞膜中提取的脂质铺成的单层分子面积是细胞膜的 2 倍细胞膜中脂质为连续两层1959 年 罗伯特森 在电镜下看到细胞膜由蛋白质脂质蛋白质三层结构生物膜为三层静态的统一结构1970 年 弗雷和埃迪登分别用绿色和红色荧光染料标记两种细胞的蛋白质，并将两细胞胞融合发现荧光均匀细胞膜具有流动性1972 年 桑格和尼克森在新的观察和实验证据基础上 提出流动镶嵌模型2流动镶嵌模型的基本内容磷
7、脂双分子层构成了膜的基本支架；蛋白质分子有的镶嵌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，有的横跨整个磷脂双分子层；磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动。3糖蛋白（糖被）组成：由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成。作用：保护、润滑、细胞识别、信息传递等。4生物膜的成分、结构，功能及运动性、流动性、选择透过性之间的关系可总结如右：5自由扩散、协助扩散和主动运输的比较：方向 是否需载体 是否需能量 举例自由扩散 从高浓度向低浓度 不需要 不需要能量 水、气体（氧气 二氧化碳）甘油、苯、乙醇、胆固醇等脂溶性物质协助扩散 从高浓度向低浓度 需要 不需要能量 葡萄糖进入红细胞主动运输 从低浓度
8、向高浓度 需要 需要能量 葡萄糖和氨基酸被肾小管重吸收、 离子的跨膜运输课本讨论、 练习答案第 2 节 生物膜的流动镶嵌模型（一）问题探讨1.提示：三种材料比较，弹力布更能体现细胞膜的柔变性和一定的通透性，相对好一些。2.提示：有条件的话，使用微孔塑胶或利用激光给气球打上微孔都可以作为模型的细胞膜。使用透析袋也可以。如果制作临时使用的模型，利用猪或其他动物的膀胱做细胞膜是更加理想的材料。（二）思考与讨论 11.最初认识到细胞膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析得出的。2.有必要。仅靠推理得出的结论不一定准确，还应通过科学实验进行检验和修正。3.提示：磷脂分子的“头部”亲水，所以在水空气界面
9、上磷脂分子是“头部”向下与水面接触，尾部则朝向空气一面。科学家测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的 2 倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。（三）思考与讨论 21.提示：在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步起到了关键性的推动作用。如电子显微镜的诞生使人们终于看到了膜的存在；冰冻蚀刻技术和扫描电子显微镜技术使人们认识到膜的内外两侧并不对称；荧光标记小鼠细胞与人细胞的融合实验又证明了膜的流动性等。没有这些技术的支持，人类的认识便不能发展。2.提示：在建立生物膜模型的过程中，结构与功能相适应的观点始终引导人们不断实践、认识，再实践、再认识；使人类一步步接近生物膜结构的真相。例如，不
10、同生物膜的功能是有差异的。在生命系统中，一般来说，功能的不同常伴随着结构的差异，而早期的生物膜模型假定所有的生物膜都是相同的，这显然与不同部位的生物膜功能不完全相同是矛盾的。还有，不同膜的厚度也不完全一样。由此促进学者们重新研究脂质和蛋白质相互作用的问题。一些学者使用了更加先进的技术，运用红外光谱等技术证明，膜蛋白主要为球形结构。（四）练习拓展题1.提示：生物膜结构的研究历史反映了科学研究的艰辛历程，也告诉我们建立模型的一般方法。科学家根据观察到的现象和已有的知识提出解释某一生物学问题的假说或模型，用观察和实验对假说或模型进行检验、修正和补充。一种模型最终能否被普遍接受，取决于它能否与以后的观
11、察和实验结果相吻合，能否很好地解释相关现象，科学就是这样一步一步向前迈进的。2.提示：生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。人类对自然界的认识永无止境，随着实验技术的不断创新和改进，对膜的研究将更加细致入微，对膜结构的进一步认识将能更完善地解释细胞膜的各种功能，不断完善和发展流动镶嵌模型。第 3 节 物质跨膜运输的方式（一）问题探讨1.从图上可以看出，氧气、二氧化碳、氮气、苯等小分子（苯还是脂溶性的）很容易通过合成的脂双层；水、甘油、乙醇等较小的分子也可以通过；氨基酸、葡萄糖等较大的有机分子和带电荷的离子则不能通过合成的脂双层。2.提示：葡萄糖不能通过人工合成的无蛋白的脂双层，但小肠上皮细胞能大
12、量吸收葡萄糖，推测小肠上皮细胞的细胞膜上有能够转运葡萄糖的蛋白质。3.提示：通过观察此图还可联想并提出，细胞需要的离子是否也通过细胞膜上的蛋白质来运输等问题。（二）思考与讨论1.自由扩散和协助扩散都不需要消耗能量。因为二者都是顺物质的浓度梯度进行的。2.自由扩散与协助扩散的共同之处是都不需要细胞消耗能量。不同之处是：前者不需要蛋白质的协助，后者必须有蛋白质的协助才能实现。e昌乐二中高一必修一生物导学案 12 编写人：郭伟 闫利章 陈婷婷 杨顺波 审核人： 时间：2009-11-24 班级 姓名 小组 等级 3.因为自由扩散和协助扩散都是顺物质的浓度梯度进行的，不需要细胞消耗能量，所以统称为被动
13、运输。（三）旁栏思考题提示：这是细胞的胞吞作用。这对于人体有防御功能，并有利于细胞新陈代谢的正常进行。（四）技能训练1.K+和 Mg2+是通过主动运输进入细胞的。2.Na+和 Cl是通过主动运输排出细胞的。3.提示：因为以上四种离子细胞膜内外的浓度差较大，细胞只有通过主动运输才能维持这种状况。（五）练习提示：低温环境肯定会影响物质的跨膜运输。温度会影响分子运动的速率，影响化学反应的速率，因此，组成细胞膜的分子的流动性也会相应降低，呼吸作用释放能量的过程也会因有关酶的活性降低而受到抑制。这些都会影响物质跨膜运输的速率。高一生物必修一训练学案（针对导学案 12）【A、B、C 层必做】1变形虫的任何
14、部位都能伸出伪足，人体某些白细胞可以吞噬病菌，上述生理过程的完成都依赖于细胞膜的 （ ）A选择透过性 B一定的流动性 C蛋白质载体 D主动运输 2细胞膜上与细胞识别、信息传递有着密切关系的化学物质是 ( )A糖蛋白 B磷脂 C脂肪 D.核酸3被动运输的特点是 （ ）A都不需要耗能 B都需要载体协助 C都不需要载体协助 D都遵循渗透作用原理4需要载体协助通过膜的一组物质是 （ ）A.O2、H 2O B. H2O、K +C.葡萄糖、氨基酸 D.胆固醇、脂肪酸5写出下面两个图中代号表示的含义（左图表示结构，右图表示过程）：（1）a： b： c： d： （2）甲： 乙： 丙： 丁： 6右图表示某种特质
15、分子由细胞外向细胞内运输的过程图解，请分析回答：（1）图中物质分别是： ； ；（2）图中物质运输的方式是 ，判断的依据是：（3）如果该细胞是人红细胞，则甘油、K +、苯三者中，不可能是物质的是 。【A、B 层选做】7新生儿小肠上皮细胞通过消耗 ATP，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。这两种物质被吸收到血液中的方式分别是 （ ）A. 主动运输、主动运输 B. 被动运输、主动运输C. 主动运输、胞吞 D. 胞吞、主动运输8下图是细胞膜的亚显微结构示意图及海水和某海洋植物细胞液的离子对照表。据图和表的内容说明下列问题：海水和某海洋植物细胞液的浓度（molL）（1）2 的化学本质是_，它在 K
16、+、CL -通过细胞膜时起_作用。（2）从表数据可知，植物细胞膜对离子的通过具有_ _性；（3）钾离子和氯离子通过细胞膜的方式是_，作出此判断的依据是 。8 （ 1）蛋白质 载体 （ 2）选择性 （ 3）主动运输 低浓度流向高浓度【A 层选做】9甲（）和乙（）两种物质在细胞膜两侧的分布情况如下图所示， （颗粒多少表示该物质浓度的高低） ，在进行跨膜运输时，下列说法正确的是 （ ） A甲运出细胞一定不需要能量 B乙运出细胞一定有载体蛋白的参与被测物质 K+ Cl-海水 001 050细胞液 059 004C甲进入细胞一定需要能量 D乙进入细胞一定有载体蛋白的参与 解析:从图中可以看出，物质甲的浓
17、度细胞外高于细胞内；物质乙的浓度正好相反；物质进出细胞的方式主要有两种，即自由扩散和主动运输，前者是指小分子物质从高浓度环境进入低浓度环境，不需要载体，不消耗能量；后者主要是被细胞吸收的物质从低浓度到高浓度，且需要载体和消耗能量。本题以示意图的形式提供解题信息，这是解题作答的依据。答题时要善于利用题干的文字、图、表或数据，用于进行分析判断。10物质进入细胞都要穿过细胞膜，不同物质穿过细胞膜的方式不同，如图表示在一定范围内细胞膜外物质进人细胞膜内的三种不同情况。请据图回答问题：（1）据图指出 A、B、C 所表示的物质运输方式： A 是_，B 是_，C 是_。（2）在上述三种运输方式中，哪一种加入
18、呼吸抑制剂后曲线会发生变化?为什么? （3）乙醇、CO 2、氨基酸进入细胞的方式分别是_、_、_。10.（ 1） A 自由扩散 B 协助扩散 C 主动运输（ 2） C 主动运输 主动运输需要呼吸作用提供能量（ 3）自由扩散 自由扩散 主动运输必修一导学案 NO.12 参考答案知识结构：流动镶嵌模型 一定的流动性 蛋白质 糖蛋白 保护、润滑、识别、信息传递等高浓度 载体 甘油 能量 低浓度到高浓度 载体 无机盐离子 问题导学：1磷脂 蛋白质 糖类 2具用识别、保护、润滑、免疫、信息传递等作用 不是3被动运输（自由扩散 协助扩散）和主动运输 自主探究：1结构特点：具有一定的流动性 功能特点：选择透
19、过性 2说明自由扩散、协助扩散和主动运输在运输方向、能量以及载体等方面的区别。（1）运输方向：自由扩散和协助扩散从高浓度向低浓度（顺浓度梯度） ，主动运输可逆浓度梯度；（2）能量：自由扩散和协助扩散不需要能量，主动运输需要能量；（3）载体：自由扩散不需要载体，协助扩散和主动运输需要载体。预习自测：1-6B D D C A B 7磷脂 蛋白质 糖类 8.（1）蛋白质 磷脂双分子层 多糖（2）选择透过性（3）bcd（4）ba（5）ba必修一导学案 NO.12 参考答案知识结构：流动镶嵌模型 一定的流动性 蛋白质 糖蛋白 保护、润滑、识别、信息传递等高浓度 载体 甘油 能量 低浓度到高浓度 载体 无
20、机盐离子 问题导学：1磷脂 蛋白质 糖类 2具用识别、保护、润滑、免疫、信息传递等作用 不是3被动运输（自由扩散 协助扩散）和主动运输 自主探究：1结构特点：具有一定的流动性 功能特点：选择透过性 2说明自由扩散、协助扩散和主动运输在运输方向、能量以及载体等方面的区别。（1）运输方向：自由扩散和协助扩散从高浓度向低浓度（顺浓度梯度） ，主动运输可逆浓度梯度；（2）能量：自由扩散和协助扩散不需要能量，主动运输需要能量；（3）载体：自由扩散不需要载体，协助扩散和主动运输需要载体。预习自测：1-6B D D C A B 7磷脂 蛋白质 糖类 8.（1）蛋白质 磷脂双分子层 多糖（2）选择透过性（3）
21、bcd（4）ba（5）ba必修一导学案 NO.12 参考答案知识结构：流动镶嵌模型 一定的流动性 蛋白质 糖蛋白 保护、润滑、识别、信息传递等高浓度 载体 甘油 能量 低浓度到高浓度 载体 无机盐离子 问题导学：1磷脂 蛋白质 糖类 2具用识别、保护、润滑、免疫、信息传递等作用 不是3被动运输（自由扩散 协助扩散）和主动运输 自主探究：1结构特点：具有一定的流动性 功能特点：选择透过性 2说明自由扩散、协助扩散和主动运输在运输方向、能量以及载体等方面的区别。（1）运输方向：自由扩散和协助扩散从高浓度向低浓度（顺浓度梯度） ，主动运输可逆浓度梯度；（2）能量：自由扩散和协助扩散不需要能量，主动运
22、输需要能量；（3）载体：自由扩散不需要载体，协助扩散和主动运输需要载体。预习自测：1-6B D D C A B 7磷脂 蛋白质 糖类 8.（1）蛋白质 磷脂双分子层 多糖（2）选择透过性（3）bcd（4）ba（5）ba昌乐二中高一必修一生物导学案 12 编写人：郭伟 闫利章 陈婷婷 杨顺波 审核人： 时间：2009-11-24 班级 姓名 小组 等级 必修一导学案 NO.12 参考答案知识结构：流动镶嵌模型 一定的流动性 蛋白质 糖蛋白 保护、润滑、识别、信息传递等高浓度 载体 甘油 能量 低浓度到高浓度 载体 无机盐离子 问题导学：1磷脂 蛋白质 糖类 2具用识别、保护、润滑、免疫、信息传递等作用 不是3被动运输（自由扩散 协助扩散）和主动运输 自主探究：1结构特点：具有一定的流动性 功能特点：选择透过性 2说明自由扩散、协助扩散和主动运输在运输方向、能量以及载体等方面的区别。（1）运输方向：自由扩散和协助扩散从高浓度向低浓度（顺浓度梯度） ，主动运输可逆浓度梯度；（2）能量：自由扩散和协助扩散不需要能量，主动运输需要能量；（3）载体：自由扩散不需要载体，协助扩散和主动运输需要载体。预习自测：1-6B D D C A B 7磷脂 蛋白质 糖类 8.（1）蛋白质 磷脂双分子层 多糖（2）选择透过性（3）bcd（4）ba（5）ba
