2021届高三生物一轮复习课件：细胞膜的结构和功能

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第5讲 细胞膜的结构与功能
第2课时 ：细胞膜的功能
功能一：将细胞与外界环境分隔开
在生命起源的过程中，原始海洋中的有机物逐渐聚集并且相互作用，进化出原始的生命。 在原始海洋这盆“热汤”中，膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，它将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统。细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。
功能二：控制物质进出细胞
细胞细胞膜像海关或边防检查站，对进出细胞的物质进行严格的“检査”。 一般来说，细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞；细胞不需要的物质不容易进入细胞。抗体、激素等物质在细胞内合成后，分泌到细胞外，细胞产生的废物也要排到细胞外；但是，细胞内有用的成分却不会轻易流失到细胞外。 环境中一些对细胞有害的物质有可能进入；有些病毒、病菌也能侵入细胞，使生物体患病。
2.验证细胞膜具有控制物质进出的功能
细胞膜具有控制物质进出的功能。
用台盼蓝染液对动物细胞染色，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会被着色。
思考：除了用染色的方法外，如何鉴定植物细胞的死活？
提示：质壁分离及其复原实验
a.O2、CO2、苯、乙醇等通过自由扩散进出细胞。
b.水、尿素、甘油等也可以通过自由扩散的方式进出细胞。
c.葡萄糖、氨基酸、离子等则需要细胞膜上的转运蛋白运输。
氧气、二氧化碳、氮气、水、尿素、甘油、乙醇、苯等。
（气体、水、脂溶性小分子）
物质顺浓度梯度跨膜运输，不消耗能量，无需膜转运蛋白协助。
物质在膜转运蛋白的协助下，顺浓度梯度进行的跨膜运输，不消耗能量。
膜转运蛋白分为两类：载体蛋白和通道蛋白。
只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过。
每次转运时都会发生自身构象的改变。
分布在许多组织细胞膜上的葡萄糖转运蛋白。
只容许与自身通道直径和形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过。
运输物质通过通道时，不需要与其结合。但通道蛋白具有开闭性。
被动运输(自由扩散+协助扩散）
顺浓度梯度进行的跨膜运输，不消耗能量。
物质逆浓度梯度跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应释放所释放的能量。
①植物根部细胞吸收无机盐离子②甲状腺细胞吸收碘离子③动物细胞吸收钾离子和排出钠离子(Na-K泵)④小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖。
第一类：直接消耗ATP的主动运输。
通常称为泵（ATP驱动泵）。
ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。
第二类：间接消耗ATP的主动运输。
如图：小肠上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时，没有直接消耗ATP，而是利用Na+浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+需要消耗ATP。
肾小管上皮细胞吸收葡萄糖同上。
小结：判断下列物质进出细胞的方式
自由扩散协助扩散(水通道)
协助扩散(葡萄糖载体)
主动运输(Na+葡萄糖共运输)
协助扩散(Na+通道)
1.下图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图，下表选项中正确的是（ ）
2.比较生物膜和人工膜（双层磷脂）对多种物质的通透性，结果如下图。据此不能得出的结论是（ ）
A.生物膜上存在协助H2O通过的物质 B.生物膜对K+、Na+、Cl-的通透性具有选择性C.离子以易化（协助）扩散发生通过人工膜 D.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率
3.离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是 (　　)A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度阶梯进行的C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
4.右图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。下列相关叙述错误的是（ ）
A.载体①逆浓度运输溶质分子B.载体②具有ATP酶活性C.载体①和②转运方式不同D.载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快
5.某种H+-ATPase是一种位于膜上的载体蛋白,具有ATP水解酶活性,能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H+。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中(假设细胞内的pH高于细胞外),置于暗中一段时间后,溶液的pH不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组,一组照射蓝光后溶液的pH明显降低;另一组先在溶液中加入H+-ATPase的抑制剂(抑制ATP水解),再用蓝光照射,溶液的pH不变。根据上述实验结果,下列推测不合理的是 (　　)A.H＋－ATPase位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的H＋转运到细胞外B.蓝光通过保卫细胞质膜上的H＋－ATPase发挥作用导致H＋逆浓度梯度跨膜运输C.H＋－ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量可由蓝光直接提供D.溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞
小结：判断下列曲线所代表的物质运输方式
或哺乳动物成熟红细胞的主动运输
1.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，定期测定细胞中两种离子的含量，得到如图所示曲线。下列叙述正确的是( )
A.该组织细胞吸收甲、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载体蛋白数量多
C.两种离子均只能从高浓度的一侧运输到低浓度的一侧D.曲线mn段和ab段说明细胞呼吸产生的能量不足，抑制了细胞的吸收
2.在适宜条件下，测得的某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示（a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率）。回答下列问题。
（1）根据实验结果发现a是通过自由扩散方式跨膜运输的。自由扩散的含义是__________
（2）实验结果表明：当外界溶液中b的浓度达到一定数值时，再增加b的浓度，根细胞对b的吸收速率不再增加。可能的原因是__________________
简单的扩散方式进出细胞
（3）王同学据图认为b的跨膜运输方式是主动运输，李同学认为是协助扩散。请设计实验确定王同学的判断是否正确。要求简要写出实验思路、预期结果和结论。
将长势相同的某植物根细胞平均分为两组，甲组放在有氧条件下，乙组放在无氧条件下，将甲乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，分别测定根细胞对b物质的吸收速率。
若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组，则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输；若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同，则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。
转运蛋白虽然能够帮助许多离子和小的分子通过细胞膜，但是，对于像蛋白质和多糖这样的生物大分子的运输却无能为力。
1.细胞为什么要进行胞吞、胞吐？
完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输。
①在转运过程中，物质包裹在脂双层膜的包被的囊泡运输，(膜泡运输)
②运输过程中需要消耗能量
③批量运输大分子物质或颗粒物。
1.定义：当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后，小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫胞吞
原生生物：通过胞吞作用将胞外的营养物摄取到细胞内，最后在溶酶体中消化降解成小分子有机物供细胞利用。
高等多细胞生物：主要发生在吞噬细胞中，其作用不仅仅是摄取营养物质，主要是清除侵染机体的病原体及衰老或凋亡的细胞。
一些病毒就是借助胞吞侵入机体的。
1.定义：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐
2.实例：乳腺细胞合成的蛋白质、内分泌腺分泌细胞合成的蛋白质类激素、消化腺细胞分泌的消化酶等排出。
神经递质虽然是小分子物质，但是神经递质是通过突触小泡，以胞吐方式释放到突触间隙的。
目前已知的神经递质种类很多，主要有乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、氨基酸类（如谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等）、一氧化氮等。
功能三：进行细胞间的信息交流
在多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的，它们之间必须保持功能的协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也有赖于信息的交流。
1.通过分泌化学物质交流
细胞分泌的化学物质 （如激素） ，随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。
①表示:________________
②表示:________________
①需要通过血液运输(远距离)
②、③、④不需要血液运输，通过组织液运输(近距离)
相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞 。例如 ，精子和卵细胞之间的识别和结合。
③表示:________________
与膜结合的信号分子 　
吞噬细胞与T淋巴细胞之间的识别效应T细胞与靶细胞之间的识别。
相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如，高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接 ，也有信息交流的作用。
④表示:________________
胞间连丝是两个细胞的内质网膜之间相连形成的通道。实现物质交换与信息交流
①高等植物细胞之间的通道——胞间连丝
②动物细胞之间的通道——间隙连接
实现物质交换与信息交流。
1.生物膜在生命过程中发挥着非常重要的作用。如图所示的过程中，相关叙述错误的是(　　)
A.说明细胞膜有信息传递功能B.说明细胞膜具有一定的流动性C.图中所示细胞膜的识别功能依赖于膜上的载体蛋白D.说明细胞膜具有物质运输功能
2.下列过程未体现生物膜信息传递功能的是(　　)A.蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离B.抗原刺激引发记忆细胞增殖分化C.胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取D.传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩
3.下列关于细胞膜的说法，不正确的是(　　)A.组成不同细胞膜的化学成分种类基本相同，但每种成分的含量不同B.白细胞能吞噬某些细菌，说明细胞膜具有一定的选择透过性C.不具有流动性的细胞膜一定不具有选择透过性D.不同细胞对同一种物质的吸收量不同，体现了细胞膜的选择透过性功能
4.下列关于物质出入细胞方式的叙述，错误的是( )A.02和酒精以扩散方式进入细胞B.胰蛋白酶以胞吐方式分泌到细胞外C.细菌和病毒被巨噬细胞吞噬时须穿过细胞膜D.红细胞在蒸熘水中会因渗透作用吸水而破裂
5.细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中，以及精子进入卵细胞的过程中，细胞间信息交流的实现分别依赖于( )A.血液运输，突触传递　　　　　　B.淋巴运输，突触传递C.淋巴运输，胞间连丝传递　　　　D.血液运输，细胞间直接接触
（2016年全国Ⅰ卷，31题节选）病毒甲通过呼吸道感染动物乙后，可引起乙的B淋巴细胞破裂、T淋巴细胞功能丧失，导致其患肿瘤病，患病动物更易被其他病原体感染。给新生的乙个体接种甲疫苗可预防该肿瘤病。回答下列问题：
（3）免疫细胞行使免疫功能时，会涉及到胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式，这两种方式的共同点有________________________________　（答出两点即可）。
能运输生物大分子等；运输过程中形成囊泡；需要消耗能量。