高二生物细胞的生物膜系统

第十二课细胞与细胞工程第一课时细胞的生物膜系统要点、疑点、难点细胞膜、核膜以及具膜结构的各种细胞器在结构和功能上紧密联系，形成的结构体系，叫细胞的生物膜系统。1生物膜系统概念要点、疑点、难点生物膜都是由蛋白质、脂类和少量糖类组成的。但不同的生物膜，三种物质的含量是不同的。组成作用①在细胞与环境之间进行物质运输、能量交换和信息传递的过程中起决定性作用②广阔的膜为酶提供附着点，为各种化学反应的进行提供了有利条件③由膜分隔成小区域，使各种反应互不干扰，保证细胞生命活动高效、有序地进行要点、疑点、难点细胞内的生物膜在结构上有一定的连续性。2生物膜结构上的联系高尔基体内质网直接联系间接联系核膜线粒体细胞膜间接联系结论要点、疑点、难点3生物膜功能上的联系各种生物膜在功能上既有明确分工，又有紧密的联系。高尔基体内质网细胞膜结论内质网细胞外线粒体（供能）合成肽链折叠、组装、糖基化、运输浓缩、加工、运输外排作用要点、疑点、难点在理论上的意义4研究生物膜的意义在工业方面的意义在环保方面的意义在农业上的意义在医学上的意义有助于阐明细胞的生命活动规律。生物膜成为人工模拟的对象，利用其选择透过功能为人类服务。尝试模拟生物膜的选择透过功能，运用于污水处理。从生物膜的角度研究农作物抗寒、抗旱、耐盐的机理，寻找改善农作物品质的新途径。尝试用人工合成的膜材料，代替人体的病变器官行使正常的生理功能。课前热身一、选择题1下列细胞结构中，具有生物膜结构的是()A核糖体B中心体C染色体D质体2下列细胞膜中具有双层生物膜的是()A高尔基体B线粒体C内质网D溶酶体3一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入相邻细胞的叶绿体基质内，共穿越过生物膜的层数是()A5层B6层C7层D8层4能与核膜、细胞膜、线粒体膜直接相连的细胞器是()A高尔基体B叶绿体C内质网D核糖体DBCB课前热身5高尔基体的部分生物膜是通过下列哪种方式转移到细胞膜上的()A随细胞质流动转移B通过形成具有膜的小泡而转移C通过细胞的内陷而转移D通过细胞移植技术而转移二、简答题1细胞与环境之间进行的物质运输、能量交换、信息传递都离不开__________。2在分泌蛋白的合成、加工和运输过程中需要大量的能量，它是由供给的。3细胞由广阔的膜为酶提供了大量的附着点，__________顺利进行创造了有利条件B1.生物膜系统;2.线粒体;3.为各种生化反应能力、思维、方法【例1】研究表明，O2能通过红细胞膜、水和CO2也能自由通过，但带电荷的离子和分子均不能穿过细胞膜的脂质双分子层无镶嵌蛋白的区域，蔗糖等大的不带电荷的分子也不能穿过脂质双分子层。请回答：(1)上述事实表明细胞膜具有______。(2)O2容易通过红细胞的重要原因是_____；水不溶于脂质里，但它自由通过细胞膜的原因是_________。【答案】(1)选择透过性(2)细胞膜是以磷脂分子为骨架的，所以脂溶性的O2可以通过细胞膜细胞膜上有一些小的孔道，允许水分子通过【解析】细胞膜是一种选择透过性膜，水分子可以自由通过，被选择吸收的小分子、离子可以通过，不被选择的小分子、离子和大分子则不能通过。许多实验表明：物质通过细胞膜的扩散与它们在膜质分子中的溶解度成正比。细胞膜是以磷脂分子作为骨架的，O2是脂溶性分子，因此可以自由通过细胞。由于细胞上有许多8-10A的小孔，膜蛋白分子的亲水基团镶嵌在小孔表面，因此水分子也可以自由通过。由于离子是通过主动运输才能进入细胞中，在没有蛋白质载体的膜结构上，当然也就无法通过细胞膜了。能力、思维、方法【例2】如图是人工肾脏，它是由人工生物膜构成膜性管道，将管道浸浴在透析箱中，血液流经膜性管道后，血液中的代谢废物进入透析箱中，使血液变的清洁后流入人体血管。请就图示回答有关问题：(1)膜性管道、透析箱分别类似于肾脏的、。(2)膜性管道和透析箱中物质的成分上有何不同?。(3)流入箱中的透析液与流出箱后的透析液在成分上有何区别。(4)向透析液中加压空气并加热的原因是什么?。加热的温度应该为，。(5)下表是人的血浆、原尿、尿的成分比较：此人的肾功能是否正常?如果患病，则可能患有什么病?怎样进行治疗和保健?aBc蛋白质08微量葡萄糖0.050.150.1无机盐1.250.720.75能力、思维、方法【答案】(1)肾小球肾小囊(2)透析液中无血细胞和大分子蛋白质(3)流出的透析液中含废物比流入的多(4)使血细胞保持正常生命活动能力，维持血细胞及人体的正常体温375度(5)不正常，①尿液中含有葡萄糖②原尿中含有少量的蛋白质。所患为糖尿病和肾炎。治疗：注射胰岛素并口服消炎药。多吃蛋白质类食物，少吃含糖食物。【解析】人工合成生物膜具有广阔的前景，该题就是一个关于人工合成生物膜材料在人体病变器官中的应用。人工合成生物膜目前还有很多问题没有解决，如选择透过性就是典型难题。因为要使人工合成生物膜和人体内生物膜一样具有选择透过性，就必须解决膜上识别、信息传递、载体运输等问题。因此回答此题要特别注意分析题中所给材料，准确回答有关问题。肾脏的构造在选修教材中是有结构模式图的，对肾脏的有关生理功能我们也有一定的认识。当血液流经肾脏时，除血细胞和大分子蛋白质外，其他物质可以通过肾小球毛细血管，进入肾小囊中而成为原尿，然后经过重吸收，形成尿。由于人工膜中不具有载体，因此不能发生重吸收作用。故不必考虑主动运输过程。【错解分析】本题很容易将人工膜看成是选择透过膜，从而在答题时，考虑肾小管的重吸收过程。其次是对血浆、原尿、尿的成分不甚了解，从而解题时会出现判断错误。能力、思维、方法【例3】体现各生物膜在结构上的联系，以“出芽”方式进行的是()A核膜和内质网膜B细胞膜和高尔基体膜C内质网膜与细胞膜D细胞膜和线粒体膜【答案】B【解析】解答此题需从如下几方面入手分析，首先各种生物膜在结构上的联系有直接联系和间接联系；第二，内质网膜与核膜和细胞膜可直接相连，能直接转变而成，不需小泡作中介；第三，内质网膜、高尔基体膜、细胞膜之间不直接相连，需要以“出芽”的形式形成小泡才能完成膜之间的转变，从而体现膜在结构上的连续性。【错解分析】此题易出现的思维障碍是难以确定各种生物膜结构间的联系与“出芽”有关与否。排除障碍的方法是：明确各种生物膜结构，若是直接联系，膜间可直接转变形成，不需要小泡；若是间接联系，则要通过小泡的形成和移动完成。延伸、拓展【例4】下列哪种物质的形成与内质网及上面的核糖体、高尔基体和线粒体都有关()A血红蛋白B呼吸氧化酶C胃蛋白酶元D性激素【答案】C【解析】解答此题需从如下几方面入手分析：首先核糖体是合成蛋白质的场所，高尔基体与细胞的分泌物形成有关，因此这种物质应是一种分泌蛋白；第二，分析题中的血红蛋白与呼吸氧化酶虽都是蛋白质，但不分泌到细胞外去，而性激素是分泌物，但它是脂类不是蛋白质；第三，只有胃蛋白酶元是在胃腺细胞核糖体上合成的，经内质网和高尔基体加工处理分泌到细胞外的蛋白质，整个过程需线粒体提供能量。错解分析】此题易出现的思维障碍是性激素的化学本质和各种蛋白质的合成与核糖体类型的确定。排除障碍的方法是：①明确分泌蛋白在粗面内质网上的核糖体上合成，经内质网、高尔基体加工形成分泌物；存在于细胞内的蛋白质在游离核糖体上合成，与高尔基体无关。②清楚性激素是脂类分泌物，与内质网上的核糖体无关。延伸、拓展【例5】对细胞内各种生物膜的结构和组成的叙述错误的是()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【答案】D【解析】解答此题需从如下几方面入手分析：首先细胞内的各种生物膜化学组成相似，基本结构大致相同；第二，与细胞膜类似，其他生物膜也主要由蛋白质、脂类和少量的糖类组成，其基本骨架也应是磷脂双分子层；第三，各种膜所含的蛋白质和磷脂不同，内质网膜生成高尔基体膜，说明两者化学组成相似，但不会完全相同，因为两者功能不同。【错解分析】此题容易出现的思维障碍是不能正确理解各种生物膜化学组成和结构的相似及与功能的联系。排除障碍的方法是：①明确结构和组成的相似是指结构及成分的种类和含量相似，但不相同。②注意理解蛋白质是功能的体现者，不同生物膜的蛋白质种类和数量不同，这与其功能有关，机能活动旺盛的膜，蛋白质含量高。天行吃的这顿美味的新葱鲜羊肉饺子，而是晚上的“供月”仪式和摇火团儿活动。所谓的“供月”仪式，是当地人祖祖辈辈流传下来的一种习俗了。每当八月十五晚上月圆之时，家家户户都会在当院儿里安放一张桌子，桌子正中摆上一盘月饼，周围摆满当地所有的各色瓜果。当月亮升到大约45度的高度时，全家人就围坐在桌子的周围，由家里的长辈或者女主人念念有词地恭请“月儿爷爷”品尝这满桌子的月饼瓜果。然后，大家仰望天空中的一轮明月，虔诚地双手合十许一个愿。当然，某些人家的“供月”仪式还要复杂一些，年纪大的人甚至还会烧纸磕头什么的。当“供月”仪式结束之后，大家方才可以愉快地随意享用这些已经先由“月儿爷爷”品尝过的月饼和瓜果。至于摇火团儿，则是孩子们的活动。大人们届时也许会加入到观看的队伍中，但并不参与其中。在这一天的下午，饱餐了新葱鲜羊肉饺子的大孩子，主要是男孩子们，会去水田的瓜地边上挑拣瓜蔓。每年的这个时候，大多数葫芦瓜早已回茬，即收获了。瓜农们把葫芦瓜全部摘了挑回家后，通常都会随手把瓜蔓堆放在路边地头上。孩子们来到这里后，会耐心地在成堆的瓜蔓里边挑拣出几根粗壮结实的，比较长的。然后，将这些瓜蔓上所有残留的叶子全部摘掉，并挑拣出一根最结实的，最长的瓜蔓放在一边，其余的则精心编制成一个直径大约一尺左右的网兜，网眼的大小以能够网住孩子们的小拳头为宜。最后，将那根最结实的、最长的瓜蔓的一端穿在网兜最边上的一圈网眼里，并且将头上与一个网眼的一侧固定好。网兜外面尚留着的很长的瓜蔓是孩子们摇甩网兜时用的。此时，摇火团儿的道具就完成大半儿了。太阳落山之前，孩子们将做好了大半儿的摇火团儿道具带回家里，在这个瓜蔓网兜里塞满干柴，然后拉紧作为甩把的瓜蔓，瓜蔓网兜就封口了。此时，摇火团儿的道具就全部做好了。由于瓜蔓里水分很多，所以，在瓜蔓网兜里边的干柴烧完之前，瓜蔓是不会被烧坏的，这就确保了这种摇火团儿活动的相对安全性。当然，一个火团儿摇不了太长的时间。为了能玩儿过瘾，那些大男娃儿们往往会同时制作好几个火团儿。等到晚上月亮升高，各家的“供月”仪式结束，吃过月饼和瓜果之后，孩子们的摇火团儿活动就热热闹闹地开始了。在活动开始之前，领头的大男孩儿会挑选一处宽阔的场地，周围绝对不可以有干燥的柴火等容易燃烧的东西，以免被甩出来的火星引燃。然后，他指挥围观的孩子们在宽阔的场地外围，围成一个很大的圆圈。摇火团儿的高手则站在场地的中间，将瓜蔓网兜里的干柴点燃之后，就开始大显身手摇甩开来。橘红色的火团儿在摇手高超的摇甩技艺中不断地变换着飞行轨迹，火势就着风声呼呼作响，煞是好