2026届高三生物一轮复习课件浅析生物膜的结构和功能

浅析生物膜的结构和功能 课题理由： 1.高中生物绝大部分知识与“生物膜成分、结构和功能”具有一定的 关联。对“生物膜”知识的归纳和总结，能让学生更容易掌握与之 相关的生物学知识、理解相应生物学现象、培养学生生物学核 心素养。 2.教材通过对“细胞膜的成分、结构和功能”的讲解，延伸出对生物 膜成分、结构和功能的理解。 3.以“生物膜”在高中生物知识中的重要性，它也成了高考的“重点” 和难以绕过的“热点” 微专题 2025年湖北省高考生物第一轮复习：知识点突破 生物膜系统的概念：（2021·湖北卷，1） 由细胞膜、核膜以及各种细胞器膜等共同构成生物膜系统。 掌握知识从掌握概念开始：（例如）生物膜≠生物膜系统 提醒（不是带“膜”的都是生物膜）： 生物膜系统不是指生物体内的全部膜结构，例如口腔黏膜、胃黏膜等不属于 生物膜系统。 有生物膜，但没有生物膜系统。 因为只有细胞膜，没有其它具膜结构 （病毒没有细胞结构，无生物膜系统） ※原核细胞、哺乳动物成熟红细胞， 有没有生物膜？有没有生物膜系统？ 与生物膜相关的部分知识： 1.真核细胞和原核细胞的区分--原核细胞无核膜和其它具膜结构 延伸：哺乳动物成熟红细胞、原核细胞，提取脂质，在空气--水 界面上铺展成単分子层，测得单层的面积恰为细胞表面积的2倍。 2.分泌性蛋白质的产生 延伸：核膜-内质网-高尔基体-细胞膜等结构、功能的联系。 3.光合作用和呼吸作用 延伸：光合作用中“叶绿体类囊体薄膜作为光反应的场所” 细胞的有氧呼吸中“线粒体内膜作为第三阶段的反应场所” 等等。。。。。。 请同学列举出： 高中生物学习内容中，与“生物膜系统”相关的生物学知识。 大家会发现，高中生物很多生物学现象，都离不开生物膜的参与。 高中生物学绕不开的“生物膜系统” “窥豹一斑，乃知全豹” 生物膜具有成分、结构、功能的相似性和统一性 本节课将以细胞膜的成分、结构和功能（斑） 延伸生物膜系统的成分、结构和功能（豹） 以（磷脂）（双分子层）为基本支架， （蛋白质）镶嵌其中， 具有（一定的流动性）。 1895年，欧文顿发现：溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜，不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜。 推测：细胞膜是由脂质组成的。 1925年，荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气--水界面上铺展成単分子层，测得单层的面积恰为红细胞表面积的2倍。 推测：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 1935年，英国学者丹尼利和戴维森发现细胞的表面张力明显低于油--水界面的表面张力。油--水界面加入蛋白质成分，则表面张力会降低。 推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还有蛋白质。 1970年，“绿色荧光标记的小鼠细胞表面蛋白质分子，和红色荧光标记的人细胞表面蛋白质分子，细胞融合实验”，以及相关的其他实验。 推测：细胞膜具有流动性。 利用哺乳动物成熟的红细胞，制备出纯净的细胞膜，进化学分析，其中磷脂含量最多 罗伯特森在电镜下观察到 暗—亮—暗的三层结构， 错误假说： ①细胞膜由 蛋白质—脂质—蛋白质 三层结构构成 ②细胞膜为静态的统一结构 细胞膜结构探索的过程： 细胞膜的成分、结构与功能的统一性 结构特点：具有一定的流动性 表现：膜变形、膜融合 功能特点：具有选择透过性 表现：物质跨膜运输 成分特点： 脂质（主要是磷脂；动物细胞膜还含有胆固醇）、蛋白质、少量糖类。 主要成分：脂质和蛋白质 其它成分： 糖被 与蛋白质形成糖蛋白 与脂质形成糖脂 成分、结构与功能的统一性 从细胞膜延伸至生物膜成分、结构和功能： 1.成分： （1）相似性：生物膜在组成成分的种类上基本相同， 都是由脂质、蛋白质和少量糖类组成。 （2）差异性：生物膜在组成成分的含量上有所差异。 蛋白质的种类和数量越多，生物膜的功能越复杂。 具有识别功能的细胞膜中糖类含量较多。 9 细胞膜 其它生物膜 将细胞与外界环境分隔开 细胞核、线粒体、叶绿体、液泡、溶酶体等 都由生物膜结构，将内部与外部环境分隔开 控制物质进出细胞 控制物质进出细胞核或各种细胞器 进行细胞间的信息交流 细胞内信息的转导，也依赖生物膜结构进行 2.结构： 由磷脂双分子层为支架，蛋白质镶嵌其中，具有一定的流动性。 3.功能 1.生物膜系统的组成和功能 2.各种生物膜之间的联系 ①在成分上的联系 ②在结构上的联系 ⅰ.各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，大都具有流动性。 ⅱ.在结构上具有一定的连续性。 知识小结 3.各种生物膜的共性和特色 膜结构的共性 膜层数 生物膜结构 与膜相关的特色功能 1.以磷脂双分子层为基本支架，蛋白质镶嵌其中，具有一定的流动性 2.控制物质进出 3.膜蛋白的种类和数量有所差异，所以膜的功能有差异 双 层 膜 叶绿体 类囊体上有光合色素和与光反应相关的酶 线粒体 内膜有“嵴”，含有参与有氧呼吸第三阶段的酶 细胞核 核膜上有“核孔”，是大分子物质进出细胞核的通道 单 层 膜 内质网 内连核膜，外连细胞膜，和许多细胞器的膜相连接。是细胞内面积最大的生物膜。与脂质的合成有关，参与蛋白质等大分子物质的合成、加工 高尔基体 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装的“车间”及“发送站”。与动物细胞的内分泌有关，参与植物细胞壁的形成 液泡 调节植物细胞内的环境，有些含有色素 溶酶体 是“消化车间”，内部含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的细菌、病毒 4.生物膜增大膜面积的方式和意义 1．（2024·河南洛阳模拟）下列关于证明脂质是细胞膜组成成分的实验，不正确的是(　　) A．用磷脂酶处理细胞膜，细胞膜被破坏 B．用脂溶剂处理细胞膜，细胞膜被溶解 C．欧文顿提取了细胞膜并证明了膜是由脂质组成 D．比较细胞膜对脂溶性物质与非脂溶性物质的通透性 类型一、细胞膜的脂质成分 1895年，欧文顿发现：溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜， 不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜。 推测：细胞膜是由脂质组成的。 C 2．（2024·广东广州模拟）膜蛋白是细胞膜的重要组成部分，如图表示膜上的各种蛋白及其功能。下列相关叙述不正确的是(　　) A．跨膜蛋白的疏水区和亲水区分别位于磷脂双分子层内部和两侧B．转运蛋白协助各种物质进出细胞，此过程均需消耗能量 C．膜蛋白的种类和含量决定了细胞膜功能的复杂程度 D．受体能结合某些激素分子实现细胞间的信息交流 类型二、细胞膜的膜蛋白种类 细胞膜成分的鉴定方法 细胞膜成分 鉴定试剂（方法） 结果 磷脂 脂溶剂处理 细胞膜被溶解 磷脂酶处理 细胞膜被破坏 脂溶性物质透过实验 脂溶性物质优先通过 蛋白质 双缩脲试剂 紫色 蛋白酶处理 细胞膜被破坏　 B 3．不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。 生物膜主要成分　　 红细胞质膜 神经鞘细 胞质膜 高尔基体膜 内质网膜 线粒体内膜 蛋白质/% 49 18 64 62 78 脂质/% 43 79 26 28 22 糖类/% 8 3 10 10 少 下列有关叙述错误的是(　　) A．蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分， 二者的运动构成膜的流动性 B．高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关 C．哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象 D．表内所列的生物膜中，线粒体内膜的功能最复杂， 神经鞘细胞质膜的功能最简单 类型三、生物膜的组成成分（2023.海南卷，3） 不同生物膜：结构上具备统一性。 成分上既具有统一性（种类相似），又具有差异性（含量有所差异） C 4.哺乳动物的细胞膜具有不同类型的磷脂（SM、PC、PE、PS和PI），磷脂均由亲水性的头部和疏水性的尾部组成。与PC相比，PE极性头部空间占位较小，二者在磷脂双分子层的不等比分布可影响脂双层的曲度。如表为人体红细胞膜中几种磷脂分布的百分比。下列相关说法错误的是(　　) SM PC PE PS PI X侧含量/% 21 18 5 3 3 Y侧含量/% 3 7 22 14 4 A．X侧为细胞内侧面，Y侧为细胞外侧面 B．磷脂的不均匀分布与膜蛋白的分布也有关 C．细胞膜的选择透过性与磷脂分子对水的亲疏性有关 D．膜上的磷脂分子和通道蛋白都存在疏水性部分和亲水性部分 类型四：细胞膜中磷脂分布 A “细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫糖被。糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系” 细胞膜上脂质（磷脂）、蛋白质的分布特点：不对称、不均匀 类型五：细胞膜中蛋白质的分布 6．图1是用不同的荧光染料标记人和小鼠细胞表面的抗原（HLA抗原和H­2抗原均为蛋白质）进行融合实验，图2是科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜上不同种类的磷脂(SM、PC、PS、PE、PI、CI)进行研究的结果。下列相关叙述错误的是(　　) A．图1结果不支持罗伯特森提出的膜的静态结构模型 B．图1中温度通过影响蛋白质的运动速率而影响两种抗原均 匀分布所需时间 C．细胞膜上蛋白质及不同种类磷脂的分布体现了细胞膜的不 对称性特点 D．细胞膜功能的复杂程度取决于膜上数量与种类众多的磷脂 D 2024湖北生物高考试题： 1. 制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物，常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是（    ） A. 食用醋的酸味主要来源于乙酸 B. 醋酸菌不适宜在无氧条件下生存 C. 醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶 D. 葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内 课后作业一： 请同学们了解“2024生物高考试题”中，与“生物膜”相关的考点 D 生物膜的研究和应用与我们的生活息息相关： 医学领域：生物膜在医学领域中广泛应用于人工器官、人工关节、人工血管等医疗器械的制造，以及药物控释和组织工程等方面。 环保领域：生物膜可用于污水处理、水体修复、空气净化等方面，通过微生物的降解作用去除污染物，实现环境保护和治理。 食品工业：生物膜在食品工业中用于食品包装和保鲜，可以提高食品的保质期和安全性，同时保持食品的口感和营养价值。 课后作业二： 请同学们查找资料，了解“生物膜的研发”和人们生活、健康等的关系。 $