细胞的生物膜系统总结
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高中生物必修一第三章知识点总结高中生物必修一第三章知识点总结因为必修一的生物内容很多,为了不在复习的时候感到措手不及,我们平时每学完一个章节的知识就要进行总结归纳。
下面是店铺为大家整理的高中生物必修一必备知识点,希望对大家有用!高中生物必修一第三章知识胞器——系统内的分工合作分离各种细胞器的方法:差速离心法一、细胞器之间分工(1)双层膜叶绿体:进行光合作用,“能量转换站”,双层膜,分布在的叶肉细胞。
线粒体:细胞进行有氧呼吸的主要场所。
双层膜(内膜向内折叠形成脊),分布在动植物细胞体内。
(2)单层膜内质网:蛋白质合成和加工,以及脂质合成的“车间”,单层膜,动植物都有。
高尔基体:对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装,单层膜,动植物都有,参与了植物细胞壁的形成。
液泡:主要存在与植物细胞中,内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质,可以调节植物细胞内的环境,充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。
单层膜。
溶酶体:内含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌,单层膜。
(3)无膜核糖体:无膜,合成蛋白质的主要场所。
中心体:动物和某些低等植物的细胞,由两个相互垂直排列的中心粒及周围物质组成,与细胞的有丝分裂有关,无膜。
八大细胞器:内质网,液泡,线粒体,高尔基体,核糖体,溶酶体,叶绿体,中心体光镜能看到:细胞质,线粒体,叶绿体,液泡,细胞壁在细胞质中,除了细胞器外,还有呈胶质状态的.细胞质基质。
实验:用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体健那绿染液是将活细胞中线粒体染色的专一性染料,可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色。
材料:新鲜的藓类的叶二、分泌蛋白的合成和运输有些蛋白质是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用,这类蛋白叫分泌蛋白。
如消化酶(催化作用)、抗体(免疫)和一部分激素(信息传递) 核糖体内质网高尔基体细胞膜(合成肽链) (加工成蛋白质) (进一步加工) (囊泡与细胞膜融合,蛋白质释放)分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,经过了哪些细胞器活细胞结构?答:附和在内质网的核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜内质网鼓出由膜形成的囊泡,包裹着要运输的蛋白质,离开内质网到达高尔基体,与高尔基体膜融合,成为高尔基体膜的一部分。
生物细胞结构与生物膜的功能生物细胞是生命体的基本组成单位,它具有复杂的结构和多样化的功能。
而生物膜则是生物细胞中最重要的组成部分之一,它不仅维持着细胞的形状和完整性,还参与了许多重要的生理过程。
本文将探讨生物细胞的结构以及生物膜的功能。
一、生物细胞的结构1. 纤维骨架和细胞骨架生物细胞内部存在着纤维骨架和细胞骨架,它们由蛋白质分子组成,为细胞提供了支撑和形状稳定的功能。
纤维骨架主要由微丝、中间丝和微管组成,它们相互交织在细胞的质膜下,起到维持细胞形态、调节细胞活动以及参与细胞分裂等重要功能。
而细胞骨架则位于细胞质中,由微管和中间丝组成,是细胞内物质运输的骨架系统。
2. 细胞质和细胞核生物细胞可以分为细胞质和细胞核两个主要部分。
细胞质包括细胞膜、质膜、细胞器和细胞质基质等组成部分,其中细胞膜是细胞的外包层,起到保护细胞内部结构和调节物质进出的作用。
细胞核则是细胞的控制中心,包含DNA和RNA等遗传物质,参与细胞的遗传信息传递和调控。
3. 细胞器生物细胞中包含多种细胞器,它们各自承担着不同的功能。
例如,内质网负责蛋白质合成和修饰,高尔基体则参与物质的包装和分泌,线粒体是能量合成的中心,溶酶体和核糖体等也都具有重要的生理功能。
二、生物膜的功能1. 细胞边界和保护生物膜是生物细胞的边界,它能够将细胞内外环境有效地分隔开来,阻止细胞内物质的流失和无用物质的进入。
生物膜的双层疏水性结构使其具有良好的屏障功能,可以防止溶质的自由扩散。
同时,生物膜中的特殊蛋白通道也可以选择性地控制物质的进出,维持细胞内外浓度的平衡和稳定。
2. 信号转导生物膜不仅仅是一个物理屏障,还承担着许多重要的生理功能,其中之一就是信号转导。
生物膜上存在着许多受体分子,它们能够感受到外界的信号,并通过膜内的信号传递来调控细胞内的生理过程。
这种信号传递机制既可以是细胞内的化学信号转导,也可以是通过传递物质的形式来实现。
3. 细胞吸收和排泄生物膜在细胞的吸收和排泄过程中起到了关键的作用。
生物膜系统的概念
生物膜系统是一种复杂的生命体系,在生物学和生态学领域中占据重要地位。
它是由微生物、植物和动物等生物体在各种生境中形成的一种薄而粘性的多层结构,具有独特的功能和特性。
生物膜的特点
生物膜通常是由生物体分泌的黏液或胞外物质形成的,具有粘附力强、稳定性
高和抗外界干扰能力强的特点。
生物膜的形成除了需要适宜的生境条件外,还受到微生物种类、密度和相互关系等因素的影响。
生物膜的功能
生物膜系统在自然界中扮演着重要的角色,包括但不限于以下几个方面:
1.保护作用:生物膜可以保护生物体免受外界环境的干扰和损害,帮
助生物体维持稳定的内部环境。
2.共生关系:生物膜系统中的多种微生物之间存在共生关系,通过互
相促进或相互制约的方式维持整个系统的平衡。
3.物质循环:生物膜系统中微生物通过代谢作用参与毒素降解、有机
物分解等过程,促进界面物质循环。
4.生态平衡:生物膜系统在维持水域、土壤和其他生境的生态平衡方
面扮演着重要的角色,对环境稳定性和生物多样性的保持起到至关重要的作用。
生物膜在环境保护中的应用
由于生物膜系统具有独特的功能和特性,近年来在环境保护领域得到了广泛应用。
例如,在水处理、土壤修复、污染物降解等方面,生物膜系统的应用已经成为一种有效的生态环境修复技术。
结语
总的来说,生物膜系统是一种复杂而神奇的生命体系,其在自然界中扮演着不
可或缺的角色。
对于我们理解生物学和生态学的原理,以及应用于环境保护等方面都具有重要的意义。
希望通过对生物膜系统的深入研究和应用,能够更好地保护我们的环境,维护生态平衡,实现人与自然的和谐发展。
高中生物细胞的基本结构知识点总结细胞膜一.对生物膜结构的探索历程时间,人19世纪末XXX20世纪1925实验脂溶性物质更易通过细胞膜将膜分离提纯,并进行化学分析结论,假说膜是由脂质组成膜的主要成分是磷脂和蛋白质红细胞膜中脂质铺展成单分子层后是红细胞表面的2倍细胞膜中的磷脂排列为连续2层生物膜由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成(静态)细胞膜具有流动性细胞膜的流动镶嵌模型1959(电子显微镜)XXX电镜下细胞膜呈清晰的暗-亮-暗三层结构1970XXX,XXX人鼠杂交试验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会实验又证明了膜的流动性等。
没有这些手艺的撑持,人类的认识便不克不及发展。
1.细胞膜主要成分:脂质(50%):脂质中磷脂最丰富(还糖类和脂质分子形成糖脂,胆固醇)蛋白质(40%):蛋白质种类和数目越多,细胞膜的功能越庞大糖类(2%-10%):细胞膜的外边,蛋白质与糖类结合而成糖蛋白,叫做糖被。
它在细胞生命活动中有重要功能:消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用与细胞表面的辨认有亲昵干系注:细胞膜上蛋白质的数量和种类决定了膜的功能。
载体蛋白,通道蛋白,酶,信号分子受体,识别标志蛋白(糖蛋白))按照糖蛋白和糖脂的分布能够判断细胞膜表里侧癌细胞的聚集和转移与癌细胞膜身分的改变有关,细胞在癌变进程中,细胞膜的身分发生改变,有的产生甲胎蛋白,(AFP)癌胚抗原(CEA)等物质。
癌细胞膜上的糖蛋白含量下降)2.细胞膜的结构①磷脂双份子层构成细胞膜的基本骨架,磷脂份子是运动的。
②蛋白质份子在磷脂双份子层上的分布:镶嵌,嵌入,贯穿。
蛋白质份子也是能够运动的。
结构特点:具有一定的流动性:体现流动性的实例:植物的质壁分离人-鼠细胞融合杂交实验受精时细胞的融合过程变形虫运动时的伪足的构成胞吞胞吐白细胞,吞噬细胞吞噬病菌植物细胞分裂是细胞膜的缢裂进程3.细胞膜功能:①将细胞与环境分隔开,保证细胞内部环境的相对稳定1产生了原始细胞,并成为相对独立的系统2提供了细胞诞生的必要环境3保障了细胞内部环境的相对稳定②控制物质出入细胞(选择透过性膜)细胞内核酸等重要成分不会流失到细胞外——验血获取的是血细胞但是细胞膜的控制作用是相对的,环境中的一些对细胞有害的物质,有些物质,病毒,病菌能侵入细胞,导致生物体患病,eg用苏丹红检验脂肪,并无法去除)③进行细胞间信息交流——多细胞生物体内,各个细胞之间不伶仃存在,必须保持功能的协调。
高考生物知识点总结高考生物知识点总结一、细胞的基本结构1、细胞膜:细胞的外层保护层,能够维持细胞的结构形态,并起到保护细胞内部的作用。
2、细胞质:细胞的主要内容物,包括细胞器和细胞骨架等。
3、细胞核:细胞的控制系统,含有细胞遗传物质DNA。
二、细胞分裂1、有丝分裂:细胞分裂的主要方式,特点是细胞周期时间长,但细胞分裂效率高。
2、无丝分裂:一种简单的细胞分裂方式,特点是细胞不进行染色体复制和分离。
3、减数分裂:一种特殊的细胞分裂方式,特点是细胞染色体复制一次,但分裂两次,产生减半的染色体数目。
三、生物大分子1、蛋白质:生物体的重要组成成分,具有多种生物学功能。
2、核酸:生物体的遗传物质,包括DNA和RNA。
3、多糖:由多个单糖分子组成的大分子化合物,包括淀粉、纤维素等。
四、生物膜系统1、生物膜:包绕在细胞外的薄膜,包括细胞膜、细胞器膜等。
2、生物膜功能:控制物质进出细胞,并起到分隔作用,使细胞内部保持稳定。
五、生物催化剂1、酶:生物体内的催化剂,能够加速化学反应速率。
2、酶的特点:高度专一性,只能在特定的底物上发挥作用;高效性,能够显著加速反应速率。
六、基因表达1、基因:具有遗传效应的DNA片段,控制生物的遗传特征。
2、基因表达:基因通过转录和翻译合成蛋白质的过程。
七、光合作用1、光反应:在叶绿体中进行的光合作用早期阶段,包括光能转化为化学能的过程。
2、暗反应:在叶绿体中进行的光合作用后期阶段,包括二氧化碳固定和三碳化合物还原过程。
八、呼吸作用1、有氧呼吸:细胞通过分解葡萄糖等有机物,在氧的参与下产生能量的过程。
2、无氧呼吸:细胞在无氧条件下分解有机物并产生能量的过程。
九、生态系统1、生态系统:生物群落与非生物环境所组成的自然系统。
2、生态平衡:生态系统中的生物、非生物因素处于相对稳定状态,表现为能量流动和物质循环的平衡。
十、环境保护1、环境污染:人类活动产生的有害物质进入环境,导致环境质量恶化。
第三章细胞的基本结构知识点总结第一节细胞膜------系统的边界一、细胞膜的制备1、选材:哺乳动物成熟的红细胞原因:①动物细胞没有细胞壁②哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和具膜结构的细胞器,易用离心法得到不掺杂细胞内膜系统的纯净的细胞膜③红细胞数量多,材料易得2、原理:细胞内的物质有一定浓度。
把红细胞放入清水中,水会进入红细胞,导致红细胞吸水涨破,使细胞膜内的物质流出来,除去细胞内的其他物质得到细胞膜。
(其实就是发生渗透作用吸水)3、过程:⑴将红细胞稀释液制成装片。
(用生理盐水进行稀释)⑵在高倍镜下观察,盖玻片一侧滴加蒸馏水,在另一侧用吸水纸吸引。
(引流法)⑶红细胞凹陷消失,体积增大,最后导致细胞破裂,内容物流出。
⑷利用离心法将细胞内容物与细胞膜相分离,获得纯净的细胞膜。
二、细胞膜的成分1、细胞膜的成分是脂质、蛋白质和糖类,主要成分是脂质和蛋白质★★★2、细胞膜的成分中含量最多的是脂质,该成分含量最丰富的是磷脂。
3、与细胞膜功能复杂程度有关的是蛋白质的种类和数量。
4、细胞膜的结构(1)外表面:蛋白质和糖类结合形成糖蛋白(糖被)。
(2)基本骨架:由磷脂双分子层构成,具有流动性。
(3)蛋白质:嵌入或贯穿在磷脂双分子层中,大多数蛋白质是可以运动的。
(4)结构特点:具有一定的流动性(原因:膜结构中的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的)三、细胞膜的功能:(1)将细胞与外界环境分隔开,为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境;(2)控制物质进出细胞,包括代谢底物的输入与代谢产物的排除,其中伴随着能量的传递;细胞膜的控制作用是相对的,一些有害的物质也可能进入细胞(3)进行细胞间的信息交流①间接交流:激素、神经递质②直接交流:细胞膜的接触,如精卵细胞的结合③通道:植物细胞的胞间连丝四、细胞壁(全透性)1、细胞壁的成分:植物——纤维素和果胶细菌——肽聚糖真菌——几丁质2、主要功能:保护、支持。
植物细胞壁对于植物体起着骨架的作用,以维持细胞正常的形态第二节系统内的分工合作一、相关概念:细胞质:在细胞膜以内、细胞核以外的结构,叫做细胞质。
3.3细胞器、细胞器之间的协调配合、生物膜系统1.细胞器的分离:差速离心法2.细胞器的种类(1)双层膜细胞器①线粒体功能:有氧呼吸,提供能量成分:有氧呼吸有关的酶,少量DNA和RNA分布:真核细胞注:1.有氧呼吸:细胞在氧的参与和酶的催化下,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生CO2和H2O,同时释放大量能量。
无氧呼吸:细胞在无氧条件下,通过酶的催化,把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解,产生乳酸(或酒精和CO2),同时释放少量能量。
2.酶:多数酶由蛋白质组成,少数酶由RNA组成。
3.健那绿染液可以将线粒体染成蓝绿色。
4.原核细胞没有线粒体,有的原核细胞仍可以进行有氧呼吸。
②叶绿体功能:光合作用,储存能量成分:与光合作用有关的酶,少量DNA和RNA,光合色素分布:植物的大多数细胞注:1.光合作用:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把CO2和H2O转化成存储能量的有机物,并且释放O2。
2.光合色素包括叶绿素在内的多种色素。
3.某些生物没有叶绿体,如蓝藻,仍可以进行光合作用。
4.并非植物的所有细胞都有叶绿体,如根尖细胞没有叶绿体。
(2)单层膜细胞器①内质网功能:合成蛋白质和脂质成分:蛋白质,脂质分布:真核细胞②高尔基体功能:加工、分类、分泌蛋白质成分:蛋白质,脂质分布:真核细胞注:动物细胞中的高尔基体与分泌物形成有关,植物细胞中的高尔基体与细胞壁形成有关。
③溶酶体功能:内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死入侵细胞的病毒和细菌成分:蛋白质,脂质分布:真核细胞④液泡功能:调节植物细胞内环境,使细胞保持坚挺成分:脂质、细胞液(水、无机盐、糖类、蛋白质、色素)分布:大多数植物细胞(主)、低等动物细胞(次)注:并非所有的植物细胞中都有液泡,植物的根尖分生区细胞没有液泡。
(3)无膜细胞器①中心体功能:与细胞的有丝分裂有关分布:动物细胞(主)、低等植物细胞(次)②核糖体分类:附着核糖体(附着在内质网上)、游离核糖体(游离在细胞质中)功能:氨基酸脱水缩合形成多肽链成分:蛋白质,RNA分布:所有细胞注:1.细胞质包括细胞器和细胞质基质,细胞质基质由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、酶构成。
高一生物膜知识点总结生物膜是生物体中一种非常重要的结构,它在细胞内外起着关键的作用。
本文旨在总结和概述高一生物学中与膜有关的各种知识点,帮助读者更好地理解膜的结构和功能。
1. 膜的组成与结构膜主要由磷脂类物质组成,包括磷脂、脂质和蛋白质。
磷脂分子具有两个疏水的脂肪酸尾部和一个亲水的磷酸头部,这种结构使得磷脂能够形成双层膜。
膜中的蛋白质分为固定型和浮游型两种,固定型蛋白质嵌入到磷脂双层中,而浮游型蛋白质则可以在膜表面自由移动。
2. 膜的主要功能生物膜有多种重要功能,包括物质的运输、细胞识别和细胞信号转导等。
其中,膜的物质运输功能是指通过膜进行物质的进出。
膜中的通道蛋白和转运蛋白起到了关键的作用,它们可以选择性地允许特定的物质通过。
细胞识别功能是指通过膜上的特定结构对其他细胞或分子进行识别和判别。
细胞信号转导功能是指膜上的蛋白质能够接受外界信号,并将其转导到细胞内部,以调控细胞的各种生理过程。
3. 细胞膜与细胞壁的区别细胞膜和细胞壁是细胞的两个重要组成部分,但它们在结构和功能上有所区别。
细胞膜是由磷脂双层和蛋白质组成,具有选择性通透性,可以控制物质的进出。
细胞膜主要存在于原核生物和真核生物中。
而细胞壁是由多糖和蛋白质构成,具有保护细胞和维持细胞形态的功能。
细胞壁主要存在于植物细胞、细菌和真核生物的菌丝体中。
4. 异位膜和内质网异位膜是细胞内各种膜系统之间的转运和转运脂质的通道系统。
它包括内质网、高尔基体和细胞器膜等。
内质网是其中最大的一个系统,它是由膜蛋白和涉及蛋白质合成的膜脂构成的。
内质网在细胞内的功能主要是蛋白质的合成、修饰和包装,然后将其运送到其他膜系统或导入细胞外。
5. 膜的生物学意义膜是细胞重要的边界结构,在细胞生物学中有着重要的意义。
膜的存在使得细胞能够与外部环境进行物质交换和信息传递,保障细胞的正常功能。
膜的选择性通透性使得细胞能够对外部环境做出积极响应,并对细胞内外物质的浓度进行调节。
细胞的生物膜系统【知识体系】【教材全解】一、重难点诠释细胞是生物体结构和功能的基本单位。
人类的许多问题需要借助细胞生物学的知识加以解决。
如癌细胞的杀伤、处理污水的过滤膜装置等等。
因此在初步掌握细胞的基础知识以后,我们来进一步学习细胞与细胞工程。
根据下图4-1-1动物、植物细胞的亚显微结构模式图,分别归纳出由单层膜结构、双层膜构成的细胞结构:但是细胞核中的染色体。
细胞质中的核糖体、中心体则不具备膜结构。
(一)各种生物膜在结构上的联系:(二)各种生物膜在功能上的联系核糖体是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所;高尔基体与细胞分泌物的形成有关,在植物细胞分裂时,还与细胞壁的形成有关;内质网膜上附着许多种酶,为细胞内多种化学反应的进行提供场地,还与蛋白质、脂类和糖类的合成有关,也是蛋白质等的运输通道。
联系如图4-1-2所示:(三)生物膜系统的概念细胞内的各种生物膜(包括细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等细胞器的膜)不仅在结构上有一定的联系,在功能上也是既有明确的分工,又有紧密的联系。
各种生物膜相互配合,协同工作,才使得细胞这台高度精密的生命机器能够高效、持续地运转,它们所形成的结构体系,叫做细胞的生物膜系统。
(四)生物膜系统的作用1.细胞膜在维持细胞内环境稳定、物质运输、能量交换和信息传递方面起着决定性的作用。
具体阐释并举例如下:①关于物质运输。
物质出入细胞都要穿过细胞膜,出入方式以自由扩散和主动运输两种方式为主。
此外,还有内吞作用和外排作用等。
自由扩散时,物质从细胞膜高浓度的一侧穿过细胞膜移到低浓度的一侧,但不消耗能量ATP,不需要载体蛋白;而主动运输不仅消耗ATP,而且需要载体的帮助,载体的本质是细胞膜中的蛋白质。
细胞膜在控制物质的自由扩散和主动运输时,表现出选择透过性的功能特点:水分子可以自由通过,细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过,而其它的离子、小分子和大分子则不能通过,由细胞膜来甄别被选择的物质。
细胞的内吞作用和外排作用则以细胞膜的流动性作为基础。
②关于能量交换。
神经细胞由静息状态下的细胞膜外带正电荷,膜内带负电荷,转变为兴奋状态下的外负内正,靠的就是细胞膜有选择地出入Na+、K+,使化学势能转变为电能的典型实例。
③关于信息传递。
如神经元之间的信息传递,上一个神经元释放化学递质,通过与下一个神经元细胞膜上受体蛋白结合,从而引起下一个神经元的兴奋或抑制。
细胞膜在传递过程中发挥着决定性作用。
再例如,红细胞膜表面有A和B两种凝集原,从而决定着血型的类型;每个人的细胞膜上都带有一组与别人不同的组织相容性抗原,即人类白细胞抗原,简称HLA,如果别人的组织或器官移植到病人身上,病人的免疫系统就会识别出不同的信息而加以排斥。
事实上,红细胞表面的凝集原和HLA都是细胞膜上的结构蛋白,它们往往与多糖结合,以糖蛋白的形式存在,具有识别信息的作用。
2.生物膜系统可以为酶提供了大量的附着位点,为许多重要反应的进行提供了场所。
例如植物细胞的高尔基体膜上,含有催化单糖聚合为多糖(如纤维素等)的酶,纤维素等合成后由细胞释放到细胞外间隙中,作为构成细胞壁的主要成分。
肝细胞具有解毒功能,其原因是肝细胞的内质网上分布有解毒酶,可催化分解各种药物或有毒物质。
线粒体内膜上,含有一系列与有氧呼吸作用相关的酶。
3.生物膜把细胞分隔成小室,保证各种化学反应互不干扰,高效有序地进行。
如线粒体是一个有界膜的细胞器,有氧呼吸的酶非常有序地排列在线粒体的膜上,高度有序的排列方式使得一种反应的产物不需移动很远就可以遇到催化下一个反应的酶。
这些高度有组织排列的酶彼此之间保持着密切的联系,保证多种化学反应互不干扰,高效地进行。
(四)生物膜研究的重要意义1.研究层次:达到了分子水平2.理论意义:有助于从理论上阐明细胞的生命活动规律,是现代生物科学发展的重大方向之一3.实践应用①农业上,研究培育抗寒、抗旱、耐盐的农作物新品种。
如:植物细胞内的生物膜体系与植物的抗寒性有密切关系。
当植物遭到低温时,生物膜便会发生形态的改变,即从液晶态变成凝胶状态,并使膜的结构破坏,结果在细胞膜上形成透性较大的非脂类的“洞穴”,成为许多电解质自由出入的通道,细胞质内的溶胶因而大量排出,最终引起死亡。
因此,研究生物膜系统对抗寒农作物的培育具有重要的意义。
②工业上,人工模拟生物膜的选择透过性(如:利用人工膜滤去海水中的盐分,对海水进行淡化处理;利用人工膜阻挡污水中的重金属离子来净化污水等)。
③医学上,尝试用人工合成的膜材料代替病变器官(如透析型人工肾等)。
透析型人工肾起关键作用的是人工合成的血液透析膜,它与膜外的透析液一起,共同模拟了生物膜的选择透过性功能,使得血液中的代谢废物得以排除。
4.生物膜与生物工程的发展前景发展膜的分子生物学,为解决生物学、医学及农学中的重大理论问题服务,如肿瘤和其它恶性疾病的防治,神经和免疫功能的调节,发育和遗传的控制等。
二、旁栏思考题1.回忆高中生物必修课中学过的有关细胞亚显微结构的知识,想一想哪些细胞(器或细胞结构)是由单层膜构成的,哪些细胞器(或细胞结构)是由双层膜构成的?2.物质通过细胞膜的运输方式有哪几种?[精析] 物质通过细胞膜的运输方式主要是自由扩散和主动运输两种方式,是指水、能够被细胞吸收的离子、小分子进入细胞膜的方式;大分子以内吞作用、外排作用的方式进出细胞膜。
三、易误辨析例1 内质网膜与核膜、细胞膜相连,这种结构特点表明内质网的重要功能之一是()A.扩展细胞内膜,有利于酶的附着B.提供细胞内物质运输的通道C.提供核糖体附着的支架D.参与细胞内某些代谢反应[精析] 内质网的功能是多方面的,它既与蛋白质、脂肪等有机物的合成、加工、包装和运输有关,又与脂类、胆固醇代谢、糖元的分解等作用有关。
因此所有选项均是内质网的功能。
但就题中所阐述的结构特点分析,表达的是其重要的功能之一——提供细胞内物质运输的通道。
例如细胞内合成的胰岛素、抗体、血浆蛋白、各种消化酶等各种分泌蛋白,就是从这些膜构成的管道内通过,运输到高尔基体,经加工包装后再分泌到细胞外。
[答案] B[易误辨析] 题目所给的四个选项均为内质网的功能,但题中所给的信息为内质网与核膜细胞膜相连,只能说明内质网提供细胞内物质运输的通道;其他选项所表述的作用只靠题目信息表达不出。
若没有仔细分析题目所给的信息则容易误选其他选项。
例2 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.内质网膜和细胞膜C.细胞膜和高尔基体膜D.细胞膜和线粒体膜[精析] 本题从以下几方面分析:①各种生物膜在结构上的联系分为直接联系和间接联系两种方式;②内质网膜与核膜和细胞膜可直接相连,能直接相互转变而成,不需小泡作中介;③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,从而体现了生物膜在结构上的连续性。
[答案] C[易误辨析] 如果对生物膜在结构上的联系理解不深,容易误把直接联系的当作“出芽”方式完成膜之间的转变,从而选择错误选项。
【思维拓展】例1 衣藻是淡水单细胞绿藻,它的有性生殖依靠两个形态相似的双鞭毛配子的结合,配子有(+)和(-)两种交配型,同种交配型不发生结合。
即:(+)+(-)→合子,结合(+)+(+)→不结合(-)+(-)→不结合则衣藻的配子依靠什么识别其它的配子是否与自己同型或异型?经研究发现此物质在衣藻鞭毛端部的细胞膜上,除了参与细胞识别还与免疫反应、信息传递和血型决定有密切关系,则此物质是()A.糖蛋白B.磷脂C.脂肪D.核酸[精析] 分析材料可以得知此物质是位于鞭毛端部细胞膜上,具有识别信息的作用,再联系其血型决定等功能则可确定此化学物质为糖蛋白,因为细胞膜主要由蛋白质和脂类中的磷脂组成,其中的磷脂分子没有特异性和多样性的特点,不可能起到识别、免疫、信息传递和决定血型等多种功能;而蛋白质则具有多样性和特异性,可以完成上述功能。
[答案] A例2 生物膜结构和功能的研究成果在工农业生产和医学实践中有着重要用途。
下列有关生物膜的应用的叙述中,错误的是()A.模拟生物膜可以处理污水,淡化海水B.研究生物膜可以寻找改善农作物品质的新途径C.模拟生物膜可以人工合成代替人体病变器官的膜材料D.通过膜生物工程技术可以诊断、治疗疾病,完全改变细胞的遗传特性[精析]生物膜结构和功能的应用主要表现在人工膜技术。
人工合成的膜材料与生物膜一样也具有选择透过性,其成分与生物膜基本相似,与生物膜具有亲合性,因此它可以淡化海水,处理污水,也可用于治疗、诊断疾病等。
但是目前的生物技术还没有达到人工合成人体器官的水平,此技术不能改变细胞的遗传特性。
[答案] D【高考链接】★ 命题趋向:本考点是对必修本《生命的基本单位一细胞》一章内容的扩展和补充,在新情景材料中常用到细胞工程知识。
本考点主要考查以下内容:①各种生物膜在结构上的联系:如内质网膜与外层核膜、细胞膜、线粒体外膜相连。
②不同生物膜之间的相互转化:如内质网膜、细胞膜和高尔基体膜之间的相互转化,内质网膜通过“出芽”的形式,形成高尔基体膜的一部分。
③各种生物膜在功能上的相互联系:如在胰岛素的合成与分泌过程中是按照:内质网上的核糖体合成→内质网运输和加工→高尔基体加工并形成小泡→细胞膜的方向进行的。
例1 (2001·天津)牛奶中含有乳球蛋白和酪蛋白等物质,在奶牛的形成过程中,与上述物质的合成和分泌有密切关系的细胞结构是()A.核糖体、线粒体、中心体、染色体B.线粒体、内质网、高尔基体、核膜C.核糖体、线粒体、质体、高尔基体D.线粒体、核糖体、内质网、高尔基体[精析] 分泌蛋白由内质网上的核糖体(附着型核糖体)合成,经内质网、高尔基体加工后将分泌到细胞外去。
而游离型核糖体合成的蛋白质是供细胞自身利用的,不向外分泌,与高尔基体无关。
而该过程需要大量的能量。
则需要线粒体。
牛奶中含有的乳球蛋白就是分泌蛋白,分泌蛋白的合成、运输和分泌与核糖体、内质网、高尔基体有关,且需要线粒体提供能量。
[答案] D例2 (2002·江苏)科学工作者用绿色和红色荧光染料,分别标记人和鼠的细胞膜上的蛋白质,然后将两个细胞融合成一个细胞。
起初,一半膜发绿色荧光,另一半膜发红色荧光。
一段时间后,两种颜色的荧光均匀分布,如图4-1-3所示:(1)该实验结果说明细胞膜,这是因为。
(2)若两个细胞融合成一个细胞后,将融合细胞置于0℃条件下保持40分钟,则融合细胞仍是一半膜发绿色荧光,另一半膜发红色荧光,这说明。
[精析] 细胞膜的基本成分是磷脂和蛋白质。
细胞膜的结构特点是具有一定的流动性,这主要是其成分中的蛋白质和磷脂分子发生了运动,而这种运动也会受温度、pH、金属离子等因素的影响。