谈高中生物教材中的“受体”与“载体”

主动运输与胞吞、胞吐[学习目标] 1.阐明主动运输的过程、特点和意义。

2.举例说明胞吞和胞吐的过程。

3.利用细胞膜的流动镶嵌模型解释各种物质跨膜运输的方式。

一、主动运输1．概念：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫作主动运输。

2．过程：离子或分子与载体蛋白结合后，在细胞内化学反应释放的能量推动下，载体蛋白的空间结构发生变化，就将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来，载体蛋白随后又恢复原状，又可以去转运同种物质的其他离子或分子。

3．实例：K＋、Ca2＋和Na＋等离子通过细胞膜；氨基酸、葡萄糖进入小肠上皮细胞。

4．意义：通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。

判断正误(1)相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内()(2)葡萄糖都以协助扩散的方式进入细胞()(3)细胞主动运输物质的结果是使物质在细胞膜内外的浓度趋于相等()答案(1)×(2)×(3)×解析(1)相对分子质量小的物质不一定能通过自由扩散进入细胞，离子不能通过自由扩散的方式进入细胞内。

(2)葡萄糖进入人体小肠绒毛上皮细胞的方式是主动运输，进入人体红细胞的方式是协助扩散，即葡萄糖进入人体细胞的方式有主动运输和协助扩散两种。

(3)主动运输需要载体蛋白和能量，一般是逆浓度梯度运输，不会使膜内外浓度趋于相等。

任务一：主动运输发生条件及影响因素资料1：肾小球每天滤过钠约500 g，每天尿液中排出3～5 g。

1．探究Na＋进、出肾小管上皮细胞的方式。

肾小管上皮细胞内Na＋浓度仅为10 mmol·L－1，远低于细胞外。

ATP为一种能源物质。

(1)肾小管腔中原尿里大量的Na＋以何种方式进入肾小管上皮细胞？请说出判断依据。

提示协助扩散；Na＋顺浓度梯度且借助于通道蛋白进入肾小管上皮细胞。

细胞膜的结构和功能[学习目标] 1.简述细胞膜的功能。

2.体会科学家探索细胞膜结构的过程。

3.简述细胞膜流动镶嵌模型的基本内容。

一、细胞膜的功能1．将细胞与外界环境分隔开(1)对细胞本身的意义：保障细胞内部环境的相对稳定，并成为相对独立的系统。

(2)在进化方面的意义：膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，产生了原始的细胞。

2．控制物质进出细胞3．进行细胞间的信息交流方式实例化学物质(间接交流)激素随血液可达全身各处，将信息传递给靶细胞直接接触精子和卵细胞之间的识别和结合形成通道高等植物细胞之间的胞间连丝判断正误(1)细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入细胞，而对细胞有害的物质则不能进入()(2)进行细胞间的信息交流都依赖于靶细胞的细胞膜上的受体与信号分子结合()(3)高等植物的胞间连丝也能使细胞间进行物质交换()答案(1)×(2)×(3)√解析(1)细胞膜是细胞的一道屏障，细胞需要的物质可以进入细胞，对细胞有害的物质也有可能进入细胞，细胞膜的控制作用是相对的。

(2)高等植物细胞通过胞间连丝进行细胞间的信息交流，不经过靶细胞的细胞膜上的受体与信号分子结合。

1．如图表示细胞膜的功能模式图。

据图分析，下列说法不正确的是()A．功能①在生命起源过程中具有重要作用B．功能②表示进入细胞的物质对细胞都有利C．胰岛素调控生命活动可用图中③表示D．相邻的高等植物细胞可通过功能④进行信息交流答案B解析功能①表示细胞膜将细胞与外界环境分隔开，在生命起源过程中具有重要作用，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，A正确；功能②表示控制物质进出细胞，一般是吸收有利物质，但有些有害物质也能进入细胞，说明细胞膜的控制作用是相对的，B错误；功能③表示进行细胞间的信息交流，激素通过与靶细胞的细胞膜上相应物质的识别来调控生命活动，C正确。

2．(2023·云南保山高一期末)如图是细胞间的3种信息交流方式，下列叙述错误的是()A．图1内分泌细胞产生的化学物质，随血液运输到全身各处，作用于靶细胞B．图2可表示精子与卵细胞之间的识别C．图中a表示受体，细胞膜上的受体是所有细胞间信息交流所必需的结构D．图中b表示胞间连丝，是植物细胞间传递信息的通道答案C解析有些细胞间的信息交流可以不经过细胞膜上的受体，如高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流，C错误。

高中生物中的载体知识点清单教学反思：结合高考中出现的氢载体，参考同行的资料整理，根据浙科版高中生物教材出现的载体整理。

在科学技术中，载体指能传递能量或运载其他物质的物体。

在生物、化工以及IT等领域中，有其固有的含义。

在高中生物教学中也有较多地方涉及的载体的概念，现将其进行归纳、整理如下：1．能量的载体——ATP（必修1P51）在生物体内能量的转换和传递中，ATP是一种关键的物质，是细胞中普遍使用的能量载体。

ATP是生物体内直接供给可利用能量的物质，是细胞内能量转换的“能量通货”。

ATP中的能量可以直接转换成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。

2．跨膜运输的载体——载体蛋白（必修1P57）绝大多数物质无法自由通过生物膜，许多水溶性分子（如离子、葡萄糖、氨基酸等）需要载体蛋白的帮助才能进行跨膜运输。

载体蛋白是一种需要同被运输的离子和分子结合，然后通过自身的构型变化或移动完成物质运输的膜蛋白。

载体蛋白上有特异性结合点，只能与某一种或一类物质进行暂时、可逆的结合和分离，具有较强的专一性。

物质的被动转运易化扩散和主动转运都需要载体蛋白的协助，区别在于，被动转运不需要ATP提供能量。

另外，教师还应指导学生注意载体蛋白和通道蛋白的区别。

3．氢的载体——辅酶（必修1P86）NADPH和NADH是同一类辅酶，都是氢的载体。

NADPH 是一种辅酶，叫还原型辅酶Ⅱ，在很多生物体内的化学反应中起递氢体的作用，具有重要的意义。

NADPH是在光合作用光反应阶段形成的，与ATP一起进入碳反应，参与CO2的固定。

NADPH的形成是在叶绿体类囊体膜上完成的。

NADH产生于糖酵解和细胞呼吸中的柠檬酸循环，在线粒体中与氧气结合产生大量水的同时，产生大量能量。

4．基因载体——遗传信息的载体（必修2）按照教材上的说法，基因载体是染色体，其实不仅仅是染色体。

遗传信息是维持亲、子代细胞或个体遗传稳定性的信息，生物的遗传物质即为其遗传信息的载体，可以控制生物的性状，并在亲、子代之间传递。

1．1DNA重组技术的基本工具1．基因工程突破了生殖隔离，实现了不同种生物间的基因重组。

2．不同生物基因能拼接在一起的理论基础是DNA分子都是由4种脱氧核苷酸构成的规则的双螺旋结构。

3．外源DNA导入受体细胞表达的理论基础是密码子的通用性。

4．限制性核酸内切酶的作用特点是识别双链DNA分子特定的核苷酸序列，并在特定位点上切割。

5．限制酶和DNA连接酶的作用部位都是两个核苷酸间的磷酸二酯键。

6．在基因工程中使用的载体除质粒外，还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

基因工程的概念及其诞生与发展[自读教材·夯基础]1．基因工程的概念2．基因工程的诞生和发展(1)基础理论的重大突破：①DNA是遗传物质的证明；②DNA双螺旋结构和中心法则的确立；③遗传密码的破译。

(2)技术发明使基因工程的实施成为可能：①基因转移载体和工具酶相继发现；②DNA合成和测序技术的发明；③DNA体外重组得到实现及重组DNA表达实验获得成功。

(3)基因工程的发展与完善：1983年，世界第一例转基因烟草培养成功，基因工程进入迅速发展阶段。

1988年PCR 技术的发明，使基因工程进一步发展和完善。

1．通过分析基因工程的概念，讨论基因工程的原理是什么。

提示：基因重组。

2．将人的胰岛素基因导入大肠杆菌体内，通过大肠杆菌能大量生产人胰岛素。

请分析人胰岛素基因能在大肠杆菌体内表达的理论基础是什么。

提示：生物共用一套遗传密码。

[跟随名师·解疑难]1．对基因工程概念的理解操作环境操作对象操作水平基本过程结果生物体外基因DNA分子水平剪切→连接→导入→表达定向地改造生物的遗传性状2．基因工程的原理和理论基础(1)原理：基因重组。

(2)理论基础：①拼接：不同生物DNA的基本组成单位相同，都是4种脱氧核苷酸；空间结构相同，都是规则的双螺旋结构。

②表达：生物界共用一套遗传密码，相同的遗传信息在不同生物体内表达出相同的蛋白质。

基因工程操作的基本工具1．限制性核酸内切酶(1)来源：主要从原核生物中分离出来。

⾼中⽣物免疫知识中T细胞受体的理解教学问题：如何理解每⼀个成熟的T淋巴细胞只带有对应于⼀种抗原的受体？（教材P53）其实，要搞清楚这句话，⾸先要明确T细胞表⾯的受体有多种，对成熟T细胞来说，根据抗原受体产⽣的机理，针对抗原的受体只有⼀种。

⼀、T细胞表⾯的受体T细胞表⾯的受体甚多，与T细胞活化及增殖有关的主要有7种。

1、E受体异种动物红细胞受体，⼜称CD2分⼦、T11或淋巴细胞功能相关抗原-2。

为T细胞重要的表⾯标志，B细胞⽆此受体。

E受体是⼀种糖蛋⽩，分⼦量35 000～70 000，现在已能⽤单克隆抗体进⾏鉴定。

E受体的⽣理功能是作为⼀种免疫粘附因⼦发挥作⽤，当T细胞与其他免疫细胞如巨噬细胞或B细胞相互作⽤时，它能促使细胞之间相互接触。

2、有丝分裂原受体有丝分裂原⼜称有丝分裂素，简称丝裂原，是指能激活⼀群淋巴细胞的许多克隆发⽣有丝分裂的物质，故有丝分裂原也称为多克隆刺激剂。

T、B淋巴细胞表⾯均有多种丝裂原受体，在体外实验条件下，丝裂原能与T淋巴细胞表⾯的相应受体结合，激活静⽌的T淋巴细胞，使之转化为淋巴母细胞，并表现出DNA合成增加，产⽣多种淋巴因⼦，或具有细胞毒效应。

B细胞激活后，转变为浆细胞，分泌抗体。

3、T细胞抗原受体（TCR）T细胞抗原受体的化学本质是由α和β两条多肽链组成，每条多肽链折叠成两个功能区—可变区和恒定区，镶嵌在T细胞膜内，T细胞通过它来识别和捕获各种抗原物质。

4、Fc受体（FcR）能和免疫球蛋⽩Fc⽚段结合的受体，该受体在T细胞表⾯只有少量存在，其数量较B细胞膜上的Fc受体少的多。

5、细胞因⼦受体（CKR）多种细胞因⼦可作⽤于T细胞，这是由于T细胞表⾯表达有多种细胞因⼦的受体，如IL-1R、IL-2R、IL-3R、IL-4R、IL-6R等，其中的IL-2R表达于静⽌的及活化的T细胞表⾯，按与IL-2结合的亲和⼒不同，IL-2R可分为⾼亲和⼒及低亲和⼒两类，前者主要表达在活化的T细胞表⾯，后者则主要表达于静⽌T细胞及早期T细胞表⾯。

高中生物”载体”汇总某出版物中选有这样一道模拟题:下列哪一组物质一定是蛋白质()A.脂蛋白和单细胞蛋白B.载体和抗毒素C.抗原和维生素D.胰岛素和酶该题选答案B。

理由是抗毒素属于抗体,其化学本质是蛋白质,载体是载体蛋白的简称。

另有资料在蛋白质知识的归纳中也将载体列为蛋白质。

载体都是蛋白质吗?这要具体问题具体分析。

按照《现代汉语词典》定义,载体,科学技术上指某些能传递能量或运载其他物质的物质,也泛指能够承载其他事物的事物。

前者是狭义的载体,后者是广义的载体。

语言文字是信息的载体,就是从广义上来说的。

下面就高中生物学中涉及到的一些载体作一浅析。

1 遗传信息载体子女像父母,父母传给孩子的并非一个个具体的性状,而是控制性状的遗传信息。

遗传信息存在于核酸中。

因此,我们说核酸是遗传信息的载体。

基因是决定生物性状的基本单位。

20世纪初期,遗传学家通过对果蝇的遗传实验,认识到基因存在于染色体上,并且在染色体上呈直线排列,从而得出了染色体是基因载体的结论。

在蛋白质合成过程中,氨基酸是怎样被运送到核糖体中的mRNA上去的呢?这需要运载工具,这种工具就是tRNA。

因此我们也可以说,tRNA是氨基酸的载体。

2 基因工程载体基因工程中携带外源基因(即目的基因)进入受体细胞的载运工具也是一种载体(高中课本称为运载体)。

这种载体有以下特点:第一,能够在宿主细胞中独立复制并稳定地保存;第二,有较多供选择的插入点,即具有多个限制性内切酶切点,以便与外源基因连接;第三,有容易分析的遗传标记,即具有某些标记基因,便于进行筛选;第四,载体DNA分子有一段不影响它们扩增的非必需区域,插入其中的外源DNA片段,能被动地跟着载体一起复制和扩增。

目前,常用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。

3 细胞膜载体主动运输是物质跨膜运输的主要方式之一。

这种运输的特点是被选择吸收的物质是从低浓度一侧通过细胞膜运输到高浓度一侧,必须有载体协助,需要消耗能量。

高中生物细胞信号分子与受体知识点总结细胞信号分子与受体是生物体内细胞间相互传递信息的重要组成部分。

了解细胞信号分子与受体的知识，对于理解生物体内各种生理过程具有重要的意义。

本文将对高中生物细胞信号分子与受体的相关知识进行总结。

一、细胞信号分子的类型和功能细胞信号分子是细胞间相互传递信息的分子信使。

根据其性质和作用方式的不同，细胞信号分子可以分为内分泌信号分子、神经递质和生理活性物质等几种类型。

1. 内分泌信号分子：由内分泌腺分泌入血液中，通过血液传播到全身各细胞产生作用，例如胰岛素和甲状腺素。

2. 神经递质：通过神经元间的突触传递信息，调节神经元间的兴奋性和抑制性，例如乙酰胆碱和多巴胺。

3. 生理活性物质：细胞内或局部产生的信号分子，通过扩散或细胞间接触传递信号，如氮氧化物和过氧化氢。

细胞信号分子的主要功能包括：调节细胞分化、增殖和凋亡；控制细胞的代谢和蛋白质合成；调节细胞的运动和组织形态的调控等。

二、细胞受体的种类和结构细胞受体是细胞膜上或细胞内的受体蛋白质，能够与特定的细胞信号分子结合，并传递信号到细胞内。

根据受体的位置和信号传导方式的不同，细胞受体可以分为膜受体和细胞内受体两种类型。

1. 膜受体：主要分为离子通道受体、酶联蛋白受体和G蛋白偶联受体三类。

- 离子通道受体：受体蛋白上含有离子通道，当信号分子结合于受体后，离子通道会打开或关闭，使离子进入或离开细胞内，例如乙酰胆碱受体。

- 酶联蛋白受体：受体蛋白自身具有酶活性，信号分子结合于受体后，酶活性发生改变，例如胰岛素受体。

- G蛋白偶联受体：信号分子结合于受体后，受体与G蛋白结合，激活G蛋白，进而激活或抑制下游的蛋白质激酶或酶，例如肌酸激酶受体。

2. 细胞内受体：信号分子可以跨过细胞膜，直接进入细胞内与受体结合，形成信号复合物进入细胞核或细胞质，例如甲状腺激素受体。

三、信号传导的机制细胞信号的传导过程包括信号识别、信号传递和信号响应三个阶段。

第3讲蛋白质和核酸内容要求——明考向近年考情——知规律(1)阐明蛋白质的分子组成、结构和功能；(2)概述核酸的结构和功能。

2021·全国卷甲(1)、2021·湖南卷(2)、2020·天津卷(2)、2020·北京卷(2)、2020·全国卷Ⅰ(1、4)、2020·全国卷Ⅱ(1、3)、2020·全国卷Ⅲ(5、30)、2019·全国卷Ⅰ(2)、2019·全国卷Ⅱ(1)考点一蛋白质的结构和功能1.组成蛋白质的氨基酸的元素组成、结构与种类谐音法记忆8种必需氨基酸2.蛋白质的合成(1)二肽的形成过程(2)蛋白质的形成过程3.蛋白质结构多样性与功能多样性(1)胶原蛋白被分解为氨基酸后才能被人体组织细胞吸收(√)(2)组成蛋白质的21种氨基酸之间的区别在于R基的不同(√)(3)具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸(×)(4)氨基酸的空间结构和种类决定蛋白质的功能(×)(5)氨基酸遇双缩脲试剂呈现紫色反应(×)(6)若是环状多肽，则一定没有游离的氨基和羧基(×)(7)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质不一定是同一种蛋白质(√)(8)评价蛋白质食品营养价值主要依据其必需氨基酸的种类和含量(√)必修1 P28“图2－8拓展”1.抗体和头发的主要成分均为蛋白质，但功能却相差极大，请从氨基酸角度分析，原因是什么？提示组成抗体和头发的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同。

必修1 P32“与社会的联系”2.相对于生鸡蛋，煮熟的鸡蛋更容易消化，这是为什么？提示煮熟鸡蛋过程中，高温使蛋白质变性，蛋白质空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。

1.(科学思维)胰岛素在核糖体上合成后还不具有降低血糖的生物活性，请从蛋白质的结构方面分析原因：核糖体上合成的多肽不具有复杂的空间结构，只有经过盘曲、折叠形成一定空间结构后才能行使正常的生理功能。

第1节重组DNA技术的基本工具[学习目标]阐明重组DNA技术所需的三种基本工具的作用。

一、基因工程的概念和工具酶1．基因工程的概念：指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。

概念剖析2．基因工程的工具酶(1)限制性内切核酸酶(限制酶)——“分子手术刀”来源主要来自原核生物种类数千种作用识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开结果产生黏性末端或平末端(2)DNA连接酶——“分子缝合针”①作用：将两个DNA片段连接起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

②种类种类来源特点E.coli DNA连接酶大肠杆菌只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来，不能连接具有平末端的DNA片段T4 DNA 连接酶T4噬菌体既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末端的效率相对较低判断正误(1)通过基因工程产生的变异是不定向的()(2)限制性内切核酸酶均能特异性地识别6个核苷酸序列()(3)DNA连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来()(4)E.coli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端()(5)限制酶和解旋酶的作用部位相同()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×探讨点1基因工程的理论基础1．为什么不同生物的DNA分子能拼接起来？提示(1)DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。

(2)双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。

2．为什么一种生物的基因可以在另一种生物细胞内表达？提示(1)基因是控制生物性状的独立遗传单位。

(2)遗传信息的传递都遵循中心法则。

(3)生物界共用一套遗传密码。

探讨点2限制酶1．请结合限制酶的作用特点，回答以下问题：(1)限制酶能切开RNA分子的磷酸二酯键吗？提示不能。

_她f⑩教材解读从信息学角度分析高中生物学教材中的“生物信息湖北省武汉外国语学校(430022)黄智刚陈云贵摘要借助信息学理论，构建概念模型，引导学生重新分析并整合高中生物学教材中的“生物信 息”。

基于“学科交叉”点，拓展学生思维，帮助学生系统梳理并掌握“生物信息”的相关知识。

关键词信息学；生物学；学科交叉;信息传递;概念模型文章编号 1005 -2259(2021)3 -0013-031基于生物学事实和证据,运用“模型与建模”方法,认识生物学研究对象，探讨、阐释生命现象与 规律,不仅是生物学教学过程中所倡导的学习方 法[1]，也是《普通高中生物学课程标准（2017年 版）》中明确界定的“科学思维”之一[2]。

概念模型 是模型的一种表现形式，不仅可以显示概念间的联 系,展示它们的层级结构，还能使分散的概念系统 化，帮助学生用较少的时间对大量的概念进行理解 和记忆，从而使零散的知识系统化[3]。

本文拟从经 典信息学理论中提炼的信息传递三要素出发，搭建 与信息相关的概念模型，并推广至生物信息，引导 学生关注高中生物学教材（本文提到的生物学教材 均为人教社2004版教材）中涉及的信息，让学生在 概念模型的框架内，进一步认识与整合信息。

1信息传递三要素经典的信息论将信息的传播过程视为信源、信 道和信宿3个环节之间的联系[4’5]。

信源，即信息 产生的地方;信道，即信息传输的方式;信宿，即接 收信息部位。

梳理高中生物学教材，我们不难发现，教材的 一条很重要的主线，就是研究生命系统各个层次的 物质循环、能量流动和信息传递，以及任何一个生 命系统都是物质、能量和信息的统一[6]。

从信息分 子到生态系统的信息传递，高中生物学教材中涉及 信息的知识点非常多，内容也十分庞杂。

我们期待借助经典信息论中信息传递的三要素，让学生深刻 理解这些知识点。

2信息分子2. 1激素在高中生物学教材体系中，激素分为动物激素 和植物激素;激素调节是生物个体层次信息传递的 主要形式之一。