【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（人教版）必修1教师用书：第4章《细胞的物质输入和输出》

第1节物质跨膜运输的实例
(教师用书独具)
●课标要求
1．举例说出细胞膜是选择透过性膜。
2．尝试提出问题，作出假设。
3．进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。
●课标解读
1．渗透作用的条件及原理简单了解即可。
2．细胞吸水和失水的过程和应用是本节的重点和难点。可结合“探究植物细胞的吸水和失水”实验分析理解。
3．通过对实验数据的分析，知道细胞膜具有选择透过性的原因和含义。
●教学地位
本节课是在第三章《细胞的基本结构》基础上 ( http: / / www.21cnjy.com )对细胞功能的认识；同时也为进一步学习细胞膜的结构和物质跨膜运输方式奠定了基础。“植物细胞的吸水和失水的探究”是学生在高中阶段第一次接触的探究实验，学好本节知识能为学生的探究性学习开拓思路，激发学生的学习兴趣，具有重要的教学价值。质壁分离及复原实验常以非选择题的形式出现在高考题中，重在考查实验材料的选取及结果分析等。
●教法指导
1．教材P60“通过模拟实验探究膜的透性” ( http: / / www.21cnjy.com )的实验现象难以解释，进行演示实验时可强调漏斗内为蔗糖溶液，烧杯内为清水，引导学生思考单位体积内清水中的水分子与单位体积蔗糖溶液中的水分子的数量比，较继而展示动画课件中直观显示的量的变化，由学生归纳造成这种现象的原因。结合图4－1的生活实例，总结发生渗透作用(或扩散)满足的条件。完成【课前自主导学】知识1的4T(1)的表格填充。
2．教材P61～63探究实验可分组于实验室 ( http: / / www.21cnjy.com )完成。特别是对于洋葱的选择即紫色的或无色的；选其根尖分生区细胞还是成熟区细胞等应给与点拨。教材P62的表格及下面的4个小问题由学生思考解决。指导学生对【课堂互动探究】“植物细胞吸水和失水”部分的例2进行分析并完成【课后知能检测】1、6、7小题。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．凉拌西红柿时，常常要放 ( http: / / www.21cnjy.com )一些糖，过一段时间后就可见有水分渗出，(或当你把白菜剁碎准备做馅时，常常要放一些盐，过一段时间后也可见有水分渗出，)这些水分是从哪里来的？蔫了的青菜叶放入清水中浸泡一段时间后，会有什么变化？为什么？
2．动画展示渗透作用装置及实验动态过程，同时设问：“装置中漏斗液面何为升高？把纱布代替玻璃纸还会出现如此现象吗？为什么？”
●教学流程设计
课前自主导学：①阅读教材P60～63有 ( http: / / www.21cnjy.com )关知识，勾画概念“原生质层”，填充“【课前自主导学】知识1及思考交流1”；②阅读教材P63～64完成“【课前自主导学】知识2及思考交流2”。 步骤1：课程导入：建议用【新课导入建议】第一种导入方式设问引发思考，以第二种方式播放动画，观察现象，导出课题。 步骤2：尝试作答【课前自主导学】部分的【正误判断】，检查自学效果。 步骤3：教师演示渗透作用实验结合教材P60“问题探讨”及【课堂互动探究】知识点一的1、2总结3的有关知识。完成【当堂双基达标】第2小题。

步骤7：对教材P63的柱状图可先由 ( http: / / www.21cnjy.com )学生认真观察，再以提问方式汇总图解体现的结论，最后予以补充并归纳图解题的一般答题思路。 步骤6：对【当堂双基达标】3、4、5小题以抢答方式完成。分组探讨教材P62“分析结果，得出结论”1、2、3、4小题的准确答案。 步骤5：指导学生分组实验，并强调洋葱的选择、装片的制作、高倍镜的使用及探究问题的表达交流等。学生自主完成对实验报告中的问题探讨及结论的总结。 步骤4：以例1中【审题导析】准确表述加以强调。学生自主作答例2及【当堂双基达标】1题并进行同位间互评。

步骤8：诵读【结论语句】，尝试构建 ( http: / / www.21cnjy.com )最优知识网络图解，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】，分组讨论教材P64【拓展题】。
课　程　标　准 重　点　难　点
1.举例说出细胞膜是选择透过性膜。
2.尝试提出问题，作出假设。
3.进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。 1.渗透作用发生的条件。(重难点)
2.质壁分离和质壁分离复原的过程。(重点)
3.植物细胞吸水和失水的实践中的应用。(难点)
(见学生用书第35页)
细胞的吸水和失水
1.原理：渗透作用。
2．渗透作用具备的两个条件
3．细胞具备发生渗透作用的条件
(1)半透膜
(2)浓度差。
4．细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的吸水和失水
浓度 浓度关系 结论
①细胞
外液浓度
②细胞
质浓度
①＞② 细胞失水皱缩
①＝② 水分子进出细胞处于动态平衡，形态不变
①＜② 细胞吸水膨胀
(2)植物细胞的吸水和失水
①成熟植物细胞的结构
②原理和现象
a．外界溶液浓度大于细胞液浓度时，发生质壁分离现象。
b．外界溶液浓度小于细胞液浓度时，发生质壁分离复原现象。
1．用白色的洋葱鳞片叶代替紫色的洋葱鳞片叶做质壁分离及质壁分离复原实验，实验现象是否更容易观察到？
【提示】　白色洋葱的液泡为白色，视野也白亮。改变条件后不易观察到液泡体积及颜色的变化。
物质跨膜运输的其他实例
1.细胞对无机盐离子吸收的实例(如图示)
水稻吸收SiO多，吸收Mg2＋、Ca2＋较少，番茄吸收Mg2＋、Ca2＋较多，吸收SiO较少。
2．物质跨膜运输的特点
(1)物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的。
(2)细胞对于物质的输入和输出具有选择性。
3．细胞膜的功能特点
细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，具体表现为水分子可自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
2．试想检测核酸分布实验时使用的吡罗红染色剂为何进入了人的口腔上皮细胞中？
【提示】　实验时先用8%的盐酸对细胞进行了处理，使细胞膜失去了选择透过性。
1．只要具有半透膜，就能发生渗透作用。(×)
【提示】　还需要具有浓度差。
2．渗透作用过程中，只发生水分子由低浓度溶液透过半透膜进入高浓度溶液中。(×)
【提示】　水分子穿过半透膜属于自由扩散，是双向的，只是由低浓度到高浓度的方向多一些。
3．当渗透作用达到平衡时，液柱保持一定的高度，此时半透膜两侧的溶液浓度相等。(×)
【提示】　液柱高的一侧浓度小于液柱低的一侧。
4．成熟的植物细胞的原生质层只包括细胞膜和液泡膜。(×)
【提示】　还包括两者间的细胞质。
5．植物细胞发生质壁分离时，液泡内细胞液颜色由深变浅。(×)
【提示】　由浅变深。
6．番茄和水稻对同一种无机盐离子的吸收有差异。(√)
(见学生用书第36页)
渗透作用的原理及应用
【问题导思】
①哺乳动物成熟红细胞失水皱缩应具备的条件有哪些？
②渗透作用发生时，液面升降的原因是什么？
1．渗透作用的概念
水分子或其他溶剂分子通过半透膜，从相对含量高的地方向相对含量低的地方扩散的现象。
2．渗透作用现象分析
(1)蔗糖溶液液面上升的原因
(2)图示：
　
1．一段时间后蔗糖分子数目不变，只是蔗糖溶液浓度降低了。
2．渗透作用停止，即漏斗内液面不再上升时，水 ( http: / / www.21cnjy.com )分子通过半透膜的双向扩散速度相等，但漏斗内溶液浓度仍高于烧杯中溶液浓度。这是漏斗内液面升高阻止烧杯中水向漏斗扩散的作用力加大的缘故。
3．动、植物细胞均符合发生渗透作用的条件
细胞种类具备条件 动物细胞 成熟植物细胞
半透膜 细胞膜 原生质层
浓度差 细胞质与外界溶液 细胞液与外界溶液
　(2013·苏州高一检测)如图中的渗透装置，开始时的液面高度为H1，停止上升时的高度为H2，若每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部分用胶头滴管吸出，则H1H2液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数间的关系是(　　)
【审题导析】　(1)明确单位体积内蔗糖溶液中水分子数与烧杯中水分子数的差值，是导致液面上升的动力，差值越大，液面上升幅度越大。
(2)吸出蔗糖溶液会导致漏斗中蔗糖溶液浓度降低。
【精讲精析】　由于蔗糖溶液 ( http: / / www.21cnjy.com )的单位体积中水分子的数量要少于清水中单位体积内水分子的数量，所以导致蔗糖溶液中的液面上升，当用吸管吸走了蔗糖溶液从而使蔗糖分子数量减少，造成蔗糖溶液浓度下降，则蔗糖溶液和清水之间浓度差逐渐变小，H1H2段产生的压强，即H1H2液面间的高度差随着吸出蔗糖溶液次数的增加而减小。
【答案】　D
植物细胞的吸水和失水
1．实验原理
(1)原生质层相当于半透膜。
(2)原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。
(3)当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，原生质层收缩进而质壁分离。
(4)当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞渗透吸水，使质壁分离复原。
2．实验设计及现象
3．实验结果
　　现象
试剂　　 中央液泡变化 原生质层位置变化 细胞大小
蔗糖溶液 变小 脱离细胞壁 基本不变
清水 逐渐恢复原来大小 恢复原位 基本不变
4.结论：实验结果与预期结果相同，说明“原生质层相当于一层半透膜”的假设是成立的。
5．质壁分离实验的原因分析及表现
(1)原因
细胞渗
透失水
(2)表现
6．注意问题
(1)实验成功的关键之一是实验材料的选择。要选取成熟的、液泡带有一定颜色的植物组织进行实验，便于观察实验现象。
(2)滴加蔗糖溶液或清水时，应在载物台上操作。
(3)选用的蔗糖溶液浓度 ( http: / / www.21cnjy.com )要适宜。过低，不足以引起质壁分离或质壁分离所需时间过长；过高，则造成植物细胞失水过多、过快而死亡。原生质层的选择透过性是发生质壁分离和复原的内在前提，死亡的细胞既不会发生质壁分离，也不会发生质壁分离复原。
　
1．只有成熟的植物细胞原生质层和细胞壁可以分离，而未成熟的植物细胞细胞膜和细胞壁是紧贴在一起的，无法正常分离。
2．质壁分离时，在细胞壁和细胞膜间充满了降低浓度的外界溶液。
3．当以可吸收的物质作溶质时(如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等)，可出现质壁分离及自动复原现象。
　(2011·天津高考)将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，1分钟后进行显微镜观察，结果见下图，下列叙述错误的是(　　)
A．图中L是细胞壁，M是液泡，N是细胞质
B．将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原
C．实验说明细胞膜与细胞壁在物质通透性上存在显著差异
D．洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料
【思维导图】　仔细阅读题干后，可按以下过程分析答题：
发生质
壁分离的
细胞特点
发生质
壁分离
的过程 质壁分离
后原生质
层内外液
体比较 质壁分离
复原的过
程分析
【精讲精析】　细胞壁是全透性的，图中的 ( http: / / www.21cnjy.com )N是外界的蔗糖溶液，不是细胞质，A错误；在清水中，细胞会通过吸水使质壁分离复原，B正确；细胞壁是全透性的，细胞膜具有选择透过性，两者在物质通透性上存在差异，C正确；洋葱根尖分生区细胞还没成熟，不具有大型液泡，不宜作为该实验的实验材料，D正确。
【答案】　A本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
物质跨膜运输的实例物质跨膜运输
的其他实例生物膜是选择透过性膜细胞的吸
水和失水动物细胞吸水会膨胀，甚至涨破；
失水皱缩渗透作用的
两个条件一是要有半透膜
二是要有浓度差植物细胞失水会发生质壁分离
吸水会发生质壁分离复原实验实验材料：成熟的植物细胞
实验原理：植物细胞的原生质层
　相当于半透膜；细胞壁的伸缩
　性比原生质层小
结 论 语 句
1．渗透作用发生的两个条件：一是半透膜，二是浓度差。
2．原生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
3．植物细胞发生质壁分离的原因：
(1)外界溶液浓度大于细胞液浓度。
(2)原生质层的伸缩性大于细胞壁。
4．只有活的成熟植物细胞才可发生质壁分离，动物细胞和根尖分生区细胞不发生质壁分离。
5．细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。
(见学生用书第38页)
1．观察在0.3 g/mL 蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞，发现中央液泡逐渐变小，说明(　　)
A．细胞壁相当于一层半透膜
B．洋葱表皮细胞是活的
C．此时蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度
D．细胞壁收缩导致中央液泡失水
【解析】　活的洋葱表皮细胞的原生质层相当于一层半透膜，在高浓度的蔗糖溶液中发生渗透作用，导致中央液泡失水而变小。
【答案】　B
2．(2013·常德高一期末)如图所示 ( http: / / www.21cnjy.com )，在火棉胶袋(半透膜)内注入淀粉和食盐溶液，插入细玻管后，用线系紧密封并使细玻管内的液面刚好高出烧杯内蒸馏水的液面，过一段时间后用碘液和硝酸银溶液分别检验蒸馏水。整个实验过程中可观察到的现象是(　　)
A．细玻管内液面上升
B．细玻管内液面不变
C．烧杯内液体遇碘变蓝色
D．烧杯内液体遇硝酸银溶液无变化
【解析】　食盐可透过半透膜进入烧杯，遇到硝酸银溶液生成白色沉淀，淀粉不能透过半透膜。
【答案】　A
3．(2012·铜川高一期末)将水稻培养在有各种营养元素的培养液中，发现水稻吸收硅多，吸收钙少。这说明(　　)
A．水稻培养液中硅和钙的浓度不同
B．水稻根细胞对于物质的输入和输出具有选择性
C．水稻根细胞吸收硅的能力弱，吸收钙的能力强
D．硅是小分子，钙是大分子
【解析】　水稻吸收硅多，而吸收钙少，体现了细胞对于物质的输入和输出具有选择性。
【答案】　B
4．下列说法中，哪组是植物细胞发生质壁分离的原因(　　)
①外界溶液浓度小于细胞液浓度　②细胞液浓度小于外界溶液浓度　③细胞壁的伸缩性大于原生质层的伸缩性　④原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性
A．②④　　　　　　　　B．①④
C．②③ D．③④
【解析】　发生质壁分离的外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞渗透失水；内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。
【答案】　A
5．(2013·南京高一检测)[实 ( http: / / www.21cnjy.com )验探究]如图为某同学利用紫色洋葱鳞片叶作为实验材料，观察植物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤，请据图回答：
(1)你认为该实验有无对照实验________(填“有”或“无”)。
(2)B步骤主要观察洋葱鳞片叶表皮细胞的紫色____________的大小以及__________(填“原生质层”或“原生质体”)的位置。
(3)C步骤中吸水纸的作用是________________________________________________________________________。
(4)在F步骤时，若观察到细胞质壁分 ( http: / / www.21cnjy.com )离不能复原，最可能的原因是________________________________________________________________________。
【解析】　(1)实验的前后操作形成对照，即正常状态下的细胞为对照组，处理后的细胞为实验组。
(2)由于细胞液中含有色素所以便于观察，质壁分离与复原是指细胞壁和原生质层的分离，所以原生质层位置的变化是观察的对象。
(3)C步骤中吸水纸的主要作用是让细胞浸泡在蔗糖溶液中。
(4)当外界溶液浓度过高时，细胞会因失水过多而死亡。
【答案】　(1)有　(2)液泡　原生质层
(3)让细胞浸泡在蔗糖溶液中
(4)细胞失水过多而死亡
第2节生物膜的流动镶嵌模型
(教师用书独具)
●课标要求
1．简述生物膜的结构。
2．探讨在建立生物模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。
3．探讨建立生物模型的过程，如何体现结构与功能相适应的观点。
●课标解读
1．生物膜模型的构建过程简单了解即可。
2．流动镶嵌模型的基本内容是本节的重点，可结合结构模式图理解掌握。
3．通过学习，要明确生物膜的结构与功能是如何适应的。
●教学地位
细胞膜的选择透过性、物质跨膜运输不同的 ( http: / / www.21cnjy.com )方式，都与膜结构有关。即本课时内容体现出了结构决定功能的观点。同时本节内容和前面的第二章中的“化合物”和第三章中的“细胞膜”、“生物膜系统”等内容都有一定的联系，即有承上启下的作用。高考中常对生物膜的功能特性、细胞代谢等综合考查。
●教法指导
利用平面的、动态的，不同角度的 ( http: / / www.21cnjy.com )图片呈现出不同视角，如【新课导入建议】1的三个动画，以此导入新课。提出问题，例如：若让你构建生物膜的结构模型，你需要获取与生物膜有关的哪些资料？学生有了直观的感性认识后，在过程中体验科学的实验思想和实验方法。课件出示模型建构1，学生板演绘制结束时，让学生闭着眼想象膜的流动情景，用流动膜的动态课件展示，使学生领悟生物膜结构与功能的统一性。扫描教材P68图4－6生物膜的结构模型示意图后展示在屏幕上，让学生用准确的语言对生物膜的结构特点予以描述。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．大屏幕演示以下三个动画：①水分子进 ( http: / / www.21cnjy.com )入细胞膜的过程；②葡萄糖分子进入红细胞的过程；③钾离子进入细胞膜的过程。提问：①这三种物质进入细胞膜的方式相同吗？②这种不同是由生物膜的什么决定的？
2．生物膜是一种选择透过性膜。那为什么会有 ( http: / / www.21cnjy.com )选择性呢？生物膜是靠什么机制来对不同的物质进行选择的呢？这跟细胞膜的哪些结构有密切的关系？现在有三种材料：塑料袋、普通布和弹力布，用哪种更适合于体现细胞膜的功能呢？
●教学流程设计
课前自主探究：①阅读教材P6 ( http: / / www.21cnjy.com )5～67有关知识，标出探索内容及推论(假说)并填充“【课前自主导学】知识1及思考交流1”；②阅读教材P68完成“【课前自主导学】知识2及思考交流2”。 步骤1：课程导入：建议用【新课导入建议】以第一种方式播放动画，观察现象并引发设问，以第二种导入方式引出生物膜的结构特点，导出课题。 步骤2：检测预习效果：口答【课前自主导学】部分的【正误判断】并给予校正。 步骤3：教师课件演示欧文顿及其他科学家的实验推论过程结合【课堂互动探究】探究1的1、2 3的有关知识，完成【当堂双基达标】第1、2、4小题。

步骤7：结合教材P65的【本节聚焦】迅 ( http: / / www.21cnjy.com )速记忆重点内容，尝试表述教材P67【思考与讨论】1、2小题，并进行组间交流与沟通。 步骤6：对【当堂双基达标】3、5小题以抢答方式完成。分组探讨教材P66【思考与讨论】1、2、3、小题的准确答案。 步骤5：演示物质跨膜运输的动画，引导学生思考总结生物膜的结构特点，同时播放生物膜的流动画面并结合教材P68的示意图、例2进行补充强化。 步骤4：对例2中【审题导析】重点剖析。学生自主作答例1及【课后知能检测】1、10小题并对照参考答案自评。

步骤8：诵读【结论语句】，尝试构建最优 ( http: / / www.21cnjy.com )知识网络图解，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】6、7、9、12小题，【作业】：绘出生物膜的结构模式示意图。
课　程　标　准 重　点　难　点
1.简述生物膜的结构。
2.探讨在建立生物模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。
3.探讨建立生物模型的过程，如何体现结构与功能相适应的观点。 1.生物的流动镶嵌模型。(重点)
2.生物膜结构与功能相适应的应用分析。(难点)
(见学生用书第39页)
对生物膜结构的探索历程
探索历程 探索内容 推论或假说
19世纪末
欧文顿 对植物细胞进行通透性实验，发现溶于脂质的物质更容易通过细胞膜 膜是由脂质组成的
20世纪初 对哺乳动物红细胞的细胞膜进行化学分析 膜的主要成分是脂质和蛋白质
1925年
荷兰科学家 从红细胞中提取的脂质铺成单分子层，其面积是红细胞表面积的两倍 膜中的脂质分子必然排列为连续的两层
1959年
罗伯特森 电子显微镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构 所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，是静态的统一结构
1970年 发绿色荧光的染料标记的小鼠细胞和人细胞融合实验 细胞膜具有流动性
1972年
桑格和尼克森 新的观察和实验证据 提出为大多数人所接受的流动镶嵌模型
1．从以前学过的生物学知识中举出体现细胞膜流动性的实例？(至少两条)
【提示】　洋葱表皮细胞的质壁分离及复原实验；分泌蛋白的分泌过程。
流动镶嵌模型的基本内容
1．填写生物膜的组成物质
a．磷脂分子　b．蛋白质分子　c．糖蛋白
2．图中b的分布形式
(1)镶在[a]磷脂双分子层的表面。
(2)部分或全部嵌入a中。
(3)横跨于整个a中。
3．补充模型中有关结构或功能特点
(1)基本支架：[a]磷脂双分子层。
(2)结构特点：一定的流动性。
(3)生理特性：选择透过性。
(4)c分布于细胞膜的外表面，具有保护、润滑和识别作用。
2．仔细观察桑格和尼克森建构的流动镶嵌模型，它是对称模型吗？
【提示】　不对称。因为构成细胞膜的蛋白质分子的分布是不均匀的。
1．磷脂分子的“头部”是疏水的，“尾部”是亲水的。(×)
【提示】　前者为亲水，后者为疏水。
2．溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。(√)
3．蛋白质分子构成了生物膜的基本支架。(×)
【提示】　磷脂双分子层构成了生物膜的基本支架。
4．构成生物膜的磷脂分子和蛋白质都是可以运动的。(√)
5．细胞膜表面上还有糖类和脂质结合成的糖脂。(√)
6．细胞膜的选择透过性的物质基础是细胞膜上的蛋白质。(√)
(见学生用书第40页)
细胞膜的结构与功能相适应
【问题导思】
①细胞膜的主要成分有哪些？
②糖被起什么作用？
③细胞膜的重要功能有哪些？
1．细胞膜的结构组成
(1)磷脂分子(如图)
①状态：双分子层排列构成膜的基本支架，亲水的“头部”排在外侧，疏水的“尾部”排在内侧
②作用：脂质、脂溶性物质更易通过膜
(2)蛋白质
①位置：镶在表面；嵌入；横跨。
②种类
③载体具有专一性，在一定程度上决定了膜的选择透过性。
(3)糖类
①与某些蛋白质构成糖被。
②糖被有识别、保护、润滑、免疫等作用。
2．细胞膜的功能
(1)保护作用，包括支持、识别、免疫。
(2)控制物质进出细胞，包括吸收、分泌、排泄等。
　
判断细胞膜内外侧的方法
1．判断依据：糖蛋白的分布情况(糖蛋白与识别有关)。
2．判断方法
　(2013·乌鲁木齐高一期末)下图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图，有关叙述错误的是(　　)
A．a指磷脂分子的尾部，具有疏水性
B．c指磷脂分子的头部，具有亲水性
C．糖蛋白在细胞膜的内外侧均有分布
D．细胞膜的选择透过性与b的种类和数量有关
【审题导析】　解答此题应注意：
(1)细胞生活在液体环境中，与之相适应的细胞膜的内外侧应均为亲水性的头部即均为c。
(2)糖蛋白只分布于细胞膜的外表面。
【精讲精析】　磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸 ( http: / / www.21cnjy.com )组成的，其“头”部(c)是亲水端，“尾”部(a)是疏水端。细胞膜为细胞的边界，在细胞膜的外侧分布着具有识别作用的糖蛋白，而在细胞膜的内侧没有糖蛋白分布。细胞膜具有选择透过性，这与细胞膜上b的种类和数量有关。
【答案】　C
生物膜的结构特点与功能特性
【问题导思】
①生物膜中的蛋白质分子是如何排列的？
②你能举出验证生物膜流动性的三个实例吗？
1．生物膜的结构特点——具有一定的流动性
(1)镶嵌性：膜的基本结构是由磷脂双分子层及镶嵌在其上的蛋白质构成的。
(2)流动性
①结构基础：磷脂分子和大多数蛋白质是运动的。
②生理意义：完成物质运输、细胞识别、细胞融合等功能。
③实验验证：变形虫的运动、白细胞吞噬细菌、胞吞和胞吐现象。
(3)不对称性：膜两侧的分子性质和结构不同，如糖蛋白只分布于细胞膜的外表面。
2．生物膜的功能特性——选择透过性
(1)结构基础：膜上具有载体蛋白。
(2)生理意义：控制物质进出。
3．流动性和选择透过性的关系
(1)区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。
(2)联系：流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性。
　
温度、膜流动性与细胞生命活动的关系
1．温度高时，膜流动性大，有利于生命活动的进行，但温度过高，膜的流动性过大，甚至破坏了膜的结构，反而不利于生命活动的正常进行。
2．温度低时，膜的流动性下降，膜的运输功能下降或完全丧失。
　(2013·合肥高一检测)如图为物质A、B、C跨膜运输的情况示意图，对此表述错误的是(　　)
A．图中物质C跨膜运输时没有相应的载体蛋白
B．三种物质的运输方式均未体现生物膜的结构特点
C．适当提高温度，可加速物质C进入细胞
D．物质B的运输情况体现生物膜的选择透过性
【审题导析】　解答此题应注意以下两个关键点：
(1)图示的A、B、C三种物质有选择性地进出细胞体现了生物膜的功能特性和结构特点。
(2)并非所有的物质进出细胞均需要特定的载体蛋白。
【精讲精析】　读图知A、B物质运输时需专一的 ( http: / / www.21cnjy.com )载体蛋白，C物质不需要；三种物质进出细胞，本身就体现了生物膜的流动性及选择透过性，由此判定B项叙述有误。
【答案】　B
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
流动镶嵌模型主要
内容基本骨架磷脂双分子层蛋白质部分或 ( http: / / www.21cnjy.com )者全部嵌入在磷脂双分子层中镶在磷脂双分子层表面横跨整个磷脂双分子层糖类形成糖蛋白质或者糖脂特点结构特点流动性相互关系功能特点选择透过性
结 论 语 句
1．细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特点是具有选择透过性。
2．磷脂双分子层是构成生物膜的基本支架。
3．构成生物膜的磷脂和蛋白质分子大多数是可以运动的。
4．糖蛋白只分布于细胞膜的外表面，与细胞识别作用有关。
(见学生用书第41页)
1．(2013·青岛高一期末)提出生物膜的流动镶嵌模型的科学家是(　　)
A．欧文顿　　　　　　　B．罗伯特森
C．桑格和尼克森 D．施旺和施莱登
【解析】　此题考查“生物膜结构的探索历 ( http: / / www.21cnjy.com )程”。欧文顿最早提出细胞膜的化学成分为脂质，罗伯特森提出了“静态结构模型”，施莱登和施旺提出了细胞学说，桑格和尼克森提出了流动镶嵌模型。
【答案】　C
2．(2013·淮北高一检测)“生物膜的流动镶嵌模型”认为生物膜是(　　)
①以磷脂双分子层为基本支架
②蛋白质—脂质—蛋白质的三层结构
③静止的　　　　　④流动的
A．①④　　B．②④　　C．①③　　D．②③
【解析】　该题主要考查了流动镶嵌模型的内 ( http: / / www.21cnjy.com )容。流动镶嵌模型认为磷脂双分子层形成基本支架；蛋白质有的镶在表面，有的部分或全部嵌入，有的横跨磷脂双分子层；构成生物膜的磷脂分子和大部分蛋白质分子是运动的，即细胞膜具有一定的流动性。
【答案】　A
3．(2012·包头高一检测)如图能正确表示细胞膜结构的是(　　)
【解析】　细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，磷脂分子亲水性的头部排在外侧，疏水的尾部排在内侧，细胞膜的外表面有蛋白质与多糖构成的糖被。
【答案】　C
4．在处理污水时，人们设计出了一种 ( http: / / www.21cnjy.com )膜结构，有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低有毒重金属离子对水的污染，这是试图模拟细胞膜的(　　)
A．流动性功能 B．脂双层结构
C．流动镶嵌模型 D．选择透过性功能
【解析】　细胞膜的生理功能(或生理特 ( http: / / www.21cnjy.com )性)是具有选择透过性，即可以让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。该膜结构模拟的是细胞膜的选择透过性功能。
【答案】　D
5．(2013·石家庄高一质检)下图为细胞膜的亚显微结构模式图。请据图回答：
(1)图中[3]表示______________，它是组成该结构的________。从排列看，该结构的内外都富含[1]________。
(2)[2]表示________，它是由__________、________、
________组成的分子，其头部具有________性，尾部具有________性。
(3)在低温下，[3]排列整齐，但温度上升后，会出现排列不整齐现象，其厚度也会减少，这说明该结构具有________性。
(4)这种结构的外表，有一层由____ ( http: / / www.21cnjy.com )______________与________结合形成的________，叫做________。它与细胞表面的________有密切关系。
(5)这种结构的功能特性是_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______________________________________________________________________。
【解析】　首先分析图，由图 ( http: / / www.21cnjy.com )中可看出有磷脂分子和蛋白质分子，可知是细胞膜的亚显微结构图。构成细胞膜的分子大都是可以流动的，故整个膜具有流动性。细胞膜具有控制内外物质交换的作用，其功能特性是具有选择透过性。
【答案】　(1)磷脂双分子层　基本支架　蛋白质
(2)磷脂分子　磷酸　甘油　脂肪酸　亲水　疏水
(3)流动　(4)细胞膜上的蛋白质　糖类　糖蛋白　糖被　识别　(5)具有选择透过性
第3节物质跨膜运输的方式
(教师用书独具)
●课标要求
1．说明物质进出细胞的方式。
2．进行图表数据的解读。
●课标解读
1．对于非跨膜运输方式胞吞、胞吐只作简单了解即可。
2．利用表格比较被动运输中的自由扩散、协助扩散与主动运输的异同。
3．结合坐标曲线、图解等剖析影响跨膜运输的因素是本节的重难点，应多下功夫。
4．结合生活实例分析主动运输对细胞生活的意义。
●教学地位
物质的跨膜运输是细胞与细胞、细胞与环境进行 ( http: / / www.21cnjy.com )物质交流的重要方式，在生命活动中有着重要的地位。在近几年的高考试题中，侧重于不同物质的跨膜方式的判断及影响物质运输的外界因素、实验探究等。常结合细胞结构、代谢等综合考查。
●教法指导
本课时的基本思路可以确定为：展示现象→提出问 ( http: / / www.21cnjy.com )题→解释原理→总结概念。1.介绍物理上的扩散现象，得出扩散的概念；让学生分析水分子进出细胞是不是与上述扩散相似，再列举氧和二氧化碳进出细胞的现象，总结出自由扩散的概念。2.呈现“问题探讨”中的实验现象，提出“葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，却能通过细胞膜，这是为什么？”这一问题，让学生尝试作出解释，再指出载体蛋白的作用，总结协助扩散的概念。3.列举物质逆浓度梯度跨膜运输的现象，提出这些物质为什么能够逆浓度梯度运输的问题，进行解释，总结主动运输的概念(被动运输的概念也可在此对比总结)，说明主动运输的意义。最后可让学生列表总结不同运输方式的特点。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．将教材P70【问题探讨】的“人工无蛋白质 ( http: / / www.21cnjy.com )的脂双层膜”及不同的物质做成一个动画的形式，结合讨论1、2、3，让学生思考为什么会发生这样的现象，这与膜上的蛋白质有关系吗？进而引出课题。
2．采取复习引入的方式即先给 ( http: / / www.21cnjy.com )予一个扩散的实例，接着展示水分进出植物细胞的情况，提问：“水分进出细胞是不是与上述演示的扩散相似呢？”(取决于细胞内外的浓度差)，若把水换成其他物质如氨基酸、葡萄糖、K＋、Na＋、Cl－呢？
●教学流程设计
课前自主探究：①阅读教材P70填 ( http: / / www.21cnjy.com )充“【课前自主导学】知识1及思考交流1”；②自学教材P71～72，完成【课前自主导学】知识2、知识3及思考交流2。 步骤1：课程导入：以【新课导入建议】中的第一或二种方式导入新课，通过提问题等形式激发学生学习兴趣。 步骤2：学生可采取自评或互动形式完成【课堂互动探究】中探究1【问题导思】、【正误判断】及【对点连线】，教师给予校正。 步骤3：教师引领学生分析教材P71图4－7【思考与讨论】，并通过课件展示让学生尝试总结。绘出表格，比较自由扩散与协助扩散的异同。

步骤7: 尝试构建本课时最佳知识网络，并进 ( http: / / www.21cnjy.com )行展评，自主完成【当堂双基达标】1、2、3、5小题。以小组互动讨论交流方式解读教材P73【技能训练】，总结图解题的一般解题思路。 步骤6：对例3中的曲线进行解读，总结解读曲线题的一般方法及技巧。 步骤5：将几种不同运输方式由课件以动画形式同时展示，比较其异同，总结影响运输的因素，完成【课堂互动探究】探究2的知识分析。 步骤4：观察分析教材P71表格中的数据－强调“逆浓度梯度运输”，由教材P72图4－8总结主动运输发生的条件，通过动画展示不同离子进出细胞的画面，进一步提炼主动运输的特点。要求学生完成【课堂互动探究】探究1的知识分析。

步骤8: 识记【结论语句】，结合教材P ( http: / / www.21cnjy.com )70【本节聚焦】从整体上把握本课时的重点内容，在草纸上尝试绘出关于几种跨膜运输方式比较项目的表格并认真填充。课下完成【课后知能检测】。
课　程　标　准 重　点　难　点
1.说明物质进出细胞的方式。
2.进行图表数据的解读。 物质跨膜运输方式的判断方法。(重难点)
(见学生用书第42页)
被动运输
1.概念：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散。
2．类型(如图)
　　　　　　　甲　　　　　　　　　　　　　　　乙
(1)填写有关跨膜运输方式
甲图：自由扩散；乙图：协助扩散。
(2)运输特点：
物质A：通过简单的扩散进出细胞。
物质B：借助载体蛋白进出细胞。
(3)实例：物质A可以是水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等；
物质B可以是葡萄糖进入红细胞。
1．被动运输能体现细胞膜的功能特点吗？
【提示】　能。因为协助扩散中需要载体蛋白，载体蛋白的种类和数量体现了细胞膜的选择透过性。
主动运输(如图)
1．运输方向：从低浓度一侧运输到高浓度一侧。
2．基本条件
(1)细胞膜上相应载体蛋白的协助。
(2)消耗细胞内化学反应所释放的能量。
3．生理意义
保证活细胞按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
大分子物质的运输
1．结构基础：细胞膜的流动性。
2．条件：二者都需要消耗能量。
3．过程：
(1)a：大分子物质囊泡―→大分子物质进入细胞内。
(2)b：大分子物质―→囊泡大分子物质排出细胞外。
2．胞吞和胞吐属于跨膜运输吗？需要消耗能量吗？
【提示】　不属于；需要消耗能量。
1．协助扩散和主动运输所需细胞膜上的载体蛋白相同。(×)
【提示】　载体蛋白具有专一性。
2．葡萄糖分子只有通过主动运输才能进入红细胞。(×)
【提示】　顺浓度梯度时，为协助扩散。
3．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。(×)
【提示】　水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等可以通过自由扩散进入细胞，离子、氨基酸等只能通入主动运输进入细胞。
4．主动运输保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收营养物质。(√)
5．自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度进行的；主动运输是逆浓度梯度进行的。(√)
6．人体的白细胞可以吞噬入侵的细菌、衰老的红细胞等，这种现象称为胞吞。(√)
①自由扩散　　　　　　a．唾液淀粉酶的分泌
②协助扩散 b．二氧化碳排出细胞
③主动运输 c．变形虫摄食
④胞吞 d．葡萄糖进入红细胞
⑤胞吐 e．轮藻细胞吸收K＋
【提示】　①－b　②－d　③－e　④－c　⑤－a
(见学生用书第43页)
被动运输与主动运输的比较
【问题导思】
①试举例说明自由扩散和协助扩散为何称为被动运输？
②主动运输有何特点？
物质跨膜运
输的方式
被动运输
自由扩散 协助扩散 主动运输
物质运输方向 高浓度→
低浓度 高浓度→
低浓度 低浓度→
高浓度
是否需要载体 不需要 需要 需要
是否消耗能量 不消耗 不消耗 消耗
模型
　
1．同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细胞吸收葡萄糖为协助扩散，小肠上皮细胞吸收葡萄糖则是主动运输。
2．细胞膜的磷脂双分子层作为基本支架，确保了脂溶性物质以自由扩散的方式通过细胞膜。
3．载体蛋白是细胞膜上的蛋白质，载体蛋白具有专一性。
4．这三种运输方式是主要的运输方式，以运输小分子和离子为主，不包含大分子，大分子物质以胞吞和胞吐的形式进出细胞。
　(2012·海南高考)在动物细胞的物质运输中，属于自由扩散的是(　　)
A．红细胞中的Na＋进入血浆
B．细胞外液中的O2进入肌细胞
C．细胞外液中的K＋进入神经细胞
D．血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞
【审题导析】　解答此题必须明确：
(1)人体红细胞中的Na＋只有血浆中的1/6，而K＋浓度比血浆高30倍，Na＋的运出，K＋的运入为逆浓度梯度。
(2)甲状腺滤泡上皮细胞中的碘浓度 ( http: / / www.21cnjy.com )比血浆中浓度高。【精讲精析】　人红细胞中的Na＋只有血浆中的1/6，为了维持Na＋细胞外高浓度、K＋细胞内高浓度，细胞靠主动运输运出Na＋，运进K＋，故A、C项错误；O2的跨膜运输是自由扩散，故B项正确；甲状腺滤泡上皮细胞中碘浓度比血浆中的浓度高，血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞属于主动运输，故D错。
【答案】　B
影响跨膜运输的因素及相关曲线
解读
【问题导思】
①影响自由扩散的因素有哪些？
②细胞膜上载体数量如何影响协助扩散？
③影响主动运输的因素有哪些？
1．影响因素
(1)影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。
(2)影响协助扩散的因素：①细胞膜内外物质的浓度差；②细胞膜上运载物质的载体数量。
(3)影响主动运输的因素
①载体：是细胞膜上的一类蛋白质。
a．载体具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数目也不同。
b．载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时，细胞吸收该载体运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。
②能量：凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。
2．曲线解读
(1)物质浓度对运输速率的影响曲线
①自由扩散的动力是细胞膜两侧的浓度差，所以随物质浓度的增大运输速率增大，如A图。
②协助扩散和主动运输都需要载体蛋 ( http: / / www.21cnjy.com )白的协助，在物质浓度较低时，随物质浓度的增大，运输速率也逐渐增大，当达到一定物质浓度时，由于受膜上载体蛋白数量的限制，运输速率不再随浓度的增大而增大，如B图。
③主动运输可以逆浓度梯度运输，它受载体蛋白数量及能量的影响，如C图。
(2)O2浓度对物质运输速率的影响曲线
①自由扩散和协助扩散两者运输的动力均来自浓度差，不需要能量，所以运输速率与O2浓度无关，不随O2浓度的增加而改变，如D图。
②主动运输既需要能量又需要载体蛋白，当 ( http: / / www.21cnjy.com )为E图中a～b时，细胞通过呼吸供能，随O2浓度的升高，呼吸加强，运输速率不断增大；当到达b点以后能量供应充足，由于受载体蛋白数量的限制，运输速率不再增大。
　
物质进出细胞方式的判断
一看物质分子大小，判断是不是跨膜运输；二看能量；三看载体。
　图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下列表述正确的是(　　)
A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输
B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面
C．方式b的最大运输速率与载体蛋白数量有关
D．抑制细胞呼吸对方式a和b的运输速率均有影响
【审题导析】　解答此题应从以下几点入手：
(1)明确自由扩散的影响因素是浓度差；协助扩散的影响因素为浓度差和膜上的载体蛋白的数量。
(2)明确主动运输的影响因素为载体及能量。
(3)解读曲线知物质浓度影响自由扩散速率无最大值，而影响协助扩散或主动运输有最大值。
【精讲精析】　从图像看，a曲线表示 ( http: / / www.21cnjy.com )自由扩散；b曲线表示协助扩散或主动运输。脂溶性小分子物质通过自由扩散运输，故A项错误。由于a曲线表示自由扩散，自由扩散中没有载体蛋白的参与，故B项错误。自由扩散和协助扩散都不消耗能量，故D项错误。协助扩散与载体蛋白有关，在浓度足够大的情况下，载体蛋白数量的多少决定某物质的最大运输速率，故C项正确。
【答案】　C
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．自由扩散既不需要载体，也不需要能量，水、气体及脂溶性物质以自由扩散方式运输。
2．协助扩散需要载体，但不需要能量，实例是红细胞吸收葡萄糖。
3．主动运输既需要能量，又需要载体，无机盐离子等主要以主动运输方式出入细胞。
4．被动运输是顺浓度梯度的扩散，而主动运输则为逆浓度梯度的运输。
(见学生用书第45页)
1．(2013·合肥高一期末)已知K＋通过细胞膜的方式如下图所示，则下列哪种物质有与其相同的运输方式(　　)
A．乙醇　　　　　　　B．胆固醇
C．脂肪酸 D．氨基酸
【解析】　从图中可以看出，在一定的浓 ( http: / / www.21cnjy.com )度范围内K＋的吸收量随氧气含量的增大而增大，因此可判断K＋的吸收是消耗能量的过程，所以这种离子的吸收方式是主动运输，而给出的四个选项中只有氨基酸通过细胞膜的方式是主动运输，而其余三种物质均以自由扩散的方式通过细胞膜。
【答案】　D
2．下图为某种离子跨膜运输的示意图，由此做出的判断正确的是(　　)
　　　甲　　　　　　　　乙　　　　　　　　　丙
A．图中离子跨膜的正确顺序是乙→丙→甲
B．离子跨膜有随机性并消耗ATP中的能量
C．磷脂的运动使离子跨膜的通道自动开闭
D．图示的离子跨膜方式为自由扩散
【解析】　细胞外的物质先与开口朝外的载 ( http: / / www.21cnjy.com )体蛋白结合，然后在能量的驱动下，载体蛋白开口朝内，将物质释放出来；细胞膜具有选择透过性；磷脂的运动不能使离子跨膜的通道自动开闭；图示的离子跨膜方式既需要载体又需要能量，为主动运输。
【答案】　A
3．(2013·临沂高一质检)红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是(　　)
A．都可以从低浓度到高浓度一边
B．都需要供给ATP
C．都需要载体蛋白协助
D．既需要载体蛋白协助又需要消耗能量
【解析】　葡萄糖进入红细胞是协助扩散，无机盐进入红细胞是主动运输，两者都需要载体蛋白协助。
【答案】　C
4．如图表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列与此有关的叙述错误的是(　　)
A．a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生
B．a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成
C．b表示细胞分泌的同时会导致膜成分的更新
D．b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式
【解析】　 胞吞和胞吐 ( http: / / www.21cnjy.com )是膜流动性的具体体现，胞吞过程所摄取的大分子通过膜外表面的糖被识别，并消耗能量进入细胞内；细胞分泌是指高尔基体“出芽”形成的囊泡与细胞膜融合，将大分子物质排到膜外，因此，有部分高尔基体膜的成分转移到细胞膜；排出废物和摄取养分的基本方式是利用膜的选择透过性直接通过细胞膜，以被动运输、主动运输等方式进行的。
【答案】　D
5．(2013·盐城高一检测)如图为物质出入细胞膜的示意图，据图回答：
(1)图中所示的细胞膜模型称为____________。
(2)细胞膜的基本支架是[　]__ ( http: / / www.21cnjy.com )__________(填图中字母及名称)；细胞膜功能的主要承担者是[　]________(填图中字母及名称)。D代表________。
(3)细胞膜从功能上来说 ( http: / / www.21cnjy.com )，它是一层________膜。O2、CO2、H2O等物质通过细胞膜的方式是图中的哪一种？________(填图中字母编号)。
(4)动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有____________。
(5)葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )的过程是以图中的哪种方式？________(填图中编号)；与O2、CO2、H2O等物质的吸收相比，此方式的最大特点是____________________________，与此相关的细胞器结构有________、________等。
【解析】　(1)(2)图示所示的 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞膜模型称为流动镶嵌模型，基本支架是磷脂双分子层，蛋白质或镶在表面，或部分或全部嵌入，或横跨磷脂双分子层，是膜功能的主要承担者，有些蛋白质与糖链结合形成糖蛋白，与识别有关，分布于膜外。(3)(4)细胞膜的结构特点是流动性，功能特点是选择透过性，O2、CO2、H2O等物质通过细胞膜的方式是自由扩散。细胞吸水膨胀时，膜厚度变小，说明细胞膜具有一定的流动性。(5)葡萄糖进入小肠上皮细胞的过程是主动运输，即图中的a，与自由扩散相比，此方式的最大特点是既需要载体蛋白，又需要消耗能量，与此相关的细胞器有线粒体、核糖体等。
【答案】　(1)流动镶嵌模型　(2)B　磷脂双分子层　A　蛋白质　糖链
(3)选择透过性　b　(4)一定的流动性
(5)a　既需要载体蛋白，又需要消耗能量　线粒体　核糖体