1、第2、3节 生物膜的流动镶嵌模型_物质跨膜运输的方式1.脂溶性物质能优先通过细胞膜，说明细胞膜中含有脂质。2流动镶嵌模型认为：磷脂双分子层构成膜的基本支架，蛋白质分子或镶在、或嵌入或贯穿于磷脂双分子层。3细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性。4糖蛋白只分布于细胞膜的外表面，与细胞识别作用有关。5自由扩散既不需要载体蛋白，也不需要能量，水、气体及脂溶性物质以自由扩散方式运输。6协助扩散需要载体蛋白，但不需要能量，实例是红细胞吸收葡萄糖。7主动运输既需要能量，又需要载体蛋白，无机盐离子主要以主动运输方式出入细胞。一、对生物膜结构的探索历程1早期经历填表时间(人物)实验依据结
2、论或依据19世纪末欧文顿对植物细胞的通透性进行实验，发现脂溶性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2倍细胞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的结构所有生物膜都由蛋白质脂质蛋白质构成，是一种静态的统一结构2荧光标记细胞膜实验填图3桑格和尼克森的结论在新的观察和实验证据的基础上，提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。二、生物膜的流动镶嵌模型1结构模型据图填空2结构特点生物膜的结构特点是具有一定的流动性。三、
3、物质跨膜运输的方式1离子和小分子物质的跨膜运输连线2大分子物质的运输填表类别方式过程进细胞胞吞大分子细胞膜表面细胞膜内陷形成小囊小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡进入细胞内部出细胞胞吐大分子先在细胞内形成囊泡囊泡移动到细胞膜处与细胞膜融合大分子排出细胞1判断下列叙述的正误(1)不同细胞的形态相对固定，主要是由细胞膜决定的，因为构成细胞膜的蛋白质和磷脂分子都是相对固定不动的()(2)不同细胞膜的磷脂分子是相同的，而蛋白质分子是不同的()(3)哺乳动物成熟的红细胞吸收葡萄糖时，需要载体蛋白协助，可以逆浓度梯度进行()(4)甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜()2关于生物膜结构探索历程
4、的叙述，不正确的是()A最初的探索是通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的B三层结构模型认为生物膜为静态的统一结构C流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的D三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中的分布是不均匀的解析：选D罗伯特森提出的三层结构模型认为生物膜结构是蛋白质脂质蛋白质，电镜下观察到的中间亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子，认为蛋白质的分布是均匀的、固定的。3下列跨膜运输的生理活动，属于主动运输的是()A酒精进入胃黏膜细胞B二氧化碳由静脉血进入肺泡内C原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞D水分子出入细胞解析：选C酒精、二氧化碳和水分子出入细胞
5、的方式都是自由扩散。4在物质出入细胞的方式中，自由扩散区别于协助扩散的是()A由高浓度向低浓度扩散B需要载体蛋白C由低浓度向高浓度扩散 D不需要载体蛋白解析：选D自由扩散与协助扩散的相同之处是物质顺浓度梯度(高浓度低浓度)跨膜运输，同时均不消耗能量；不同之处表现在自由扩散不需要载体蛋白，而协助扩散需要载体蛋白。1生物膜的流动镶嵌模型(1)细胞膜中的脂质除磷脂外，还有一些糖脂和胆固醇。(2)糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的外表面。(3)脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的，而是呈不对称性分布。2生物膜的结构特点具有一定的流动性(1)结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的。(2)实例证明：质
6、壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞噬作用等。(3)膜的流动性受温度影响，在一定温度范围内，随温度升高，膜的流动性加快。3结构特点和功能特性的关系思考探究1(1)有人在实验时发现：在一定温度下，细胞中的脂质分子均垂直排列于膜表面；当温度升高到一定程度时，细胞膜中的脂质分子有75%排列不整齐，细胞膜的厚度变小，表面积扩大，对离子和分子的通透性提高。据有关内容解释上述现象。提示：细胞膜具有一定的流动性，温度可影响膜的流动性。(2)如何判断膜的内侧和外侧？提示：根据糖蛋白的分布情况，有糖蛋白的一侧为膜的外侧，无糖蛋白的一侧则为膜内侧。题组冲关1下图为细胞膜的流动镶嵌模型，有关叙述不正确的
7、是()A具有的一侧是细胞膜的外侧B与细胞表面的识别作用有关C是构成细胞膜的基本支架D细胞膜的选择透过性与的种类和数量有关解析：选D图中表示糖蛋白，它分布在细胞膜的外侧，具有细胞识别的作用；是磷脂双分子层，它是构成细胞膜的基本支架；细胞膜的选择透过性与细胞膜上的载体蛋白有密切的关系，载体蛋白对应于图中的。2下列关于细胞膜的流动性和选择透过性的叙述，不正确的是()A流动性的基础是组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是运动的B选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白和磷脂分子具有特异性C细胞的胞吞和胞吐体现了细胞膜的流动性D钾离子通过主动运输的形式进入细胞体现了细胞膜的选择透过性解析：选B细胞膜选择透过
8、性的基础是细胞膜上的载体蛋白具有特异性，而磷脂分子没有特异性。1物质进出细胞的方式比较离子和小分子物质大分子和颗粒状物质自由扩散协助扩散主动运输胞吞和胞吐方向高浓度低浓度高浓度低浓度低浓度高浓度与浓度无关载体蛋白不需要需要需要不需要能量不需要不需要需要需要图例举例O2、CO2、甘油等脂溶性物质血浆中葡萄糖进入红细胞K进入红细胞，葡萄糖进入小肠细胞白细胞吞噬细菌、胰岛B细胞分泌胰岛素2影响物质跨膜运输的因素(1)物质浓度(在一定的范围内)：(2)氧气浓度：(3)温度：思考探究2(1)主动运输需要的能量主要通过细胞进行有氧呼吸提供。植物生长需从土壤中吸收大量无机盐。请解释在农业生产中为什么要给作物
9、松土？提示：松土可增加土壤中O2含量，促进有氧呼吸，有利于植物主动吸收各种无机盐离子。(2)从主动运输的条件角度分析，与主动运输有直接关系的细胞器有哪些？提示：能量线粒体，载体蛋白核糖体。题组冲关3物质进出细胞的方式有跨膜运输(被动运输和主动运输)和非跨膜运输(胞吞和胞吐)。下列有关物质进出细胞方式的判断，正确的是()A依据是否消耗能量，只要运输过程中耗能就是主动运输B依据物质浓度梯度，顺浓度梯度的运输一定是自由扩散C依据是否需要载体蛋白，需要载体蛋白的运输就是协助扩散D依据跨膜的层数，跨膜层数为0的就是胞吞或胞吐解析：选D物质进出细胞方式中主动运输、胞吞和胞吐均消耗能量；顺浓度梯度的运输有自
10、由扩散和协助扩散；需要载体蛋白的运输有协助扩散和主动运输；胞吞和胞吐为非跨膜运输，通过膜的层数为0。4某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用下列四种曲线表示：在研究肝细胞运输物质X时，发现与曲线和相符，则细胞膜运输物质X的方式是()A主动运输B自由扩散C胞吞和胞吐 D协助扩散解析：选D曲线表明物质X的运输有饱和现象，即需要载体蛋白。曲线表明物质X的运输过程与O2浓度无关，即不需要能量。由此可断定物质X的运输方式是协助扩散。典例图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异。其中通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是()ANaBCO2C胰岛素 DK解题流程解题
11、模板“四看法”判断物质运输方式解题模板题组冲关1据报道，一种称作“瘦素穿肠蛋白”的药物治疗肥胖，可口服使用，以减轻肥胖症患者肌肉注射的痛苦。小肠上皮细胞吸收该药物最可能的方式为()A渗透作用 B胞吞C协助扩散 D主动运输解析：选B瘦素穿肠蛋白是一种蛋白质，属于生物大分子，其吸收方式最可能是胞吞。2(安徽高考)下图为氨基酸和Na进出肾小管上皮细胞的示意图。下表选项中正确的是()选项管腔中氨基酸上皮细胞管腔中Na上皮细胞上皮细胞中氨基酸组织液A主动运输被动运输主动运输B被动运输被动运输被动运输C被动运输主动运输被动运输D主动运输被动运输被动运输解析：选D依图示，管腔中的氨基酸逆浓度梯度进入上皮细胞
12、，属于主动运输；管腔中的Na顺浓度梯度进入上皮细胞，属于协助扩散(被动运输)；上皮细胞中的氨基酸顺浓度梯度进入组织液，属于协助扩散(被动运输)。一、选择题1下列对生物膜的结构叙述最科学的是()A所有的生物膜均为蛋白质脂质蛋白质三层结构构成，是一个静态的统一结构 B生物膜中的脂质全为磷脂，且呈双层排布C生物膜具有流动性，蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层D生物膜具有流动性，表现为磷脂双分子层可以运动，但蛋白质不可以运动解析：选C构成生物膜的脂质主要是磷脂，动物细胞膜中还含有胆固醇，磷脂双分子层构成膜的基本支架。蛋白质在磷脂双分子层中分
13、布位置有多种，但大多数是运动的。分子的运动决定了生物膜具有一定的流动性。2实验表明，正常情况下维生素D可以优先通过细胞膜进入到细胞内部，这是因为()A细胞膜上含有蛋白质分子B细胞内维生素D的浓度过低C细胞膜的基本支架是磷脂双分子层D细胞膜上运输维生素D的载体蛋白较多解析：选C维生素D的化学本质是脂质中的固醇类物质，根据物质的相似相溶原理，维生素D可以优先通过细胞膜进入到细胞内部，这是因为细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，维生素D跨膜运输方式为自由扩散，不需要载体蛋白。3下面是神经细胞的细胞膜结构模式图，其中正确的是()解析：选A细胞膜以磷脂双分子层为基本支架，排列时具有亲水性的头部排列在外侧，具
14、有疏水性的尾部排列在内侧。蛋白质分子可镶在或贯穿于磷脂双分子层中。4细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，能够反映该特点的实例有()白细胞吞噬病菌蛋白质不能被吸收变形虫的变形运动水分子能自由进出细胞细胞融合ABC D解析：选B细胞膜的流动性是指组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是可以运动的，白细胞吞噬病菌、变形虫的变形运动以及细胞融合都能够反映这一特点。5人体肝细胞内CO2分压和K浓度高于细胞外，而O2分压和Na浓度低于细胞外，上述四种物质中通过主动运输进入该细胞的是()ACO2BO2CKDNa解析：选CO2和CO2进出细胞的方式是自由扩散；Na顺浓度进入细胞的方式是协助扩散；K逆浓度进入细胞
15、的方式是主动运输。6下图表示小肠绒毛上皮细胞的细胞膜对不同物质的运输方式(运输的方向由箭头表明，黑点的数量代表每种物质的浓度)，下列叙述正确的是()Aa物质可能是氧气，b物质可能是葡萄糖Ba物质可能是水，b物质可能是甘油Ca物质可能是胆固醇，b物质可能是氧气Da物质可能是葡萄糖，b物质可能是氨基酸解析：选Aa物质由高浓度一侧运输至低浓度一侧，不需要载体蛋白，也不消耗能量，属于自由扩散，故a物质可能是氧气、水、甘油或胆固醇；b物质由低浓度一侧运输至高浓度一侧，需要载体蛋白，消耗能量，运输方式为主动运输，故b物质可能是葡萄糖或氨基酸。7下图表示两种不同的运输方式，关于这两种运输方式的叙述，错误的是
16、()A图甲和图乙表示的运输方式都需要载体蛋白的协助B限制图甲表示的运输方式的因素是载体数量和能量C氧气浓度能影响图乙表示的运输方式而不影响图甲表示的运输方式D图甲表示的运输方式属于被动运输解析：选B根据图甲和图乙的运输条件可以推出图甲表示的运输方式是协助扩散，属于被动运输；图乙表示的运输方式不仅需要载体蛋白，还需要消耗能量，属于主动运输。然后再根据已知的运输方式逆向推出两种运输方式的限制条件。二、非选择题8下图表示细胞膜结构示意图及物质出入细胞膜的方式，请根据图回答问题：(1)脂溶性物质容易通过细胞膜，主要与构成细胞膜的_有关(填图甲中号码)。(2)白细胞能改变形状穿过毛细血管壁，到达炎症部位
17、吞噬病菌，这说明_。(3)人的小肠上皮细胞可以吸收葡萄糖，而不吸收比葡萄糖相对分子质量小的木糖，这说明了_，这种特性与图甲中的_(填图甲中号码)有关。(4)假如该细胞膜表示胃上皮细胞膜，酒精通过时可用图甲中_表示；假如该细胞膜表示小肠上皮细胞膜，吸收K可用图甲中_表示。(5)图乙所示方式可表示图甲中的_。解析：图甲为细胞膜结构示意图，a、e为主动运输，其中e为排出，a为吸收；为蛋白质分子，为磷脂双分子层。图乙中物质可逆浓度梯度从细胞外向细胞内运输，可见是主动运输过程。答案：(1)(2)细胞膜具有一定的流动性(3)细胞膜具有选择透过性(4)ba(5)a一、选择题1科学家在实验中发现，脂溶性物质能
18、够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解，这些事实说明了组成细胞膜的物质中有()A糖类和脂质B糖类和蛋白质C蛋白质和脂质 D蛋白质和核酸解析：选C根据“相似相溶”原理以及酶具有专一性的特性，可以得知细胞膜中含有脂质和蛋白质。2将大量磷脂分子放入清水中，搅拌后，下列图示现象不可能出现的是()解析：选A依据“相似相溶”原理，磷脂分子不可能散乱地分布在水中。3下面为物质出入细胞的方式的概念图，有关叙述错误的是()物质出入细胞的方式A所示运输方式依赖细胞膜的结构特点B人体中葡萄糖进入红细胞依赖C需要消耗细胞中化学反应释放的能量D的相同点是需要载体蛋白协助解析：选B表示胞吞或
19、胞吐，该过程依赖细胞膜的结构特点流动性；葡萄糖进入红细胞通过协助扩散()而不是主动运输()；都需要消耗能量；主动运输()和协助扩散()都需要载体蛋白。4如果使用药物限制细胞膜上蛋白质的活性，则物质X的运输速率迅速下降，如果抑制呼吸作用，却对运输速率没有影响。对该物质运输方式的叙述错误的是()A该方式是被动运输B与甘油进入细胞的方式相同C该方式是顺浓度梯度运输的D葡萄糖进入红细胞通常为该种方式解析：选B根据协助扩散需要载体蛋白的协助和不需要消耗能量的特点，确定该物质运输方式属于协助扩散，为被动运输；甘油进入细胞的方式是自由扩散，所以方式不同；由于物质X出入细胞时不需要消耗能量，所以是顺浓度梯度运
20、输的；葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白协助，但不消耗能量，为协助扩散。5将洋葱表皮细胞放置在不同浓度的物质M溶液中，并测定洋葱表皮细胞吸收M的速率，结果如下图所示。对结果的解释最合理的是()A细胞吸收M的方式为自由扩散B细胞吸收M的方式为主动运输C细胞吸收M需载体蛋白的参与D细胞吸收M所需能量供应不足解析：选C从柱形图分析，物质M溶液的浓度不影响洋葱表皮细胞吸收M的速率，说明细胞对M的吸收方式不是被动运输；通入空气前后也不影响洋葱表皮细胞吸收M的速率，说明与能量无关；综上所述，能够影响细胞吸收M的因素是载体蛋白。6下图表示细胞膜的亚显微结构，有关a和b为两种物质的运输方式，叙述正确的是()A不同物
21、种的细胞中的种类均不相同Ba物质进入细胞的方式是自由扩散，b物质进入细胞的方式是主动运输C若图示为红细胞的细胞膜，则a可代表O2，b可代表葡萄糖D该图可以表示细胞内的其他生物膜结构解析：选B和分别指糖蛋白、磷脂双分子层、载体蛋白；不同物种的细胞中磷脂双分子层是相同的；a物质的运输不需载体蛋白和能量，属于自由扩散，b物质的运输需要能量和载体蛋白，属于主动运输；红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，不需要能量；细胞器膜上没有糖蛋白，只有细胞膜上有糖蛋白。7由受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用，主要用于摄取特殊的生物大分子。其过程如图所示，下列有关叙述不正确的是()A该过程以膜的流动性为基础B由受体
22、介导的胞吞过程存在细胞识别并需要内部供能CNa、K等无机盐离子也可通过此方式运输D该过程不能体现细胞膜的选择透过性解析：选C由图示知受体介导的胞吞作用是生物大分子的运输过程，以膜的流动性为基础，存在细胞识别并需内部供能，但不能体现膜的选择透过性。Na、K为小分子物质，不能通过此种方式运输。二、非选择题8下图是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输方式示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道，具有离子选择性。请仔细观察图示回答有关问题：(1)很多研究结果都能够有力地支持“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一理论。这证明组成细胞膜的主要成分中有_(方
23、框里填标号)。(2)鲨鱼体内能积累大量的盐，当盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外。经研究，鲨鱼体内多余的盐分是经途径排出的，那么其跨膜运输的方式是_。(3)对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后，其对Ca2的吸收明显减少，但对K、C6H12O6的吸收不受影响，最可能的原因是该毒素抑制了心肌细胞膜上运输Ca2的_的活性。(4)柽柳是一种泌盐植物，其叶子和嫩枝可以将吸收于植物体内的盐分排出。现欲判断柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输，请设计实验加以证明。实验步骤：a取甲、乙两组生长发育状况相同的柽柳植株，放入适宜浓度的含有Ca、K的溶液中。b甲组给予正常的呼吸条件，乙组_。c一段时间后
24、，测定_。实验结论：a若两组植株对Ca2、K的吸收速率相同，说明_。b若乙组植株对Ca2、K的吸收速率明显_甲组，说明_。解析：(1)由题意可知，细胞膜组成成分中有脂质分子，结合图示分析，该物质应为甲磷脂分子。(2)途径是通过载体蛋白的协助进行的，鲨鱼体内多余的盐分可在载体蛋白的协助下由高浓度的细胞膜内侧运输到低浓度的细胞膜外侧，因此其跨膜运输的方式应为协助扩散。(3)蟾蜍的心肌细胞对Ca2、K、C6H12O6的吸收都是通过主动运输进行的，运输这些物质的载体蛋白的种类各不相同，“施加某种毒素后，其对Ca2的吸收明显减少，但对K、C6H12O6的吸收不受影响”说明该毒素只抑制了心肌细胞膜上运输Ca2的乙载体蛋白的活性。(4)主动运输和被动运输相比，前者需要消耗能量，后者不需消耗能量。本实验可通过控制供能的多少来确定柽柳吸收无机盐的方式。若两组植株对Ca2、K的吸收速率相同，说明柽柳对无机盐的吸收不需消耗能量，应为被动运输；若乙组吸收速率明显小于甲组，则说明柽柳从土壤中吸收无机盐需要消耗能量，应为主动运输。答案：(1)甲磷脂分子(2)协助扩散(3)乙载体蛋白(4)b.完全抑制有氧呼吸c两组植株对Ca2、K的吸收速率a.柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输b小于柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输
