1、第十课时生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式 考点一 细胞膜结构和功能【基础知识整合】1成分：、糖类磷脂分子蛋白质3结构特点：具有 流动性【知识拓展】一、细胞膜的成分及功能1细胞膜的化学成分、比例及各自功能：磷脂(55%57%，构成细胞膜的基本骨架)、蛋白质(约40%，细胞膜功能的主要承担者)、糖类(2%10%，细胞的识别)。2体现细胞膜流动性的实例细胞融合、变形虫变形、白细胞吞噬细菌(胞吞)、分泌蛋白的分泌(胞吐)、温度改变时膜的厚度改变、动物细胞吸水膨胀失水皱缩等。3提取细胞膜的实验材料哺乳动物成熟红细胞；优点：无核膜和各种细胞器膜；原理方法：放入清水中吸水涨破，离心分离提纯。注意：不能
2、用鸡等的红细胞，必须用哺乳动物的成熟红细胞。4细胞膜选择透过性实验探究(1)可利用细胞液有颜色的植物组织，将其放入无色溶液中，然后用高温、强酸或强碱处理，观察处理前后有无溶液颜色的变化。(2)将种子切开，放入红墨水中，胚部分不被染红，而胚乳部分被染红。二、生物膜的流动镶嵌模型1组成成分及其在膜中的分布(见下图)2结构特点：流动性(1)原因：膜结构中的蛋白质分子和脂质分子是可以运动的。(2)表现：变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐及载体对相应物质的转运等。(3)影响因素：主要受温度影响，适当温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度高出一定范围，则导致膜的破坏。(4)实例质壁分离和复
3、原实验；变形虫捕食和运动时伪足的形成；白细胞吞噬细菌；胞吞与胞吐；受精时细胞的融合过程；动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；细胞杂交时的细胞融合(如人鼠细胞融合)。总之，膜的组成、结构和功能可表示为下图：【典例精析】【例1】脂质体是根据磷脂分子可在水中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜。单层脂分子铺展在水面上时，极性端(亲水)与非极性端(疏水)排列是不同的，搅拌后形成双层脂分子的球形脂质体。(1)脂质体的形成是由于某种原因使磷脂分子结构同时具有的特点。(2)将脂质体置于清水，一段时间后发现，脂质体的形态、体积没有变化，这一事实说明。(3)根据细胞膜的基本支架是，可以推测水分子的跨膜运输不是真正
4、的自由扩散，它最可能与膜上(成分)有关。美国科学家彼得阿格雷试图从人血红细胞、肾小管壁细胞膜上寻找这种蛋白质CHIP28，他以这两种细胞为实验材料的最可能依据是。亲水性和疏水性脂质体在结构上具有一定的稳定性磷脂双分子层蛋白质成熟的红细胞除细胞膜外无其他的膜结构，便于获得纯净的细胞膜；而肾小管壁细胞对水分子的重吸收能力强(4)简述证明CHIP28确实与水分子运输有关的实验基本思路。【解析】通过脂质体的研究，人们对细胞膜的认识更进一步。细胞膜的化学成分有磷脂分子和蛋白质分子，其中磷脂分子有疏水的尾和亲水的头部，蛋白质分子是亲水的。这样水分子在通过细胞膜时可能与膜上的蛋白质结合，从而进出细胞。美国科
5、学家选择人的红细胞和肾小管壁细胞的原因可从要寻找的与水进出细胞有关的蛋白质的特点去考虑。在脂质体中加入CHIP28，并置于清水中。一段时间后，观察并比较实验组和对照组脂质体的体积变化情况考点二 物质跨膜运输的方式及其影响因素【基础知识整合】物质跨膜运输的方式1被动运输(1)：不需要载体和能量，如水、CO2、O2、甘油、乙醇、苯等。(2)协助扩散：需要，但不需要，如红细胞吸收葡萄糖。2主动运输：既需要协助，又需要消耗，如细胞吸收K、Na、Ca2、氨基酸等。3物质跨膜运输的方式说明生物膜的结构特性是，功能特性是。自由扩散载体ATPATP载体流动性选择透过性【知识拓展】物质出入细胞的方式被动运输主动
6、运输自由扩散协助扩散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4大分子物质以和方式进出细胞，这与细胞膜的有关，但不属于跨膜运输。流动性胞吞胞吐是否消耗ATP不消耗不消耗消耗O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入细胞红细胞吸收葡萄糖小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等图例举例2胞吞、胞吐：是大分子和颗粒物质进出细胞的方式，这两种方式虽然最终通过了生物膜，但实质上，这些物质并没有真正的穿过生物膜。例如，白细胞吞噬大肠杆菌、变形虫吞噬有机物颗粒、胰腺细胞分泌胰岛素等。3在细胞的生命活动过程中，主动运输起到了重要作用，它使细胞能主动地从外界吸收被选择的物质，供生命活动利用。
7、同样，细胞也能利用主动运输把新陈代谢产物排出细胞外。总之，细胞通过主动运输，摄取、积累物质以及不断排出代谢废物，从而维持细胞组成成分的动态稳定，保证生命活动的正常进行。4影响跨膜运输的因素(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：细胞膜内外物质的浓度差。细胞膜上运载物质的载体数量。(3)影响主动运输的因素：载体：是细胞膜上的一类蛋白质。a载体具有特异性，运输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加。能量：凡能影响细胞内产生能量
8、的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。(4)影响物质运输速率的曲线分析物质浓度(在一定浓度范围内)对运输速率的影响曲线：a自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧，其动力是两侧溶液的浓度差，在一定浓度范围内，随物质浓度的增大，其运输速率与物质浓度成正比。b协助扩散或主动运输的共同特点是都需要载体协助，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，达到一定物质浓度时，由于受膜上载体的数量的限制，运输速率不再随浓度增大而增大。氧气浓度对物质运输速率的影响曲线：a自由扩散和协助扩散统称为被动运输，其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧，其运输的动力都是浓度差，不需要ATP，因此
9、与氧气浓度无关，运输速率不随氧气浓度增大而改变。b主动运输方式既需要载体协助又需要消耗ATP。在氧气浓度为零时，通过细胞无氧呼吸供能，但无氧呼吸产生ATP较少，所以运输速率较低，在一定范围内随氧气浓度升高，有氧呼吸加强，产生的ATP逐渐增多，所以运输速率不断加快，当氧气浓度足够高时，ATP供应充足，但由于受到载体数量的限制，运输速率不再随氧气浓度增大而加快。【总结提升】要确定某种物质的运输方式，必须抓三个关键：分析被运输的物质是否通过细胞膜；明确被运输物质微粒的性质(大分子、小分子、离子)；分析物质通过细胞膜的转运方向(高浓度低浓度，低浓度高浓度)、是否需要载体协助、是否需要消耗ATP。【典例
10、精析】【例2】(2011全国)将紫色洋葱在完全营养液中浸泡一段时间，撕取外表皮，先用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，立即将外表皮放入蒸馏水中，直到细胞中的水分不再增加。若在该实验过程中，蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓度为甲，细胞中的水分不再增加时外表皮细胞液的浓度为乙，则甲、乙的关系，以及实验过程中水分进出细胞的方式为()A甲乙，被动运输C甲乙，主动运输D甲乙，主动运输B【解析】将紫色的洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，由于质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液比细胞液的浓度高，所以细胞通过被动运输失去水分而发生质壁分离。将已发生质壁分离的细胞放入蒸馏水
11、中，由于细胞液的浓度大于蒸馏水的浓度，细胞通过渗透作用吸收水分，因为蒸馏水的浓度小于完全营养液的浓度，所以蔗糖溶液处理前的细胞液浓度甲大于水分不再增加时的细胞液浓度乙。【例3】下图是植物根从土壤中吸收某矿质离子示意图。据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为()A自由扩散B协助扩散C主动运输D被动运输【解析】本题主要考查物质跨膜运输方式的特点。据图可知，该植物根从土壤中吸收某矿质离子，既需要细胞膜上载体蛋白的协助，又需要消耗ATP，符合主动运输的特点。C课时练习十一一、选择题(每小题只有一个正确选项)1某种植物细胞在浓度分别为200mmol/L和400mmol/L的M物质溶液中，细胞吸收M的速
12、率都是10mmol/min。对此结果最合理的解释是()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需要载体蛋白的参与D所需能量供应不足C2下列关于物质跨膜运输的叙述不正确的是()A人体内红细胞、肾小管上皮细胞吸收葡萄糖的方式不同B叶肉细胞中的CO2进入叶绿体和排出细胞外的方式完全相同C海带细胞通过主动运输积累I等溶质，通常不会在海水中发生质壁分离D酶解法制备的原生质体置于等渗溶液中，几乎无水分子进出细胞D3下图表示动物肌肉细胞细胞膜转运部分物质示意图，与图中信息不相符的是()A甲侧为细胞外，乙侧为细胞内BNa既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输C图示中葡萄糖跨膜运输的直
13、接驱动力不是ATPD图示中葡萄糖跨膜运输方式与细胞吸收甘油相同D4右图中曲线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的最大转运速率与载体蛋白数量有关D抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响C5关于下面概念图的分析，正确的是()A和所示的过程都需要消耗细胞内ATP水解释放的能量B只有所示的过程能逆浓度梯度运输物质C大分子只有通过所示的过程才能进入细胞D果脯腌制时蔗糖进入细胞与过程和有关B6线粒体上的基因表达产生的酶，与线粒体的功能有关。若线粒体DNA受损伤，则下列过程受影响的有几项()细胞
14、内遗传信息的表达 垂体分泌生长激素 肺泡细胞吸收氧气 人胃细胞吸收酒精 细胞有丝分裂过程中染色体的移动人成熟红细胞吸收葡萄糖A一项B二项C三项D四项【解析】线粒体是有氧呼吸的主要场所，若线粒体DNA受损伤，则ATP的形成受影响。肺泡细胞吸收氧、胃细胞吸收酒精属于自由扩散，红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，三者均不需要消耗能量。其他几项生命活动均需要消耗ATP，所以受影响的有三项。C7下图为物质运输方式的概念图，下列有关叙述正确的是()A通过所示过程进入细胞需要载体蛋白的协助B所示过程能逆浓度梯度跨膜运输物质C需要消耗细胞中ATP水解释放的能量的过程是D蜜饯腌制时蔗糖进入细胞与过程有关B8下图表示正常
15、情况下，不同物质穿过细胞膜进入细胞的四种情况。若在X点加入有氧呼吸抑制剂，下列曲线中一定会发生明显变化的是()C【解析】据曲线分析可知，A、B、D可能是被动运输，C为主动运输。加入有氧呼吸抑制剂，会抑制有氧呼吸进而抑制主动运输过程。9如图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图，有关叙述不正确的是()Aa是指磷脂分子的尾部，具有疏水性Bc指磷脂分子的头部，具有亲水性C细胞膜内外侧结构具有对称性D细胞膜具有一定的流动性主要是因为构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子大多可以运动C【解析】磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸组成的，磷酸“头”部(c)是亲水端，脂肪酸“尾”部(a)是疏水端。细胞膜为细胞的边界，在细胞膜的外侧分
16、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的分布，细胞膜内外侧结构不具有对称性。细胞膜具有一定的流动性主要因为构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子大多可以运动。10下图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为两种物质的运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述正确的是()A组成细胞膜的化学元素是C、H、O、NB由可知细胞膜是双层膜Ca表示自由扩散，b表示主动运输D若侧为肠道，那么侧则是毛细血管腔C【解析】细胞膜的化学成分是蛋白质和磷脂，还有少量糖类，含元素C、H、O、N、P。细胞膜是单层膜，具有磷脂双分子层。若侧为肠道，侧则是小肠上皮细胞内部。11植物细胞膜对某种物质的运输方向如下图中箭头所示(
17、需要载体和能量)，黑点的数量表示某物质的浓度。该物质可能是()A叶绿素B生长素C纤维素D胡萝卜素【解析】由已知可以判断该物质的运输方式是主动运输，因为它需要载体和能量，给出的四种物质中，只有生长素是主动运输。叶绿素、胡萝卜素、纤维素是不需要跨膜运输的。B12维生素D 比水溶性维生素优先通过细胞膜，这是因为()A细胞膜以磷脂双分子层为基本骨架B磷脂双分子层内不同程度地镶嵌着蛋白质C细胞膜是选择透过性膜D细胞膜的结构特点是具有一定的流动性A13浸入1 mol/L KNO3溶液中的洋葱表皮细胞，会发生质壁分离和质壁分离自动复原的现象。在此过程中，物质进出细胞的方式先后有()A自由扩散，主动运输B自由
18、扩散，主动运输，自由扩散C主动运输，自由扩散D自由扩散，协助扩散，自由扩散B【解析】开始外部溶液浓度高，水分子通过自由扩散从细胞内出来，发生质壁分离，随后K、NO3通过主动运输进入细胞，细胞内溶液浓度升高，水分子通过自由扩散进入细胞，发生质壁分离自动复原。14下表是人体成熟红细胞中与血浆中的K和Mg2在不同条件下的含量比较，据表分析不正确的是()单位：mmol处理前用鱼滕酮处理后用乌本苷处理后细胞内血浆中细胞内血浆中细胞内血浆中K145 5115135Mg2351.41.81.4351.4A鱼滕酮对K的载体的生理功能有抑制作用，也抑制了Mg2的载体的生理功能B鱼滕酮可能是通过抑制红细胞的有氧呼
19、吸，从而影响K和Mg2的运输C乌本苷抑制K的载体的生理功能而不影响Mg2的载体的生理功能D正常情况下血浆中K和Mg2均通过主动运输进入红细胞B【解析】从表中分析可知，在没有进行处理的时候细胞内K和Mg2的浓度都比较高，而在用鱼滕酮处理之后，K和Mg2含量都减少了。说明鱼滕酮对K载体的生理功能和Mg2载体的生理功能都有抑制作用；用乌本苷处理后，K的吸收仍受到影响，而Mg2的吸收没受到影响，说明乌本苷抑制K载体的生理功能而不影响Mg2载体的生理功能；正常情况下血浆中K和Mg2均通过主动运输进入红细胞；人体成熟的红细胞通过无氧呼吸提供能量。15下图表示一种物质的跨膜运输方式，下列叙述中正确的是()A
20、该膜中载体也能运输蔗糖B碘以该方式进入海带细胞C该方式不会出现饱和现象D该方式发生在被运输物质从高浓度到低浓度时D【解析】由图示可知：葡萄糖从胞外到胞内需载体蛋白协助但不消耗ATP，故其跨膜运输方式为协助扩散；该运输方式是由高浓度到低浓度，会出现饱和现象；因载体具有专一性，运输葡萄糖的载体不能运输蔗糖；碘是以主动运输的方式进入胞内的。16科学家将两种植物的叶片以不同温度处理，然后测量这两种植物叶片的离子渗漏量(叶片细胞内的离子通过细胞膜渗漏到细胞外的情况)，结果如图所示。下列叙述不正确的是()D【解析】植物甲比植物乙开始发生渗漏的温度低，说明植物甲对温度更为敏感。植物乙比植物甲开始发生渗漏的温
21、度高，说明植物乙比植物甲更耐高温，故植物乙可能生长在沙漠地带。植物甲和植物乙在50以前离子均未发生渗漏，说明细胞膜具有选择透过性，而52后发生了渗漏，说明温度很高破坏了细胞膜的选择透过性功能。由图不能推测离子渗漏出细胞膜的方式属于主动运输。A植物甲比植物乙对温度升高更加敏感B植物乙可能生长在沙漠地带C图示说明细胞膜具有选择透过性D可推测离子渗漏透出细胞膜的方式属于主动运输17实验研究发现K、Na均不能通过由磷脂双分子构成的人工质膜。缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，其基本组成单位是氨基酸。如果在人工质膜中加入缬氨霉素，K可以通过人工质膜。下列判断错误的是()A缬氨霉素的作用类似于载体蛋白B缬氨霉素与
22、离子的结合具有特异性C实验证明人工质膜有选择透过性DK通过人工质膜的方式是主动运输【解析】物质进出细胞膜的方式有三种：自由扩散、协助扩散和主动运输。K、Na不能通过由磷脂双分子构成的人工质膜，但是K能通过加入缬氨霉素的人工质膜。题干中并没有说明K通过人工质膜时需不需要能量，所以不能确定是主动运输还是协助扩散。D18下图表示了人、鼠细胞融合过程，研究中分别将带有绿色荧光能与人细胞膜上HLA抗原特异结合的抗体和带有红色荧光能与小鼠细胞膜上H2抗原特异结合的抗体加入细胞培养液，对人、鼠细胞进行标记。下列有关该实验的叙述不正确的是()C【解析】由于不同细胞的细胞膜结构基本相似，因而同种或不同种生物细胞
23、都可以相互融合；人鼠细胞融合实验中，采用了免疫荧光标记法，如果采用同种生物细胞，由于膜上的蛋白质相似程度很大，导致难以观察，采用异种生物细胞可以达到这一目的，但是并非同种生物细胞不可以融合。A要使实验现象明显，可以适当提高细胞培养液的温度B选取不同生物细胞进行融合是因为不同生物细胞表面抗原差异较大C实验表明不同种细胞可以杂交，而同种生物细胞不能进行融合D实验结果可以直接证明细胞膜上的蛋白质分子可以运动19下图表示某生物膜结构，图中A、B、C、D、E、F分别表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜运输的方式。下列几种相关叙述中，错误的是()A该生物膜很可能是细胞膜，因为有糖蛋白DBad中，属于被
24、动运输的是b和cC若该生物膜是肝细胞膜，进食6小时后，c代表的激素胰岛素分泌会增加D因为组成生物膜的分子都是运动的，所以生物膜具有流动性的结构特点C【解析】物质A、B、C、D分别是蛋白质、磷脂、细胞分泌物及糖蛋白，其中蛋白质和磷脂是构成生物膜的主要成分。因为具有糖蛋白，所以图中的生物膜是细胞膜。a和d需要载体和ATP，所以这两种运输属于主动运输，b和c属于被动运输。进食6小时后，血糖浓度相对降低，此时胰高血糖素分泌会增加，而不是胰岛素分泌增加。生物膜的组成分子是运动的，所以生物膜具有流动性的结构特点。20科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时，做了下述实验：先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同
25、位素24Na，注入的总量为2.2个单位，不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na。如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP，测得周围溶液中24Na的量如图中实线所示。据图作出下列推断，错误的是()A【解析】钠离子主要分布在细胞外且进出细胞的方式为主动运输。加入某药物后抑制了细胞呼吸，能量不足，主动运输停止，故溶液中钠离子的量不再发生变化；加入ATP后，离子继续由神经细胞内通过主动运输进入溶液中，故溶液中钠离子的量增加。A加入某药物后，溶液中24Na的量不再增加，加入ATP后，细胞中24Na的量增加B若将纵坐标改为“细胞内24Na的量”，则对应图中虚线所示的曲线C神经纤维排出24Na需要消
26、耗ATP，说明其运输方式是主动运输D“某药物”的作用机理是抑制细胞呼吸二、非选择题21下图为物质出入细胞膜的示意图。请据图回答：(1)代表水进入细胞内的过程是图中编号。葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号。ca(2)细胞膜上具有识别作用的结构是由图中的(填标号)参与组成的。(3)若此细胞为癌细胞的细胞膜，则膜中含量变化较大的是(填标号)。(4)在ae的五种过程中，代表被动运输的是。(5)构成细胞膜的成分中，与细胞膜功能复杂程度成正相关关系的物质标号是。(6)如果此为神经细胞膜，则当其由动作电位恢复为静息电位时，Na的流动过程是编号。DDb、c、dAe【解析】在识别细胞膜时，应根据细胞膜
27、的组成物质本身的特点进行判断，有糖蛋白(糖侧链)的一侧为细胞膜的外侧。判断物质进出细胞的方式为主动运输还是被动运输，要从浓度差、能量两个方面分析。被动运输包括自由扩散和协助扩散两种，它们都是顺浓度梯度进行的，都不需要消耗能量。主动运输逆浓度梯度进行，需要消耗能量。根据这些分析图中信息：b、c、d都是从高浓度一侧向低浓度一侧顺浓度梯度运输的，是被动运输。水是自由扩散，不需要载体；葡萄糖进入小肠上皮细胞是主动运输，需要载体和能量，癌细胞的细胞膜上糖蛋白减少。神经元产生兴奋引起Na 内流，恢复静息电位时再外流，需要载体，需要消耗能量。222003年诺贝尔化学奖授予了美国的两位科学家，以表彰他们在细胞
28、膜通道(水通道和离子通道)方面作出的贡献。这两位科学家的研究工作对彻底揭开水和离子跨膜运输的机理以及疾病的治疗具有重大的意义。请回答下列问题：(1)组成水通道和离子通道的物质是在核糖体上合成的，可见水通道和离子通道实际上是由细胞膜上的形成的，细胞膜上的这些物质在磷脂双分子层上的排列方式是。蛋白质镶嵌、嵌入或贯穿(2)物质进入细胞都要通过细胞膜，在用呼吸抑制剂处理细胞后，脂肪酸、Na进入细胞的速度会明显减慢的是。(3)大分子物质如蛋白质分子通过细胞膜的方式是，该过程直接消耗的能源物质是。Na胞吞或胞吐ATP(4)物质通过细胞膜与膜的流动性有密切关系，为了探究温度对膜的流动性的影响，有人做了下述实
29、验：分别用红色和绿色荧光剂标记人和鼠细胞膜上的蛋白质，然后让两个细胞在37条件下融合并培养，40分钟后，融合的细胞膜上红色和绿色的荧光均匀相间分布。有人认为该实验不够严密，其原因是缺少实验。本实验可以通过在相同时间，不同温度下培养后，观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上的分布情况来判断实验结果，还可以通过比较来判断实验结果。该实验可能得出的结论是。对照红色和绿色的荧光在细胞膜上均匀分布时所需的时间的长短在一定范围内，随着温度的升高，细胞膜的流动性会加快【解析】组成水通道和离子通道的物质是在核糖体上合成的，由此可推断出它们的化学本质是蛋白质。物质在进出细胞膜时，有些是主动运输，有些是被动运输，它们的
30、区别是是否需要消耗能量；脂肪酸进入细胞膜的运输方式是自由扩散，不需要消耗能量，而Na进入细胞膜的方式是主动运输，需要消耗能量，当用呼吸抑制剂处理细胞后会影响能量的产生，也就影响到Na的运输。对于一些大分子物质进出细胞膜时，是以胞吞或胞吐的方式进行的，这个过程与细胞膜的流动性有关，需要消耗能量。研究某一变量对实验的影响一定要注意给出对照。实验是观察流动性，所以实验指标选用观察红色和绿色的荧光在细胞膜上均匀分布时所需的时间的长短比较好。23如图1是物质出入细胞的示意图，图2中曲线甲、乙分别代表物质进出细胞的两种方式。(1)图2中曲线甲代表，曲线乙中Q点对应时刻细胞不再吸收物质，此时限制物质进出细胞
31、的因素是。已知某海洋生物的细胞中物质X、物质Y浓度分别为0.60和0.14，而海水中物质X、物质Y浓度分别为0.29和0.38(浓度单位均为mol/L)，由此可知，该细胞能主动地(吸收/排出)物质X，可用图1中的(a、b、c)表示。自由扩散能量供应或载体数量吸收a细胞膜中水通道、离子通道是普遍存在的。若肾集合管管壁细胞膜受刺激后发生兴奋时，水通道开放，大量水被肾集合管管壁细胞重吸收，则代表此过程中水的流动可用(a、b、c)表示。(2)若图1代表某生物的细胞膜，该细胞能够分泌胰岛素，则该过程被称为，其依赖于细胞膜的的结构特点。c外排作用流动性【解析】(1)图2中的曲线甲表明吸收物质的数量与细胞内
32、外溶液浓度差成正比，没有饱和现象，说明细胞吸收该物质的方式属于自由扩散。分析曲线乙可知，在细胞内浓度高于细胞外浓度之后，仍能吸收该物质，可见细胞能够逆浓度梯度吸收该物质，并且在Q点出现饱和现象，此时细胞供能不足或载体数量有限，说明细胞吸收该物质的方式为主动运输。某海洋生物的细胞中物质X、物质Y浓度分别为0.60和0.14，而海水中物质X、物质Y浓度分别为0.29和0.38(浓度单位均为mol/L)，由此可推知该细胞能主动地吸收物质X，可用图1中a表示。需注意的是a、e两过程均为主动运输，但是a为膜外物质向膜内的运输(吸收)，e为膜内物质向膜外运输(排出)。细胞的内、外侧可依据糖蛋白的位置来判定
33、，糖蛋白位于细胞膜外侧。(2)胰岛素为大分子物质，只能通过外排作用分泌到细胞外，该过程依赖于细胞膜的流动性。【例】现有人的成熟红细胞、人的口腔上皮细胞、蛙的红细胞、鸡肝研磨液等生物材料及相关用具，请你帮助完成下列实验设计并分析有关问题。(1)为 获 得 纯 净 的 细 胞 膜，应 选 取 上 述为材料做实验。选用该材料的原因是它。(2)将选取的上述材料放入中，由于作用，一段时间后细胞将破裂(3)科学家将膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在水面上，测得磷脂占有面积为S，那么该细胞膜的表面积约为。人的成熟红细胞除细胞膜外无其他膜结构蒸馏水(清水)渗透S/2(4)通过有关方法，测得多种膜的化学成分，如下
34、表。物质种类膜的类别蛋白质(%)脂质(%)(主要是磷脂)糖类(%)变形虫细胞膜54424小鼠肝细胞膜44524人的红细胞膜48438线粒体内膜76240菠菜叶绿体片层膜70300上表数据显示：细胞膜与细胞器膜的化学物质组成上的共同点是：。化学物质组成的主要区别有：主要由蛋白质和脂质组成细胞器膜蛋白质含量较高，脂质含量较低或蛋白质和脂质的比例不同或细胞膜都含有糖类而细胞器膜不含有糖类(其他合理答案均可)。(5)美国的华人科学家陈贤明研究员和他的同事，利用体外胆管上皮细胞感染模型，分析了隐孢子虫的子孢子进入细胞内的全过程。结果发现，隐孢子虫的子孢子侵入宿主细胞膜内时，会诱发大量宿主细胞膜载体及水通
35、道聚集，导致膜局部快速水内流，从而促使局部细胞膜伸展突起。上述材料说明细胞膜的结构特点是：。具有一定的流动性(6)有人发现，在一定温度条件下，细胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面。当温度上升到一定程度时，细胞膜的磷脂分子有75%排列不整齐，细胞膜厚度变小，而膜的表面积扩大，膜对离子、分子的通透性提高。对上述实验现象合理的解释是()A膜的主要成分是磷脂分子B细胞膜的成分不是一成不变的C膜面积变化受温度的影响D构成质膜的磷脂分子是可以运动的，细胞膜具有一定的流动性D【解析】本题综合性强，结合科技信息考查对图表信息的转化能力、分析综合能力等，侧重各种细胞的结构特点和各部分的结构功能的考查。人成熟的红细胞不含细胞核，而且也无线粒体等细胞内膜结构，是获取纯净细胞膜的理想材料。人体细胞外液的渗透压相当于0.9%生理盐水的渗透压，红细胞放入蒸馏水中后，会因渗透作用吸水而破裂。细胞膜由磷脂双分子层构成，磷脂的双分子层面积为S时，细胞膜面积为S/2。
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