时生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式

时间科学家科学实验假说19世纪末欧文顿用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜膜是由脂质组成的1925年两位荷兰科学家从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，面积是细胞膜的2倍细胞膜中脂质为连续的两层1959年罗伯特森在电镜下看到细胞膜由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成生物膜为三层静态统一结构1970年弗雷和埃迪登分别用绿色和红色荧光染料标记两种细胞的蛋白质，并将两细胞融合，发现荧光均匀细胞膜具有流动性1972年桑格和尼克森在新的观察和实验证据基础上提出流动镶嵌模型一、细胞膜的探索历程二、细胞膜的结构和功能1.细胞膜的结构模型——流动镶嵌模型（1）

构成膜的基本支架。（2）蛋白质分子有的

，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的

.

。（3）细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成

，也可以和脂质结合形成

。（4）糖蛋白的功能为

，还有保护和润滑作用；解题时用于判断膜的内外。磷脂双分子层镶在磷脂双分子层表面跨整个磷脂双分子层横糖蛋白糖脂识别作用2.结构特点具有

，其原因是组成膜的

都是可以运动的。3.功能（1）充当“边界”作用,将细胞与

分开。植物细胞的边界是

（细胞壁/细胞膜）。（2）

物质进出细胞。①自由扩散：不需要

，其动力为

，如H2O、气体、脂质、乙醇、苯等。②协助扩散：需要

但不需要

，如葡萄糖进入

。一定的流动性磷脂分子和大多数蛋白质分子外界环境细胞膜控制载体和能量浓度差载体红细胞能量③主动运输：需要

，如各种离子和氨基酸等。④胞吞和胞吐：

物质进出细胞的运输方式，需

但不需

协助，该过程可体现细胞膜的

。（3）进行细胞间的

“看教材P42图3-2

细胞间信息交流的方式举例”掌握信息交流的三种方式。4.功能特性：具有

。载体和能量大分子能量载体流动性信息交流选择透过性高频考点突破考点一细胞膜的成分、结构、功能及流动性、选择透过性之间的关系1.结构模式图——识图析图细胞膜的分子结构2.细胞膜的功能（1）将细胞与外界环境分开，保障了细胞内环境的相对稳定，起“边界”作用。（2）控制物质进出细胞，但控制作用具有相对性。3.流动性和选择透过性的关系（1）区别结构基础代表实例流动性（结构特点）构成膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是运动的，而不是静止的细胞融合、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、动物细胞吸水膨胀或失水皱缩等选择透过性（功能特性）膜上载体蛋白的种类和数量不同，决定了出入细胞的物质的种类和数量不同协助扩散和主动运输中物质进出细胞膜（2）联系：流动性是选择透过性的基础，因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。相反，细胞膜失去了选择透过性，也就意味着细胞已经死亡。实验探究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。对位训练1.下列关于细胞膜的叙述，不正确的是（）

A.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成

B.不同功能的细胞，其细胞上蛋白质的种类和数量相同

C.组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富

D.癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关

解析

研究发现，细胞膜主要由脂质和蛋白质组成；在组成细胞的脂质中，磷脂最丰富；蛋白质在细胞行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜,其蛋白质的种类和数量越多;癌细胞的恶性增殖和转移与细胞膜成分的改变有关。B2.如图为细胞膜的液态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、d的种类和数量有关C3.下列生理活动不能体现细胞间信息交流的是（）

A.动物内分泌腺分泌的激素使靶细胞的代谢活动发生改变

B.兴奋在神经元之间的传递

C.洋葱表皮细胞放入浓蔗糖溶液中发生质壁分离

D.效应T细胞与靶细胞结合，使靶细胞裂解死亡

解析

A、B、D中激素、神经递质及靶细胞上的抗原决定簇，分别与靶细胞、下一个神经元细胞及效应T细胞膜上的糖蛋白发生特异性的识别并结合，完成细胞间的信息交流。C考点二物质运输方式的比较1.离子、小分子的跨膜运输比较物质出入细胞的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散运输方向高浓度→低浓度高浓度→低浓度一般为低浓度→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图例举例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入细胞红细胞吸收葡萄糖肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等表示曲线(一定浓度范围内）特别提醒(1)影响自由扩散、协助扩散、主动运输的因素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：a.细胞膜内外物质的浓度差；b.细胞膜上载体的种类和数量。③影响主动运输的因素:a.载体（核糖体）;b.能量（细胞质基质和线粒体）。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)载体的化学本质及作用特点①载体是细胞膜上的一类蛋白质,它具有特异性，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量也不同。②载体具有饱和现象，当细胞膜上的某物质的载体达到饱和时，细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。2.大分子的膜泡运输运输方向实例特点胞吞细胞外→细胞内白细胞吞噬细菌等①大分子进出细胞②需消耗能量不需载体协助胞吐细胞内→细胞外分泌蛋白、神经递质的分泌释放等对位训练4.（2009·宁夏、辽宁理综，3）下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是()A.植物细胞积累K+需消耗能量

B.细胞对离子的吸收具有选择性

C.海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁分离

D.液泡中积累大量离子，故液泡膜不具有选择透过性D5.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D解题思路探究思维误区警示易错分析

对物质进出细胞的图解、曲线辨析不清（1）需要载体协助的运输方式除主动运输外不要漏掉协助扩散。（2）消耗能量的运输方式除主动运输外不要漏掉胞吞和胞吐。（3）从高浓度到低浓度运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。

（4）影响协助扩散运输速度的因素除载体数量外不要漏掉浓度差。（5）与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。（6）运输速度与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。纠正训练

如图为物质出入细胞的四种方式示意图，请据图回答：（1）图中A表示

方式，B表示

方式，C表示

方式，D表示

方式。（2）K+、O2和葡萄糖三种物质中，通过B方式进入红细胞的是

。自由扩散协助扩散主动运输胞吐葡萄糖（3）与A方式相比，B方式的主要特点是需要借助

，该物质是在细胞内的

上合成的。（4）胰岛B细胞分泌胰岛素是通过

方式进行，该种运输方式也体现出细胞膜

的特点。（5）若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，

方式将会受到较大影响。（6）需要载体协助的方式为

（填字母），影响B方式运输速度的因素为

；与C运输方式有关的细胞器是

。载体蛋白核糖体D具有一定的流动性C、DB、C浓度差和载体数量线粒体和核糖体规律方法判断物质运输方式的方法（1）（2）根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。2.某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有四种关系，分别用下列四种曲线表示：（1）在研究具体的物质X时，发现与曲线②和④相符，试问：细胞膜运输物质X的方式是例1图示中哪种运输方式？（2）若物质Y的运输与曲线③相符，试问Y的运输方式是例1图示中哪种运输方式？解析

X物质的运输速度与载体、能量（O2影响呼吸作用）有关，故应为C主动运输；Y物质的运输速度与O2浓度即能量无关，故应为自由扩散A或协助扩散B。答案（1）C（2）A、B知识综合应用重点提示

通过“细胞膜的组成成分、结构及特点、功能及特性”的考查，提升“把握所学知识的要点和知识点之间内在联系”的能力和“鉴别材料中给出的相关信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关生物学问题”的能力。下图为嗅觉受体细胞细胞膜模式图（局部）：请据以上材料和模式图回答问题：（1）A代表

分子；C代表

。（2）气味物质分子首先要与图中［］

结合，才有产生嗅觉的可能。（3）图中A具有特异性，这种特异性最终是由

决定的。蛋白质多糖A气味受体DNA（或基因、遗传物质）

方法点拨

对于材料信息题要注意分析材料，获取其中的有用信息，特别注意要从问题入手，分析所给材料，在理解新信息的基础上分析具体问题，结合已有的知识储备，作出新的判断，得出与新材料相应的结论。

变式训练如图是真核细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示物质。下列有关说法错误的是

()A.①②③在细胞膜上都不是静止的B.细胞识别与物质①有关C.②在细胞膜上的分布是不均匀的D.③的单分子层面积等于该细胞所有膜面积的两倍D随堂过关检测题组一：细胞膜的组成及结构特点1.（2009·广东理基，37）细胞膜上一般不含()A.胆固醇B.磷脂

C.糖蛋白D.血红蛋白解析

细胞膜主要由脂质（磷脂最丰富）、蛋白质和少量的糖类构成，胆固醇也是构成细胞膜的重要成分，血红蛋白是红细胞的重要成分。因此选D。D2.（2009·浙江理综，5）对某动物细胞进行荧光标记实验，如下图所示，其基本过程：①用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点。②用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光淬灭（消失）。③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。上述实验不能说明的是()A.细胞膜具有流动性B.荧光染料能与细胞膜组成成分结合C.根据荧光恢复的速率推算出物质跨膜运输的速率D.根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率解析

该过程说明细胞膜具有流动性、荧光染料能与细胞膜组成成分结合，根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率，但不能根据荧光恢复的速率推算出物质跨膜运输的速率，因为该过程中没有发生物质跨膜运输。所以C不正确。答案

C题组二：物质跨膜运输的方式3.（2008·江苏卷，2）线粒体DNA上的基因所表达的酶与线粒体功能有关。若线粒体DNA受损伤，则下列细胞的功能受影响最大的是()A.红细胞吸收葡萄糖

B.小肠上皮细胞吸收水

C.神经细胞吸收K+D.肺泡细胞吸收氧气

解析若线粒体DNA受到损伤，线粒体不能完成正常功能，则耗能生理活动受影响最大；A为协助扩散，B、D项为自由扩散，均不消耗能量。神经细胞吸收钾离子的方式为主动运输，需要消耗能量，故其受影响最大。C4.（2008·广东卷，2）甲、乙两种物质分别依赖自由扩散（简单扩散）和协助扩散进入细胞，如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则()A.甲运输被促进B.乙运输被促进

C.甲运输被抑制D.乙运输被抑制

解析乙物质进入细胞的方式为协助扩散，在去除蛋白质的同时，也去除了参与运输的载体，因此乙物质的运输将受到抑制。D2.（信息推断题）科学家用枪乌贼的神经细胞研究钠离子通过细胞膜的运输方式，实验如下：实验方法现象①向枪乌贼的神经细胞内注入微量的放射性元素24Na神经细胞周围溶液中出现24Na②步骤同①，并加入某种药物神经细胞周围溶液中未出现24Na③步骤同②，并加入ATP神经细胞周围溶液中出现24Na下列说法错误的是（）A.神经纤维排出24Na需要消耗ATPB.“某药物”的作用机理是抑制细胞呼吸C.24Na通过细胞膜的方式是主动运输D.由实验②③可知，神经细胞运输24Na需要载体蛋白解析由实验②③可知，24Na由神经细胞进入周围溶液需消耗ATP。而药物的作用是抑制细胞呼吸，从而使ATP的产生减少。D3.将一个细胞中的磷脂成分全部抽提出来，并将它在空气—水界面上铺成单分子层，结果发现这个单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。这个细胞很可能是()A.人的白细胞B.鸡的红细胞

C.蛔虫的体细胞D.大肠杆菌细胞

解析

生物膜的结构是以磷脂双分子层作基本支架。实验的现象表明该细胞中只有细胞膜，没有其他膜结构。A、B、C三选项都是真核细胞，真核细胞除了有细胞膜外，还有核膜、膜性细胞器等，不符合题意。大肠杆菌细胞是原