《必修一__第四章__第2.3节__生物膜的流动镶嵌模型_物质跨膜运输的方式-医学资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《必修一__第四章__第2.3节__生物膜的流动镶嵌模型_物质跨膜运输的方式-医学资料（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 一、对生物膜结构的探索历程 19世纪末：欧文顿发现脂溶性物质易通过细胞膜膜是由 组成的 20世纪初：化学分析表明膜的主要成分是 1925年：从红细胞中提取的脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的2倍 膜中的脂质分子排列为 1959年：电镜下细胞膜呈现清晰的暗亮暗三层结构生物膜是由 三层结构构成 1970年：人鼠细胞杂交实验细胞膜具有 1972年：桑格和尼克森提出了生物膜的 脂质和蛋白质 连续的2层 蛋白质脂质蛋白质 一定流动性 流动镶嵌模型 脂质 二、流动镶嵌模型的基本内容 1.结构模型 2.组成成分及其分布 (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
2、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 。 磷脂双分子层 镶在磷脂双分子层表面 横跨整个磷脂双分子层 糖蛋白 糖脂 3.结构特点 具有 ，其原因是组成膜的 和 大多数蛋白质分子，大都是可以运动的。 一定流动性磷脂分子 三、物质出入细胞的方式 1.被动运输 (1) ：不需要载体和能量，如 、CO2、 、 甘油、 、苯等。 (2)协助扩散：需要 ，但不需要 ，如红细胞 吸收葡萄糖。 自由扩散 水 O2 乙醇 载体能量 2.主动运输 可从 一侧运输到 一侧，需要 的 协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的 ， 如Na、K等离子的运输。 低浓度高浓度载体
3、蛋白 能量 3.胞吞与胞吐 (1)胞吞：细胞摄取大分子时，首先是大分子附着在 表 面，从而使细胞膜内陷形成 包围着大分子，从膜上 分离下来进入细胞内部。 (2)胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成 ， 然后移到 处，与之融合，将大分子移出细胞。 细胞膜 小囊 囊泡 细胞膜 1.组成特点 (1)相似性：生物膜的化学组成相似，都主要由脂质和蛋 白质组成。 (2)差异性：不同生物膜中各组成成分的含量不同，有的 生物膜中不含糖类。 2.组成、结构与功能的关系 3.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
4、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。 (5)实验验证细胞融合实验 4.功能特点：选择透过性 (1)表现：植物根对矿质元素的选择性吸收，神经细胞对K 的吸收和对Na的排出，肾小管的重吸收和分泌，小肠 的吸收等。 (2)原因：遗传性 载体种类、数量 选择性。 (3)实验验证植物对无机盐的吸收 含不同无机盐离子的溶液+不同植物 测定培养液中各离子的初始浓度 测定实验结束时培养
5、液中各离子的浓度 比较同一植物吸收不同离子及 不同植物吸收同一离子的情况 不同植物对同一离子吸收状况不同 同一植物对不同离子吸收状况不同 细胞膜对离子吸收具选择透过性 培养一段时间 5.流动性与选择透过性的关系 (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，膜只有具有流动性， 才能实现选择透过性。 膜的流动性和选择透过性都是活细胞的特性，死细胞将 失去流动性和膜的选择透过性。 例1 (2009浙江高考)对某动物细胞进行荧光标记实验， 如下示意图所示，其基本过程：用某种荧光染料标记该 动物细胞，细胞表面出现荧光斑点。用激光束照射该细
6、 胞表面的某一区域，该区域荧光淬灭(消失)。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可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 . 课堂笔记 选 用荧光染料标记细胞，是因为该染料 能与细胞膜组成成分结合。激光照射后荧光的恢复是由 于膜上其他部位的移动，即细胞膜的流动性，荧光恢复 的快慢反映了膜中蛋白质和脂质流动的快慢。该实验与 物质跨膜运输无直接关系。 C 1.下列过程与生物膜的流动性无关的是 ( ) A.浆细胞
7、分泌抗体 B.核糖体上合成的解旋酶进入细胞核 C.植物细胞的质壁分离复原 D.动物细胞的有丝分裂 解析：解旋酶由核孔进入细胞核，该过程与膜的流动性无 关。植物细胞的质壁分离与复原过程与原生质层的伸缩性 有关，体现了膜的流动性。动物细胞有丝分裂中膜横缢过 程与流动性有关。 答案：B 1.跨膜运输自由扩散、协助扩散和主动运输 物质质跨膜运输输 的方式 被动动运输输 主动动运输输 自由扩扩散协协助扩扩散 物质质运输输方向 高浓浓度 低浓浓度 高浓浓度 低浓浓度 低浓浓度 高浓浓度 是否需要载载体不需要需要需要 是否消耗能量不消耗不消耗消耗 物质质跨 膜运输输 的方式 被动动运输输 主动动运输输 自由
8、扩扩散协协助扩扩散 图图例 物质质跨膜运 输输的方式 被动动运输输 主动动运输输 自由扩扩散协协助扩扩散 模型 举举例 O2、CO2、 H2O、甘油、 乙醇、苯等 红细红细 胞吸 收葡萄糖 小肠肠吸收葡萄 糖、氨基酸、 无机盐盐等 2.非跨膜运输胞吞与胞吐 胞吞(内吞)胞吐(外排) 条件细细胞摄摄取或排出大分子和颗颗粒物质质的方式 原理生物膜的流动动性 特点物质质通过过小泡转转移，需要消耗能量，不需要载载体 方向细细胞外内细细胞内外 实实例 变变形虫吞食食物颗颗粒 ，白细细胞吞噬病菌等 胰岛岛B细细胞分泌胰岛岛素 3.影响物质运输速率的因素 (1)物质浓度 (2)O2浓度 (3)温度 温度可影
9、响生物膜的流动性和有关酶的活性，进 而影响物质运输速率。低温会使物质跨膜运输速 率下降。 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，小肠细胞吸收葡萄糖则是主动 运输。 例2 新生儿小肠上皮细胞通过消耗ATP，可以直接吸收母 乳中免疫球蛋白、半乳糖和葡萄糖等。母乳中的营养蛋白可 以被消化吸收。下列有关说法不正确的是 ( ) A.小肠上皮细胞吸收半乳糖和葡萄糖的方式是主动运输 B.小肠上皮细胞吸收免疫球蛋白需要载体蛋白协助 C.免疫球蛋白的吸收与膜的流动性有关 D.免疫球蛋白在新生儿消化道中不被分解的原因是母乳中含 有抑制免疫球蛋白分解的某些物质 . 课堂笔记 选
10、 半乳糖和葡萄糖是小分子物质，由题干可 知，小肠上皮细胞吸收半乳糖和葡萄糖需消耗ATP，由此 可知两种物质的吸收方式是主动运输。免疫球蛋白是大分 子物质，其吸收方式是胞吞，与细胞膜的流动性有关。由 于母乳中含有抑制免疫球蛋白被分解的物质，因此免疫球 蛋白在新生儿消化道中不被分解。 B 判断物质运输方式的方法 据分子大小判断 根据运输方向判断：逆浓度梯度的跨膜 运输方式是主动运输。 2.实验表明，K不能通过磷脂双分子层的人工膜，但如 果在人工膜中加入少量的缬氨霉素(含12个氨基酸的脂 溶性抗生素)时，K则可以通过膜从高浓度移向低浓度 处，这种物质通过膜的方式是 ( ) A.自由扩散 B.协助扩散
11、 C.主动运输 D.胞吞 解析：由题干信息可知，K从高浓度一侧向低浓度一侧运 输，且需要缬氨霉素的帮助，不需要消耗能量，因此这种 运输方式是协助扩散。 答案：B 回 顾顾 考 情 从近几年新课标课标 地区生物试题试题 看，考查查点主要集中在 以下两个方面： 1.生物膜的结结构及特点。如2009年浙江卷第5题题 通过荧过荧 光标记实验标记实验 考查查生物膜的流动动性。 2.物质质出入细细胞的方式及影响因素。如2009年广东东卷 第 2题题考查查物质质运输输方式的判断；2008年江苏苏卷第2 题题 考查查影响主动动运输输的因素。 瞻 望 考 向 在近几年高考题题中，对对生物膜流动镶动镶 嵌模型考
12、查频查频 率较较低。结结合物质质跨膜运输输方式考查查生物 膜的结结构和组组成是历历年高考模拟试题拟试题 命题题的热热 点。 命题设计 如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.不同物种的细胞中、的种类均不相同 B.移植器官往往难以存活与图中有关 C.b物质的运输方式能体现细胞膜的选择透过性，而a物质 的运输方式不能体现细胞膜的选择透过性 D.构成流动性的膜，是实现细胞间信息交流的物质 基础 【解题指导】选 由图可知，是糖蛋白，是磷 脂双分子层，是蛋白质。各种细胞膜中都含有相同的磷 脂分子，但不同的膜中，蛋白质的种类不一定相
13、同；器官 移植会引起免疫排斥，识别“异己”成分与糖蛋白有关； a物质的运输方式为自由扩散，b物质的运输方式为主动运 输，两者都能体现细胞膜的选择透过性；细胞间信息交流 与糖蛋白有关。 B 通过模拟实验探究膜的透性 理论指导 1实验原理 膜对不同物质的通透性不同，蔗糖分子不能通过半透膜， 而水分子则可自由通过半透膜。 2.实验步骤 (1)在长颈漏斗处封一层半透膜(如玻璃纸、肠衣等)。 (2)漏斗中注入蔗糖溶液，烧杯中盛放蒸馏水。 (3)按下图所示组装实验装置： (4)在漏斗的液面处做好标记，以便观察液面的升降情况。 3.实验结果及结论 漏斗内液面上升，说明蔗糖分子不能透过膜，而水分子 可通过膜，即膜对不同物质的通透性不同。 4.实验的拓展应用 (1)鉴定不同浓度的物质 如鉴定失去标鉴的10%的蔗糖溶液和30%的蔗糖溶液的 操作如下： 漏斗 + 烧杯 (一种溶液)(另一种溶液) 若漏斗液面升高漏斗内为 30%的蔗糖溶液 若漏斗液面下降漏斗内为 10%的蔗糖溶液 (2)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例) 烧烧杯内盛淀 粉溶液 漏斗内 盛碘液 结论结论 变蓝变蓝不变蓝变蓝碘能通过过半透膜，而淀粉不能 不变蓝变蓝变蓝变蓝淀粉能通过过半透膜，而碘不能 变蓝变蓝变蓝变蓝淀粉和碘都能通过过半透膜 不变蓝变蓝不变蓝变蓝淀粉和碘都不能通过过半透膜 (3)探究影响物质跨膜运输的因素
