1、一、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程脂質(zhì)組成的膜是由19世紀末：歐文頓發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)易通過細胞膜 ?脂質(zhì)和蛋白質(zhì)世紀初：化學分析表明膜的主要成分是20 ?倍21925年：從紅細胞中提取的脂質(zhì)鋪展成單分子層后是紅細胞表面積的膜中的脂質(zhì)分子排列為 層連續(xù)的2 ?生物膜是由暗三層結(jié)構(gòu)1959年：電鏡下細胞膜呈現(xiàn)清晰的暗亮蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成 ?細胞膜具有1970年：人鼠細胞雜交實驗一定流動性 ?年：桑格和尼克森提出了生物膜的1972流動鑲嵌模型 二、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容1.結(jié)構(gòu)模型 2.組成成分及其分布磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本支架。(1) 鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部蛋白質(zhì)分子有的(2) 橫

2、跨整個磷脂雙分子層。嵌入磷脂雙分子層中，有的 糖蛋白，也可(3)細胞膜表面的糖類可以和蛋白質(zhì)結(jié)合形成 糖脂。以和脂質(zhì)結(jié)合形成 3.結(jié)構(gòu)特點一定流動性磷脂分子和具有，其原因是組成膜的 大多數(shù)蛋白質(zhì)分子，大都是可以運動的。三、物質(zhì)出入細胞的方式1.被動運輸自由擴散O水、CO、(1)：不需要載體和能量，如22 乙醇、苯等。甘油、 能量載體，如紅細胞，但不需要(2)協(xié)助擴散：需要 吸收葡萄糖。2.主動運輸載體蛋白低濃度高濃度的一側(cè)，需要可從一側(cè)運輸?shù)?能量，協(xié)助，同時還需要消耗細胞內(nèi)化學反應(yīng)所釋放的 等離子的運輸。K、Na如3.胞吞與胞吐細胞膜表胞吞：細胞攝取大分子時，首先是大分子附著在(1) 小囊包

3、圍著大分子，從膜上面，從而使細胞膜內(nèi)陷形成 分離下來進入細胞內(nèi)部。囊泡，(2)胞吐：細胞需要外排的大分子，先在細胞內(nèi)形成 細胞膜處，與之融合，將大分子移出細胞。然后移到 組成特點1.相似性：生物膜的化學組成相似，都主要由脂質(zhì)和蛋(1)白質(zhì)組成。差異性：不同生物膜中各組成成分的含量不同，有的(2)生物膜中不含糖類。2.組成、結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 3.結(jié)構(gòu)特點：流動性(1)原因：膜結(jié)構(gòu)中的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子是可以運動的。(2)表現(xiàn)：變形蟲的變形運動、細胞融合、胞吞、胞吐及載體對相應(yīng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運等。(3)影響因素：主要受溫度影響，適當溫度范圍內(nèi)，隨外界溫度升高，膜的流動性增強，但溫度高出一定范圍，則導致

4、膜的破壞。(4)實例質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗；變形蟲捕食和運動時偽足的形成；白細胞吞噬細菌；胞吞與胞吐；受精時細胞的融合過程。(5)實驗驗證細胞融合實驗 4.功能特點：選擇透過性K(1)表現(xiàn)：植物根對礦質(zhì)元素的選擇性吸收，神經(jīng)細胞對的排出，腎小管的重吸收和分泌，小腸Na的吸收和對的吸收等。 選擇性。載體種類、數(shù)量原因：遺傳性(2)(3)實驗驗證植物對無機鹽的吸收含不同無機鹽離子的溶液+不同植物 測定培養(yǎng)液中各離子的初始濃度 培養(yǎng)一段時間測定實驗結(jié)束時培養(yǎng)液中各離子的濃度 不同植物吸收同一離子的情況 同一植物對不同離子吸收狀況不同 細胞膜對離子吸收具選擇透過性5.流動性與選擇透過性的關(guān)系(1)區(qū)別：流

5、動性是生物膜的結(jié)構(gòu)特點，選擇透過性是生物膜的功能特性。(2)聯(lián)系：流動性是選擇透過性的基礎(chǔ)，膜只有具有流動性，才能實現(xiàn)選擇透過性。 膜的流動性和選擇透過性都是活細胞的特性，死細胞將失去流動性和膜的選擇透過性。 例1(2009·浙江高考)對某動物細胞進行熒光標記實驗，如下示意圖所示，其基本過程：用某種熒光染料標記該動物細胞，細胞表面出現(xiàn)熒光斑點。用激光束照射該細胞表面的某一區(qū)域，該區(qū)域熒光淬滅(消失)。停止激光束照射一段時間后，該區(qū)域的熒光逐漸恢復(fù)，即又出現(xiàn)了斑點。 )上述實驗不能說明的是(.細胞膜具有流動性A.熒光染料能與細胞膜組成成分結(jié)合B.根據(jù)熒光恢復(fù)的速率可推算出物質(zhì)跨膜運輸?shù)?/p>

6、速率C.根據(jù)熒光恢復(fù)的速率可推算出膜中蛋白質(zhì)或脂質(zhì)的流動D.速率C用熒光染料標記細胞，是因為該染料選課堂筆記能與細胞膜組成成分結(jié)合。激光照射后熒光的恢復(fù)是由于膜上其他部位的移動，即細胞膜的流動性，熒光恢復(fù)的快慢反映了膜中蛋白質(zhì)和脂質(zhì)流動的快慢。該實驗與物質(zhì)跨膜運輸無直接關(guān)系。 1.下列過程與生物膜的流動性無關(guān)的是()漿細胞分泌抗體A.核糖體上合成的解旋酶進入細胞核B.植物細胞的質(zhì)壁分離復(fù)原C.動物細胞的有絲分裂D.解析：解旋酶由核孔進入細胞核，該過程與膜的流動性無關(guān)。植物細胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原過程與原生質(zhì)層的伸縮性有關(guān)，體現(xiàn)了膜的流動性。動物細胞有絲分裂中膜橫縊過程與流動性有關(guān)。B答案： 自由擴

7、散、協(xié)助擴散和主動運輸1.跨膜運輸物質(zhì)跨膜運輸被動運輸主動運輸協(xié)助擴散的方式自由擴散低濃度高濃度高濃度物質(zhì)運輸方向高濃度低濃度低濃度是否需要載體需要需要不需要是否消耗能量消耗不消耗不消耗被動運輸物質(zhì)跨主動運輸膜運輸自由擴散協(xié)助擴散的方式 圖例被動運輸物質(zhì)跨膜運主動運輸協(xié)助擴散輸?shù)姆绞阶杂蓴U散 模型O、CO、小腸吸收葡萄22紅細胞吸糖、氨基酸、甘油、O舉例H2收葡萄糖無機鹽等乙醇、苯等胞吞與胞吐非跨膜運輸2.胞吞(內(nèi)吞)胞吐(外排)細胞攝取或排出大分子和顆粒物質(zhì)的方式條件生物膜的流動性原理物質(zhì)通過小泡轉(zhuǎn)移，需要消耗能量，不需要載體特點細胞外內(nèi)方向細胞內(nèi)外變形蟲吞食食物顆粒，細胞分泌胰島素實例B胰

8、島白細胞吞噬病菌等3.影響物質(zhì)運輸速率的因素(1)物質(zhì)濃度 (2)O濃度2 (3)溫度溫度可影響生物膜的流動性和有關(guān)酶的活性，進而影響物質(zhì)運輸速率。低溫會使物質(zhì)跨膜運輸速率下降。 同一種物質(zhì)進出不同細胞時，運輸方式可能不同，如紅細胞吸收葡萄糖為協(xié)助擴散，小腸細胞吸收葡萄糖則是主動運輸。 例2新生兒小腸上皮細胞通過消耗ATP，可以直接吸收母乳中免疫球蛋白、半乳糖和葡萄糖等。母乳中的營養(yǎng)蛋白可以被消化吸收。下列有關(guān)說法不正確的是().A.小腸上皮細胞吸收半乳糖和葡萄糖的方式是主動運輸B.小腸上皮細胞吸收免疫球蛋白需要載體蛋白協(xié)助C.免疫球蛋白的吸收與膜的流動性有關(guān)D.免疫球蛋白在新生兒消化道中不被

9、分解的原因是母乳中含有抑制免疫球蛋白分解的某些物質(zhì)B半乳糖和葡萄糖是小分子物質(zhì)，由題干可選課堂筆記知，小腸上皮細胞吸收半乳糖和葡萄糖需消耗ATP，由此可知兩種物質(zhì)的吸收方式是主動運輸。免疫球蛋白是大分子物質(zhì)，其吸收方式是胞吞，與細胞膜的流動性有關(guān)。由于母乳中含有抑制免疫球蛋白被分解的物質(zhì)，因此免疫球蛋白在新生兒消化道中不被分解。 判斷物質(zhì)運輸方式的方法據(jù)分子大小判斷根據(jù)運輸方向判斷：逆濃度梯度的跨膜運輸方式是主動運輸。 不能通過磷脂雙分子層的人工膜，但如實驗表明，K2.果在人工膜中加入少量的纈氨霉素(含12個氨基酸的脂則可以通過膜從高濃度移向低濃度時，K溶性抗生素)處，這種物質(zhì)通過膜的方式是(

10、)協(xié)助擴散B.自由擴散A.胞吞D.主動運輸C.從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運由題干信息可知，K解析：輸，且需要纈氨霉素的幫助，不需要消耗能量，因此這種運輸方式是協(xié)助擴散。B答案： 從近幾年新課標地區(qū)生物試題看，考查點主要集中在以下兩個方面：回1.生物膜的結(jié)構(gòu)及特點。如2009年浙江卷第5題顧通過熒光標記實驗考查生物膜的流動性。考2.物質(zhì)出入細胞的方式及影響因素。如2009年廣東卷第情2題考查物質(zhì)運輸方式的判斷；2008年江蘇卷第2題考查影響主動運輸?shù)囊蛩亍Ｕ霸诮鼛啄旮呖碱}中，對生物膜流動鑲嵌模型考查望頻率較低。結(jié)合物質(zhì)跨膜運輸方式考查生物膜的考結(jié)構(gòu)和組成是歷年高考模擬試題命題的熱點。向 命題設(shè)計

11、為和ab如圖表示細胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)，其中兩種物質(zhì)的運輸方式，下列對細胞膜結(jié)構(gòu)和功能的敘述)正確的是( A.不同物種的細胞中、的種類均不相同B.移植器官往往難以存活與圖中有關(guān)C.b物質(zhì)的運輸方式能體現(xiàn)細胞膜的選擇透過性，而a物質(zhì)的運輸方式不能體現(xiàn)細胞膜的選擇透過性D.構(gòu)成流動性的膜，是實現(xiàn)細胞間信息交流的物質(zhì)基礎(chǔ)B由圖可知，是糖蛋白，是磷脂選【解題指導】雙分子層，是蛋白質(zhì)。各種細胞膜中都含有相同的磷脂分子，但不同的膜中，蛋白質(zhì)的種類不一定相同；器官移植會引起免疫排斥，識別“異己”成分與糖蛋白有關(guān)；a物質(zhì)的運輸方式為自由擴散，b物質(zhì)的運輸方式為主動運輸，兩者都能體現(xiàn)細胞膜的選擇透過性；細胞間信息交

12、流與糖蛋白有關(guān)。 通過模擬實驗探究膜的透性 理論指導1實驗原理膜對不同物質(zhì)的通透性不同，蔗糖分子不能通過半透膜，而水分子則可自由通過半透膜。2.實驗步驟(1)在長頸漏斗處封一層半透膜(如玻璃紙、腸衣等)。(2)漏斗中注入蔗糖溶液，燒杯中盛放蒸餾水。(3)按下圖所示組裝實驗裝置： 在漏斗的液面處做好標記，以便觀察液面的升降情況。(4)3.實驗結(jié)果及結(jié)論漏斗內(nèi)液面上升，說明蔗糖分子不能透過膜，而水分子可通過膜，即膜對不同物質(zhì)的通透性不同。4.實驗的拓展應(yīng)用(1)鑒定不同濃度的物質(zhì)如鑒定失去標鑒的10%的蔗糖溶液和30%的蔗糖溶液的操作如下： ?若漏斗液面升高 30% ?漏斗+ ?若漏斗液面下降)另

13、一種溶液)(一種溶液(的蔗糖溶液10%)以碘和淀粉為例(2)探究物質(zhì)能否通過半透膜(燒杯內(nèi)盛淀漏斗內(nèi)結(jié)論盛碘液粉溶液碘能通過半透膜，而淀粉不能變藍不變藍不變藍變藍淀粉能通過半透膜，而碘不能淀粉和碘都能通過半透膜變藍變藍淀粉和碘都不能通過半透膜不變藍不變藍(3)探究影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩厝缣骄繙囟葘缒み\輸?shù)挠绊憰r，可將本實驗中的滲透裝置置于不同的溫度中，比較漏斗口液面的變化，可確定溫度對滲透作用的影響。 命題設(shè)計 某實驗小組要對“低溫是否會影響物質(zhì)的跨膜運輸”進行實驗探究，設(shè)計了如下實驗：實驗步驟：組裝滲透裝置兩套，分別編號為1、2。在兩組燒杯中分別加入等量的水，在長頸漏斗中分別加入等量的同一

14、濃度的蔗糖溶液，保持管內(nèi)外液面高度相等。對兩組裝置進行不同處理：1組用水浴鍋加熱至37，2組的燒杯外加冰塊降溫。兩組裝置同時開始實驗，幾分鐘后觀察記錄漏斗的液面刻度變化。請分析回答下列問題：(1)本實驗是通過測定水分子通過膜的速率 來進行探究的。(2)該實驗可能的結(jié)果與結(jié)論是：； ； 。 (3)如果上述實驗結(jié)果證明了“低溫能影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)乃俾省保敲磳τ谏锘罴毎麃碚f，產(chǎn)生這種情況的原因可能是：； 。 【解題指導】通過不同溫度條件下的滲透速率可以說明溫度對物質(zhì)的跨膜運輸?shù)挠绊懀⒁獾氖窃O(shè)置實驗要遵循單因子和等量的原則，分析要全面。【答案】(1)擴散(滲透)(2)若1組漏斗的液面高度比2組高

15、，則說明低溫會影響物質(zhì)的跨膜運輸且運輸速率減慢若2組漏斗的液面高度比1組高，則說明低溫會影響物質(zhì)的跨膜運輸且運輸速率加快若1、2組漏斗的液面高度相同，則說明溫度高低并不影響物質(zhì)的跨膜運輸(3)低溫會影響細胞膜的流動性，從而影響其功能低溫會影響酶的活性，從而影響物質(zhì)的跨膜運輸 1.下列關(guān)于生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程的說法，不正確的是().A.最初通過對現(xiàn)象的推理分析得出細胞膜是由脂質(zhì)組成的B.三層結(jié)構(gòu)模型認為生物膜為靜態(tài)的結(jié)構(gòu)C.流動鑲嵌模型認為構(gòu)成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運動D.三層結(jié)構(gòu)模型和流動鑲嵌模型都認為蛋白質(zhì)分子在膜中的分布是不均勻的解析：三層結(jié)構(gòu)模型認為生物膜結(jié)構(gòu)是：蛋白質(zhì)脂質(zhì)

16、蛋白質(zhì)。認為蛋白質(zhì)是均勻的、固定的。D答案：2.(2010·南京模擬)不久前，東京大學教授能瀨聰直領(lǐng)導的研究小組通過轉(zhuǎn)基因方法，把可以使細胞發(fā)出熒光的基因?qū)牍壍募毎构壍募∪饧毎l(fā)出綠色熒光，而神經(jīng)細胞發(fā)出紅色熒光，然后用激光顯微鏡觀察并拍攝神經(jīng)細胞朝著肌肉細胞方向伸展突起的過程。這個過程體現(xiàn)了細胞的)(遺傳性B.全能性A.膜的流動性D.膜的選擇透過性C.解析：神經(jīng)細胞朝著肌肉細胞方向伸展突起是通過膜的流動性實現(xiàn)的。D答案：3.如圖是神經(jīng)細胞的細胞膜結(jié)構(gòu)模式圖，正確的是() 解析：磷脂雙分子層的排列為親水頭在外側(cè)，疏水尾部在內(nèi)側(cè)。A答案：4.細胞膜的結(jié)構(gòu)特點和功能特性分別是(

17、雙選) ()A.具有一定的流動性B.具有保護細胞內(nèi)部的作用C.具有磷脂雙分子層D.具有選擇透過性解析：細胞膜的結(jié)構(gòu)特點是具有一定的流動性，功能特性是具有選擇透過性。AD答案：5.(2009·廣東高考)某物質(zhì)從低濃度向高濃度跨膜運輸，該過程()為自由擴散B.A.沒有載體參與為主動運輸D.為協(xié)助擴散C.解析：本題考查物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞降南嚓P(guān)知識。只有主動運輸是物質(zhì)由低濃度到高濃度的跨膜運輸，需要載體協(xié)助，需要消耗能量。D答案：通過K)已知6.(2010·合肥模擬 細胞膜的方式如右圖所示，則下列哪種物質(zhì)有與其相)(同的運輸方式膽固醇乙醇B.A.氨基酸D.脂肪酸C.的吸收量隨氧K從圖中可以看出在一定濃度范圍內(nèi)解析：的吸收是消耗能量的氣含量的增大而增大，因此可判斷K過程，所以這種離子的吸收方式是主動運輸，而給出的四個選項中只有氨基酸通過細胞膜的方式是主動運輸，而其余三種物質(zhì)均以自由擴散的方式通過細胞膜。D答案：7.下圖表示物質(zhì)通過紅細胞膜的示意圖，其中黑點代表物質(zhì)分子，圓圈代表載體，多角形表示能量，請回