海南省届高三生物第一轮复习生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式(新人教版必修)

1、时间时间实例实例(实验实验)结论结论(假说假说)19世世纪末纪末脂溶性物质更脂溶性物质更易通过细胞膜易通过细胞膜欧文顿认为膜欧文顿认为膜是由是由_组成组成的的20世世纪初纪初将膜分离提纯，将膜分离提纯，并进行化学分并进行化学分析析膜的主要成分膜的主要成分是是 _第第2、3节节 生物膜的流动镶嵌模型物生物膜的流动镶嵌模型物 质跨膜运输的方式质跨膜运输的方式答案：答案： 脂质脂质 脂质和蛋白质脂质和蛋白质 排列为连续的两层排列为连续的两层1959年年电镜下细胞膜呈电镜下细胞膜呈清晰的暗清晰的暗亮亮暗三层结构暗三层结构罗伯特森认为罗伯特森认为生物膜由蛋白生物膜由蛋白质质 _蛋蛋白质三层结构白质三层结

2、构构成构成1970年年人鼠细胞杂交实人鼠细胞杂交实验验细胞膜具有细胞膜具有 _1972年年桑格和尼克森桑格和尼克森提出了生物膜提出了生物膜的的 _答案：答案： 脂质脂质 流动性流动性 流动镶嵌模型流动镶嵌模型答案：答案： 蛋白质和脂质蛋白质和脂质 磷脂双分子层磷脂双分子层 流动性流动性 蛋白质蛋白质分子分子 蛋白质分子蛋白质分子 糖蛋白糖蛋白 糖脂糖脂 流动性流动性 选择选择透过性透过性议一议：议一议：生物膜在结构和功能上的特生物膜在结构和功能上的特点是由什么决定的？点是由什么决定的？答案：答案：(1)生物膜的结构特点生物膜的结构特点具有具有一定的流动性，原因是构成生物膜的一定的流动性，原因是

3、构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子都是可运动的。磷脂分子和蛋白质分子都是可运动的。(2)生物膜的功能特性生物膜的功能特性具有选择透具有选择透过性，原因是膜上载体的种类和数量过性，原因是膜上载体的种类和数量不同。不同。想一想：想一想：为为什么脂溶性物质容易透过什么脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质通过却十细胞膜，不溶于脂质的物质通过却十分困难？分困难？答案：答案：因为组成细胞膜的主要成分中因为组成细胞膜的主要成分中有磷脂，细胞膜以磷脂双分子层为基有磷脂，细胞膜以磷脂双分子层为基本支架。本支架。答案：答案： 高浓度高浓度 低浓度低浓度 高浓度高浓度 低浓度低浓度 载体蛋载体蛋白白答案：答案：

4、 高浓度高浓度 低浓度低浓度 高浓度高浓度 低浓度低浓度 载体蛋载体蛋白白想一想：想一想：自由扩散、协助扩散和主动运输与胞吞、胞吐有何主要区别？自由扩散、协助扩散和主动运输与胞吞、胞吐有何主要区别？答案：答案：前三种物质运输方式是小分子和离子的运输方式，前三种物质运输方式是小分子和离子的运输方式，不包括大分子，且他们是穿膜运输。胞吞、胞吐是大分子或颗粒性物不包括大分子，且他们是穿膜运输。胞吞、胞吐是大分子或颗粒性物质的运输方式，运输是通过膜融合实现转移的，被运输的物质不直接穿质的运输方式，运输是通过膜融合实现转移的，被运输的物质不直接穿过生物膜。过生物膜。 答案：答案： 细胞膜细胞膜 囊泡囊泡

5、 囊泡囊泡 融洽融洽观察现象：生物膜对物质进出细胞具有选择性观察现象：生物膜对物质进出细胞具有选择性提出问题：为什么生物膜能控制物质的进出？这与膜的结构有何关提出问题：为什么生物膜能控制物质的进出？这与膜的结构有何关系？系？对细胞膜结构的探索历程对细胞膜结构的探索历程 （人民教育版）（中国地图版）（人民教育版）（中国地图版）几种膜的分子结构模型几种膜的分子结构模型【提示】【提示】 (1)单位膜模型单位膜模型该模型该模型1935年提出，年提出，1959年，罗伯特年，罗伯特森电镜观察并总结提出的森电镜观察并总结提出的“蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质”三层结构的静态模型。三层结构的静态模型。(2)

6、液态镶嵌模型液态镶嵌模型该模型也叫做流动脂质该模型也叫做流动脂质球蛋白镶嵌球蛋白镶嵌模型，该模型主要强调的是，流动的模型，该模型主要强调的是，流动的脂质双分子层构成了膜的连续体，而脂质双分子层构成了膜的连续体，而蛋白质分子像一群岛屿一样无规则地蛋白质分子像一群岛屿一样无规则地分散在脂质的分散在脂质的“海洋海洋”中。中。(3)晶格镶嵌模型晶格镶嵌模型该模型是该模型是1975年沃利奇提出的，该模年沃利奇提出的，该模型在一定的条件下，可能代表某些膜型在一定的条件下，可能代表某些膜的真实结构，但并不能作为一般膜的的真实结构，但并不能作为一般膜的通用模型。通用模型。(4)板块镶嵌模型板块镶嵌模型该模型是

7、该模型是1977年，年，Jain和和White提出提出的。的。事实上，晶格镶嵌模型和板块镶嵌模事实上，晶格镶嵌模型和板块镶嵌模型及液态镶嵌模型并没有本质的区别，型及液态镶嵌模型并没有本质的区别，前二者只不过是对膜的流动性的分子前二者只不过是对膜的流动性的分子基础作了解释，因而是对后者的补充。基础作了解释，因而是对后者的补充。目前所流行的关于膜结构的基本观点目前所流行的关于膜结构的基本观点是是1972年桑格和尼克森提出的流动镶年桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型。嵌模型。1生物膜的结构特点生物膜的结构特点具有一定的具有一定的流动性流动性(1)结构基础：构成膜的磷脂分子和结构基础：构成膜的磷脂分子和大

8、多数蛋白质分子是运动的。大多数蛋白质分子是运动的。(2)实验验证实验验证人鼠细胞融合实验人鼠细胞融合实验(3)实例证明：质壁分离与复原、变实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞吞形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞吞噬细菌等。噬细菌等。2生物膜的流动性与选择透过性的关系生物膜的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。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。能实现选择透过性。3组成、结构

9、、功能组成、结构、功能关系图解关系图解特别提醒：特别提醒：只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。膜的流动性受温度影响，在一定温度范围内，随温度升高，膜的流动性受温度影响，在一定温度范围内，随温度升高，膜的流动性增强。膜的流动性增强。1(2009临沂模拟临沂模拟)下列最能正确表示细胞膜结构的是下列最能正确表示细胞膜结构的是()解析：解析：细胞膜外表面有起识别作用的糖蛋白，只有细胞膜外表面有起识别作用的糖蛋白，只有C正确。正确。答案：答案：C1自由扩散、协助扩散和自由扩散、协助扩散和主动运输的比较主动运输的比较物质出物质出入细胞入细胞的方式的方式 被动运输

10、被动运输主动运主动运输输自由扩散自由扩散协助扩协助扩散散运输方运输方向向高浓度高浓度低浓度低浓度高浓度高浓度低浓度低浓度低浓度低浓度高浓度高浓度是否需是否需要载体要载体不需要不需要需要需要需要需要图例图例举例举例O2、CO 2、H2O、甘油、甘油、乙醇、苯等乙醇、苯等出入细胞出入细胞红细胞吸收红细胞吸收葡萄糖葡萄糖小肠吸收葡小肠吸收葡萄糖、氨基萄糖、氨基酸、无机盐酸、无机盐等等表示表示曲线曲线(一定一定浓度浓度范围范围内内)2.大分子物质出入细胞的方式大分子物质出入细胞的方式 上述三种物质运输方式是小分子和上述三种物质运输方式是小分子和离子的运输方式，不包括大分子物离子的运输方式，不包括大分子

11、物质。大分子质。大分子 物质是通过胞吞和胞吐来运输的。物质是通过胞吞和胞吐来运输的。 (1)胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性。胞膜的流动性。 (2)胞吞和胞吐与主动运输一样也需胞吞和胞吐与主动运输一样也需要能量供应，如果分泌细胞中的要能量供应，如果分泌细胞中的ATP合成受阻，则胞吐作用不能继合成受阻，则胞吐作用不能继续进行。续进行。 知识拓展：知识拓展：(1)载体是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性，不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

12、；同；(2)载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体达到饱和时，细胞载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体达到饱和时，细胞吸收该载体运载的物质的速率不再随物质的浓度的增大而增大。吸收该载体运载的物质的速率不再随物质的浓度的增大而增大。 3影响自由扩散、协助扩散、主动影响自由扩散、协助扩散、主动运输的因素运输的因素 (1)影响自由扩散的因素：细胞膜影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差内外物质的浓度差。 (2)影响协助扩散的因素影响协助扩散的因素：细胞细胞膜内外物质的浓度差膜内外物质的浓度差；细胞膜上细胞膜上载体的种类和数量载体的种类和数量。 (3)影响主动运输的因素影响主动运输的因素：载体载体；能量

13、能量：凡能影响细胞内产生能量凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。气浓度、温度等。 特别提醒：特别提醒：要确定某种物质的运输方式，必须抓三个关键：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；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明确被运输物质微粒的性质(大分子、小分子、离子大分子、小分子、离子)；分析物质通过细胞膜的转运方向（高浓度分析物质通过细胞膜的转运方向（高浓度低浓度，低浓度低浓度，低浓度高浓度），是否需要载体协助，是否需要消耗能量。高浓度），是否需要载体协助，是否需要消耗能量。2

14、下下图表示物质通过红细胞膜的示意图表示物质通过红细胞膜的示意图，其中黑点代表物质分子，圆圈图，其中黑点代表物质分子，圆圈代表载体，多角形表示能量，请回代表载体，多角形表示能量，请回答：答： (1)表示表示_方式，方式，表示表示_方式，方式，表示表示_方方式。式。 (2)K、O2和葡萄糖三种物质中，和葡萄糖三种物质中，通 过通 过 方 式 进 入 红 细 胞 的 是方 式 进 入 红 细 胞 的 是_。 (3)与与方式相比，方式相比，方式的主要特点是需要借助方式的主要特点是需要借助_，该物，该物质是在细胞内的质是在细胞内的_上合成的。与上合成的。与相比，相比，方式的不同之处是方式的不同之处是_。

15、(4)若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，_方式将会受到较大方式将会受到较大影响。影响。解析：解析：图图显示物质分子透过细胞显示物质分子透过细胞膜时可完全依靠浓度差膜时可完全依靠浓度差既不需既不需载体，也不消耗能量，应属自由扩载体，也不消耗能量，应属自由扩散。图散。图显示物质分子跨膜运输需显示物质分子跨膜运输需载体蛋白协助且消耗能量应属主动载体蛋白协助且消耗能量应属主动运输。图运输。图显示物质分子跨膜时需显示物质分子跨膜时需载体协助，但不消耗能量应属协助载体协助，但不消耗能量应属协助扩散。扩散。答案：答案：(1)自由扩散主动运输协自由扩散主动运输协助扩散助扩散(2)K(

16、3)载体核糖体需要消耗能量载体核糖体需要消耗能量(4)【例【例1】 如如图表示细胞膜的亚显微结图表示细胞膜的亚显微结构，其中构，其中a a和和b b为两种物质的运输为两种物质的运输方式，下列对细胞膜结构和功能方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述正确的是的叙述正确的是() A不同物种的细胞中不同物种的细胞中、的种类均不相同的种类均不相同B移植器官往往难以存活与图中移植器官往往难以存活与图中有关有关Cb物质的运输方式能体现细胞膜的选择透过性，而物质的运输方式能体现细胞膜的选择透过性，而a a物质的运物质的运 输方式不能体现细胞膜的选择透过性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

17、间信息交流的物质基础构成流动性的膜，是实现细胞间信息交流的物质基础自主解答：自主解答：_答案：答案：B思维延伸：思维延伸：(1)水稻吸收水稻吸收Si4多，而吸收多，而吸收Ca2、Mg2相对少，与相对少，与图中哪种物质有关？图中哪种物质有关？(2)若图中若图中为水通道蛋白，水分子通过此结构进出细胞，如果为水通道蛋白，水分子通过此结构进出细胞，如果设法关闭离体细胞的结构设法关闭离体细胞的结构后，将其放入后，将其放入30%的的KCl溶液中，细溶液中，细胞形态会如何变化？胞形态会如何变化？【例【例2】分分析以下资料回答问题：析以下资料回答问题：K和和Na均不能通过磷脂双分子层均不能通过磷脂双分子层的人

18、工膜；的人工膜；缬氨霉素是一种脂溶缬氨霉素是一种脂溶性抗生素；性抗生素；在人工膜上加入少量在人工膜上加入少量缬氨霉素，缬氨霉素，K可以透过人工膜。可以透过人工膜。下列叙述不正确的是下列叙述不正确的是()A缬氨霉素的作用类似于载体蛋缬氨霉素的作用类似于载体蛋白白B缬氨霉素与离子的结合具有特缬氨霉素与离子的结合具有特异性异性C本实验在于研究细胞膜的选择本实验在于研究细胞膜的选择透过性透过性DK透过人工膜的方式属于主动透过人工膜的方式属于主动运输运输 思路点拨：思路点拨：K和和Na均不能通过磷均不能通过磷脂双分子层的人工膜，在人工膜上脂双分子层的人工膜，在人工膜上加入少量缬氨霉素，加入少量缬氨霉素，

19、K可以透过人可以透过人工膜，工膜，Na却不能通过，这说明缬却不能通过，这说明缬氨霉素的作用类似于载体蛋白，载氨霉素的作用类似于载体蛋白，载体蛋白与离子的结合具有特异性。体蛋白与离子的结合具有特异性。但由题干信息还不能判断但由题干信息还不能判断K透过人透过人工膜的方式属于主动运输，因为并工膜的方式属于主动运输，因为并没有向人工膜供应能量，因此只能没有向人工膜供应能量，因此只能得出结论：得出结论：K透过人工膜的方式是透过人工膜的方式是协助扩散。协助扩散。答案：答案：D 题后反思题后反思 (1)判断物质运输方式的方法：判断物质运输方式的方法： (2)根据运输方向：根据运输方向：逆浓度梯度的跨逆浓度梯

20、度的跨膜运输方式是主动运输膜运输方式是主动运输。实验设计题的答题规律实验设计题的答题规律探探究性问题的步骤：提出问题究性问题的步骤：提出问题做做出假设出假设设计实验设计实验观察现象观察现象得出结论得出结论这类题型一般提供材料，给出问题，这类题型一般提供材料，给出问题，让学生确定一个假设题目，然后展开让学生确定一个假设题目，然后展开研究讨论。关于假设的确定，一般是研究讨论。关于假设的确定，一般是问题中某一方面可以是肯定的也可以问题中某一方面可以是肯定的也可以是否定的。是否定的。实验设计题答题规律实验设计题答题规律第一步：认真研读题干信息，分析题第一步：认真研读题干信息，分析题目类型属于验证型实验

21、、探究型实验、目类型属于验证型实验、探究型实验、完全设计型、半设计型、实验评价型完全设计型、半设计型、实验评价型中的哪一种。中的哪一种。第二步：仔细审读，找准实验中所要第二步：仔细审读，找准实验中所要控制的单一变量和因变量，并分析以控制的单一变量和因变量，并分析以什么指标表示或观察因变量。什么指标表示或观察因变量。第三步：运用对照实验思想合理设置第三步：运用对照实验思想合理设置对照组。对照组。第四步：分析实验过程中需要平衡的无关变量，即避免第四步：分析实验过程中需要平衡的无关变量，即避免(或排除或排除)无无关变量对实验结果关变量对实验结果(现象现象)的影响。的影响。第五步：推敲精练语言，准确表

22、达实验步骤和实验结果及结论。第五步：推敲精练语言，准确表达实验步骤和实验结果及结论。第六步：通读自己的实验设计。运用实验设计所遵循的原则进行第六步：通读自己的实验设计。运用实验设计所遵循的原则进行对照，检查是否有遗漏。对照，检查是否有遗漏。【例】【例】(青岛测试青岛测试)某某实验小组要对实验小组要对“低温是否会影响物质的跨膜运输低温是否会影响物质的跨膜运输”进行实验探究，设计了如下实验：进行实验探究，设计了如下实验：实验步骤：实验步骤：组装渗透装置两套，组装渗透装置两套，分别编号为分别编号为1、2。在两组烧杯中分别加入等量的水，在两组烧杯中分别加入等量的水，在长颈漏斗中分别加入等量的同一在长颈

23、漏斗中分别加入等量的同一浓度的蔗糖溶液，保持管内外液面浓度的蔗糖溶液，保持管内外液面高度相等。高度相等。对两组装置进行不同处理：对两组装置进行不同处理：1组组用水浴锅加热至用水浴锅加热至37，2组的烧杯组的烧杯外加冰块降温。外加冰块降温。两组装置同时开始实验，几分钟两组装置同时开始实验，几分钟后观察记录漏斗的液面刻度变化。后观察记录漏斗的液面刻度变化。请分析回答下列问题请分析回答下列问题:(1)本实验是通过测定水分子通过膜本实验是通过测定水分子通过膜的扩散即的扩散即_作用速率来进行探作用速率来进行探究的。究的。(2)此实验的自变量是此实验的自变量是_；为；为了直观地表示相对速率，用了直观地表示相对速率，用_作为因变量。作为因变量。(3)该实验可能的结果与结论是：该实验可能的结果与结论是：_；_；_。(4)如果上述实验