1---第四章__第23节__生物膜的流动镶嵌模型_物质跨膜运输的方式.ppt

一、对生物膜结构的探索历程一、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世纪末：欧文顿发现脂溶性物质易通过细胞膜膜是由膜是由 组成的组成的 20世纪初：化学分析表明膜的主要成分是世纪初：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倍倍 膜中的脂质分子排列为膜中的脂质分子排列为 1959年：电镜下细胞膜呈现清晰的暗年：电镜下细胞膜呈现清晰的暗亮亮暗三层结构暗三层结构生物膜是由生物膜是由 三层结构构成三层结构构成 1970年：人鼠细胞杂交实验年：人鼠细胞杂交实验细胞膜具有细胞膜具有 1972年：桑格和尼克森提出了生物膜的年：桑格和尼克森提出了生物膜的脂质和蛋白质脂质和蛋白质连续的连续的2层层蛋白质脂质蛋白质蛋白质脂质蛋白质一定流动性一定流动性流动镶嵌模型流动镶嵌模型脂质脂质二、流动镶嵌模型的基本内容二、流动镶嵌模型的基本内容1.结构模型结构模型1.组成特点组成特点(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。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。生物膜中不含糖类。2.组成、结构与功能的关系组成、结构与功能的关系3.结构特点：流动性结构特点：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。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。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。导致膜的破坏。(4)实例实例 质壁分离和复原实验；质壁分离和复原实验；变形虫捕食和运动时伪足的形成；变形虫捕食和运动时伪足的形成；白细胞吞噬细菌；白细胞吞噬细菌；胞吞与胞吐；胞吞与胞吐；受精时细胞的融合过程。受精时细胞的融合过程。(5)实验验证实验验证细胞融合实验细胞融合实验4.功能特点：选择透过性功能特点：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 的吸收和对的吸收和对Na的排出，肾小管的重吸收和分泌，小肠的排出，肾小管的重吸收和分泌，小肠 的吸收等。的吸收等。(2)原因：遗传性原因：遗传性 载体种类、数量载体种类、数量 选择性。选择性。5.流动性与选择透过性的关系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。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，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。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。失去流动性和膜的选择透过性。1.跨膜运输跨膜运输自由扩散、协助扩散和主动运输自由扩散、协助扩散和主动运输物物质质跨膜运跨膜运输输的方式的方式被被动动运运输输主主动动运运输输自由自由扩扩散散协协助助扩扩散散物物质质运运输输方向方向高高浓浓度度低低浓浓度度高高浓浓度度低低浓浓度度低低浓浓度度高高浓浓度度是否需要是否需要载载体体不需要不需要需要需要需要需要是否消耗能量是否消耗能量不消耗不消耗不消耗不消耗消耗消耗物物质质跨跨膜运膜运输输的方式的方式被被动动运运输输主主动动运运输输自由自由扩扩散散协协助助扩扩散散图图例例物物质质跨膜运跨膜运输输的方式的方式被被动动运运输输主主动动运运输输自由自由扩扩散散协协助助扩扩散散模型模型举举例例O2、CO2、H2O、甘油、甘油、乙醇、苯等乙醇、苯等红细红细胞吸胞吸收葡萄糖收葡萄糖小小肠肠吸收葡萄吸收葡萄糖、氨基酸、糖、氨基酸、无机无机盐盐等等2.非跨膜运输非跨膜运输胞吞与胞吐胞吞与胞吐胞吞胞吞(内吞内吞)胞吐胞吐(外排外排)条件条件细细胞胞摄摄取或排出大分子和取或排出大分子和颗颗粒物粒物质质的方式的方式原理原理生物膜的流生物膜的流动动性性特点特点物物质质通通过过小泡小泡转转移，需要消耗能量，不需要移，需要消耗能量，不需要载载体体方向方向细细胞外胞外内内细细胞内胞内外外实实例例变变形虫吞食食物形虫吞食食物颗颗粒，粒，白白细细胞吞噬病菌等胞吞噬病菌等胰胰岛岛B细细胞分泌胰胞分泌胰岛岛素素3.影响物质运输速率的因素影响物质运输速率的因素(1)物质浓度物质浓度(2)O2浓度浓度(3)温度温度 温度可影响生物膜的流动性和有关酶的活性，温度可影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进而影响物质运输速率。低温会使物质跨膜运输速率下降。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。运输。例例2新生儿小肠上皮细胞通过消耗新生儿小肠上皮细胞通过消耗ATP，可以直接吸收母，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有抑制免疫球蛋白分解的某些物质.课堂笔记课堂笔记选半乳糖和葡萄糖是小分子物质，由题干可选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知，小肠上皮细胞吸收半乳糖和葡萄糖需消耗ATP，由此，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。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判断物质运输方式的方法据分子大小判断据分子大小判断根据运输方向判断：逆浓度梯度的跨膜根据运输方向判断：逆浓度梯度的跨膜 运输方式是主动运输。运输方式是主动运输。2.实验表明，实验表明，K不能通过磷脂双分子层的人工膜，但如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果在人工膜中加入少量的缬氨霉素(含含12个氨基酸的脂个氨基酸的脂 溶性抗生素溶性抗生素)时，时，K则可以通过膜从高浓度移向低浓度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处，这种物质通过膜的方式是 ()A.自由扩散自由扩散B.协助扩散协助扩散 C.主动运输主动运输 D.胞吞胞吞解析：解析：由题干信息可知，由题干信息可知，K从高浓度一侧向低浓度一侧运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。运输方式是协助扩散。答案：答案：B命题设计命题设计 如图表示细胞膜的亚显微结构，其中如图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和和b为为两种物质的运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述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C.b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物质物质 的运输方式不能体现细胞膜的选择透过性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构成流动性的膜，是实现细胞间信息交流的物质 基础基础 【解题指导解题指导】选选 由图可知，由图可知，是糖蛋白，是糖蛋白，是磷是磷脂双分子层，脂双分子层，是蛋白质。各种细胞膜中都含有相同的磷是蛋白质。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同；器官脂分子，但不同的膜中，蛋白质的种类不一定相同；器官移植会引起免疫排斥，识别移植会引起免疫排斥，识别“异己异己”成分与糖蛋白有关；成分与糖蛋白有关；a物质的运输方式为自由扩散，物质的运输方式为自由扩散，b物质的运输方式为主动运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。与糖蛋白有关。B通过模拟实验探究膜的透性通过模拟实验探究膜的透性理论指导理论指导1实验原理实验原理 膜对不同物质的通透性不同，蔗糖分子不能通过半透膜，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。而水分子则可自由通过半透膜。2.实验步骤实验步骤(1)在长颈漏斗处封一层半透膜在长颈漏斗处封一层半透膜(如玻璃纸、肠衣等如玻璃纸、肠衣等)。(2)漏斗中注入蔗糖溶液，烧杯中盛放蒸馏水。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：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。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。可通过膜，即膜对不同物质的通透性不同。1.下列关于生物膜结构探索历程的说法，不正确的是下列关于生物膜结构探索历程的说法，不正确的是()A.最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的 B.三层结构模型认为生物膜为静态的结构三层结构模型认为生物膜为静态的结构 C.流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白 质分子可以运动质分子可以运动 D.三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中 的分布是不均匀的的分布是不均匀的.2.(2010南京模拟南京模拟)不久前，东京大学教授能濑聪直领导的研不久前，东京大学教授能濑聪直领导的研 究小组通过转基因方法，把可以使细胞发出荧光的基因导究小组通过转基因方法，把可以使细胞发出荧光的基因导 入果蝇的细胞，使果蝇的肌肉细胞发出绿色荧光，而神经入果蝇的细胞，使果蝇的肌肉细胞发出绿色荧光，而神经 细胞发出红色荧光，然后用激光显微镜观察并拍摄神经细细胞发出红色荧光，然后用激光显微镜观察并拍摄神经细 胞朝着肌肉细胞方向伸展突起的过程。这个过程体现了细胞朝着肌肉细胞方向伸展突起的过程。这个过程体现了细 胞的胞的 ()A.全能性全能性 B.遗传性遗传性 C.膜的选择透过性膜的选择透过性 D.膜的流动性膜的流动性3.如图是神经细胞的细胞膜结构模式图，正确的是如图是神经细胞的细胞膜结构模式图，正确的是()7.下图表示物质通过红细胞膜的示意图，其中黑点代表物质下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，圆圈代表载体，多角形表示能量，请回答：分子，圆圈代表载体，多角形表示能量，请回答：(1)表示表示方式，方式，表示表示方式，方式，表示表示方式。方式。(2)K、O2和葡萄糖三种物质中，通过和葡萄糖三种物质中，通过方式进入红细胞方式进入红细胞的是的是。(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，该物质是在细胞内的，该物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。(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，方式将会方式将会受到较大影响。受到较大影响。解析：解析：图图显示物质分子透过细胞膜时可完全依靠浓度差显示物质分子透过细胞膜时可完全依靠浓度差既不需载体，也不消耗能量，应属自由扩散。图既不需载体，也不消耗能量，应属自由扩散。图显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运输。图运输。图显示物质分子跨膜时需载体协助，但不消耗能显示物质分子跨膜时需载体协助，但不消耗能量应属协助扩散。量应属协助扩散。答案：答案：(1)自由扩散主动运输协助扩散自由扩散主动运输协助扩散(2)K(3)载体核糖体需要消耗能量载体核糖体需要消耗能量(4)