2012高三生物一轮复习精品学案(人教版)1-4-第二课时生物膜的流动镶嵌模型和物质跨膜运输的方式31820.pdf

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1、第二课时 生物膜的流动镶嵌模型和物质跨膜运输的方式 课本回归 一、生物膜模型的探索过程 时间 假设 19 世纪末 欧文顿提出膜是由_组成的 20 世纪初 化学分析表明膜的主要成分是_和_ 1925年 荷兰科学家提出细胞膜中的_分子排列为连续的两层 20 世纪 40 年代 提出膜质两侧附着_ 1959年 罗伯特森提出生物膜由_蛋白质三层构成 1972年 桑格和尼克森提出生物膜的_模型 二、流动镶嵌模型的基本内容 1 _构成膜的基本支架，其结构特点是具有_。2 蛋白质分子有的_，有的部分或全部_，有的_；大多数蛋白质分子是可以_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_

2、。三、物质跨膜运输的方式 1 被动运输 3 大分子物质以胞吞和_方式进出细胞，与细胞膜的_有关。答案：一、脂质 脂质 蛋白质 脂质 蛋白质 蛋白质 脂质 流动镶嵌 二、1.磷脂双分子层 一定的流动性 2.镶在磷脂双分子层表面 嵌入磷脂双分子层中 横跨整个磷脂双分子层 运动 3.糖蛋白 糖脂 三、1.载体 顺 O2 乙醇 载体 顺 葡萄糖 2.载体 能量 逆 Na 3.胞吐 流动性 1 组成成分及其在膜中的分布 2 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、胞吐及载体对相应物质的转运等。(3)影响因素：主要受温度影响，适

3、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；动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；细胞杂交时的细胞融合(如人鼠细胞融合)。3 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。4 细胞膜的流动性与选择透过性 流动性与选择透过性都是对细胞膜的描述，但两者既有区别又有联系。(1)区别：流动性是细胞膜结构方面的特性，选择透过性体现了细胞膜功能方面的特性，主动运输能充分说明

4、选择透过性。(2)联系：细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。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，如果细胞膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。总之，膜的组成、结构和功能可表示为下图：1 自由扩散、协助扩散和主动运输的比较 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 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 小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 2.胞吞、胞吐：是大分子和颗

5、粒物质进出细胞的方式，这两种方式虽然最终通过了生物膜，但实质上，这些物质并没有真正的穿过生物膜。例如，白细胞吞噬大肠杆菌、变形虫吞噬有机物颗粒、胰岛 B 细胞分泌胰岛素等。3 在细胞的生命活动过程中，主动运输起到了重要作用，它使细胞能主动地从外界吸收被选择的物质，供生命活动利用。同样，细胞也能利用主动运输把新陈代谢产物排出细胞外。总之，细胞通过主动运输，摄取、积累物质以及不断排出代谢废物，从而维持细胞组成成分的动态稳定，保证生命活动的正常进行。1 物质浓度(在一定浓度范围内)对运输速率的影响曲线：(1)自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧，其动力是两侧溶液的浓度差，在一定浓度范围内，随

6、物质浓度的增大，其运输速率与物质浓度成正比。(2)协助扩散或主动运输的共同特点是都需要载体协助，在物质浓度较低时，随物质浓度的增大，运输速率也逐渐增大，到达一定物质浓度时，由于受膜上载体数量的限制，运输速率不再随浓度增大而增大。2 氧气浓度对物质运输速率的影响曲线：(1)自由扩散和协助扩散统称为被动运输，其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧，其运输的动力都是浓度差，不需要能量，因此与氧气浓度无关，运输速率不随氧气浓度增大而改变。(2)主动运输方式既需要载体协助又需要消耗能量。在氧气浓度为零时，通过细胞无氧呼吸供能，但无氧呼吸产生能量较少所以运输速率较低，在一定范围内随氧气浓度升高，有氧呼吸加

7、强，产生的能量逐渐增多，所以运输速率不断加快，当氧气浓度足够高时，能量供应充足，但由于受到载体数量的限制，运输速率不再随氧气浓度增大而加快。例一 (2010淮安模拟)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 是指磷脂分子的尾部，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 解析：磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸组成的，磷酸“头”部(c)是亲水端，脂肪酸“尾”部(a)是疏水端。细胞膜为细胞的边界，在细胞膜的外侧分布着具有识别作用的糖蛋白，而在细胞膜的内侧没有糖蛋白的分布，因此，依据糖蛋白的

8、分布可判断细胞膜的内外侧。细胞膜具有选择透过性，这与细胞膜上蛋白质(b、d)的种类和数量有关。答案：C 组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子的排布有下述特点，其中描述细胞膜基本骨架的是()A 膜两侧的分子结构和性质不尽相同 B 磷脂分子排布成双分子层 C 蛋白质分子附着和镶嵌于磷脂双分子层中 D 蛋白质分子和磷脂分子具有一定的流动性 答案：B 解析：磷脂双分子层构成膜的基本支架。如图为物质进出细胞的两种方式，对该图的正确理解是 ()A 和分别表示协助扩散和主动运输 B 和分别表示胞吞和胞吐 C 葡萄糖、性激素是以方式进入细胞的 D 水、二氧化碳、氧气是以方式进入细胞的 解析：据图分析过程中物质由高

9、浓度直接跨膜进入细胞，既无载体蛋白协助又不消耗能量，所以为自由扩散过程，过程物质由膜外到膜内既消耗能量又需载体蛋白协助，所以为主动运输过程。水、二氧化碳、氧气、性激素等均以自由扩散方式进出细胞，葡萄糖可能以主动运输方式被吸收。答案：D 下列物质中，不能横穿细胞膜进出细胞的是 ()A 维生素 D B 水和尿素 C氨基酸和葡萄糖 D 酶和胰岛素 答案：D 解析：酶和胰岛素为大分子物质，不能直接横穿细胞膜进出细胞，只能通过胞吞和胞吐的方式进出细胞。(2010 慈溪模拟)图中的哪一条曲线能说明红细胞运输葡萄糖的速度与血浆中葡萄糖的浓度之间的关系 ()解析：葡萄糖进入红细胞的运输方式为协助扩散，在一定浓

10、度范围内，血糖浓度越大，运输速度越快，但因膜上运输葡萄糖的载体数量是有限的，所以当葡萄糖浓度达到一定值时，吸收速率不再改变。答案：C 如图表示在一定范围内细胞膜外某物质浓度变化与该物质进入细胞膜内速度的关系，据图分析，下列说法正确的是()A 该物质进入细胞的方式是自由扩散 B 该物质通过膜时必须与载体蛋白结合 C 该物质可能是水或甘油 D 该物质只能从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动 答案：B 解析：由题图可知，该物质跨膜速度刚开始时与膜外该物质浓度成正比，说明是顺着浓度梯度运输的。最后跨膜速度达到饱和，说明该物质运输还与膜上载体数量有关。水和甘油通过自由扩散进出细胞。1 细胞膜常常被脂质溶剂和

11、蛋白酶处理后溶解，由此可以推断，细胞膜的化学成分可能含有 ()磷脂 蛋白质 多糖 核酸 A B C D 答案：A 解析：由相似相溶原理和酶的专一性可知，细胞膜的化学成分有磷脂和蛋白质。2(2010安徽安庆模拟)生物膜的“蛋白质脂质蛋白质”静态结构模型不能解释下列哪种现象 ()A 细胞膜是细胞的边界 B 溶于脂质的物质能够优先通过细胞膜 C 变形虫做变形运动 D 细胞膜中磷脂分子呈双层排列在膜中 答案：C 解析：变形虫做变形运动其细胞膜必须是运动的，静态结构模型无法解释。3 下列哪些生理活动不会导致细胞内 ADP含量增加()A 小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖 B 甲状腺细胞吸收碘 C 小肠绒毛上皮细

12、胞吸收甘油 D K 和 Na进出红细胞 答案：C 解析：小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、甲状腺细胞吸收碘及 K 和 Na进出红细胞都是主动运输的方式。小肠绒毛上皮细胞吸收甘油是自由扩散的方式，既不消耗能量也不需要载体协助。4 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 答案：D 解析：本题考查物质跨膜运输中被动运输的两种方式。甲物质的运输依赖自由扩散，不需要载体的协助，在其他条件不变的情况下，以无蛋白的磷脂双分子膜代替细胞膜，运输情况不受影

13、响，其运输不会被促进也不会被抑制。乙物质进入细胞的方式是协助扩散，需要载体的协助，在其他条件不变的情况下，以无蛋白的磷脂双分子膜代替细胞膜，会因缺少载体而使运输过程被抑制。5 如下图中说明了物质和离子通过细胞膜的转运，下列叙述中正确的是 ()A 所有图中均有主动运输 B 所有图中均有被动运输 C 图、和可表示自由扩散 D 图中细胞内 ADP的含量会增加 答案：D 解析：图表示自由扩散，图表示借助载体蛋白通过离子通道的扩散，即协助扩散；图表示物质由低浓度向高浓度运输，应为主动运输。6(2010潍坊模拟)脂质体是根据磷脂分子可在水中形成稳定的磷脂双层膜的原理而制备的人工膜。单层脂分子铺展在水面上时

14、，亲水端与疏水端排列是不同的，搅拌后形成双层脂分子的球形脂质体。(1)将脂质体置于清水中，一段时间后发现，脂质体的形态、体积没有变化，这一事实说明脂质体在结构上具有一定的_。(2)脂质体的形成是由于磷脂分子结构同时具有_的特点，脂质体中裹入 DNA就可以作为基因工程的一种工具运载体，原因是_。(3)由脂质体的形成原因及特点分析细胞膜的基本支架是_，同时也可推测水分子的跨膜运输不是真正的自由扩散，它最可能与膜上的_成分有关。美国科学家彼得阿格雷试图从人血红细胞、肾小管壁细胞膜上寻找这种蛋白质CHIP28，他以这两种细胞为实验材料的最可能依据是 。答案：(1)稳定性(2)亲水和疏水 脂质体的结构类

15、似细胞膜，易与受体细胞发生融合，从而导入目的基因(3)磷脂双分子层 蛋白质 成熟的红细胞除细胞膜外无其他的膜结构，便于获得纯净的细胞膜；而肾小管壁细胞对水分子的重吸收能力强 解析：在水中脂质体形成的原理是磷脂分子具有疏水端和亲水端，在水中时磷脂分子朝向水面的一定为亲水端，这样很可能就形成双层稳定的脂质体。脂质体应用广泛，例如：脂质体裹入目的基因导入细胞内(由于它与膜结构类似，易融合)作为基因工程的运载体；裹入抗癌药物和配备制导系统，即单克隆抗体(由细胞工程产生)，就可以专一性地杀灭肿瘤细胞。由脂质体的结构可推测出细胞膜应以磷脂双分子层为基本支架，其疏水端相连在中间，也可推测水分子不是真正的自由

16、扩散而与膜上的蛋白质有关，选择吸水能力强、膜成分单一的材料进行验证最理想。7 某物质从低浓度向高浓度跨膜运输，该过程 ()A 没有载体参与 B为自由扩散 C 为协助扩散 D为主动运输 答案：D 解析：本题考查物质跨膜运输的相关知识。现将物质跨膜运输的方式列表如下：自由扩散 协助扩散 主动运输 运输方向 高浓度低浓度 高浓度低浓度 低浓度高浓度 是否需要载体 否 是 是 8.下列物质能通过人工合成的脂双层膜(不含蛋白质)的是()A H B 核苷酸 C K D 乙醇 答案：D 解析：人工合成的脂双层膜中无蛋白质，只有以自由扩散方式通过膜的物质才能通过，A、B、C 均以主动运输的方式通过膜。9 细胞

17、膜的结构特点和功能特点分别是 ()具有一定的流动性 具有保护细胞内部的作用 具有磷脂双分子层 具有选择透过性 A B C D 答案：B 解析：细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性。10(2010广州模拟)如图表示细胞膜的亚显微结构，其中 a 和 b 为物质的两种运输方式。下列对细胞膜结构和功能的叙述错误的是 ()A 若图示为肝细胞膜，则尿素的运输方向是 B 细胞间的识别、免疫、细胞的癌变与有密切的关系 C 适当提高温度将加快和的流动速度 D b 过程不需要 ATP，a 过程不能体现膜的选择透过性这一生理特性 答案：D 解析：图中是糖蛋白，是蛋白质，是磷脂分子，为膜外(外

18、侧有糖蛋白)，为膜内。a 方式是由低浓度向高浓度、需载体协助的主动运输，b 方式是由高浓度向低浓度、不需载体协助的自由扩散。肝细胞内合成尿素，通过肝细胞膜以自由扩散的方式运输到细胞外，故A 项正确；细胞间的识别、免疫和细胞的癌变与膜上的糖蛋白有关，故 B 项正确；适当提高温度，分子运动速度加快，故 C 项正确；b 自由扩散不需要能量是正确的，但 a 主动运输需膜上载体蛋白的协助，能体现膜的选择透过性，故 D 项错误。11请根据细胞膜的有关知识回答下列问题：(1)组成水通道和离子通道的物质是在核糖体上合成的，可见水通道和离子通道实际上是由细胞膜上的_形成的，细胞膜上的这些物质在磷脂双分子层上的排

19、列方式是_。(2)物质进入细胞都通过细胞膜，在用呼吸抑制剂处理细胞后，脂肪酸、Na进入细胞的速度会明显减慢的是_。(3)大分子和颗粒状物质，如蛋白质分子通过细胞膜的方式是_，该过程是否消耗ATP：_。(4)物质通过细胞膜与膜的流动性有密切关系，为了探究温度对膜的流动性的影响，有人做了下述实验：分别用红色和绿色荧光剂标记人和鼠细胞膜上的蛋白质，然后让两个细胞在37 条件下融合并培养，40 分钟后，融合的细胞膜上红色和绿色的荧光均匀相间分布。有人认为该实验不够严密，其原因是缺少_实验。本实验可以通过在相同时间、不同温度下培养后，观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上的分布情况来判断实验结果，还可以通过比

20、较_来判断实验结果。该实验可能得出的结论是_。答案：(1)蛋白质 镶嵌、嵌入或横跨(2)Na(3)胞吞或胞吐 是(4)对照 红色和绿色荧光在细胞膜上均匀分布所需时间的长短 在一定范围内，随着温度升高，细胞膜的流动性加快。解析：组成水通道和离子通道的物质是在核糖体上合成的，由此可推断它们的化学本质是蛋白质。脂肪酸是脂溶性物质，以自由扩散方式进出；Na以主动运输方式吸收；大分子以胞吐和胞吞方式运输，需消耗能量。实验缺乏对照，应增设不同温度处理，通过观察红色和绿色的荧光在细胞膜上均匀分布所需时间长短来比较。12(2010上海生物)下图表示一种物质的跨膜运输方式，下列叙述中正确的是()A 该膜中载体也

21、能运输蔗糖 B碘以该方式进入海带细胞 C 该方式不会出现饱和现象 D该方式发生在被运输物质从高浓度到低浓度时 答案：D 解析：由图示可知：葡萄糖从胞外到胞内需要载体蛋白协助但不消耗 ATP，故其跨膜运输方式为协助扩散；该运输方式是由高浓度到低浓度，会出现饱和现象；因载体具有专一性，运输葡萄糖的载体不能运输蔗糖；碘是以主动运输的方式进入胞内的。13(2010山东理综)下图中曲线 a、b 表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下列表述正确的是 ()A 脂溶性小分子物质不能通过方式 a 运输 B 与方式 a 有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面 C 方式 b 的最大转运速率与载体蛋白数量有关 D 抑制细胞呼吸对方式 a 和 b 的转运速率均有影响 答案：C 解析：据图分析，曲线 a 表示被转运分子的转运速率与浓度呈正比，符合自由扩散的特点。曲线 b 表示在被转运分子的浓度较低时，随着浓度提高，转运速率增加，浓度较高时出现饱和现象，符合协助扩散和主动运输的特点(受载体数量限制)。A 项中，脂溶性小分子的跨膜运输方式是自由扩散；B 项中，自由扩散与细胞膜表面的载体蛋白无关；D 项中抑制细胞呼吸，停止能量供给，影响主动运输，但对自由扩散和协助扩散无影响。