2011生物新课标复习课同步学案（必修一）：4-2 生物膜的流动镶嵌模型和物质跨膜运输的方式

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
①质壁分离和复原实验；②变形虫捕食和运动时伪足的形成；
③白细胞吞噬细菌； ④胞吞与胞吐；
⑤受精时细胞的融合过程；⑥动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；
⑦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21世纪教育网21世纪教育网
(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21世纪教育网21世纪教育网 被动运输21世纪教育网 主动运输[来源:21世纪教育网]
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．Ⅰ和Ⅱ分别表示协助扩散和主动运输
B．Ⅰ和Ⅱ分别表示胞吞和胞吐
C．葡萄糖、性激素是以Ⅱ方式进入细胞的
D．水、二氧化碳、氧气是以Ⅰ方式进入细胞的
解析：据图分析Ⅰ过程中物质由高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，Ⅱ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。