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第4章第2节 生物膜的流动镶嵌模型、第3节 物质跨膜运输的方式


必修1 第4章

分子与细胞

细胞的物质输入和输出

第2节 生物膜的流动镶嵌模型 第3节 物质跨膜运输的方式

一、对生物膜结构的探索历程
时间 19 世纪末 20 世纪初 相关研究 结论

脂质 脂溶性物质更易通过细胞膜 膜是由__________组成的

>红细胞膜分离、提取、分析 红细胞膜中脂质在空气—水 膜的主要成分是

脂质和蛋白质 _________________
细胞膜中的脂质分子

1925 年

界面上铺展成单分子层,单 积的 2 倍

分子层的面积是红细胞表面 排列为连续的两层 _______________________

1959 年 1970 年 1972 年

蛋白质-脂质-蛋白质 电镜下细胞膜呈清晰的暗— 生物膜_______________________ 三层结构构成 亮—暗三层结构

人鼠细胞融合实验

流动性 细胞膜具有____________

流动镶嵌 桑格和尼克森进行相关研究 生物膜的____________模型

思考:根据你学过的知识,举出能证明细胞膜具有流动性的实例?

如:变形虫的运动、胞吞与胞吐、吞噬细胞吞噬病 菌、精子与卵细胞的融合、质壁分离与复原等。

跟踪训练:1.在人类对生物膜结构的探索历程中,罗伯特
森提出的三层结构模型与流动镶嵌模型的相同点是

A.都认为磷脂双分子层是构成膜的基本支架
B.都认为蛋白质分子均匀排列在脂质分子的两侧

C

C.都认为组成生物膜的主要物质是蛋白质和脂质
D.都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

二、生物膜流动镶嵌模型的基本内容

1、结构
⑴基本支架:磷脂双分子层。 特性:头部亲水,尾部疏水;排列:尾相对。 ⑵蛋白质分布:①镶在磷脂双分子层表面 ②部分或全部嵌入磷脂双分子层中 ③贯穿整个磷脂双分子层 ⑶糖被:组成:蛋白质+糖类;分布:细胞膜的外表面; 功能:具有保护、润滑和识别作用 2、结构特点:具有一定的流动性。
原因:组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的。

3、功能特点:具有选择透过性。

4、膜的组成结构和功能可表示为:
磷脂双分子层
组 成 覆盖 嵌入 贯穿 糖被
部分 分布 细胞膜

外表面
组成

被动运输 物质交换 主动运输 + 细胞识别
决定

磷脂分子 +蛋白质分子+糖类
流动性
保证

结构

功能 选择透过性

物质交换正常进行

体现

特别提醒:(1)细胞膜组成中的蛋白质有部分起载体作用,其特异性
和数量的多少,决定了其运输物质的种类和数量。 (2)流动性是细胞膜结构的固有属性,无论细胞是否与外界发生物质交 换关系,流动性总是存在的,而选择透过性只在完成物质交换功能时 才能体现出来。

跟踪训练:2.下图是细胞膜的亚显微结构模式图,①~③ 表示构成细胞膜的物质。有关说法错误的是

B
A.③构成细胞膜的基本骨架 B.细胞膜结构特点是选择透过性 C.细胞识别与物质①有关 D.由②参加的物质运输不一定为主动运输

三、物质跨膜运输的方式
运输方式 运输方向 运输特点 被动运输 自由扩散 协助扩散 高浓度→低浓度 不需要载体 蛋白和能量

1.离子、小分子物质运输方式的比较
主动运输 低浓度→高浓度 需要载体蛋白 和能量

需要载体蛋白 、 不需要能量

图例 动力 实例 浓度差 水、气体、 脂溶性物质 浓度差 红细胞吸收葡 萄糖 能量(由ATP直接提供 ) 小肠吸收无机盐、葡 萄糖、氨基酸等

2.大分子物质的运输方式 胞吞和胞吐 大分子物质以______________方式进出细胞。

胞吞作用

胞吐作用

运输方 式

运输方向 细胞外→细胞 内 细胞内→细胞 外

运输特点

实例 白细胞吞噬病菌变 形虫吞噬食物颗粒 胰腺细胞分泌胰岛 素

胞吞
胞吐

需要能量, 不需要载体 蛋白

跟踪训练:3. 下列关于物质跨膜运输的叙述,错误的是

B

A.主动运输过程中,需要载体蛋白协助和ATP提供能量 B.在静息状态下,神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输 C.质壁分离过程中,水分子外流导致细胞内渗透压升高 D.抗体分泌过程中,囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分

跟踪训练: 4.有一位科学家分离到一种动物细胞的细胞膜, 他将膜放在特制的仪器中,分隔两边装蒸馏水的槽。当他

将稀释的乙酸放入一侧时,发现另一侧槽中的pH没有变化。
于是他将动物细胞匀浆磨碎,过滤出细胞器和膜的碎片,

然后再将滤液加到加过乙酸的一侧,这时发现另外一侧的
pH下降了。造成这种变化的最合理的解释是 A.质子通过主动运输跨膜运输 B.质子通过自由扩散跨膜运输 C.质子通过协助扩散跨膜运输 D.细胞滤液能溶解膜中的脂质

A

一、影响跨膜运输的因素
1.物质浓度
运 输 速 率 物质浓度 自由扩散 细 胞 内 浓 度 运 输 速 率 P点后速率受载体蛋白数量制约 P 物质浓度 协助扩散或主动运输

P点后: 低浓度 P 细胞外浓度 O 时间
主动运输

高浓度

2.氧气浓度

3.温度

二、物质跨膜运输中易混概念的比较
1.扩散、自由扩散和渗透
(1)概念比较 ①扩散:指物质从高浓度区域向低浓度区域自然运动的现象,例如向

一杯清水中滴入一滴红墨水后发生的现象或向一杯水中加一匙蔗糖后
发生的现象。

②自由扩散:指物质通过半透膜的顺浓度梯度的扩散,如细胞吸收氧
气和排出二氧化碳的现象。 ③渗透:指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散,如细胞的渗透 吸水或失水。

(2)概念图比较

a:扩散

b:自由扩散

c:渗透

(3)三种方式的比较 运动方向 扩散

是否通过 半透膜
不一定通过

物质类型 溶质、溶剂

自由扩散
渗透

高浓度→低浓 度 高浓度→低浓 度 高浓度→低浓 度

通过
通过

溶质、溶剂
溶剂

2.半透膜、脂双层膜、全透膜与选择透过性膜 (1)半透膜:某些物质可以透过,而另一些物质不能透过的 多孔性薄膜(如动物的膀胱、肠衣及玻璃纸等)。能否透过半 透膜往往取决于分子直径的大小和膜上小孔直径的大小。 (2)脂双层膜(人工质膜):人工合成的无蛋白质的脂质双分 子膜,类似于磷脂双分子层,它能允许水、甘油、乙醇、O2、

CO2、N2等小分子通过,其他分子、离子都不能通过。

(3)全透膜:各种大分子和小分子物质都能通过的膜(如失 去活性的生物膜)。 (4)选择透过性膜:具有选择透过性的膜(细胞膜、细胞器 膜等生物膜),只有被选择的小分子和离子才能通过。能否 通过膜取决于膜上载体蛋白的种类和数量。


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