四川省成都市高考生物 第四章 第2、3节生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式课时作业
第4章 第2节《生物膜的流动镶嵌模型》 教学设计
第2节生物膜的流动镶嵌模型一、教材分析1．内容和地位“生物膜的流动镶嵌模型”一节是人教版《必修1分子与细胞》第四章《细胞的物质输入和输出》之第二节，与第一节“物质跨膜运输的实例”所反映的生物膜对物质的进出控制具有选择性等知识有一定的联系，并对第三节学习“物质跨膜运输的方式”作了知识准备。
所以,这节的内容安排很巧妙，对整个章节的知识起到了承上启下的作用。
本节主要包括对生物膜结构的探索历程和生物膜的流动镶嵌模型的基本内容两大部分。
在教学中，要充分发挥教师的主导地位和学生的主体地位，引导学生观察并分析实验现象，大胆的提出实验假设，宛如亲历科学家探索科学的历程，切身感受科学的魅力，保持强烈的探究科学的激情和兴趣，自然地接受流动镶嵌模型的理论。
让学生在探究中学习科学探索的方法，从而渗透探索科学过程和方法的教育。
2．教学重点①对生物膜结构的探索历程②生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容3．教学难点探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点二、学情分析1.学生已经了解了细胞、知道了组成细胞的分子、掌握了细胞的基本结构，尤其是细胞膜作为最基本生命系统的边界等相关知识，为本节知识的学习奠定了基础。
2.高中学生具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，对事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。
三、课程三维目标1. 知识与技能①简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容②举例说明生物膜具有的流动性特点③通过分析科学家建立生物膜模型的过程阐述科学发展的一般规律2．过程与方法①分析科学家建立生物膜结构模型过程，尝试提出问题，大胆作出假设②发挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构3. 情感、态度与价值观①使学生树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点②培养学生严谨的推理和大胆想象能力③认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的观点看待科学，树立辨证的科学观四、教学策路以学生“自主、探究、合作”的学习方式来优化课堂学习与教学，实现课程三维目标。
第4章第2节 生物膜的流动镶嵌模型(笔记)
二、对生物膜结构的探索历程
1、19世纪末 1895年，欧文顿： 实验：用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透
性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。 提出假说：膜是由脂质组成的
2、20世纪初，科学家将膜从哺乳动物的红细胞分离出 来，通过化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。
3、1925年荷兰科学家：用丙酮从人红细胞膜中提取脂 质，在空气－水界面上铺成单层分子，测得单分子层 的面积恰为红细胞表面积的2倍。 结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为两层
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6、主动运输
特点： 从低浓度到高浓度； 需要载体蛋白的协助； 需要能量（ATP)。
如：Na+ 、K+、Ca2+、Mg2+等离子通过细胞膜；葡萄 糖、氨基酸通过小肠上皮细胞。
载体具有转一性，不同的离子 需要不同的载体运输。
7、主动运输具有重要的意义： 细胞膜的主动运输是活细胞的特性，它保
证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选 择吸收所需的营养物质，主动排出代谢废物和 对细胞有害的物质。
特点： • 从高浓度到低浓度； • 不需要载体蛋白的协助； • 不消耗能量。 如：水、氧气、二氧化碳、
甘油、乙醇、苯等。
4、协助扩散特点、物质： 特点： ➢从高浓度到低浓度； ➢需要载体蛋白的协助； ➢不需要能量。
如：葡萄糖分子进入红细胞。
5、自由扩散和协助扩散相同点和不同点： 都自自是由由顺扩扩浓散散度不梯需（度要fre运 载e 输 体di， ，ffu都 协si不 助on需 扩）要 散能 需量要载体 协助扩散 （facilitated diffusion）
4、磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成的分子， 磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。 磷脂分子组成元素：C、H、O、N、P 磷脂在空气－水界面上铺成单层分子的排列方式：
高中生物人教版必修1 第4章 第2、3节 生物膜的流动镶嵌模型、物质跨膜运输的方式
• 1．物质跨膜方式图解
• 2．影响跨膜运输的因素 • (1)物质浓度
• (2)氧气浓度
• (3)温度Leabharlann • 判断物质进出细胞的方式 • (1)据分子大小判断：
• (2)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。
• [师说·一语破天机] • 此考点是高考的常考点，考查各种运输方式的特点时，多以选择题形式 出现；侧重能力考查时，往往以图表分析、曲线分析或实验分析形式进 行综合考查，大题及选择题均有命题出现。
• 答案：蛋白质 脂质 流动镶嵌模型 流动性 协助扩散 主动运输 选择透过性
研研核心要点
• 1．生物膜的流动镶嵌模型
• (1)细胞膜中的脂质除磷脂外，还有一些糖脂和胆固醇。 • (2)糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的外表面。 • (3)脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的，而是呈不对称性分布。
• 2. 生物膜的结构特点——具有一定的流动性 • (1)结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的。 • (2)实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞 噬作用等。 • (3)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 性加快。
• 3．生物膜的组成、结构、功能关系图解
• 1．物质的运输并非只与其对应的载体蛋白种类有关 • 细胞膜组成中的蛋白质有部分起载体作用，由于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．生物膜的流动性和选择透过性的表现并不相同 • 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， 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。
第2、3节 生物膜的流动镶嵌模型 物质跨膜运输的方式
读读教材基础
高考高考生物一轮复习-第四章 细胞的物质输入和输出(第八课时)第2、3节 生物膜的流动镶嵌模型、物质跨膜
考点二 物质跨膜运输的方式及其影响因素
【回扣教材】
物质跨膜运输的方式 1．被动运输 (1)__自__由__扩__散__：不需要载体和能量，如水、CO2、 O2、甘油、乙醇、苯等。 (2)协助扩散：需要载__体____，但不需要_A__T_P__， 如红细胞吸收葡萄糖。 2．主动运输：既需要_载__体___协助，又需要消耗 __A__T_P__，如细胞吸收 K＋、Na＋、Ca2＋、氨基酸等。
【解析】图示显示，甲侧的 Na＋浓度高于乙侧， 据此可判断甲是细胞外侧，乙是细胞内侧，A 项错 误；Na＋由细胞外(甲侧)进入细胞内(乙侧)是顺浓度 梯度运输的，其方式为协助扩散，由细胞内运出细
胞外是逆浓度梯度运输的，需要 ATP 供能，为主动 运输的过程，B 项正确；图示中葡萄糖的跨膜运输 过程，需要钠驱动的载体蛋白的协助，不需要 ATP， 其方式为协助扩散，C 项正确；甘油跨膜运输的方 式是自由扩散，而图示中葡萄糖跨膜运输的方式为
(4)1959 年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰 的暗—亮—暗的三层结构，并大胆地提出生物膜的模型 是所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构 构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗
层是蛋白质分子，他把生物膜描述为静态的统一结构。
(5)1970 年，科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细 胞融合的实验，以及相关的其他实验证据表明细胞膜具
D.与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该 离子的吸收
【解析】A 项，温度为 17 ℃时，在空气环境中， 根对该离子的相对吸收量高于在氮气环境中的，说明 有氧条件有利于该植物幼根吸收该离子，同时说明幼 根对该离子的相对吸收量与氧气有关，为主动运输。 B 项，在空气环境中，低温下幼根对该离子的相对吸 收量较低，说明温度能够影响根对该离子的吸收。C 项，幼根对该离子的吸收方式为主动运输，需要消耗 ATP，在氮气环境中，植物可通过无氧呼吸产生 ATP。 D 项，温度为 17 ℃时，与空气环境中相比，氮气环 境中该植物幼根对该离子的相对吸收量较低，说明氮 气环境不利于该植物幼根对该离子的吸收。
生物膜的流动镶嵌模型、物质跨膜运输的方式
主动运输的动力来源
载体蛋白介导的主动运输
物质通过与载体蛋白结合，由载体蛋白的构象变化介导物质逆浓度梯度跨膜运 输的过程。载体蛋白介导的主动运输需要消耗能量。
离子泵介导的主动运输
离子泵通过水解ATP释放的能量，将物质逆浓度梯度跨膜运输的过程。离子泵 介导的主动运输需要消耗能量。
04
物质跨膜运输的实例和应用
胞吐
细胞内物质通过囊泡与细胞膜融合， 将物质释放到细胞外。
03
物质跨膜运输的动力来源
被动运输的动力来源
扩散
物质在浓度差的作用下，由高浓度向 低浓度方向自发流动的过程。扩散不 需要消耗能量，是被动运输的一种方 式。
渗透
水分子或其他溶剂分子通过半透膜从 低浓度一侧向高浓度一侧的流动过程。 渗透作用的动力来自半透膜两侧的浓 度差和压力差。
蛋白质分子
蛋白质分子以不同的方式 镶嵌在磷脂双分子层中， 它们承担着物质转运、信 息传递等重要功能。
糖类分子
糖类分子以共价键与蛋白 质或磷脂相连，形成糖蛋 白或糖脂，参与细胞识别 和信息传递。
流动镶嵌模型的特点
流动性
可塑性
磷脂分子和蛋白质分子都可以在膜上 流动，保持膜的动态平衡，有利于细 胞功能的调节和适应环境变化。
协助扩散
需要载体蛋白的帮助，由高浓度 向低浓度扩散，不消耗能量。
主动运
原发主动运输
直接消耗能量将物质逆浓度梯度或电位梯度进行跨膜运输。
次发主动运输
在物质顺浓度梯度或电位梯度的情况下，间接消耗能量进行 跨膜运输。
胞吞和胞吐
胞吞
细胞通过细胞膜内陷将外部物质包裹 进细胞内，形成囊泡，再通过胞内消 化将物质释放到细胞质中。
有助于理解细胞信号转导
高三生物高效课堂资料必修一第四章第2.3节膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输的方式教案
高三生物高效课堂资料生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输的方式教案一、教学目标知识目标：1说出流动镶嵌模型的基本内容。
2举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点。
能力目标：学会对图表数据的解读。
情感目标：培养学生质疑、求实、创新的科学态度和精神。
教学重点难点1．教学重点：物质跨膜运输的方式。
2．教学难点：主动运输。
二、教学策略依据新课改“自主、合作、探究”的精神，本教学设计按“学生是主体，教师是主导”的原则，以探究式教学方法为主线，让学生在讨论、探究、交流中相互启迪，获得新知，形成良好的学习习惯和学习方法。
同时，充分利用表格对有关跨膜运输的几种方式进行比较总结，有利于学生由感性认识上升到理性认识。
教师适时进行点拨，以帮助学生建构正确的知识结构，把课堂的主动权交给学生。
三、教学过程(一)预习检测：运用课件展示：生物膜的结构模型示意图[提问] 生物膜的结构如何?在控制物质进出时有什么特点?根据学生回答情况引导学生回顾物质跨膜运输的方式.（二）基础检查1、物质跨膜运输的方式有哪些？2、设计表格对几种方式进行比较？（三）师生互动，拓展拔高（学案思考拓展部分）1.哺乳动物成熟的红细胞吸收钾离子时，是否消耗能量？2.与图中③过程（主动运输）有关的细胞器有哪些？3.同一种的离子或化合物在进出细胞时，其运输方式是否是一定的？4.影响物质跨膜运输的因素有哪些？并绘出相应的曲线。
5.物质跨膜运输具有选择性的原因？【方法总结】判断物质进出细胞方式的方法（四）完成随堂练习，发现问题及时纠正（五）课堂小结，布置作业四、教学反思1、本节课采用了探究式教学模式，引导学生自主学习、小组合作探究，较好地体现学生的主体地位。
2、物质跨膜运输的方式是本节的重点，主动运输是本节的难点。
充分利用教材插图、图表，灵活地解决了教学的重点与难点问题，深化了教学重点。
3、由于本节课以自主探究为主，生生互动、生生互评场合较多，因此在教学时间上较难把握，这就要求老师课堂上一定灵活应用，有效地进行调控，才能确保本节课在既定时间内按预定目标完成教学。
4.2&3 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)
运输所需的载体蛋白在核糖体上合成，所需的能量主要来自于
线粒体。 答案： （1）自由扩散 主动运输 协助扩散
（2）［乙］主动运输
（3）载体蛋白 核糖体
［甲］自由扩散
消耗能量
［丙］协助扩散
（4）乙
线粒体
【典例1】（2009·北京高考）细胞膜在细胞的生命活动中具 有重要作用。下列相关叙述不正确的是 A.细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用 B.细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性
（5）由于葡萄糖和甘油都是细胞选择吸收的物质，所以会逐
渐进入细胞，使细胞内的溶液浓度增大，细胞大量吸水，最
终导致细胞涨破。
1.（2009·浙江高考）对某动物细胞进行荧光标记实验，如 示意图所示，其基本过程：①用某种荧光染料标记该动物细 胞，细胞表面出现荧光斑点。②用激光束照射该细胞表面的
某一区域，该区域荧光消失。③停止激光束照射一段时间后，
该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。
上述实验不能说明的是(
)
A.细胞膜具有流动性
B.荧光染料能与细胞膜组成成分结合 C.根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率 D.根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速 率
【解析】选C。本题创设新情境，以实验形式考查对细胞膜流
动性的理解，以及实验分析能力。依题意，细胞膜表面荧光 斑点的分布体现了细胞膜的流动性，但不能推算出物质跨膜
外两侧的蛋白质种类有差异，因此，内外两侧的功能也不相
同。
【典例2】科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关 系，分别用图中四条曲线表示，在研究具体的物质X时，发现
与曲线②和④相符。试问：细胞膜运输物质X的方式是
A.主动运输 C.自由扩散
B.协助扩散 D.胞吐
高考生物总复习 第四章第2、3节 生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式(随堂反馈+高考体验,含解析
【决胜2013】（某某专用）高考生物总复习第四章第2、3节生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式（随堂反馈+高考体验，含解析）新人教版必修11．图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异。
其中通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是( )A．Na＋B．K＋C．胰岛素 D．CO2解析：选B。
图乙表示的过程为主动运输过程，且是由细胞外向细胞内进行的，即该物质浓度细胞内比细胞外的高，由图甲看出K＋符合题意。
2．(原创)下图表示动物肌肉细胞细胞膜转运部分物质示意图，与图某某息不．相符的是(多选)( )A．甲侧为细胞内，乙侧为细胞外B．Na＋既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输C．图示中葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是ATPD．图示中葡萄糖跨膜运输方式与细胞吸收甘油相同解析：选AD。
肌细胞不能产生葡萄糖，原因是细胞内的肌糖原不能直接转化成葡萄糖，细胞要不断消耗葡萄糖，所以甲侧为细胞外，乙侧为细胞内；钠离子进入细胞需要载体蛋白但不消耗能量，而运出细胞需要载体消耗能量；分析图可知，葡萄糖进入肌细胞需要载体蛋白协助，由钠离子驱动，而细胞吸收甘油的方式是自由扩散。
3．如图是物质进出细胞方式的概念图，对图示分析正确的是( )A．据图可确定①为既耗能又需载体蛋白的主动运输B．⑤、⑥两种方式的共同特点是逆浓度梯度运输物质C．母乳中的免疫球蛋白可通过①、③两种方式被吸收D．果脯腌制时蔗糖进入细胞与③胞吞作用有关解析：选A。
据图分析可知，①是主动运输，②是被动运输，③、④分别为胞吞和胞吐，⑤、⑥分别为自由扩散和协助扩散。
主动运输既消耗能量也需要载体蛋白协助，A正确；被动运输的特点是物质顺浓度梯度运输，B错误；免疫球蛋白是大分子物质，通过胞吞作用吸收，C错误；蔗糖进入果脯细胞是因为在腌制过程中果脯细胞死亡，细胞膜失去了生理活性，D 错误。
4．(2011·新课标全国理综)撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。
人教版生物必修1全册精品课件 第四章 第2、3节《生物膜的流动镶嵌模型 · 物质跨膜运输的方式》
贮存油, 外面是水, 所以磷脂分子亲水头部
朝油滴外, 疏水尾部朝油滴内
.
假设磷脂分子排成双层, 会有以下两种情 况:
和 因为亲水端、疏水端相排斥, 亲水端与 油相排斥, 以上两种情况均不可能存在. 【正确答案】 A
对物质跨膜运输方式曲线的判断不到位 例2 某科学家在研究细胞膜运输物质 时发现有下列四种关系, 分别用下图中四 条曲线表示, 在研究具体的物质X时, 发现 与曲线②和④相符. 试问: 细胞膜运输物质 X的方式是 ( )
B. 协助扩散
C. 主动运输
D. 被动运输
【解析】 本题主要考查物质跨膜运输方
式的特点. 据图可知, 该植物根从土壤中吸
收某矿质离子, 既需要细胞膜上载体蛋白
的协助, 又需要消耗ATP, 符合主动运输的
特点.
【答案】 C 【探规寻律】 物质跨膜运输方式的判断方法
跟踪训练 关于概念图的分析正确的是( )
要点三 影响主动运输的因素
1．载体 载体是细胞膜中的一类蛋白质, 其作用就 像“小船”一样, 能将“货物”(被运输的物质) 从“河”(细胞膜)的一边运到另一边. (1)载体有饱和现象, 即此时所有“小船”都 已启用, 没有闲置的.
如当血糖浓度过高时, 肾小管上皮细胞膜 上运载葡萄糖的载体已达到饱和, 不能更 多地吸收葡萄糖, 多余的葡萄糖随尿液排 出形成糖尿. (2)载体具有特异性, 即一种载体只能运载 特定的物质, 如运载K＋的载体就不能运载 Ca2＋, 反之亦然. 因此, 若细胞膜上有运载 某物质的载体, 则能吸收该物质,
图二中横坐标是培养液中氧气的相对含量, 因此曲线ef段限制因素是能量, fg段限制 因素可能是载体数量, 也可能是培养液中K ＋浓度. 【答案】 A
【决胜】(江苏专用)高考生物总复习 第四章第2、3节 生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式(夯
(4)①低温会影响细胞膜的流动性，从 而影响其功能 ②低温会影响酶的活性，从而影响细 胞呼吸释放能量的过程，进而影响物 质的跨膜运输
命题视角 • 把脉高考
洞察高考热点
从近几年考情来看， 本部分命题特点是： (1)以选择题的形式考查生物膜的结构、 特性及跨膜运输及影响因素等。
(2) 利用图示、曲线、表格、数据等为 情景命题，考查对物质进出细胞方式 的理解能力及进行综合分析、判断和 推理能力。
特点
需要载 不需要载 需要载 不需要载 体、不 体、不消 体、消 体、消耗 消耗能 耗能量 耗能量 能量 量
被动运输 物质出 入细胞 协助扩 的方式 自由扩散 散
主动 运输
胞吞、胞 吐
模型
物质出 入细胞 的方式
被动运输 自由扩散
主动 协助扩 运输 散
胞吞、 胞吐
胞吐：胰 岛素、消 化酶、抗 体等分泌 到细胞外 胞吞：吞 噬细胞吞 噬细菌
A．①和②所示的过程都需要消耗细 胞内ATP水解释放的能量 B．只有①所示的过程能逆浓度梯度 运输物质 C．大分子物质只有通过①所示的过 程才能进入细胞
D．腌制蜜饯时蔗糖进入细胞与过程 ①和②有直接关系
解析：选B。①表示主动运输，②表 示协助扩散，协助扩散是顺浓度梯度 运输物质，不消耗能量。一些大分子 物质可通过胞吞和胞吐进出细胞。蜜 饯腌制过程中细胞因失水过多死亡， 此时细胞的选择透过性丧失。
举例
小肠吸 收葡萄 O2、CO2、 红细胞 糖、氨 H2O、甘油、 吸收葡 基酸、 乙醇、苯 萄糖 无机盐 等
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
胞吞、胞 吐
曲线 物质 表示 浓度
细胞内液 浓度可以 超过细胞 外液的浓 度，即可 逆浓度梯 度进行运 输
【2019-2020】高中生物第四章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训练
教学资料参考范本【2019-2020】高中生物第四章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训练新人教版必修1撰写人：__________________部门：__________________时间：__________________一、选择题1．关于细胞膜结构的“流动镶嵌模型”的论述，能揭示出不同的膜物质分子之间排布关系的是( B )A．磷脂排列成双分子层B．膜蛋白分子覆盖或镶嵌于脂双层C．两侧膜物质分子排列不对称D．膜物质分子的运动使其有流动性[解析] 四个选项中，只有B项较恰当地表明了磷脂和蛋白质的关系。
2．若用呼吸酶抑制剂处理小肠绒毛上皮，则会明显影响其细胞吸收的物质是( C )A．氧气、甘油B．脂肪酸、水C．K＋、氨基酸D．葡萄糖、水[解析] 呼吸酶抑制剂会抑制呼吸作用，从而导致能量供应，因而限制主动运输方式。
3．人体白细胞能进行变形运动，穿出毛细血管壁，吞噬侵入人体的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的( C )A．选择透过性B．保护作用C．流动性D．扩散[解析] 变形运动是由结构特性决定的，结构特性主要指流动性。
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( D )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[解析] 乙的运输过程需要载体蛋白的参与，而人工合成的膜无蛋白质。
5．白细胞能吞噬绿脓杆菌，与这一现象有关的是( D )A．主动运输B．细胞膜的选择性C．自由扩散D．细胞膜的流动性[解析] 白细胞吞噬绿脓杆菌的方式是胞吞，而这一方式与细胞膜的流动性有关。
二、非选择题6．右图是人体小肠上皮细胞膜亚显微结构模式图，“●”表示葡萄糖分子，据图回答下列问题：(在方括号内写上相应的数字，在横线上填写相应的文字)(1)图中①、②所指的物质分别是__磷脂__、__蛋白质__，其中__磷脂双分子层__是细胞的基本支架；而另一种物质的多个分子分别镶在表面、或以不同的深度嵌入或横跨细胞膜的基本支架。
2018-2019学年高中生物 第4章 第2、3节 生物膜的流动镶嵌模型和物质跨膜运输的方式教学
第2、3节生物膜的流动镶嵌模型和物质跨膜运输的方式一、对生物膜结构的探索历程1．早期经历[填表]时间(人物) 实验依据结论或依据19世纪末欧文顿对植物细胞的通透性进行实验，发现脂溶性物质更容易通过细胞膜膜是由脂质组成的20世纪初对哺乳动物红细胞膜进行化学分析膜的主要成分是脂质和蛋白质1925年荷兰科学家从红细胞中提取的脂质铺成单分子层，其面积是红细胞表面积的2倍细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层1959年罗伯特森电子显微镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的结构所有生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质构成，是一种静态的统一结构2．荧光标记细胞膜实验[填图] 1.脂溶性物质能优先通过细胞膜，说明细胞膜中含有脂质。
2．流动镶嵌模型认为：磷脂双分子层构成膜的基本支架，蛋白质分子或镶在、或嵌入或贯穿于磷脂双分子层。
3．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。
4．糖蛋白只分布于细胞膜的外表面，与细胞识别作用有关。
5．自由扩散既不需要载体蛋白，也不需要能量，水、气体及脂溶性物质以自由扩散方式运输。
6．协助扩散需要载体蛋白，但不需要能量，实例是红细胞吸收葡萄糖。
7．主动运输既需要能量，又需要载体蛋白，无机盐离子主要以主动运输方式出入细胞。
3．桑格和尼克森的结论在新的观察和实验证据的基础上，提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。
二、生物膜的流动镶嵌模型1．结构模型[据图填空]①⎩⎪⎨⎪⎧名称：磷脂双分子层作用：细胞膜的基本支架特点：具有一定的流动性②⎩⎪⎨⎪⎧名称：蛋白质位置⎩⎪⎨⎪⎧镶在磷脂双分子层的表面部分或全部嵌入磷脂双分子层中贯穿整个磷脂双分子层特点：大多数蛋白质分子是可以运动的③⎩⎪⎨⎪⎧名称：糖蛋白位置：分布于细胞膜的外表功能：保护、润滑和细胞识别等2．结构特点生物膜的结构特点是具有一定的流动性。
三、物质跨膜运输的方式1．离子和小分子物质的跨膜运输[连线]2．大分子物质的运输[填表]类别方式过程进细胞胞吞大分子→细胞膜表面→细胞膜内陷形成小囊→小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡→进入细胞内部出细胞胞吐大分子先在细胞内形成囊泡→囊泡移动到细胞膜处→与细胞膜融合→大分子排出细胞1．判断下列叙述的正误(1)不同细胞的形态相对固定，主要是由细胞膜决定的，因为构成细胞膜的蛋白质和磷脂分子都是相对固定不动的(×)(2)不同细胞膜的磷脂分子是相同的，而蛋白质分子是不同的(√)(3)哺乳动物成熟的红细胞吸收葡萄糖时，需要载体蛋白协助，可以逆浓度梯度进行(×)(4)甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜(×)2．关于生物膜结构探索历程的叙述，不．正确的是( )A．最初的探索是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统一结构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质分子是可以运动的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的分布是不均匀的解析：选D 罗伯特森提出的三层结构模型认为生物膜结构是蛋白质—脂质—蛋白质，电镜下观察到的中间亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子，认为蛋白质的分布是均匀的、固定的。
高中生物人教版必修1全册复习提纲：第4章第2、3节 生物膜的流动镶嵌模型 物质跨膜运输的方式
第2、3节生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式1、1972年，___________和___________提出了细胞膜的_______________模型。
2、流动镶嵌模型的主要内容：（1）___________构成了膜的基本___________；（2）___________有的______在磷脂双分子层表面，有的__________，有的______________；（3）糖类有的以___________形式存在（起保护和润滑作用，与细胞之间的______密切相关）有的以___________形式存在。
3、膜的结构特点：，原因是构成膜的___________和___________分子是可以运动的。
影响因素：实例：；；；。
4、物质出入细胞的方式有下列方式（1）小分子物质、离子等——___________方式举例特点影响因素被动运输主动运输（2）大分子物质和细菌、病毒等——___________包括胞吞（如_________）和胞吐（如_____________），需要消耗___________提供的能量。
5、膜的功能特点：练习：1、线粒体DNA上的基因所表达的酶与线粒体功能有关。
若线粒体DNA受损伤，则下列细胞的功能受影响最大的是（）A.红细胞吸收葡萄糖B.小肠上皮细胞吸收水C.神经细胞吸收K+D.肺泡细胞吸收氧气2、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，并维持其它条件不变，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3、已知在离体的番茄根吸收K+与氧分压的关系实验中，当氧分压为5-10%时，K+吸收量达到最高值，之后氧分压继续提高，一直到100%，K+的吸收量不再增加。
对此，合理的理解是：A.氧分压高抑制主动运输 B.氧分压高影响载体活动C.外界溶液中K+减少D.载体不会增加4、下列关于生物膜的叙述，不正确的是A.细胞完成分化以后，其细胞膜的通透性稳定不变B.膜的流动性是细胞生物膜相互转化的基础C.特异性免疫系统通过细胞膜表面的分子识别“自己”和“非已”D.分泌蛋白质合成越旺盛的细胞，其高尔基体膜成分的更新速度越快5、用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。
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第2、3节生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式一、选择题1.(2011浙江十校联考)将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来,并将其在空气-水界面上铺成单分子层,结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。
用下列细胞实验与此结果最相符的是( D )A.人的肝细胞B.蛙的红细胞C.洋葱鳞片叶表皮细胞D.大肠杆菌细胞解析:原核细胞(如大肠杆菌细胞)无各种具膜的细胞器,从细胞中提取的磷脂分子都来源于细胞膜,因此测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。
2.(2012安庆期末)科研上鉴别细胞的死活常用“染色排除法”。
例如,用台盼蓝染色,死的动物细胞会被染成蓝色,活的动物细胞不着色,从而判断细胞是否死亡。
下列有关“染色排除法”的原理解释中错误的是( A )A.活的动物细胞能吸收台盼蓝染色剂并能将其分解为无色物质B.台盼蓝染色剂是活细胞不需要的物质故不能通过膜进入细胞C.死的动物细胞细胞膜失去了选择透过性所以能被染色D.该方法利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理解析:活的动物细胞若能吸收台盼蓝染色剂,则细胞就会着色。
即使活细胞能分解台盼蓝染色剂,但从吸收到分解还需要一个过程。
另外,染色剂一般是不会被分解的。
3.(2012南通、扬州、泰州模拟)如图为细胞膜结构及物质跨膜运输方式示意图,下列说法正确的是( D )A.c可代表小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖B.①②④能与斐林试剂发生紫色反应C.③是细胞膜的基本支架,是固定不动的D.①可能与机体的免疫、体液调节等有关解析:根据糖蛋白的分布可知c物质是主动运输出细胞,不能代表上皮细胞吸收葡萄糖,A项错误;②④是蛋白质,不能与斐林试剂发生颜色反应,B项错误;③是磷脂双分子层,磷脂分子能运动,C 项错误;①是糖蛋白,与细胞的识别和信息传递有关,机体的免疫、体液调节离不开细胞的识别和信息传递,D项正确。
4.(2011广东六校联考)下列有关叙述错误的是( C )A.这一实验表明细胞膜的蛋白质和磷脂是可以运动的B.两种细胞的融合可以用灭活的病毒诱导C.细胞膜的内侧有一层糖被D.人细胞和鼠细胞的细胞膜上蛋白质的种类和数量是不同的解析:糖被分布在细胞膜的外侧面,C项错误。
5.科学家在研究细胞膜运输物质时发现有四种关系,分别用下图中四条曲线表示,在研究具体的物质X时,发现与曲线②和④相符。
试问:细胞膜运输物质X的方式是( B )A.自由扩散B.主动运输C.协助扩散D.胞吐解析:曲线②在一定浓度范围内随物质浓度升高运输速度加快,当达到一定程度后,由于受到载体数量的限制,运输速度不再增加,而保持稳定,说明这种运输需要载体,不是自由扩散,可能是协助扩散或主动运输。
曲线④说明运输速度与氧气浓度有关,说明这个过程是需要能量的,故运输物质X的方式是主动运输。
6.(2012安徽师大附中摸底)下列关于物质跨膜运输的叙述不正确的是( D )A.人体内红细胞、肾小管上皮细胞吸收葡萄糖的方式不同B.叶肉细胞中的CO2进入叶绿体和排出细胞外的方式完全相同C.海带细胞通过主动运输积累I-等溶质,通常不会在海水中发生质壁分离D.酶解法制备的原生质体置于等渗溶液中,几乎无水分子进出细胞解析:人体内红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,肾小管上皮细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输,A项正确;CO2进出细胞的方式均为自由扩散,B项正确;I-主动运输进入海带细胞,由于溶质的积累,细胞液浓度高,海带细胞不发生质壁分离,C项正确;原生质体置于等渗溶液中,水分进出平衡,D项错误。
7.(2011蚌埠第一次质检)如图表示物质运输方式的图解,有关分析正确的是( C )A.①和②所示的过程都需要能量和载体B.蔗糖进入细胞与过程③有直接关系C.②过程体现了细胞膜的功能特点D.葡萄糖进入细胞只能通过②完成解析:①表示胞吞、胞吐,②表示主动运输,③表示协助扩散。
胞吞、胞吐消耗能量但不需要载体协助,A错误;蔗糖是二糖,不能通过协助扩散进入细胞,B项错误;主动运输过程体现了细胞膜的选择透过性,C项正确;葡萄糖以协助扩散的方式进入哺乳动物成熟的红细胞,D项错误。
8.运用“人工膜技术”制作的携有单克隆抗体的磷脂微球体药物如图所示。
当药物被注射到实验鼠血液中一段时间后,首先在某种癌细胞内检测到药物已经进入。
据此认为,药物进入细胞的方式最可能是( A )A.抗体与细胞识别后诱发膜融合或细胞胞吞B.药物分子透过微球体与细胞膜的自由扩散C.药物分子通过识别细胞膜载体的主动运输D.抗体与细胞识别后诱发微球体的主动侵染解析:由于磷脂微球体是大分子物质,其进入细胞的方式是磷脂微球体先与癌细胞接触,然后利用膜的流动性发生磷脂微球体与细胞膜融合或细胞通过胞吞方式将药物摄入细胞内。
9.(2011福建普通高中质检)盐碱地中生活的某种植物,其细胞的液泡膜上有一种载体蛋白,能将细胞质中的Na+逆浓度梯度运入液泡,减轻Na+对细胞质中酶的伤害。
下列叙述错误的是( C )A.Na+进入液泡的过程属于主动运输B.Na+进入液泡的过程体现液泡膜的选择透过性C.该载体蛋白作用的结果不利于增强细胞吸水能力D.该载体蛋白作用的结果有助于提高植物的耐盐性解析:逆浓度梯度运输为主动运输,主动运输体现了膜的选择透过性,A、B项正确;Na+逆浓度梯度运入液泡,增加了细胞液的浓度,有利于增强细胞的吸水能力,也提高了该植物的耐盐性,C项错误,D项正确。
10.无机盐离子在细胞中起着非常重要的作用,影响植物细胞吸收离子的因素很多。
某探究性学习小组研究营养液中O2含量变化对某植物吸收K+速率的影响(其他条件都是适宜的),实验结果如图,下列说法错误的是( B )A.可分析得出该植物吸收K+是要消耗能量的B.从图中可以看出,没有氧气该植物就不能吸收K+C.ab段限制吸收K+速率的主要因素是O2浓度D.bc段表示除了营养液中O2含量还有其他因素影响K+的吸收速率解析:影响主动运输速率的因素主要是能量供应与载体数量,氧气浓度影响能量的产生,当氧气浓度达到饱和后,环境温度、载体数量等就成为限制主动运输速率的因素。
没有氧气,细胞可以通过无氧呼吸为K+的吸收提供能量。
11.(2011常州调研)如图为某种物质S通过细胞膜的示意图。
下列有关说法正确的是( A )A.物质C的数量是动态变化的B.膜外物质S的浓度一定低于膜内C.该过程一定要消耗能量D.如果该过程需要消耗能量则为胞吞过程解析:据图可知物质S通过细胞膜需载体协助但不消耗能量,属协助扩散,其运输方向为顺浓度梯度运输,B、C项错误;如果该过程消耗能量,则为主动运输过程,D项错误;载体蛋白在膜的一侧与S特异性地结合,形成不稳定载体—S复合物,然后在膜的另一侧把S释放出来,而载体又回到原来一侧,因此载体的数量是动态变化的,A项正确。
二、非选择题12.(2012安庆期末)生物膜的基本特点之一是能够维持相应环境内的物质浓度,这对于完成不同的生命活动具有重要作用,这种维持依赖于生物膜的运输。
根据是否需要能量,将物质的跨膜运输分为两大类,即被动运输和主动运输。
(1)被动运输中除外,都需要膜蛋白(通道蛋白和载体蛋白)的协助,其中,可在膜两侧进行移动运输的是。
(2)离子载体是一些能够极大提高对某些离子通透性的物质,目前发现的大多数离子载体是细菌产生的抗生素,它们能够杀死某些微生物。
其中短杆菌肽A是一种十五肽的离子载体,它能有选择地将单价阳离子顺浓度通过膜,如H+、N、K+、Na+等,最终使膜内外部分单价阳离子浓度趋于平衡。
据此推测这类抗生素的杀菌机理是。
(3)人工合成的仅由磷脂双分子层构成的封闭球状结构称为脂质体,所有带电荷的分子不管它多小,都很难通过脂质体,即使脂质体外离子浓度很高。
这是因为磷脂双分子层的(内部、外部)是疏水的。
缬氨霉素是一种十二肽的抗生素,若将它插入到脂质体的脂双层内,可使K+的运输速度提高100 000倍,但却不能有效提高Na+的运输速率,由此可以得出:①;②。
(4)主动运输所需的载体蛋白实际上是一些酶蛋白复合体。
与被动运输不同,该类膜蛋白都能水解,但与普通的酶不同的是,它不对所转运的分子进行催化。
解析:在被动运输中,自由扩散是经磷脂分子的间隙所进行的扩散,不需要膜蛋白的协助。
通道蛋白实质上是在内部具有疏水性的磷脂双分子层中形成一个亲水的通道,载体蛋白则是通过其本身构象的改变,完成对相应物质在膜两侧的移动运输。
短杆菌肽A能使膜内外部分单价阳离子浓度趋于平衡,使微生物细胞不能维持某些离子正常的浓度梯度,进而无法进行正常代谢而死亡。
磷脂双分子层中,所有磷脂分子的亲水头部均朝外,疏水的尾部均朝内,因此磷脂双分子层的内部是疏水的。
题干已说明,主动运输所需的载体蛋白是一些酶蛋白复合体,该类酶蛋白复合体不对所转运的分子进行催化,联系主动运输需要能量,可得出它能水解ATP。
答案:(1)自由扩散载体蛋白(2)使微生物细胞无法维持某些物质(离子)正常的浓度梯度而死亡(3)内部①载体蛋白能极大提高运输速度②载体具有特异性(4)ATP13.(2011北京海淀一模)如图为小肠上皮细胞亚显微结构示意图,请据图回答下列问题:(1)该细胞不同表面执行不同的功能,且具有高度的极性。
从细胞膜的成分分析,出现这一现象的原因是。
(2)膜蛋白A主要消耗由图中的(结构)产生的ATP,以方式吸收葡萄糖。
细胞面向肠腔侧形成很多微绒毛,以增多细胞膜上数量,高效地吸收来自肠腔的葡萄糖等物质。
(3)通过膜蛋白B可将相邻的两个细胞膜,以保证肠腔中的物质只能从微绒毛处吸收。
(4)细胞膜表面还存在水解二糖的膜蛋白D,说明膜蛋白还具有。
(5)与膜蛋白合成、加工和分泌直接相关的细胞器有。
解析:(1)由图知,该细胞不同表面膜蛋白种类不同,因而执行的功能不同。
(2)葡萄糖进入细胞的方式是主动运输,需要载体蛋白和主要由线粒体产生的ATP,载体蛋白增多,有利于葡萄糖的运输。
(3)由图看出膜蛋白B可以将相邻的两个细胞膜紧密连接在一起。
(4)能使二糖水解说明膜蛋白D具有催化作用。
(5)与膜蛋白合成、加工和分泌直接相关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体。
答案:(1)细胞膜蛋白不同(或膜蛋白结构不同,或膜蛋白种类不同)(2)线粒体主动运输载体蛋白(膜蛋白A)(3)紧密连接在一起(4)生物催化剂的作用(或催化功能;或类似酶的功能)(5)核糖体、内质网、高尔基体14.(2012福州八中月考)如图所示是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图,其中离子通道是一种通道蛋白,通道蛋白是横跨质膜的亲水性通道,允许适当大小的离子顺浓度梯度通过。
请仔细观察图示回答有关问题。
(1)很多研究成果有力支持“脂溶性物质易透过生物膜,不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一事实。
这证明组成细胞膜的主要成分中有[ ] 。