【名师一号】高考生物一轮复习 (基础回扣+考点整合+命题研析+课内外训练) 2-8 生物膜的流动镶嵌模型与物

(3)典例分析： ①自变量的确定和控制。 根据实验目的，确定实验变量，进而确定控制的措施。 例如：“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度” 的实验。 a．变量的确定： 自变量是不同浓度的生长素类似物的溶液，即要“探究 什么”，则“什么”就是自变量。
b．自变量的控制： 在确定了自变量是“不同浓度的生长素类似物溶液” 后，应将生长素类似物设置出一系列不同浓度的溶液，如 0、10－12、10－10、10－8、10－6、10－4(单位为：mol·L－1)等。
4．生物膜流动镶嵌模型说明磷脂分子可运动，从而带动 了膜上的蛋白质运动。(×)
5．细胞膜对 K＋的吸收要靠糖被识别并运输。(×)
核心考点整合
考点一 生物膜的流动镶嵌模型的结构及特点 1.组成成分及其在膜中的分布
表现：(1)镶嵌性：膜的基本结构是由脂质双分子层镶嵌蛋 白质构成的。
(2)不对称性：膜两侧的分子性质和结构不相同，如糖蛋 白只分布于细胞膜的外表面，在细胞膜的内表面没有分布。
_□_1__脂__质__和__蛋__白__质_。
3．1925 年，荷兰科学家得出结论：细胞膜中的脂质分
子排列为连续的_□_2__两__层____。
4． 20 世 纪 40 年代，科学家推测脂质两边各覆盖着
_□_3__蛋__白__质__。 5．1959 年，罗伯特森认为生物膜由□_4__蛋__白__质__—__脂__质__—_
A．糖从血浆进入人的成熟红细胞 B. Na＋通过离子通道进入神经细胞 C．小肠上皮细胞从小肠内吸收氨基酸 D．组织细胞从组织液吸收氧气
[解析] ②④曲线中，该种物质有最大运输速率，说明 不是自由扩散，该物质运输与氧浓度有关，说明不是协助扩 散，即该物质的运输方式为主动运输。A、C、D项运输方式 分别为：协助扩散、主动运输、自由扩散。Na＋通过离子通 道进入神经细胞与氧浓度无关。
方向
细胞外→内
细胞内→外
变形虫吞食食物颗粒，
实例
胰腺细胞分泌胰岛素
白细胞吞噬病菌等
特别提醒 特殊情况下物质穿膜的问题。 (1)分泌蛋白从合成、运输到排出细胞外是通过出芽形成 小泡的方式即胞吐进行的，不穿过细胞膜，因而通过的膜的 层数应为 0 层。 (2)细胞核内外的大分子如蛋白质、信使 RNA 通过核孔 进出细胞核，未通过膜结构，因而通过膜的层数为 0 层。
②控制无关变量： a．实验中的第一步应去除残留胚乳，并用蒸馏水冲 洗，其目的是_______________________________________ ____________________________________________________ __________________________________________________。 b．空气中的CO2会溶解于蒸馏水中，从而给实验带来 误差。在你设计的实验中，为了校正这种因素带来的误差， 你的做法是________________________________________。
A．若图示为肝细胞膜，则尿素的运输方向是Ⅱ→Ⅰ B．细胞间的识别、免疫、细胞的癌变与①有密切的关系 C．适当提高温度将加快②和③的流动速度 D．b 过程不需要 ATP，a 过程未体现膜的选择透过性这 一生理特性
[解析] 图中①是糖蛋白，②是蛋白质，③磷脂分子，Ⅰ 为膜外(外侧有糖蛋白)，Ⅱ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，A 项正确；

特别提醒 主动运输过程决不是不能由高浓度向低浓度 运输，例如本节质壁分离复原实验中，如改用KNO3溶液， 分离后的自动复原情况。
(2)非跨膜运输——胞吞与胞吐。
胞吞(内吞)
胞吐(外排)
条件 细胞摄取或排出大分子和颗粒物质的方式
原理
生物膜的流动性
特点 物质通过小泡转移，需要消耗能量，不需要载体
②无关变量，指实验中除实验变量以外的影响实验变化 和结果的因素或条件。实验中应尽量避免无关变量对正常实 验结果造成干扰，如果无关变量处理不当影响了正常结果的 出现，此无关变量就成为干扰变量了，所以消除无关变量成 为干扰变量是实验成功的前提。
(2)单一变量原则。 即控制其他因素不变，只改变其中某一因素，观察这一 因素对实验结果的影响，不论一个实验有几个因子，都应做 到一个实验因子对应观察一个反应因子。 我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼 苗”“数量大小相同的种子”“置于相同且适宜条件下培 养”“加入等量的蒸馏水”等均体现了单一变量原则。
2.蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或 全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层， 大多数蛋白质分子是可以运动的。
3.细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成_□_9__糖__蛋__白_，
也可以和脂质结合形成糖脂。
1.糖被位于细胞膜的外侧还是内侧？有什么作用？ 提示 外侧。糖被具有保护、润滑和细胞识别的作用。
b．细胞膜上_□_1_2_载__体 ____的协助。
(3)实例：葡萄糖进入红细胞。
3.主动运输
(1)方向：物质分子从低浓度一侧运输到高浓度一侧。
(2)影响因素：①细胞膜上相应的_□1_3__载__体___的协助； ②细胞新陈代谢产生的_□1_4__能_量__(_A_T__P_)。
(3)实例：K＋、Na＋、Ca2＋、氨基酸通过细胞膜。
4．流动性和选择透过性的关系 (1)区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生 物膜的功能特性。 (2)联系：流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动 性，才能表现出选择透过性。
总结：生物膜的组成、结构、功能关系图解
[应用训练 1] (2012·杭州模拟)如图所示细胞膜的亚显微 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( )
_蛋__白_质___三层结构构成。
6．1970 年，人鼠细胞杂交实验表明，细胞膜具有□_5__流__动__性_。 7．1972 年，桑格和尼克森提出的生物膜的_□_6_流__动__镶__嵌__
模型为大多数人所接受。
二、流动镶嵌模型的基本内容
1．□_7__磷__脂__双__分__子__层__构成膜的基本支架，其结构特点是 具有一定的_□_8__流__动__性____。
2．结构特点：流动性 膜结构中的蛋白质和脂质分子在膜中可做多种形式的移 动。膜整体结构也具有流动性。流动性具有重要的生理意义： 物质运输、细胞识别、细胞融合、细胞表面受体功能调节等 均与之相关。
3．功能特性：选择透过性 (1)表现：水分子、被选择的离子和小分子可以通过，大 分子、不被选择的离子和小分子不能通过。 例如：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。 (2)原因：遗传性―决―定→载体种类、数量―决―定→选择性。
(1)实验原理：当植物组织受到不良条件，如高温、低温 等的影响时，常能破坏原生质的结构而使膜的通透性增大， 结果细胞内含物会有不同程度的外渗，使外部溶液的电导度 增大，电导度的大小可以用电导仪进行检测(电导仪非常灵 敏，各种杂质以及温度都会影响测量结果，从而带来实验误 差)，膜的通透性变化越大，表明细胞受伤越重，抗逆性越 弱。
第一部分 必修① 分子与细胞
第二章 细胞的基本结构及物质运输功能
第8讲 生物膜的流动镶嵌模型与物质跨膜运输方式
教材基础回扣 核心考点整合 命题视角研析 课上小题专练 课后限时练
教材基础回扣
教材梳理
一、对生物膜的探索历程 1．19 世纪末，欧文顿根据脂溶性物质更容易通过细胞 膜，提出膜是由脂质组成的。 2 ． 20 世 纪 初 ， 化 学 分 析 表 明 ， 膜 的 主 要 成 分 是
(2)实验材料：小麦幼苗。 (3)仪器与药品：导电仪、冰水、50 ℃水浴锅、小烧 杯、量筒、洗瓶、滤纸、蒸馏水。 (4)分析变量： ①确保单一变量： 自变量(实验变量)：_____________________________。 因变量(反应变量)：_____________________________。
[答案] C
命题视角研析
视角一 物质运输方式的综合考查
[方法规律](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。
[应用解题1] 图1是物质出入细胞的示意图，图2中曲线 甲、乙分别代表物质进出细胞的两种方式。
(1)图2中曲线甲代表________，影响曲线乙所示物质进 出细胞方式的因素主要有________、________。
②无关变量的确定与控制。 例如：请指出“探究pH对唾液淀粉酶活性的影响”实 验中的无关变量是什么。应如何控制？ 分析：在该实验中，自变量是“pH的大小”。无关变 量有温度、唾液淀粉酶的量、淀粉溶液的量、反应时间、加 入碘液的量及时间等，在做实验时，对照组和实验组的以上 因素都要相同且适宜。
[应用解题2] 低温和高温会导致植物细胞受到伤害，为 了探究高温和低温对小麦的伤害，请完成下列实验设计方案 并回答相关问题。
2．影响跨膜运输的因素。 (1)物质浓度(在一定的浓度范围内)。
(2)氧气浓度。
(3)温度。 温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会影响物 质跨膜运输的速率。
[应用训练2] 某科学家在研究物质运输时发现有下列四 种曲线关系，在研究某种物质的运输时，发现与曲线②和④ 相符，最可能是下列哪一过程( )
(2)K＋、O2和葡萄糖这三种物质中，通过d方式进入红细 胞的是________，这体现了细胞膜的________性。
(3)若图1代表某细胞的细胞膜，该细胞能分泌胰岛素， 此物质运出细胞的方式称为________，这依赖于细胞膜的 ________特点。
[解析] (1)图2中甲表示自由扩散，乙表示主动运输， 主动运输需要载体和细胞呼吸产生的能量(ATP)协助。(2)图 1中d表示协助扩散，K＋是通过主动运输方式进入红细胞 的，O2通过自由扩散的方式进入红细胞，葡萄糖通过协助扩 散的方式进入红细胞，这体现了细胞膜的选择透过性。(3)胰 岛素是大分子物质，通过胞吐作用运出细胞，这依赖于细胞 膜的流动性。
2.细胞膜的主动运输和被动运输对于细胞的生命活动而言 是非常重要的，保证生命活动顺利进行的结构和功能基础分别 是什么？
提示 膜的流动性和选择透过性。
4.大分子物质以__□_1_5_胞__吞__和__胞__吐___的方式进出细胞，这 与细胞膜的__□1_6__流__动__性___有关，但不属于跨膜运输。
三、物质跨膜运输的方式 1．自由扩散 (1)方向：物质分子从高浓度一侧到低浓度一侧。 (2)影响因素：细胞膜两侧存在物质分子浓度差。 (3)实例：水、CO2、甘油、乙醇。 2．协助扩散
(1)方向：物质分子从_□1_0__高__浓__度__一侧运输到□ _1_1_低__浓__度__
一侧。
(2)影响因素：a.细胞膜两侧存在物质分子浓度差。
[答案] (1)自由扩散 载体的数量 能量(或ATP)的供 应
(2)葡萄糖 选择透过 (3)胞吐作用 流动性
视角二 实验技法平台——“变量思想”在实验中的应用
[方法规律] (1)根据实验目的和要求，首先确定好三个变 量即自变量、因变量、无关变量三者之间的关系。
①自变量，指实验中由实验者根据实验目的所研究操纵的 因素或条件。因变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和 结果。通常，自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关 系。实验的目的即在于解释这种前因后果。
3.胞吞与胞吐的正常进行须依赖细胞膜的何种结构特性方 可完成？胞吞和胞吐过程中是否跨越生物膜？
提示 细胞对大分子物质摄入或排出时所进行的胞吞与胞吐方 式须依赖细胞膜的流动性方可完成。胞吞与胞吐过程中，不曾跨越 生物膜。(跨膜层数为 0 层)
思维小测
判断下列说法是否正确： 1．大分子物质通过胞吞、胞吐进出细胞不耗能。(×) 2．海带细胞通过主动运输积累 I－等溶质，因而不会在海 水中发生质壁分离。(√) 3．在一定 O2 浓度范围内，人的红细胞对 K＋的吸收量随 O2 浓度增加而增加。(×)
细胞间的识别、免疫和细胞的癌变与膜上的糖蛋白有关，B 项正确；适当提高温度，分子运动速度加快，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。
[答案] D
考点二 物质出入细胞的方式
1.物质出入细胞的方式 (1)跨膜运输——自由扩散、协助扩散和主动运输。