細胞的物質輸入和輸出第4章第2、3節生物膜的流動鑲嵌模型、物質跨膜運輸的方式一、對生物膜結構的探索歷程脂質蛋白質脂質時間實例(實驗)結論(假說)1925年紅細胞膜中脂質鋪展成單分子層后是細胞表面積的④___倍細胞膜中的脂質分子必然排列為連續的兩層1959年電鏡下細胞膜呈現暗—亮—暗三層結構生物膜由⑤______________________三層構成1970年人、鼠細胞融合實驗細胞膜具有⑥________1972年總結前人成果提出了生物膜的⑦________模型2蛋白質—脂流動性流動鑲嵌質—蛋白質二、細胞膜的結構——流動鑲嵌模型1．⑧_____________：構成膜的基本支架。2．蛋白質：有的⑨___在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部⑩_____磷脂雙分子層中，有的?____于整個磷脂雙分子層。3．糖被：由?_______鋪在細胞膜的外表面組成。磷脂雙分子層鑲嵌入貫穿糖蛋白三、物質進入細胞的方式1．小分子物質跨膜運輸的方式(1)被動運輸高濃度低濃度高濃度低濃度載體蛋白低濃度高濃度載體蛋白能量(ATP)細胞膜囊泡囊泡融合1．生物膜各成分的含量及作用流動鑲嵌模型：生物膜的流動鑲嵌模型及生物膜的結構特點和功能特性成分比例/%作用脂質約50磷脂構成細胞膜的重要成分蛋白質約40細胞膜的功能主要由蛋白質行使糖類約2～10構成糖蛋白或糖脂細胞膜主要由脂質和蛋白質組成，還含有少量的糖類和膽固醇。脂質中磷脂最豐富，功能越復雜的細胞膜，蛋白質的種類和數量越多。2．生物膜結構特點：流動性(1)原因：膜結構中的蛋白質分子和脂質分子是可以運動的。(2)表現：變形蟲的變形運動、細胞融合、胞吞、胞吐及載體對相應物質的轉運等。(3)影響因素：主要受溫度影響，適當溫度范圍內，隨外界溫度升高，膜的流動性增強，但溫度高出一定范圍，則導致膜的破壞。(4)實例①質壁分離和復原實驗；②變形蟲捕食和運動時偽足的形成；③白細胞吞噬病菌；④胞吞與胞吐；⑤受精時細胞的融合過程；⑥動物細胞分裂時細胞膜的縊裂過程；⑦細胞雜交時的細胞融合(如人鼠細胞融合)。(1)磷脂分子①狀態：雙分子層排列構成膜的基本骨架。②作用：脂質、脂溶性物質更易通過細胞膜。③實驗：在水—空氣界面上展開后的表面積是細胞膜表面積的2倍。(2)蛋白質①位置：表層、嵌插、貫穿。②種類：有的只參與膜的構成，有的還起載體作用，參與協助擴散、主動運輸等過程。③載體具有專一性，在一定程度上決定了膜的選擇透過性。(3)糖類①與某些蛋白質構成糖被。②糖被有識別、保護、免疫等作用。(4)細胞膜的流動性與選擇透過性①區別：流動性是細胞膜結構的特點，選擇透過性體現了細胞膜功能方面的特性，主動運輸能充分說明選擇透過性。②聯系：細胞膜的流動性是表現其選擇透過性的結構基礎。因為只有膜具有流動性，細胞才能完成其各項生理功能，才能表現出選擇透過性。 下圖表示細胞膜的亞顯微結構，其中a和b為物質的兩種運輸方式，下列對細胞膜結構和功能的敘述，錯誤的是(

)A．若圖示為肝細胞膜，則尿素的運輸方向是Ⅱ→ⅠB．細胞間的識別、免疫、細胞的癌變與①有密切的關系C．適當提高溫度將加快②和③的流動速度D．b過程不需要ATP，a過程未體現細胞膜的特性解析圖中①、②、③依次是糖蛋白、蛋白質、磷脂雙分子層。糖蛋白所在Ⅰ側是膜的外表面，尿素是在肝細胞內產生排出細胞外的，所以運輸方向是Ⅱ→Ⅰ。細胞間的識別、免疫、細胞的癌變都與糖蛋白有關。膜的流動性會隨溫度的升高而增強。b自由擴散不需要ATP，但a主動運輸可以選擇性地吸收物質，體現了細胞膜的功能特性。答案D

(2015屆杭州模擬)下列過程中，不直接依賴細胞膜的流動性就能完成的是(

)A．植物體細胞雜交中原生質體的融合B．mRNA與游離核糖體的結合C．胰島B細胞分泌胰島素D．吞噬細胞對抗原的攝取【答案】

B【解析】依賴細胞膜流動性的現象有膜的變形和膜的融合。植物體細胞雜交中原生質體的融合，有細胞膜的融合現象；胰島B細胞分泌胰島素的過程屬于胞吐作用，吞噬細胞對抗原的攝取屬于胞吞作用，有細胞膜的變形現象；核糖體沒有膜結構，mRNA與游離核糖體的結合與膜的流動性無關。1．物質跨膜運輸的三種方式的比較物質進出細胞的方式及影響因素項目被動運輸主動運輸自由擴散協助擴散方向由高濃度到低濃度由高濃度到低濃度由低濃度到高濃度載體不需要需要需要能量(ATP)不需要不需要需要動力濃度梯度濃度梯度能量(ATP)(1)影響各種運輸方式的因素①影響自由擴散的主要因素：細胞膜內外物質的濃度差。②影響協助擴散的主要因素a．細胞膜內外的濃度差；b．細胞膜上運載物質的載體數量。③影響主動運輸的主要因素a．載體的種類和數量；b．能量：凡能影響細胞內產生能量的因素，都能影響主動運輸，如氧氣濃度、溫度等。(2)三種物質運輸方式是小分子和離子的運輸方式，不包括大分子物質，三種運輸方式是物質進出細胞的主要運輸方式，除此之外還有其他方式。(3)載體是細胞膜上的一類蛋白質，它具有特異性，不同物質的載體不同，不同生物細胞膜上的載體的種類和數量也不同；載體具有飽和現象，當細胞膜上的載體已經達到飽和，細胞吸收該載體運輸的物質的速率不再隨物質濃度(或能量)的增大而增大。(4)在細胞的生命活動過程中，主動運輸起到了重要作用，它使細胞能主動地從外界吸收被選擇的物質，供生命活動利用。同樣，細胞也能利用主動運輸把新陳代謝廢物排出細胞外。總之，細胞通過主動運輸，攝取、積累物質以及不斷排出代謝廢物，從而維持細胞組成成分的動態穩定，保證生命活動的正常進行。2．大分子和顆粒性物質進出細胞的方式3．對物質進出細胞的圖解、曲線的辨析(1)需要載體協助的運輸方式，除主動運輸外，不要漏掉協助擴散。(2)消耗能量的運輸方式除主動運輸外不要漏掉胞吐和胞吞。(3)從高濃度到低濃度的運輸方式除自由擴散外不要漏掉協助擴散。(4)影響協助擴散運輸速度的因素除載體數量外，不要漏掉濃度梯度。(5)與主動運輸有關的細胞器除供能的線粒體外，不要漏掉載體蛋白的場所——核糖體。(6)運輸速度與O2濃度無關的方式除自由擴散外，不要漏掉協助擴散。 下圖是細胞膜的亞顯微結構圖，其中a和b分別代表不同分子或離子進出細胞膜的方式。下列對細胞膜結構和功能的敘述，錯誤的是(

)A．不同物種的細胞中①、②和③的種類有差異，細胞膜的流動性也與①、②和③有關B．如果該細胞能接受激素的調節，則與①有關C．b的運輸方式能體現細胞膜的選擇透過性D．如果圖示為小腸上皮細胞膜，則a可代表甘油，b可代表K＋解析從圖中可以看出，a屬于自由擴散，b屬于主動運輸，①②③分別是糖蛋白、磷脂雙分子層和蛋白質分子。其中，糖蛋白具有細胞識別的作用，一般位于細胞膜的外側。不同物種的細胞膜上，磷脂雙分子層基本是相同的，但功能不同的細胞，其細胞膜上的蛋白質和糖蛋白的種類不同。細胞膜的流動性與膜上的蛋白質分子和磷脂分子的流動性有關。答案A

(2015屆菏澤統考)用圖中曲線a、b表示物質跨(穿)膜運輸的兩種方式，下列表述正確的是(

)A．脂溶性小分子物質不能通過方式a運輸B．與方式a有關的載體蛋白覆蓋細胞膜表面C．方式b的最大轉運速率與載體蛋白的數量有關D．抑制細胞呼吸對方式a和b的轉運速率均有影響【答案】

C【解析】a為自由擴散，b為協助擴散或主動運輸。脂溶性小分子物質通過自由擴散(即方式a)運輸，A項錯誤；方式a(自由擴散)與載體無關，B項錯誤；方式b的最大轉運速率與載體蛋白的數量有關，C項正確；抑制細胞呼吸，導致能量供應不足，從而使主動運輸受阻，而與自由擴散和協助擴散無關，D項錯誤。A．Na＋

B．K＋C．胰島素

D．CO2解析由圖乙可知該物質的運輸方向是由低濃度到高濃度，從細胞外運輸到細胞內，消耗能量，為主動運輸。由圖甲可知，鉀離子細胞外濃度低，細胞內濃度高，因此由細胞外運輸到細胞內需要消耗能量，為主動運輸。鈉離子細胞內濃度低于細胞外濃度，由細胞外到細胞內運輸不一定消耗能量。胰島素的運輸方式為胞吐，CO2的運輸方式為自由擴散。答案B糾錯

1．物質出入細胞的方式(1)葡萄糖進入紅細胞的方式為協助擴散，但小腸絨毛吸收葡萄糖的方式是主動運輸。(2)逆濃度梯度的跨膜運輸方式一定是主動運輸，但主動運輸也可順濃度梯度吸收物質。(3)需要消耗能量的運輸方式有主動運輸和胞吞、胞吐。(4)胞吞、胞吐體現膜了的流動性，主動運輸體現膜的選擇透過性。

(2015屆南昌模擬)在物質進出細胞的方式中，符合如圖曲線的物質是(

)A．組織細胞從組織液中獲得氧氣B．