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第4章细胞的物质输入和输出知识研读(对应学生用书P31)第2讲生物膜的流动镶嵌模型·物质跨膜运的方式第4章细胞的物质输入和输出1．生物膜的结构。2．物质进出细胞的方式。课程标准第4章细胞的物质输入和输出知识梳理知识一生物膜的结构(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①______组成的。(2)20世纪初，化学分析表明，膜的主要成分是②____________。(3)1925年，荷兰科学家得出细胞膜中的脂质分子排列为连续的③_____。(4)20世纪40年代，科学家推测脂质两边各覆盖着④_______。脂质脂质和蛋白质蛋白质两层第4章细胞的物质输入和输出(5)1959年，罗伯特森认为生物膜是由⑤______________三层结构构成。(6)1970年，人鼠细胞杂交实验表明，细胞膜具有⑥_____。(7)1972年，桑格和尼克森提出的生物膜的⑦________模型为大多数人所接受。2．流动镶嵌模型的基本内容①⑧___________构成膜的基本支架。流动镶嵌流动性蛋白质-脂质-蛋白质磷脂双分子层第4章细胞的物质输入和输出②⑨蛋白质分子有的____________________，有的部分或全部嵌入磷脂分子层中，有的⑩___________________。③细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成⑪______，也可以和脂质结合形成⑫_____。(2)结构特点具有⑬__________________，其原因是组成膜的⑭________________都是可以运动的。一定的流动性大多数蛋白质分子糖脂镶在磷脂双分子层表面横跨整个磷脂双分子层糖蛋白第4章细胞的物质输入和输出知识二物质跨膜的运输方式第4章细胞的物质输入和输出2.大分子物质的运输方式大分子物质以①______和②______方式进出细胞，这些过程与细胞膜的③________有关。[思考感悟]为什么低温环境会影响物质的跨膜运输？提示：主动运输是跨膜运输的一种，主动运输需要能量，而低温可使细胞代谢下降，产生能量减少；低温还会影响组成细胞膜的分子的运动。因此，低温会影响物质的跨膜运输。胞吞流动性胞吐第4章细胞的物质输入和输出考点一生物膜的组成、结构及功能间的关系一、组成、结构、功能关系图解考点整合(即时巩固解析为教师用书独有)第4章细胞的物质输入和输出二、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．实验验证——人鼠细胞融合实验第4章细胞的物质输入和输出3．实验证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞吞噬细菌等。三、生物膜的流动性与选择透过性的关系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，膜只有具有流动性，才能实现选择透过性。【特别提醒】①只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。②膜的流动性受温度影响，在一定温度范围内，随温度升高，膜的流动性增强。第4章细胞的物质输入和输出【案例1】如图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为两种物质的运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述正确的是()A．组成细胞膜的化学成分是C、H、O、NB．由②可知细胞膜是双层膜第4章细胞的物质输入和输出C．a物质进入细胞是自由扩散，b物质进入细胞是主动运输D．若Ⅰ侧为肠道，那么Ⅱ侧则是毛细血管腔【解析】A项①为糖蛋白，②为磷脂双分子层，③为蛋白质，三者共同构成了细胞膜，所以细胞膜的化学成分应为C、H、O、N、P；B项细胞膜是单层膜，以磷脂双分子层作基本支架；C项物质a由高浓度向低浓度运输，且不需载体蛋白，为自由扩散，物质b运输需载体蛋白和能量，所以为主动运输；D项若Ⅰ侧为肠道，Ⅱ侧应为肠腔细胞内膜。【答案】C第4章细胞的物质输入和输出【即时巩固1】细胞膜与其完成各种生理功能极为重要的结构特点是()A．磷脂排列成双分子层B．两侧膜物质分子排列不对称C．球蛋白分子覆盖或镶嵌于磷脂双分子层D．膜物质分子的运动使其具有流动性第4章细胞的物质输入和输出【解析】细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，在磷脂分子两侧有球形蛋白质分子覆盖在其表面，或镶嵌、贯穿于其中。构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的，这种特点使细胞膜具有一定的流动性，这对于细胞完成各种生理功能非常重要。【答案】D第4章细胞的物质输入和输出考点二物质运输的方式运输方向特点图例实例离子小分子物质自由扩散高浓度→低浓度不需要载体蛋白和能量水、甘油、乙醇、苯、CO2、O2、脂质等协助扩散高浓度→低浓度需要载体蛋白，不需要能量红细胞吸收葡萄糖主动运输低(高)浓度→高(低)浓度需要载体蛋白，需要能量小肠吸收无机盐、葡萄糖、氨基酸等大分子物质胞吞细胞外→细胞内需消耗能量白细胞吞噬病菌等胞吐细胞内→细胞外需消耗能量分泌蛋白的分泌、神经递质的释放第4章细胞的物质输入和输出【归纳总结】①同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细胞吸收葡萄糖为协助扩散，小肠细胞吸收葡萄糖则是主动运输。②在跨膜运输方式中，只有主动运输需要能量，且能逆浓度梯度运输。【案例2】(2010·广东理综)如图是植物根从土壤中吸收某矿质离子示意图。据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为()第4章细胞的物质输入和输出A．自由扩散B．协助扩散C．主动运输D．被动运输【解析】小分子物质进出细胞的方式有三种：自由扩散、协助扩散和主动运输。自由扩散和协助扩散又统称被动运输。三者的区别是：从图中看，该离子跨膜进入根毛细胞时的情况与表中③组情况吻合，故其运输方式应是主动运输。第4章细胞的物质输入和输出【答案】C编号运输方式运输方向载体能量①自由扩散高浓度→低浓度无不耗能②协助扩散高浓度→低浓度有不耗能③主动运输低浓度→高浓度有耗能第4章细胞的物质输入和输出【即时巩固2】新生儿小肠上皮细胞通过消耗ATP，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。这两种物质被吸收到血液中的方式分别是()A．主动运输、主动运输B．胞吞、主动运输C．主动运输、胞吞D．被动运输、主动运输第4章细胞的物质输入和输出【解析】分析题中给出的两种物质，免疫球蛋白是大分子蛋白质，半乳糖是小分子物质，大分子物质以胞吞和胞吐的方式出入细胞，因此，免疫球蛋白以胞吞的方式进入细胞。小分子物质出入细胞的方式主要有被动运输和主动运输，其中，需要消耗能量的是主动运输，被动运输则不需要。因此，半乳糖以主动运输的方式进入细胞。【答案】B第4章细胞的物质输入和输出考点三物质跨膜运输的影响因素一、物质浓度(在一定浓度范围内)二、氧气浓度第4章细胞的物质输入和输出三、温度温度可影响生物膜的流动性和有关酶的活性，因而会影响物质跨膜运输速率。【案例3】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()A．自由扩散B．主动运输C．协助扩散D．胞吐第4章细胞的物质输入和输出【解析】分析跨膜运输的方式主要应从影响跨膜运输的因素入手，尤其从载体蛋白和能量两方面考虑。曲线①说明运输速度与物质的量浓度呈正相关，不受其他因素的限制，应为自由扩散。因为氧气浓度的高低影响细胞呼吸，进而影响能量的供应，而主动运输需要消耗能量，曲线③说明运输速度与氧气浓度无关，说明这种方式不是主动运输，而是一种被动运输方式(自由扩散或协助扩散)。曲线②在一定浓度范围内随物质的量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，可能是协助扩散主动运输。曲线④说明运输速度与氧气第4章细胞的物质输入和输出浓度有关，说明这个过程是需要能量的，只能是主动运输。经综合分析，运输物质X的方式是主动运输。【答案】B第4章细胞的物质输入和输出【即时巩固3】若对离体的心肌细胞施用某种毒素，可使心肌细胞对Ca2＋的吸收量明显减少，而对K＋的吸收不受影响。该种毒素的作用是()A．抑制磷脂分子的运动B．抑制Ca2＋载体的运动C．改变了细胞膜的结构D．改变了细胞膜两侧的Ca2＋浓度【解析】由题意知，施用某种毒素后，心肌细胞对Ca2＋的吸收减少而对K＋的吸收并未受影响，因此，不是通过妨碍能量的产生来抑制主动运输的，而是抑制载体的运动。【答案】B