1、第 2 讲 生物膜的流动镶嵌模型 物质跨膜运输的方式【基础自主梳理】 一、对生物膜结构的探索历程1.19 世纪末，欧文顿通过实验发现：凡是可以溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞，于是提出膜是由脂质组成的。2.20 世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，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的红细胞中提取脂质，在空气水的界面上铺展成单分子层，其面积为红细胞表面积的 2 倍。从而得出结论：细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。4.20 世纪 40 年代，科学家推测细胞膜的脂质两边各覆盖着蛋白质。5.1959 年，罗伯特森在电镜下看到了清晰
2、的暗-亮- 暗的三层结构，大胆的提出了生物膜由蛋白质一脂质一蛋白质三层结构构成。他把生物膜描述成静态的统一结构。20 世纪 60年代以后，不少科学家提出质疑：这样细胞膜的复杂功能将难以实现，不能解释细胞的生长和变形虫的运动。6.1970 年，科学家用荧光标记技术，进行了人鼠细胞杂交实验，表明细胞膜具有流动性。7.1972 年，桑格和尼克森提出的生物膜的流动镶嵌模型为大多数人所接受。思考感悟 生物膜模型的建立和完善过程，对我们的启示有哪些？提示：生物膜结构的研究历史反映了科学研究曲折艰辛的历程，同时也告诉我们建立模型的一般方法。科学家根据观察到的现象和已有的知识提出解释某一生物学问题的假说或模型
3、，用观察和实验对假说或模型进行检验、修正和补充。一种模型最终能否被普遍接受，取决于它能否与以后的观察和实验结果相吻合，能否很好地解释相关现象，科学就是这样一步一步向前迈进的。二、流动镶嵌模型的基本内容1.磷脂双分子层构成膜的基本支架，其结构特点是具有流动性。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，有的横跨整个磷脂双分子层；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糖蛋白，也可以和脂质结合形成糖脂。思考感悟 细胞膜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。三、物质跨膜运输的方式1.被动运输(1)自
4、由扩散：一些小分子物质利用细胞内外溶液的浓度差，通过简单的扩散作用进出细胞，不需要载体和能量，如水、CO 2、O 2、甘油、乙醇、苯等。(2)协助扩散：葡萄糖等一些物质顺浓度梯度跨膜运输，进出细胞需借助载体蛋白的协助，需要载体，但不需要能量。2.主动运输：某些离子和小分子物质，能够从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。如细胞吸收 K+、Na +、Ca 2+、氨基酸等。主动运输保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。3.当细胞摄取大分子时，大分子附着在细胞膜的表面，细胞膜内陷形成小囊，
5、分离后形成囊泡，进入细胞内，这种现象叫胞吞。细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，后与细胞膜融合，将其排出，这种现象叫胞吐。思考感悟 胞吞胞吐是否属于跨膜运输？提示：大分子物质以胞吞和胞吐方式进出细胞，这与细胞膜的流动性有关，但不属于跨膜运输。【要点归纳探究】要点一、生物膜的流动镶嵌模型1.结构模型：生物膜的流动镶嵌模型认为，磷脂双分子层构成了膜的基本支架，这个支架不是静止的。磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性。蛋白质分子有的镶嵌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，有的横跨整个磷脂双分子层。2.组成成分及其结构图示糖被：在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结
6、合形成的糖蛋白，叫做糖被。糖被的作用：(1)保护和润滑作用；(2)与细胞表面的识别、信息传递有关。除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的糖脂。特别提醒 不同生物膜的化学成分不同，但都主要是由蛋白质分子和磷脂分子构成。对生物膜成分较全面的描述是脂质、蛋白质和糖类，其中脂质主要是磷脂，还有胆固醇等；糖类主要与蛋白质结合形成糖蛋白或与脂质结合成糖脂而存在；蛋白质的含量高低与种类多少反映膜功能的复杂程度。自主探究1 组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子的排布有下述特点，其中描述细胞膜基本骨架的是 ( )A.膜两侧的分子结构和性质不尽相同 B.磷脂分子排布成双分子层 C.蛋白质分子附着和镶嵌于磷脂
7、双分子层中 D.蛋白质分子和磷脂分子具有一定的流动性答案与解析 B 磷脂双分子层 构成膜的基本支架。要点二、细胞膜的流动性与选择透过性1.结构特点：流动性(1)原因：膜结构中的蛋白质分子和脂质分子是可以运动的。(2)影响因素：主要受温度影响，适当温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度高出一定范围，则导致膜的破坏。(3)实例质壁分离和复原实验；变形虫捕食和运动时伪足的形成； 白细胞吞噬细菌；胞吞与胞吐；受精时细胞的融合过程； 动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程； 细胞杂交时的细胞融合(如人鼠细胞融合 )。2.功能特点：选择透过性(1)表现：植物根对矿质元素的选择性吸收，神经细胞对 K+的
8、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 载体种类、数量 选择性。3.细胞膜的流动性与选择透过性的关系：流动性与选择透过性都是对细胞膜的描述，但两者既有区别又有联系。(1)区别：流动性是细胞膜及其他生物膜的结构方面的特性，原因是构成细胞膜的磷脂分子是可以运动的，大多数蛋白质分子也是可以运动的。选择透过性体现了细胞膜功能方面的特性， ，是指细胞膜对进出细胞的物质具有一定的选择性，主动运输能充分说明选择透过性。除细胞膜外，细胞中的其他膜结构叶绿体膜、线粒体膜、液泡膜等也具有这一特性。(这些具膜的结构与细胞膜的成分类似，主要由磷脂和蛋白质组成)(2)联系：细胞膜
9、的流动性是表现其选择透过性的结构基础。因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。相反，如果细胞膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。总之，膜的组成、结构和功能可表示为下图：特别提醒 膜的流动镶嵌模型充分体现了结构与功能相适应的特点，要理解膜的流动性和选择透过性的关系，应特别注意膜的流动性是磷脂分子和蛋白质分子以一定的方式进行运动的结果。自主探究2 对细胞膜的选择透过性起主要作用的物质是 ( )A.水 B.糖类 C.蛋白质 D.磷脂答案与解析 C 细胞膜的选择 透过性是由细胞膜上的载体蛋白的种类和数量决定的。要点三、物质出入细胞的方式比较1.自由扩散、协助扩散
10、和主动运输的比较2.胞吞、胞吐：是大分子和颗粒物质进出细胞的方式，这两种方式虽然最终通过了生物膜，但实质上，这些物质并没有真正的穿过生物膜。例如，白细胞吞噬大肠杆菌、变形虫吞噬有机物颗粒、胰腺细胞分泌胰岛素等。3.在细胞的生命活动过程中，主动运输起到了重要作用，它使细胞能主动地从外界吸收被选择的物质，供生命活动利用。同样，细胞也能利用主动运输把新陈代谢产物排出细胞外。总之，细胞通过主动运输，摄取、积累物质以及不断排出代谢废物，从而维持细胞组成成分的动态稳定，保证生命活动的正常进行。【特别提醒】要确定某种物质的运输方式，必须抓三个关键：分析被运输的物质是否通过细胞膜；明确被运输物质微粒的性质(
11、大分子、小分子、离子)；分析物质通过细胞膜的转运方向( 高浓度低浓度，低浓度高浓度)，是否需要载体协助，是否需要消耗能量。自主探究3 氧气透过肺泡进入毛细血管的过程是( )A.全部为主动运输 B.大部分为扩散作用，少部分为主动运输C.全部为扩散作用 D.少部分为扩散作用，大部分为主动运输答案与解析 C 能进行自由扩散的物质主要是一些小分子物质 (如 O2、CO 2、H 2O、尿酸、尿素等)，此过程不需要能量，只与溶液浓度有关，属于被动运输，而主动运输既需要载体又需要能量，常见的离子(如 K+、C1 -、N0 3-等)属此方式。要点四、影响跨膜运输的因素1.影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓
12、度差。2.影响协助扩散的因素（1）细胞膜内外物质的浓度差。（2）细胞膜上运载物质的载体数量。3.影响主动运输的因素（1）载体：是细胞膜上的一类蛋白质。载体具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数目也不同。载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时，细胞吸收该载体运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。（2）能量：凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。4.影响物质运输速率的曲线分析（1）物质浓度(在一定浓度范围内 )对运输速率的影响曲线：自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧，其动力是两侧溶液的浓度差，在一定浓度范围内，
13、随物质浓度的增大，其运输速率与物质浓度成正比。协助扩散或主动运输的共同特点是都需要载体协助，在物质浓度较低时，随物质浓度的增大，运输速率也逐渐增大，到达一定物质浓度时，由于受膜上载体数量的限制，运输速率不再随浓度增大而增大。（2）氧气浓度对物质运输速率的影响曲线：自由扩散和协助扩散统称为被动运输，其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧，其运输的动力都 是浓度差，不需要能量，因此与氧气浓度无关，运输速率不随氧气浓度增大而改变。主动运输方式既需要载体协助又需要消耗能量。在氧气浓度为零时，通过细胞无氧呼吸供能，但无氧呼吸产生能量较少，所以运输速率较低。在一定范围内随氧气浓度升高，有氧呼吸加强，产生的
14、能量逐渐增多，所以运输速率不断加快，当氧气浓度足够高时，能量供应充足，但由于受到载体数量的限制，运输速率不再随氧气浓度增大而加快。特别提醒 主动运输的意义：保证了细胞或细胞器从周围环境中或表面摄取必需的营养物质，即使这些营养物质在周围环境中或表面的浓度很低。能够将细胞内的各种物质，如分泌物、代谢废物及一些离子排除细胞外，即使这些物质在细胞外的浓度比细胞内的浓度高得多。能够维持一些无机离子在细胞内恒定和最适当的浓度，特别是 K+、Ca 2+和 H+的浓度。概括地说，主动运输保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。这对细胞的生命活动来说是非
15、常重要的。【精典考题例析】类型一 主动运输的特点【例】 （2008 江苏 2）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【思路解析】线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，功能是产生 ATP，为各项生命活动提供能量。当线粒体 DNA 受到损伤，根据题意可知会影响到线粒体的功能，也就是 ATP 的合成量减少。在物质进出细胞膜的运输方式中，红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，水和氧气均通过自由扩散方式进出细胞，只有 C 选项为主动运输，需要 ATP 提供能
16、量。【答案】C规律方法 对主动运输的理解：细胞能够根据生命活动的需要，主动地选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，这些物质在跨膜运输时的运输方式是主动运输。类型二 流动镶嵌模型的结构及特点【例 2】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.由可知细胞膜是双层膜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,那么侧则是毛细血管腔【思路解析】图中为糖蛋白， 为磷脂双分子层，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
17、、N 、P；细胞膜是单层膜，以磷脂双分子层作基本支架；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；若 I 侧为肠道，侧应为肠腔细胞内膜【答案】C规律方法 凡是能从低浓度一侧向高浓度一侧运输的，一定是主动运输。而有些物质也可以通过主动运输从高浓度向低浓度运输，但运输速度远快于协助扩散。如：K +、Na +、葡萄糖、氨基酸等。类型三 影响跨膜运输的因素【例 3】下图表示番茄在不同的含氧情况下，从培养液中吸收 Ca2+和 Si4+的曲线。影响A、B 两点与 B、C 两点吸收量不同的主要因素分别是 ( )A.离子浓度、载体数量 B.离子浓
18、度、能量 C.载体数量、离子浓度 D.载体数量、能量【思路解析】主动运输与载体和能量密切相关。A 、B 两点，氧浓度相同，意味着能量供应是相同的，但 B 的吸收快，说明运载Ca2+的载体多；B、C 两点都是运载 Ca2+的，说明载体是相同， C 点的氧浓度大，能量供应多，所以吸收快。【答案】D 类型四 三种运输方式的比较【例 4】物质进入细胞都要穿过细胞膜，下列各图表示在一定范围内细胞膜外物质进入细胞膜内的三种不同情况，消耗代谢能量的方式通常需要细胞呼吸提供能量。请据图回答下列问题。(1)图中能表示出自由扩散的是_，能表示出主动运输的是 _。(2)哪一种加入呼吸抑制剂后曲线会发生变化?为什么?
19、_(3)CO2、乙醇、氨基酸进入细胞的方式分别是_、 _、_.【思路解析】A 图表示物质进入细胞速率与细胞外液浓度成正比。B 图表示当浓度差达到一定范围后，运输速度不再加快，应联想到这是受膜上载体数量限定的缘故，但没有表示可以逆浓度梯度运输这一主动运输的显著特点，所以既不能表示自由扩散，又不能表示主动运输，属于协助扩散。C 图用一根虚线表示细胞外液浓度，一段时间后，细胞内溶液浓度超过细胞外溶液浓度，物质仍可进入细胞内，提示该物质可逆浓度梯度进行运输，故应为主动运输。气体分子、脂溶性溶剂分子通过自由扩散进出细胞。【答案】(1)A C (2)C 因为主动运输需消耗能量 (3)自由扩散 自由扩散 主
20、动运输【速效提升训练】一、选择题.红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是( )A.都可以从低浓度一边向高浓度一边 B.都需要供给 ATPC.都需要载体协助 D.既需要载体协助又需要消耗能量1.C 红细胞吸收无机盐是主动运输，既需要载体协助也消耗细胞代谢释放的能量(ATP)；红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，只需要载体协助，不消耗细胞代谢释放的能量。2.原生动物变形虫的运动和摄取食物，主要是依靠细胞膜的( )A.选择透过性 B.一定的流动性 C.磷脂双分子层 D.镶嵌的蛋白质2.B 变形虫的变形运动信赖于细胞膜的流动性，摄取食物属于胞吞。选择透过性是指膜对进出的小分子物质或离子的选择吸收。308 年江苏卷
21、33 改编 某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。他在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。他在乙图中的 a、b 两管中加入蔗糖酶，在适宜条件经过一段时间后，用斐林试剂对两管的液体进行鉴定并观察两管液面的变化。下列对该实验的结果和结论预测准确的是A如果两管的液体都能用斐林试剂反应产生砖红色沉淀且液面高度差减小，说明水解产物可以通过半透膜B如果 b 管内的液体可以与斐林试剂产生砖红色沉淀而 a 管不能，说明水解产物不能通过，且两管的液面高度差不变C如果两管的液体都能与斐林试剂产生砖红色沉淀，说明水解产物可以通过半透膜，但此时两管的液面高度差不变D以
22、上说法均不正确3A 如果两管中的液体都能与斐林试剂产生砖红色沉淀，说明水解产物可以通过半透膜，但由于水解产物的扩散，使的两管液面高度差变小，所以 A 正确而 C 错；如果水解产物不能通过半透膜，则 b 管内的液体可以与斐林试剂产生砖红色沉淀而 a 管不能，但由于物质的量浓度增大，所以 b 管的液面还要上升 a 管的液面继续下降，所以 B 错。4.神经细胞间可以通过一种特殊的介质来传递信息，含有传递分子的囊泡与神经细胞的质膜融合之后再打开，将传递分子释放到神经细胞之外，这属于 ( )A.主动运输 B.协助扩散 C.胞吐 D.胞吞4.C 由题干分析知神经细胞间信息传递时有含有传递分子的囊泡与神经细
23、胞的质膜融合之后再打开的过程，这属于胞吐。5.用呼吸抑制剂处理红细胞，则下列物质吸收量显著减少的一组 ( )A.葡萄糖、氨基酸 B.K+、氨基酸 C.O2、H 2O D.甘油、脂肪酸5.B 红细胞吸收O 2、H 2O和甘油是自由扩散，吸收葡萄糖为协助扩散，两者都不需要消耗能量；吸收离子和其它物质都是主动运输，需要消耗能量。6.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(大分子物质) 和半乳糖。这两种物质被吸收到血液中的方式是( )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6.B 新生儿可直接吸收免疫球蛋白，免疫球蛋白是大分子物质
24、，不能正常通过细胞膜.必须先与膜融合，然后内陷形成小泡与细胞膜分离，这样才能进入细胞内部，该运输方式为胞吞；半乳糖为小分子物质，进入小肠上皮细胞，消耗ATP，为主动运输。7.物质通过主动运输或胞吞作用进入细胞的共同特点是 ( )A.都依赖于细胞膜的流动性 B.都属于细胞膜的选择透过性 C.都需要消耗能量 D.都需要载体蛋白 C 主动运输和胞吞、胞吐等生理过程都需要消耗细胞呼吸作用提供的能量。8.我国首次发现了一种“穿肠蛋白质”(可被肠道直接吸收)，为许多药物的利用提供了一条新途径。穿肠蛋白质被肠道吸收的方式是 ( )自由扩散 被动运输 主动运输 以上都不是A. B C. D8.C “穿肠蛋白质
25、”是大分子物质，不能通过跨膜运输方式被吸收，而是通过胞吞的方式被吸收。9 （原创）在探究实验“植物细胞的吸水和失水”中，某同学在分析实验结果时，提出了“假如细胞壁也相当于一层半透膜，实验结果会有什么不同”的问题。下列分析正确的是A实验结果相同，因为质壁分离的原因是由于细胞失水后，原生质层随液泡的缩小而缩小，而细胞壁不能缩小，引起了质壁分离B实验结果相同，因为质壁分离的原因是由于细胞失水，而原生质层的伸缩性比细胞壁的大，引起了质壁分离 C实验结果不相同，细胞壁与原生质层一起缩小，不能发生质壁分离D实验结果不相同，细胞壁不能缩小，不能发生质壁分离9.B 当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞液中的水
26、分就透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来。题中假如细胞壁也相当于一层半透膜，只是膜的透性发生了变化，它的伸缩性仍然不变，即能缩小，但比原生质层要小。10.下列生理过程中，不需消耗 ATP 的是 ( )H的形成 C3 的还原 肾小管重吸收 Na+ 抗体的合成与分泌 肺泡内气体交换 有丝分裂 主动运输A. B. C. D.D H的形成利用的是光能或有机物中的能量，不需要消耗 ATP，肺泡内的气体交换为自由扩散，所以不需要消耗 ATP。C 3 的还原、肾小管重吸收 Na+、抗体的合成与分
27、泌、有丝分裂、主动运输都需要消耗 ATP。二、非选择题11.生物学家做了下列实验：用红色荧光染料标记人细胞膜上的蛋白质；用绿色荧光染料标记小鼠细胞膜上的蛋白质；把人和鼠的细胞融合为一，此细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光。然后把此细胞在37下培养40 min ，再检查，两种颜色的荧光均匀分布在整个细胞表面。根据上述实验现象完成下列问题：(1)人和鼠的细胞能够融合为一体，是因为其细胞膜的基本结构 _。(2)上述细胞表面的两类荧光染料最终呈均匀分布状态，这是由于细胞膜具有_的结果。(3)这个实验证明构成细胞膜的_ 分子和_ 分子大都是可以 _的，不是静止固定的。(4)人和鼠细胞膜表面的抗原属于构
28、成膜结构的_ 。解析：用荧光标记法研究细胞膜的分子结构及生理特征，再现了科学探究的过程，可以更深刻地理解细胞膜的流动性和选择透过性。答案：(1)都是由磷脂分子和蛋白质分子构成 (2)流动性 (3)磷脂 蛋白质 运动 (4)糖蛋白12.探究分析 2003 年诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得阿格雷和罗德里克 麦金农，以表彰他们在细胞膜通道方面做出的开创性贡献。阿格雷得奖是由于发现了细胞膜水通道，而麦金农的贡献主要是在细胞膜离子通道的结构和机理研究方面。他们的发现阐明了离子和水如何进出活细胞。比如，肾脏怎么从原尿中重新吸收水分，以及电信号怎么在细胞中产生并传递等，这对人类探索肾脏、心脏、肌肉和神经系统
29、等方面的诸多疾病具有极其重要的意义。请分析回答：(1)水分子通过细胞膜的方式是_，无机盐离子通过细胞膜的方式是_。(2)如果用胰蛋白酶处理细胞表面，发现水分子和离子均不能通过细胞膜了，说明细胞膜上的水通道和离子通道的化学本质可能都是_。(3)如果在细胞内注入细胞呼吸抑制剂，将会强烈抑制细胞膜上_通道的作用。(4)神经元在受到刺激后，细胞膜上的电位变化是_ ，这种电位变化可能与水通道和离子通道中的_通道有密切关系。(5)有人在研究物质出入细胞的速率和各种条件的关系时，绘出了下图曲线：如果表示的是 K+出入细胞，正确的曲线是_。【解析】本题主要考查细胞膜的物质交换功能及相关知识，考查了理解、分析、
30、综合能力和信息提取及图文转换能力。(1)水分子通过细胞膜的方式为自由扩散，而带电的无机离子通过细胞膜的方式则是主动运输，因为它需要载体和耗能。(2)由“胰蛋白酶 蛋白质 水、离子不能通过膜” ，因为酶的催化作用具有专一性的特点可推知细胞膜上的水和离子通道为蛋白质。(3)水通过细胞膜的方式为自由扩散，离子通过细胞膜的方式为主动运输，前者不耗能，后者耗能，因而呼吸抑制剂会抑制运输离子的离子通道的作用。(4)神经元受刺激后，Na +通道开放，使 Na+快速流入细胞，导致膜电位由静息时的内负外正转换为内正外负的动作电位。(5)K+通过细胞膜的方式为主动运输，与细胞内外的浓度关系不大，但却受细胞膜上载体
31、数量及细胞代谢提供的能量的制约，由“温度酶活性能量供应”以及“0 2 供应充足ATP 充足限制因素为载体数量”可知 A、B 两曲线是正确的。答案：(1)自由扩散(或渗透作用 ) 主动运输 (2)蛋白质 (3)离子 (4)由外正内负变为外负内正 离子 (5)A、B课时检测姓名： 班级： 学号：一、选择题：（15 小题，每小题 4 分，共 60 分）1.下列物质中，不能横穿细胞膜进出细胞的是 ( )A 维生素 D B 水和尿素 C.氨基酸和葡萄糖 D 酶和胰岛素1.D 酶和胰岛素为大分子物质，不能直接横穿细胞膜进出细胞，只能通过胞吞或胞吐的方式进出细胞。2.浸入 1 molL KNO3 溶液中的洋
32、葱表皮细胞，会产生质壁分离和质壁分离复原的现象。在此过程中，物质进出细胞的方式先后有 ( )A.主动运输和自由扩散 B.自由扩散和主动运输 C.自由扩散、协助扩散、主动运输 D.自由扩散、主动运输、自由扩散2.D 洋葱表皮细胞刚放入 KN03 溶液时，会因细胞液浓度小于 KNO3 溶液浓度，经自由扩散失水发生质壁分离，同时，细胞经主动运输吸收 K+、NO 3-，使细胞液浓度增大。随细胞液浓度增大至一定程度时，细胞又会从外界吸水，使质壁分离复原。3.如下图所示，若将细胞膜的磷脂分子提取后，放入盛水容器中，磷脂分子的稳定分布方式为( )3.B 将磷脂分子提取后放入盛水容器中， 亲水头部应插入水中，
33、疏水尾部应在水面外。4.下列有关细胞膜的说法中，错误的是( )A.具有流动性和选择透过性 B.蛋白质均匀分布于磷脂双分子层上C.脂质小分子易于通过 D.磷脂双分子层内外表面都亲水4.B 磷脂双分子层构成了膜的基本支架，具有流动性。蛋白质分子有的镶嵌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，有的横跨整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子是可以流动的。磷脂分子有亲水端和疏水端，亲水端位于外侧，疏水端位于内部。正是因为细胞膜具有这种结构，使得细胞膜有选择透过性。B选项错在“均匀”上。5.图中的哪一条曲线能说明红细胞运输葡萄糖的速度与血浆中葡萄糖的浓度之间的关系 5.C 葡萄糖进入红细胞的运输
34、方式为协助扩散，在一定浓度范围内，血糖浓度越大，运输速度越快，但因膜上运输葡萄糖的载体数量是有限的，所以当葡萄糖浓度达到一定值时，吸收速率不再改变。6.下列跨膜运输的生理活动，属于主动运输的是 ( )A.酒精进人胃黏膜细胞 B.二氧化碳由静脉血进人肺泡内C.原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞 D.水分子出入细胞6.C 渗透作用是溶剂通过半透膜的扩散；扩散是指物质由高浓度向低浓度的运输过程，不需要能量；主动运输是物质由低浓度向高浓度的运输过程，需载体的参与和能量供应。故A、D 属于渗透作用，B 属于扩散，C 属于主动运输。7.如图表示人体内某物质透过细胞膜的速度与该物质在溶液中的浓度的关系。该物质
35、( )A.是脂溶性的 B.过膜方式为主动运输 C.过膜时必须与膜上载体结合 D.过膜时必须消耗能量7.C 由图像可以看出，过膜速度随溶质浓度的增大，先加快后又保持不变，可确定其运输时需载体协助，但不能确定是否需要能量。8.某一细胞能通过细胞膜从环境中吸收 M 物质，进行实验得到如下结果：当细胞中 M 物质浓度高于溶液中 M 物质浓度时，也会发生 M 物质的吸收；只有在氧气存在的条件下才会发生 M 物质的吸收；M 物质的吸收存在最大值，且吸收结束时膜两侧存在 M 物质的浓度差；M 物质的吸收随着温度而变化，且有一定的最适温度。M 物质的吸收为主动运输的判断依据是 ( )A. B C. D.8.D
36、 主动运输既需要载体又需要能量，一般逆浓度梯度运输。表明为逆浓度梯度吸收，表明有蛋白质载体参与， 表明需要一定的能量，因为酶活性的发挥需要适宜温度，故可由此判断为主动运输。中氧气的存在不是主动运输的必要条件，因为 02 主要影响细胞呼吸，从而影响 ATP 产生，但无氧呼吸也可提供一定量的 ATP。9.侧芽生长素浓度高于顶芽，但顶芽产生的生长素仍可向侧芽部位积累，则生长素的这种运输方式为A.自由扩散 B.渗透作用 C.协助扩散 D.主动运输9.D 侧 芽生长 素浓度高，顶芽生长素浓度低，但生 长素仍从顶芽运到侧芽，是逆 浓度差进行的，需要消耗细胞内产生的能量，所以运输方式为主动运输 。10.生物
37、膜的“蛋白质一脂质一蛋白质”静态结构模型不能解释下列哪种现象( )A.细胞膜是细胞的边界 B.溶于脂质的物质能够优先通过细胞膜C.变形虫的变形运动 D.细胞膜中的磷脂分子呈双层排列在膜中间10.C 变形虫的变形运动说明蛋白 质和脂质是运动的。11. 甲()乙()两种物质在细胞膜两侧的分布情况如图(颗粒的多少表示浓度的高低 )，在进行跨膜运输时，下列说法正确的是 ( )A.乙进入细胞一定有载体蛋白的参与 B.乙运出细胞一定有载体蛋白的参与C.甲进入细胞一定需要能量 D.甲运出细胞一定不需要能量11.A 甲运出和乙进入细胞是从低浓度到高浓度，属主动运输，需载体和能量参与；乙运出和甲进入是被动运输，
38、无需能量。12.人体内的吞噬细胞能吞噬病菌，这一现象与细胞膜功能有关的是 ( )A.免疫与主动运输 B 免疫与胞吞 C 识别与主动运输 D.分泌与胞吞12.B 吞噬细胞吞噬细菌属于人体的免疫过程，与细胞膜的识别功能有关。在吞噬过程中吞噬细胞通过细胞膜的凹陷包裹病菌，依靠细胞内消化处理抗原，属于胞吞作用，与主动运输无关。 13.丙氨酸进入小肠绒毛上皮细胞和肾小 管上皮细胞的共同点是 ( )A.需要载体，消耗能量 B.需要载体，不消耗能量 C.不需要载体，消耗能量 D 不需要载体，不消耗能量13.A 丙氨酸进入小肠绒毛上皮细胞和肾小管上皮细胞均属于主动运输，既需载体又需消耗能量。14.在培养玉米的
39、溶液中加入某种负离子，结果发现玉米根细胞在吸收该种负离子的同时，对 Cl-的主动吸收减少，而对 K+的主动吸收并没有影响，原因是 ( )A.该种负离子妨碍了能量的生成 B.该种负离子抑制了主动运输C.该种负离子抑制了呼吸作用 D.该种负离子的载体和Cl -的相同14.D 细胞通过主动运输方式吸收离子，主动运输的特点是从低浓度到高浓度，需要载体，需要能量。K +的吸收不变说明能量不受影响，则受影响的应该是载体，同时影响Cl -.说明该负离子与Cl -共用载体。15.某物质能逆浓度梯度转运穿过膜是因为 ( )A.细胞膜上存在载体蛋白，并且细胞可产生 ATP B.某些膜蛋白起通道作用，经过通道特异分
40、子能进入细胞C.磷脂双分子层可透入许多小分子 D.磷脂双分子层是疏水的15.A 物质能逆浓度梯度由低浓度一侧到高浓度一侧，一是因为有膜栽体协助，二是因为ATP能为此过程提供能量，借此能量克服浓度差，使物质正常通过膜结构。磷脂分子有亲水端也有疏水端。16.胰岛 B 细胞分泌胰岛素过程中，不能说明的是 ( )A.生物膜结构有一定的连续性 B.各种生物膜在功能上既分工明确，又紧密联系C.各种生物膜在结构上有一定的联系 D.分泌物的排出是主动运输16.D 胰岛素是大分子蛋白质，其分泌过程不是主动运输，而是通过囊泡与细胞膜融合的方式，即胞吞作用分泌出来。二、非选择题（40 分）17.下图为物质出入细胞膜
41、的示意图，请据图回答：(1)A 代表_ 分子；B 代表 _；D 代表_。(2)细胞膜从功能上来说，它是一层_膜。(3)动物细胞吸水膨胀时，B 的厚度变小，这说明 B 具有_。(4)在 ae 的五种过程中，代表被动转运的是_。(5)可能代表氧气转运过程的是图中编号_；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过稃是图中编号_；(6)如果此为神经细胞膜，则当其受刺激后发生兴奋时，Na +的流动过程是编号_。解析 (1)细胞膜主要由蛋白质分子和磷脂双分子层构成，细胞膜表面还有链状的多糖分子，大多和蛋白质结合成为糖蛋白，也可和脂质分子结合成糖脂。(2)细胞膜从功能上来说最重要的特性是选择透过性。(3)动物细胞吸水
42、嘭胀时，厚度变小，说明磷脂双分子层和蛋白质分子均处于动态变化之中。这种现象证明磷脂双分子层具有一定的流动性。(4)ae 五个过程中，b、c、d 穿膜无需细胞供能，故是被动转运。(5)氧气穿膜是自由扩散，所以选b；葡萄糖进入小肠上皮细胞，是主动运输，所以选 a。(6)如该细胞膜为神经细胞膜，未受刺激时，Na +由细胞膜内侧，通过 Na+泵(实际上是一种镶嵌的膜的磷脂双分子层中具有 ATP 酶活性的特殊蛋白质)的怍用，移至细胞外侧。有两个显著特点：逆 Na+浓度差由内向外；是要消耗 ATP。当神经细胞膜受刺激兴奋时，由亲水蛋白质分子构成的 Na+管道张开，膜外大量 Na+顺浓度梯度从 Na+管道流
43、入膜内，Na+流入量猛增 20 倍。答案： (1)蛋白质 磷脂双分子层 多糖 (2)选择透过性 (3)一定的流动性 (4)b、c、d (5)b a (6)c18.在美国梅奥诊所工作的华人科学家陈贤明研究员和他的同事，利用体外胆管上皮细胞感染模型，分析了隐孢子虫的子孢子进入细胞内的全过程。结果发现，隐孢子虫的子孢子侵入宿主细胞膜内时，会诱发大量宿主细胞膜载体及水通道聚集，导致膜局部水快速内流，从而促使局部细胞膜伸展突起。据此回答：(1)上述材料说明细胞膜的结构具有_特性。(2)下列哪些现象与细胞膜伸展突起相关 ( )A.肿瘤细胞的浸润转移 B.白细胞吞噬异物 C.葡萄糖进入小肠上皮细胞 D.抗体
44、的分泌(3)若要进一步证明水的快速内流是细胞膜水通道蛋白开放所致，可另设计一组对照实验，用_对_进行处理。【解析】(1)从题给材料可知，细胞膜受到刺激可使细胞膜伸展突起，说明细胞膜具有一定的流动性。(2)肿瘤细胞的浸润转移需进行变形运动；白细胞吞噬异物，细胞膜要伸出伪足将异物包裹；抗体分泌时细胞膜出芽胞吐，这都与细胞膜伸展突起相关。葡萄糖进入小肠上皮细胞是通过细胞膜上载体的主动运输进行的，与上皮细胞细胞膜伸展突起无关。(3)要证明水的快速内流是水通道蛋白开放所致，自变量是细胞膜上水通道蛋白开放与否，因变量是水是否大量进入细胞，因此，用蛋白质抑制剂抑制水通道蛋白的活性作为对照即可。答案：(1)一
45、定的流动性 (2)A、B、D(答不全不给分) (3)蛋白质抑制剂 水通道蛋白19.物质通过细胞膜与膜的流动性有密切关系，为了探究温度对膜的流动性的影响，有人做了下述实验：分别用红色和绿色荧光剂标记人和鼠细胞膜上的蛋白质，然后让两个细胞在37条件下融合并培养。40 min 后，融合的细胞膜上红色和绿色均匀相间分布。(1)该探究实验的设计不严密，应如何补充?_。(2)本实验可以通过在相同时间后，观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上的分布情况来判断温度对膜流动性的影响，还可以通过哪种方式来比较说明这种影响?_ 。(3)最可能的实验结果及结论( 在纠正的基础上进行)预期结果：_。相应结论：_。【解析】探究
46、实验应根据探究的问题设计相应对照实验，并作出相应的预期和结论。本实验的目的是探究温度对膜流动性的影响，故应以温度为自变量，由于利用人-鼠细胞融合作为实验设计思路，人体最适温度为 37，因此应以低于和高于 37的两组温度作对照进行实验设计。答案：(1)再设置两组与题干一样的实验，但分别放在 10和 40条件下融合并培养，40 min 后，观察并记录融合的细胞膜上红色、绿色荧光分布是否均匀 (温度设置合理即可) (2)两种荧光物质在细胞膜上分布均匀所用的时间 (3)预期结果：40和 10条件下两种荧光物质分布均匀所用时间均大于 40 min 。相应结论：在一定范围内，随温度的升高膜的流动性会加快加
47、强，但温度过高则不利于生命活动的正常进行【单元体系构建】【基础专题整合】一、验证细胞膜的生理特性1.细胞膜的流动性(1)实验室证据：科学家用红、绿两种颜色的荧光染料分别标记人与小鼠细胞膜上的蛋白质，然后再将两种细胞融合成一个细胞，起初用显微镜可观察到融合后的细胞一半呈红色，另一半呈绿色。再过一段时间观察，发现细胞膜上红、绿荧光染料均匀分布。(2)细胞膜的流动性包括膜蛋白、磷脂的流动，还包括膜蛋白的自主流动。载体对物质的主动运输过程，可以认为是蛋白质运动的一种形式。(3)膜的流动性与温度有关，温度越高，膜的流动性越大。一般情况下，温度高，流动性大，有利于生命活动的进行，但温度过高，膜的流动性过大，甚至破坏了膜的结构，反而不利于生命活动的正常进行；温度低，膜的流动性下降，膜的运输功能下降或完全丧失。(4)膜的流动性与磷脂分子中脂肪酸的不饱和程度有关，脂肪酸的不饱和程度越大，膜的流动性越大。依此
