細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌結(jié)構(gòu)模型跨膜運(yùn)輸實(shí)例(滲透系統(tǒng))

1、第10課 細(xì)胞膜（流動(dòng)鑲嵌結(jié)構(gòu)模型） 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸實(shí)例（滲透系統(tǒng)）一、細(xì)胞膜流動(dòng)鑲嵌結(jié)構(gòu)模型（一）細(xì)胞膜的成分成分種類與含量脂質(zhì)包括磷脂和膽固醇，約占50%蛋白質(zhì)約占40%糖類約占2%10%（二）（了解）關(guān)于細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤理論 蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)“三明治”靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型圖4-2-4 細(xì)胞膜的電鏡照片1959年羅伯特森在電子顯微鏡下觀察到細(xì)胞膜“暗-亮-暗”三層結(jié)構(gòu)，提出細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)“三明治”靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型：所有生物膜都是有蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，電鏡下看到的中間的亮層是脂質(zhì)分子，兩邊的暗層是蛋白質(zhì)分子，生物膜為靜態(tài)結(jié)構(gòu)。理論提出后，很快被大量事實(shí)證據(jù)推翻，但羅伯特森在

2、電子顯微鏡下觀察到細(xì)胞膜“暗-亮-暗”三層結(jié)構(gòu)卻為后人提供了寶貴的資料。（三）細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌結(jié)構(gòu)模型1.對(duì)細(xì)胞膜磷脂的排列分析（1）磷脂分子的結(jié)構(gòu)親水端疏水端 圖4-2-1 磷脂分子（2）磷脂雙分子層單層磷脂分子浸在水中會(huì)形成疏水端集中在內(nèi)，親水端排列在外，呈球形排列；而細(xì)胞內(nèi)外均是水環(huán)境，所以磷脂分子必為兩層排列，其疏水端內(nèi)，親水端在外并列排列。此外，相鄰的兩個(gè)磷脂分子可以上下交換、左右交換、獨(dú)自旋轉(zhuǎn)等，所以磷脂雙分子層可以流動(dòng)。 圖 水中磷脂分子 圖 構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂雙分子層 2.流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容（1）磷脂雙分子層構(gòu)成了細(xì)胞膜的基本支架，具有流動(dòng)性；（2）磷脂雙分子層上分布著蛋白質(zhì)

3、分子，蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層上有三種分布形式：鑲嵌在磷脂雙分子層上下表面；貫穿磷脂雙分子層；包埋在磷脂雙分子層中。膜上蛋白質(zhì)分子也可流動(dòng)。功能越復(fù)雜的細(xì)胞，膜上蛋白質(zhì)分子的種類和數(shù)量越多；圖4-2-5細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)的分布（3）在磷脂雙分子層外表面上，有一層由蛋白質(zhì)和糖類結(jié)合形成的糖蛋白構(gòu)成的糖被，其具有信息傳遞、細(xì)胞識(shí)別、保護(hù)、潤(rùn)滑、粘附等作用。還有糖類和脂質(zhì)分子結(jié)合而成的糖脂；（4）在磷脂雙分子層內(nèi)，存在膽固醇，主要維持細(xì)胞膜的剛性。磷脂雙分子層糖蛋白蛋白質(zhì)分子膽固醇細(xì)胞骨架纖維圖4-2-6 生物膜的結(jié)構(gòu)模型示意圖（四）細(xì)胞膜的特性1.結(jié)構(gòu)特性：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性；2.功能特性：細(xì)胞膜具有選

4、擇透過性。（五）實(shí)驗(yàn)：體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法1.實(shí)驗(yàn)原理：將哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞放到清水中，細(xì)胞吸水漲破，細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)流出，可得到純凈的細(xì)胞膜。2.實(shí)驗(yàn)材料：制取細(xì)胞膜利用哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞，因?yàn)闊o核膜和細(xì)胞器膜。（但是這個(gè)細(xì)胞仍然是真核細(xì)胞）二、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例（滲透系統(tǒng)）（一）滲透系統(tǒng)1.必需條件：具有半透膜；半透膜兩側(cè)存在濃度差。注：半透膜：指一類可以讓小分子物質(zhì)通過而大分子物質(zhì)不能通過的一類薄膜的總稱。選擇性透過膜：這種膜可以讓水分子自由通過，一些離子和小分子也可以通過，而其他離子，小分子和大分子則不能通過，細(xì)胞膜和生物膜都屬于選擇性透過膜。2. 滲透作用：水分從水勢(shì)高的系統(tǒng)通過半透膜向

5、水勢(shì)低的系統(tǒng)移動(dòng)的現(xiàn)象。溶液濃度高：溶質(zhì)含量高、溶劑含量低、水少、水勢(shì)低溶液濃度低：溶質(zhì)含量低、溶劑含量高、水多、水勢(shì)高H2O 溶質(zhì)分子 H2O分子圖4-1-1 滲透系統(tǒng)示意圖例題2.1 已知魚鰾是一種半透膜.若向魚鰾內(nèi)注入適量的20%蔗糖溶液,排出魚鰾內(nèi)的空氣,扎緊開口,將其浸沒在盛有10%蔗糖溶液的燒杯中,下列能正確表示燒杯內(nèi)蔗糖溶液濃度隨時(shí)間變化趨勢(shì)的示意圖是（ ）A B C D例題2.2 某同學(xué)擬選擇一種半透性的膜材料，用于自制滲透計(jì)。他采用如圖1所示的裝置(示意圖)，對(duì)收集到的四種材料甲、乙、丙和丁進(jìn)行試驗(yàn)，得到了倒置漏斗中的液面高度隨時(shí)間變化的曲線(如圖2)。據(jù)圖分析，該同學(xué)應(yīng)選擇

6、的膜材料是（ ）圖1 圖2A甲 B乙 C丙 D?。ǘ?shí)驗(yàn)：植物細(xì)胞的失水和吸水（植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原）1.質(zhì)壁分離：把液泡發(fā)育良好的植物細(xì)胞浸在高滲溶液中時(shí)，原生質(zhì)收縮和細(xì)胞壁分離的現(xiàn)象。2.實(shí)驗(yàn)原理：當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí)，根據(jù)滲透作用原理，水分會(huì)由細(xì)胞液中滲出到外界溶液中而失水，由于細(xì)胞壁伸縮性較小，而原生質(zhì)層性較大，從而使二者分開；反之，外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度，細(xì)胞通過滲透作用吸水，細(xì)胞原生質(zhì)膨脹，逐漸與細(xì)胞壁貼合，分離后的質(zhì)和壁又復(fù)原。3.質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的兩種情況（1）將植物細(xì)胞浸在葡萄糖溶液中，由于葡萄糖分子較大，不能透過原生質(zhì)層，所以質(zhì)壁分離后的植物細(xì)胞不會(huì)發(fā)生自動(dòng)復(fù)

7、原，需轉(zhuǎn)入清水中可吸水復(fù)原。將細(xì)胞浸入適當(dāng)高濃度的葡萄糖溶液開始時(shí)，外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度，細(xì)胞失水，進(jìn)而發(fā)生質(zhì)壁分離。（注意：此時(shí)流出細(xì)胞的水分子數(shù)量大于流入細(xì)胞的水分子數(shù)量，從而失水。）隨著水分的進(jìn)入，細(xì)胞液濃度被稀釋，外界溶液濃度等于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞既不失水也不吸水。（注意：此時(shí)并不是沒有水分子通過原生質(zhì)層，而是流入和流出細(xì)胞的水分子數(shù)量此時(shí)相等，達(dá)到平衡狀態(tài)。）將細(xì)胞浸入清水中此時(shí)，外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度，細(xì)胞吸水，原生質(zhì)逐漸膨脹，直至與細(xì)胞壁貼合，發(fā)生質(zhì)壁分離后的復(fù)原，恢復(fù)正常狀態(tài)。（注意：此時(shí)流入細(xì)胞的水分子數(shù)量大于流出細(xì)胞的水分子數(shù)量，從而吸水。）（2）將植物細(xì)胞浸在K

8、NO3等溶液中，由于K+和NO3-離子較小，可通過主動(dòng)運(yùn)輸透過原生質(zhì)層，所以質(zhì)壁分離后的一段時(shí)間內(nèi)，植物細(xì)胞不需轉(zhuǎn)移溶液也會(huì)發(fā)生自動(dòng)復(fù)原。將細(xì)胞浸入KNO3溶液中開始時(shí)，外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度，細(xì)胞失水，進(jìn)而發(fā)生質(zhì)壁分離。（注意：此時(shí)流出細(xì)胞的水分子數(shù)量大于流入細(xì)胞的水分子數(shù)量，從而失水。）隨著水分的進(jìn)入，細(xì)胞液濃度被稀釋，外界溶液濃度等于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞既不失水也不吸水。（注意：此時(shí)并不是沒有水分子通過原生質(zhì)層，而是流入和流出細(xì)胞的水分子數(shù)量此時(shí)相等，達(dá)到平衡狀態(tài)。）KNO3溶液中的K+和NO3-通過主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞，使細(xì)胞液濃度逐漸增大，當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水，原生

9、質(zhì)逐漸膨脹，直至與細(xì)胞壁貼合，發(fā)生質(zhì)壁分離后的復(fù)原，恢復(fù)正常狀態(tài)。（注意：此時(shí)流入細(xì)胞的水分子數(shù)量大于流出細(xì)胞的水分子數(shù)量，從而吸水。）顯微鏡下的植物細(xì)胞質(zhì)壁分離復(fù)原 A B C D E圖4-4-2 顯微鏡下植物的質(zhì)壁分離復(fù)原A:正常細(xì)胞（未發(fā)生質(zhì)壁分離） B：開始失水的細(xì)胞（發(fā)生質(zhì)壁分離） C：失水的細(xì)胞（發(fā)生質(zhì)壁分離） D：開始吸水的細(xì)胞（發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原） E:吸水膨脹的細(xì)胞（發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原）第10課 細(xì)胞膜 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸實(shí)例一、選擇題1一位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，細(xì)胞膜的厚度變小而面積增大，這是由于細(xì)胞膜的什么特性所決定的（ ）A.具有一定的流動(dòng)性  

10、  B.是選擇透過性膜    C具有專一性  D.具有運(yùn)輸物質(zhì)的功能 2生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為生物膜是（ ）以磷脂雙分子層為基本骨架蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)的三層結(jié)構(gòu)靜止的流動(dòng)的A B C D 3細(xì)胞膜上，與細(xì)胞間互相聯(lián)系，有密切關(guān)系的化學(xué)物是（ ）A糖蛋白 B磷脂 C脂肪 D核酸 4維生素D能較水溶性維生素優(yōu)先通過細(xì)胞膜，這是因?yàn)椋?）A細(xì)胞膜以磷脂雙分子層作基本支架 B磷脂雙分子層內(nèi)不同程度地鑲嵌著蛋白質(zhì)C細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有一定的流動(dòng)性 D細(xì)胞膜是選擇透過性膜 5變形蟲

11、表面的任何部位都能伸為偽足，人體內(nèi)的一些白細(xì)胞可以吞噬病菌和異物。上述生理過程的完成依賴于細(xì)胞膜的（ ）A選擇透過性 B流動(dòng)性 C保護(hù)性 D主動(dòng)運(yùn)輸 6生物膜的“蛋白質(zhì)一脂質(zhì)蛋白質(zhì)”靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型不能解釋下列哪種現(xiàn)象（ ）A細(xì)胞膜是細(xì)胞的邊界 B溶于脂質(zhì)的物質(zhì)能夠優(yōu)先通過細(xì)胞膜 C變形蟲的變形運(yùn)動(dòng) D細(xì)胞膜中的磷脂分子呈雙層排列在膜中間 7、如圖所示，若將細(xì)胞膜的磷脂分子提取后，放入盛水容器中，磷脂分子的穩(wěn)定分布方式為（   B ） A B C D8下列對(duì)細(xì)胞內(nèi)各種生物膜的結(jié)構(gòu)和組成的敘述中，錯(cuò)誤的是（ ）A主要由蛋白質(zhì)、脂類

12、和少量糖類組成 B磷脂雙分子層是各種生物膜的基本骨架C不同生物膜上的蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量不同 D內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜能生成高爾基體膜，說明兩者化學(xué)組成完全相同 9下列關(guān)于細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的敘述，不正確的是（ ） A細(xì)胞膜是選擇透過性膜B細(xì)胞膜由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成C細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)具有流動(dòng)性D有些蛋白質(zhì)分子可在膜的內(nèi)外之間移動(dòng)10使磷脂類特別適于形成細(xì)胞膜的特性是（ ）A它們是疏水的 B它們是親水的  C它們迅速吸水 D它們既是親水的又是疏水的11如右圖所示，燒杯內(nèi)裝有蒸餾水，下部封有半透膜的長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)裝有淀粉和食鹽溶液，開始時(shí)，漏斗頸內(nèi)的液面與燒杯內(nèi)蒸餾水的液面相

13、同。過一段時(shí)間后，用碘液和硝酸銀溶液分別檢測(cè)蒸餾水中的物質(zhì)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中所觀察到的現(xiàn)象是（ ）漏斗頸內(nèi)的液面下降漏斗頸內(nèi)的液面上升燒杯內(nèi)的液體遇硝酸銀溶液有白色沉淀生成燒杯內(nèi)的液體遇碘液變藍(lán)A B C D12假定將甲乙兩個(gè)同種植物的成熟細(xì)胞分別放入蔗糖溶液和甘油溶液中，兩種溶液均比細(xì)胞液的濃度高，蔗糖分子不能透過膜，甘油分子可以較快地透過膜。在顯微鏡下連續(xù)觀察，甲乙兩細(xì)胞的變化是（ ）A甲、乙兩細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，不再發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原B甲、乙兩細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，但乙細(xì)胞隨后又發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原C甲、乙兩細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，但隨后甲細(xì)胞又發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原D甲、乙兩細(xì)胞均發(fā)生質(zhì)壁分離，后又均發(fā)生質(zhì)壁

14、分離復(fù)原13用相同的完全培養(yǎng)液，在相同條件下分別培養(yǎng)水稻和番茄幼苗。在二者的吸水率幾乎相同的情況下，72 h后原培養(yǎng)液中部分離子濃度發(fā)生了如下表所示的變化(表中數(shù)據(jù)為72 h后溶液中部分離子濃度占實(shí)驗(yàn)開始時(shí)的百分比)。分析下表不能得出的結(jié)論是（ ）KMg2Ca2SiO水稻17.010511719.5番茄19.18559.6118A不同植物對(duì)同一離子的需要量是不同的B與番茄相比，水稻對(duì)SiO2-3需要量大，對(duì)Ca2+需要量小C不同植物根尖細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量是不同的D植物對(duì)各種離子的吸收速率與溶液中離子的濃度有關(guān)14若向日葵的某種細(xì)胞間隙的溶液濃度為a，細(xì)胞液濃度為b，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)濃度為c，則

15、當(dāng)它因缺水而萎蔫時(shí)，三者間的濃度關(guān)系是（ ）Aabc Bacb Cbca Dbac15將紫色洋蔥表層細(xì)胞置于0.3 g/mL的蔗糖溶液中，光鏡下所觀察到的現(xiàn)象是（ ）液泡逐漸變小，顏色由淺變深液泡逐漸變小，顏色由深變淺原生質(zhì)層與細(xì)胞壁逐漸分離形成球形小團(tuán)細(xì)胞膜、液泡膜結(jié)構(gòu)明顯原生質(zhì)層與細(xì)胞壁之間是蔗糖溶液A B C D二、非選擇題16閱讀以下材料后回答問題：科學(xué)家在進(jìn)行細(xì)胞膜化學(xué)成分的分析時(shí)，需制備較純凈的細(xì)胞膜。從真核細(xì)胞分離出純的細(xì)胞膜較為困難，因?yàn)闀?huì)有細(xì)胞內(nèi)其他膜的混雜。而哺乳動(dòng)物（或人）的成熟的紅細(xì)胞沒有內(nèi)膜，沒有細(xì)胞核，將其特殊處理后，造成紅細(xì)胞破裂發(fā)生溶血現(xiàn)象，再將溶出細(xì)胞外的物質(zhì)

16、沖洗掉，剩下的結(jié)構(gòu)就是較純凈的細(xì)胞膜，在生物學(xué)上稱為“血影”。有的科學(xué)家將“血影”中的脂類提取出來，使其在空氣-水界面上鋪展成單分子層，所形成的薄膜面積是原來細(xì)胞整個(gè)表面積的2倍。 （1）哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)其他的膜有 。如何處理紅細(xì)胞才能使其發(fā)生溶血現(xiàn)象？                             

17、       。 （2）紅細(xì)胞溶血后，溶出細(xì)胞外的物質(zhì)應(yīng)該主要是             ，這些物質(zhì)使紅細(xì)胞具有         的功能。 （3）“血影”的化學(xué)成分中脂類主要是 ，它是構(gòu)成細(xì)胞膜的 。 （4）脂類單分子層的面積是細(xì)胞表面積的2倍，這說明了 。17用不同熒光染料標(biāo)記的抗體，分別與小鼠細(xì)

18、胞和人細(xì)胞的細(xì)胞膜上的一種抗原結(jié)合，兩類細(xì)胞則分別產(chǎn)生綠色熒光和紅色熒光。將兩類細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞時(shí)，其一半呈綠色，一半呈紅色。在37下保溫40 min后，細(xì)胞上兩種熒光點(diǎn)呈均勻分布(如圖所示)，則： 融合細(xì)胞紅色熒光標(biāo)記的人細(xì)胞融合細(xì)胞3740min綠色熒光標(biāo)記的鼠細(xì)胞（1）人和鼠細(xì)胞膜表面的抗原屬于細(xì)胞膜表面起受體作用的 ，為使人、鼠細(xì)胞膜融合在一起，必須除去細(xì)胞膜表面起 作用的糖蛋白。 （2）融合細(xì)胞表面的兩類熒光染料最終均勻分布，原因是 ，這表明膜的結(jié)構(gòu)具有 。 （3）細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)若在20條件下進(jìn)行，則兩種表面抗原平均分布的時(shí)間大大延長(zhǎng)，這說明

19、；若在10條件下，兩種表面抗原便難以平均地分布，這又說明 。18下表是一組用新鮮洋蔥表皮進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)處理和結(jié)果，請(qǐng)分析回答：實(shí)驗(yàn)分析處理方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果第1組將材料置于0.3g/ml蔗糖溶液中發(fā)生質(zhì)壁分離然后將材料移至蒸餾水中發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原第2組將材料置于0.6g/ml蔗糖溶液中迅速發(fā)生質(zhì)壁分離然后將材料移至蒸餾水中質(zhì)壁分離不能復(fù)原第3組然后將材料置于0.07g/ml尿素溶液中開始發(fā)生質(zhì)壁分離，然后逐漸自動(dòng)復(fù)原第4組將材料放在100熱水中3min后取出，重復(fù)第1組實(shí)驗(yàn)不發(fā)生質(zhì)壁分離（1）洋蔥表皮細(xì)胞在第1、2、3組實(shí)驗(yàn)中均發(fā)生了質(zhì)壁分離現(xiàn)象，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和外在條件分別_。（2）比較第1和第2組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異，說明_。（3）比較第1和第3組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異性的原因是_。（4）比較第1和第4組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異性的原因是_。19某同學(xué)在缺少實(shí)驗(yàn)儀器的情況下，做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將生雞蛋大頭的蛋殼去掉，保留殼膜完好，將小頭打破，讓蛋清和蛋黃流出，如圖所示。然后，在蛋內(nèi)灌上清水，把它放在0.3g/m