細胞膜的流動鑲嵌結構模型跨膜運輸實例(滲透系統(tǒng))

1、第10課 細胞膜（流動鑲嵌結構模型） 物質跨膜運輸實例（滲透系統(tǒng)）一、細胞膜流動鑲嵌結構模型（一）細胞膜的成分成分種類與含量脂質包括磷脂和膽固醇，約占50%蛋白質約占40%糖類約占2%10%（二）（了解）關于細胞膜結構的錯誤理論 蛋白質-脂質-蛋白質“三明治”靜態(tài)結構模型圖4-2-4 細胞膜的電鏡照片1959年羅伯特森在電子顯微鏡下觀察到細胞膜“暗-亮-暗”三層結構，提出細胞膜的蛋白質-脂質-蛋白質“三明治”靜態(tài)結構模型：所有生物膜都是有蛋白質-脂質-蛋白質三層結構構成，電鏡下看到的中間的亮層是脂質分子，兩邊的暗層是蛋白質分子，生物膜為靜態(tài)結構。理論提出后，很快被大量事實證據推翻，但羅伯特森在

2、電子顯微鏡下觀察到細胞膜“暗-亮-暗”三層結構卻為后人提供了寶貴的資料。（三）細胞膜的流動鑲嵌結構模型1.對細胞膜磷脂的排列分析（1）磷脂分子的結構親水端疏水端 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形成疏水端集中在內，親水端排列在外，呈球形排列；而細胞內外均是水環(huán)境，所以磷脂分子必為兩層排列，其疏水端內，親水端在外并列排列。此外，相鄰的兩個磷脂分子可以上下交換、左右交換、獨自旋轉等，所以磷脂雙分子層可以流動。 圖 水中磷脂分子 圖 構成細胞膜的磷脂雙分子層 2.流動鑲嵌模型的基本內容（1）磷脂雙分子層構成了細胞膜的基本支架，具有流動性；（2）磷脂雙分子層上分布著蛋白質

3、分子，蛋白質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。膜上蛋白質分子也可流動。功能越復雜的細胞，膜上蛋白質分子的種類和數量越多；圖4-2-5細胞膜上蛋白質的分布（3）在磷脂雙分子層外表面上，有一層由蛋白質和糖類結合形成的糖蛋白構成的糖被，其具有信息傳遞、細胞識別、保護、潤滑、粘附等作用。還有糖類和脂質分子結合而成的糖脂；（4）在磷脂雙分子層內，存在膽固醇，主要維持細胞膜的剛性。磷脂雙分子層糖蛋白蛋白質分子膽固醇細胞骨架纖維圖4-2-6 生物膜的結構模型示意圖（四）細胞膜的特性1.結構特性：細胞膜具有流動性；2.功能特性：細胞膜具有選

4、擇透過性。（五）實驗：體驗制備細胞膜的方法1.實驗原理：將哺乳動物成熟紅細胞放到清水中，細胞吸水漲破，細胞內的物質流出，可得到純凈的細胞膜。2.實驗材料：制取細胞膜利用哺乳動物成熟紅細胞，因為無核膜和細胞器膜。（但是這個細胞仍然是真核細胞）二、物質跨膜運輸的實例（滲透系統(tǒng)）（一）滲透系統(tǒng)1.必需條件：具有半透膜；半透膜兩側存在濃度差。注：半透膜：指一類可以讓小分子物質通過而大分子物質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：水分從水勢高的系統(tǒng)通過半透膜向

5、水勢低的系統(tǒng)移動的現象。溶液濃度高：溶質含量高、溶劑含量低、水少、水勢低溶液濃度低：溶質含量低、溶劑含量高、水多、水勢高H2O 溶質分子 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.若向魚鰾內注入適量的20%蔗糖溶液,排出魚鰾內的空氣,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蔗糖溶液濃度隨時間變化趨勢的示意圖是（ ）A B C D例題2.2 某同學擬選擇一種半透性的膜材料，用于自制滲透計。他采用如圖1所示的裝置(示意圖)，對收集到的四種材料甲、乙、丙和丁進行試驗，得到了倒置漏斗中的液面高度隨時間變化的曲線(如圖2)。據圖分析，該同學應選擇

6、的膜材料是（ ）圖1 圖2A甲 B乙 C丙 D丁（二）實驗：植物細胞的失水和吸水（植物細胞質壁分離和復原）1.質壁分離：把液泡發(fā)育良好的植物細胞浸在高滲溶液中時，原生質收縮和細胞壁分離的現象。2.實驗原理：當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，根據滲透作用原理，水分會由細胞液中滲出到外界溶液中而失水，由于細胞壁伸縮性較小，而原生質層性較大，從而使二者分開；反之，外界溶液濃度小于細胞液濃度，細胞通過滲透作用吸水，細胞原生質膨脹，逐漸與細胞壁貼合，分離后的質和壁又復原。3.質壁分離實驗的兩種情況（1）將植物細胞浸在葡萄糖溶液中，由于葡萄糖分子較大，不能透過原生質層，所以質壁分離后的植物細胞不會發(fā)生自動復

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

8、NO3等溶液中，由于K+和NO3-離子較小，可通過主動運輸透過原生質層，所以質壁分離后的一段時間內，植物細胞不需轉移溶液也會發(fā)生自動復原。將細胞浸入KNO3溶液中開始時，外界溶液濃度大于細胞液濃度，細胞失水，進而發(fā)生質壁分離。（注意：此時流出細胞的水分子數量大于流入細胞的水分子數量，從而失水。）隨著水分的進入，細胞液濃度被稀釋，外界溶液濃度等于細胞液濃度時，細胞既不失水也不吸水。（注意：此時并不是沒有水分子通過原生質層，而是流入和流出細胞的水分子數量此時相等，達到平衡狀態(tài)。）KNO3溶液中的K+和NO3-通過主動運輸進入細胞，使細胞液濃度逐漸增大，當外界溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞吸水，原生

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

10、  B.是選擇透過性膜    C具有專一性  D.具有運輸物質的功能 2生物膜的流動鑲嵌模型認為生物膜是（ ）以磷脂雙分子層為基本骨架蛋白質-脂質-蛋白質的三層結構靜止的流動的A B C D 3細胞膜上，與細胞間互相聯系，有密切關系的化學物是（ ）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)先通過細胞膜，這是因為（ ）A細胞膜以磷脂雙分子層作基本支架 B磷脂雙分子層內不同程度地鑲嵌著蛋白質C細胞膜的結構特點是具有一定的流動性 D細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，人體內的一些白細胞可以吞噬病菌和異物。上述生理過程的完成依賴于細胞膜的（ ）A選擇透過性 B流動性 C保護性 D主動運輸 6生物膜的“蛋白質一脂質蛋白質”靜態(tài)結構模型不能解釋下列哪種現象（ ）A細胞膜是細胞的邊界 B溶于脂質的物質能夠優(yōu)先通過細胞膜 C變形蟲的變形運動 D細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下列對細胞內各種生物膜的結構和組成的敘述中，錯誤的是（ ）A主要由蛋白質、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的種類和數量不同 D內質網膜能生成高爾基體膜，說明兩者化學組成完全相同 9下列關于細胞膜結構特點的敘述，不正確的是（ ） A細胞膜是選擇透過性膜B細胞膜由磷脂分子和蛋白質分子構成C細胞膜的分子結構具有流動性D有些蛋白質分子可在膜的內外之間移動10使磷脂類特別適于形成細胞膜的特性是（ ）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，燒杯內裝有蒸餾水，下部封有半透膜的長頸漏斗內裝有淀粉和食鹽溶液，開始時，漏斗頸內的液面與燒杯內蒸餾水的液面相

13、同。過一段時間后，用碘液和硝酸銀溶液分別檢測蒸餾水中的物質。整個實驗過程中所觀察到的現象是（ ）漏斗頸內的液面下降漏斗頸內的液面上升燒杯內的液體遇硝酸銀溶液有白色沉淀生成燒杯內的液體遇碘液變藍A B C D12假定將甲乙兩個同種植物的成熟細胞分別放入蔗糖溶液和甘油溶液中，兩種溶液均比細胞液的濃度高，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，甲乙兩細胞的變化是（ ）A甲、乙兩細胞發(fā)生質壁分離后，不再發(fā)生質壁分離復原B甲、乙兩細胞發(fā)生質壁分離，但乙細胞隨后又發(fā)生質壁分離復原C甲、乙兩細胞發(fā)生質壁分離，但隨后甲細胞又發(fā)生質壁分離復原D甲、乙兩細胞均發(fā)生質壁分離，后又均發(fā)生質壁

14、分離復原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(表中數據為72 h后溶液中部分離子濃度占實驗開始時的百分比)。分析下表不能得出的結論是（ ）KMg2Ca2SiO水稻17.010511719.5番茄19.18559.6118A不同植物對同一離子的需要量是不同的B與番茄相比，水稻對SiO2-3需要量大，對Ca2+需要量小C不同植物根尖細胞膜上載體的種類和數量是不同的D植物對各種離子的吸收速率與溶液中離子的濃度有關14若向日葵的某種細胞間隙的溶液濃度為a，細胞液濃度為b，細胞質基質濃度為c，則

15、當它因缺水而萎蔫時，三者間的濃度關系是（ ）Aabc Bacb Cbca Dbac15將紫色洋蔥表層細胞置于0.3 g/mL的蔗糖溶液中，光鏡下所觀察到的現象是（ ）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層與細胞壁逐漸分離形成球形小團細胞膜、液泡膜結構明顯原生質層與細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：科學家在進行細胞膜化學成分的分析時，需制備較純凈的細胞膜。從真核細胞分離出純的細胞膜較為困難，因為會有細胞內其他膜的混雜。而哺乳動物（或人）的成熟的紅細胞沒有內膜，沒有細胞核，將其特殊處理后，造成紅細胞破裂發(fā)生溶血現象，再將溶出細胞外的物質

16、沖洗掉，剩下的結構就是較純凈的細胞膜，在生物學上稱為“血影”。有的科學家將“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胞整個表面積的2倍。 （1）哺乳動物細胞內其他的膜有 。如何處理紅細胞才能使其發(fā)生溶血現象？                             

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

18、胞和人細胞的細胞膜上的一種抗原結合，兩類細胞則分別產生綠色熒光和紅色熒光。將兩類細胞融合成一個細胞時，其一半呈綠色，一半呈紅色。在37下保溫40 min后，細胞上兩種熒光點呈均勻分布(如圖所示)，則： 融合細胞紅色熒光標記的人細胞融合細胞3740min綠色熒光標記的鼠細胞（1）人和鼠細胞膜表面的抗原屬于細胞膜表面起受體作用的 ，為使人、鼠細胞膜融合在一起，必須除去細胞膜表面起 作用的糖蛋白。 （2）融合細胞表面的兩類熒光染料最終均勻分布，原因是 ，這表明膜的結構具有 。 （3）細胞融合實驗若在20條件下進行，則兩種表面抗原平均分布的時間大大延長，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行的實驗處理和結果，請分析回答：實驗分析處理方法實驗結果第1組將材料置于0.3g/ml蔗糖溶液中發(fā)生質壁分離然后將材料移至蒸餾水中發(fā)生質壁分離復原第2組將材料置于0.6g/ml蔗糖溶液中迅速發(fā)生質壁分離然后將材料移至蒸餾水中質壁分離不能復原第3組然后將材料置于0.07g/ml尿素溶液中開始發(fā)生質壁分離，然后逐漸自動復原第4組將材料放在100熱水中3min后取出，重復第1組實驗不發(fā)生質壁分離（1）洋蔥表皮細胞在第1、2、3組實驗中均發(fā)生了質壁分離現象，其內部結構基礎和外在條件分別_。（2）比較第1和第2組實驗結果的差異，說明_。（3）比較第1和第3組實驗結果，出現實驗結果差異性的原因是_。（4）比較第1和第4組實驗結果，出現實驗結果差異性的原因是_。19某同學在缺少實驗儀器的情況下，做了這樣一個實驗，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，在蛋內灌上清水，把它放在0.3g/m