内容正文:
第2、3节 生物膜的流动镶嵌模型__物质跨膜运输的方式
对生物膜结构的探索历程
[自读教材·夯基础]
生物膜结构的探索历程[连线]
1.结合磷脂分子的结构特点,试以示意图的形式分别画出多个磷脂分子在水—空气界面的排布状态和在细胞膜上的排布状态,并分析其原因。
提示:
分析:(1)水—空气界面:因为磷脂分子的“头部”亲水,“尾部”疏水,所以在水—空气界面上磷脂分子“头部”向下与水面接触,“尾部”则朝向空气一面。
(2)细胞膜上:因细胞膜内外均为水环境,磷脂分子具有“头部”亲水、“尾部”疏水的特点,故呈现如图所示状态。
2.温度可影响细胞膜的流动性,如何利用“人—鼠细胞融合实验”证明这一观点。
提示:在不同温度下诱导人鼠细胞融合,据两种颜色的荧光均匀分布的时间来判断。
1.人鼠细胞融合实验分析
[跟随名师·解疑难]
(3)结论:细胞膜上的蛋白质是运动的,膜具有一定的流动性。
2.温度、膜流动性与细胞生命活动的关系
(1)温度高时,膜流动性大,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。
(2)温度低时,膜的流动性下降,膜的运输功能下降或完全丧失。
[特别提醒] 膜的流动性是指组成膜的磷脂分子和蛋白质分子是运动的,而不是静止不动的。
生物膜的流动镶嵌模型
[自读教材·夯基础]
1.结构模型
2.结构特点
1.有人在实验时发现:在一定温度下,细胞中的脂质分子均垂直排列于膜表面;当温度升高到一定程度时,细胞膜中的脂质分子有75%排列不整齐,细胞膜的厚度变小,表面积扩大,对离子和分子的通透性提高。据有关内容解释上述现象。
提示:细胞膜具有一定的流动性,温度可影响膜的流动性。
2.实验表明,将两种不同的海绵动物的细胞分散成单个的细胞,然后将这些细胞掺在一起混合培养,发现只有同种的细胞才能结合,在这里起识别作用的是细胞膜上的何种物质?
提示:糖蛋白。
[跟随名师·解疑难]
1.生物膜的流动镶嵌模型
(1)细胞膜中的脂质除磷脂外,还有一些糖脂和胆固醇。
(2)糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的外表面。
(3)脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的,而是呈不对称性分布的。
2.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)实例证明:质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞噬作用等。
(3)膜的流动性受温度影响,在一定温度范围内,随温度升高,膜的流动性加快。
3.细胞膜的组成、结构与功能的关系
[特别提醒]
(1)细胞膜组成中的蛋白质有部分起载体作用,其特异性和数量的多少,决定了其运输物质的种类和数量。
(2)流动性是细胞膜结构的固有属性,无论细胞是否与外界发生物质交换,流动性总是存在的,而选择透过性只在物质交换时才能体现出来。
物质运输的方式
[自读教材·夯基础]
1.离子和小分子物质的跨膜运输[连线]
2.大分子物质的运输
(1)胞吞:大分子附着在细胞膜 ,这部分细胞膜内陷形成 ,包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来,形成 ,进入细胞内部。
(2)胞吐:细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成 ,然后移动到 处,并与之融合将大分子排出细胞。
小囊
囊泡
囊泡
细胞膜
表面
1.主动运输需要的能量主要通过细胞进行有氧呼吸提供。植物生长需从土壤中吸收大量无机盐。请解释在农业生产中为什么要给作物松土。
提示:松土增加土壤中O2含量,促进有氧呼吸,有利于植物主动运输各种无机盐离子。
2.从主动运输的条件角度分析,与主动运输有直接关系的细胞器有哪些?
提示:能量——线粒体,载体蛋白——核糖体。
3.胞吞和胞吐是否需要消耗能量?是否需要载体蛋白协助?与膜的流动性是否有关?
提示:需要能量。不需要载体蛋白协助。与膜的流动性有关。
项目 离子和小分子物质 大分子和颗粒物质
自由扩散 协助扩散 主动运输 胞吞和胞吐
方向 高浓度→低浓度 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 与浓度无关
载体 不需要 需要 需要 不需要
能量 不消耗 不消耗 消耗 消耗
[跟随名师·解疑难]
1.物质运输方式的比较
项目 离子和小分子物质 大分子和颗粒物质
自由扩散 协助扩散 主动运输 胞吞和胞吐
图例
举例 O2、CO2、甘
油等脂溶性
物质 血浆中葡
萄糖进入
红细胞 K+进入红
细胞、Na+
出红细胞 白细胞吞噬
细菌、
胰腺细胞分泌
胰岛素
2.影响物质跨膜运输的因素
(1)物质浓度(在一定的浓度范围内):
(2)O2浓度:
(3)温度:
[特别提醒]
(1)载体蛋白具有专一性,载体蛋白的种类和数量决定了细胞膜的选择透过性。
(2)主动运输和被动运输是小分子和离子的运输方