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第2、3节 生物膜的流动镶嵌模型 物质跨膜运输的方式

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一、对生物膜的探索历程 1.19世纪末，欧文顿根据脂溶性物质更容易通过细 胞膜，提出膜是由脂质组成的。 2.20世纪初，化学分析表明，膜的主要成分是 ①脂质 。 和蛋白质 3.1925年，荷兰科学家得出结论：细胞膜中的脂质 分子排列为连续的 。 4.20世纪40年代，科学家推测脂质两边各覆盖着 ②两层 。 ③蛋白质

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蛋白质—脂质 ④蛋白质 脂质— 5.1959年，罗伯特森认为生物膜由 脂质 蛋白质 三层结构构成。 6.1970年，人鼠细胞杂交实验表明，细 ⑤流动性 胞膜具有 ⑥流动镶 。 嵌 7.1972年，桑格和尼克森提出的生物膜 的 模型为大多数人所接受。

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二、流动镶嵌模型的基本内容 1. 构成膜的基本支架，其结构特点是具有一定 的 。 ⑦磷脂双分子层 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 ⑧流动性 磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层，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 ，也可以和脂质结合形成糖脂。

⑨糖蛋 白

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1.糖被位于细胞膜的外侧还是内侧？有什么 作用？

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三、物质跨膜运输的方式 1.自由扩散 (1)方向：物质分子从高浓度一侧到低浓度一侧 (2)影响因素：细胞膜两侧存在物质分子浓度差 (3)实例：水、CO2、甘油、乙醇 2.协助扩散 (1)方向：物质分子从 一侧运输到 (2)影响因素：a.细胞膜两侧存在物质分子浓度差 b.细胞膜上 的协助 ⑩高浓度 (3)实例：葡萄糖进入红细胞

一侧

低浓度

载体

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3.主动运输 (1)方向：物质分子从低浓度一侧运输到高浓度一侧 (2)影响因素：a.细胞膜上相应的 的协助 载体 b.细胞新陈代谢产生的 能量(ATP) 能量 (3)实例：K+、Na+、Ca2+、氨基酸通过细胞膜 4.大分子物质以 的方式进出细胞， 这与细胞膜的 有关，但不属于跨膜运输。 胞吞和胞吐 流动性

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2.细胞膜的主动运输和被动运输对于细 胞的生命活动而言是非常重要的，保证生 命活动顺利进行的结构和功能基础分别是 什么？ 3.胞吞与胞吐的正常进行须依赖细胞膜 的何种结构特性方可完成？胞吞和胞吐过 程中是否跨越生物膜？

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思考探讨提示： 1.外侧。糖被具有保护、润滑和细胞识 别的作用。 2.膜的流动性和选择透过性。 3.细胞对大分子物质摄入或排出时所进 行的胞吞与胞吐方式须依赖细胞膜的流动 性方可完成。 胞吞与胞吐过程中，不曾跨越生物膜。 (跨膜层数为0层)

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一、细胞膜的结构——流动镶嵌模型 1.化学成分：主要是磷脂分子和蛋白 质分子，碳水化合物都和膜蛋白或膜脂结 合成

糖蛋白或糖脂。 2.空间结构：双层磷脂分子组成膜的 基本骨架；蛋白质分子镶嵌、嵌入或贯穿 于磷脂双分子层中，如下图所示。

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3.结构特点：(1)镶嵌性：膜的基本结构 是由磷脂双分子层镶嵌蛋白质构成的； (2)流动性：膜结构中的蛋白质和磷脂分 子在膜中都是可以做多种形式的运动的， 导致膜整体具有一定的流动性； (3)不对称性：膜两侧的分子性质和结构 不相同，如糖蛋白只分布在细胞膜的外表 面，在细胞膜的内表面没有糖被。 (4)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。

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4.功能特性：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。 5.细胞膜的流动性与选择透过性 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：流动性是细胞膜结构方面的特性，选择透过性体现了细 胞膜功能方面的特性，主动运输能充分说明选择透过性。

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(2)联系：细胞膜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。

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1.(2009年杭州模拟)如下图表示细胞膜 的亚显微结构，其中a和b为物质的两种运 输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述 错误的是 ( )

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A.若图示为肝细胞膜，则尿素的运输方 向是Ⅱ→Ⅰ B.细胞间的识别、免疫、细胞的癌变与 ①有密切的关系 C.适当提高温度将加快②和③的流动速 度 D.b过程不需要ATP,a过程未体现膜的 选择透过性这一生理特性

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【解析】 图中①是糖蛋白，②是蛋白质，③是磷脂分 子，Ⅰ为膜外(外侧有糖蛋白),Ⅱ为膜内。a方式是由低 浓度向高浓度、需载体协助的主动运输，b方式是由高 浓度向低浓度、不需载体协助的自由扩散。肝细胞内合 成尿素，通过肝细胞膜以自由扩散的方式运输到细胞外， A项正确；细胞间的识别、免疫和细胞的癌变与膜上的 糖蛋白有关，B项正确；适当提高温度，分子运动速度 加快，C项正确；b自由扩散不需要能量是正确的，但a 主动运输需膜上载体蛋白的协助，能体现膜的选择透过 性，故D项错误。 【答案】 D