第4章 细胞的物质输入和输出
第2节 生物膜的流动镶嵌模型、物质跨膜运输的方式
【高考新动向】
物质出入细胞的方式
【考纲全景透析】
一、对生物膜结构的探索历程
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两层。
4、20世纪40年代，科学家推测脂质两边各覆盖着蛋白质。
5、1959年，罗伯特森认为生物膜由蛋白质—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。
二、生物膜流动镶嵌模型的基本内容
1、结构
2、结构特点：具有一定的流动性。原因是组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的。
3、功能特点：具有选择透过性。
三、物质跨膜运输的方式
1、离子和小分子物质的运输方式
（1）被动运输：
①自由扩散：不需要载体蛋白和能量，如水、CO2、O2、甘油、乙醇、苯等。
②协助扩散：需要载体蛋白，但不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖。动力：浓度差。
（2）主动运输：既需要载体协助，又需要消耗能量，如细胞吸收K＋、Na＋、Ca2＋、氨基酸等。动力：能量（ATP提供）。
2、大分子物质的运输方式
大分子物质以胞吞和胞吐方式进出细胞。
【热点难点全析】
一、生物膜的组成结构及功能间的关系
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。
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）实验验证——人鼠细胞融合实验
（3）实例证明：质壁分离与复原、变形虫的变形运动、胞吞和胞吐、白细胞吞噬细菌及载体对相应物质的转运等。
（4）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、生物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：流动性是生物膜的结构特性，选择透过性是生物膜的功能特性，主动运输能充分说明选择透过性。
（2）联系：流动性是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。
4、膜的组成结构和功能可表示为：
特别提醒：(1)细胞膜组成中的蛋白质有部分起载体作用，由于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关系，流动性总是存在的，而选择透过性只在完成物质交换功能时才能体现出来。
二、物质运输的方式及影响因素
1、物质运输方式的比较
运输方向
特点
图例
实例
离子、小分子物质
自由扩散
[高考资源网][ [高考资源网]
由高浓度向低浓度[高考资源网]
不需要载体和能量
水、甘油、乙醇、苯、CO2、O2、脂质
协助扩散
由高浓度向低浓度
需要载体不需要能量
红细胞吸收葡萄糖
主动运输
由低（高）浓度向高（低）浓度
既需要载体又需要能量
小肠吸收无机盐、葡萄糖、氨基酸等
大分子物质
胞吞
由细胞外到细胞内
需要消耗能量
略
白细胞吞噬病菌
胞吐
由细胞内到细胞外
需要消耗能量
略
分泌蛋白的分泌、神经递质的释放
2、影响跨膜运输的因素
（1）物质浓度（在一定浓度范围内）
（2）氧气浓度
（3）温度
温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会影响物质跨膜运输的速率。
【例】(2012·长春毕业班第一次调研)下图有关概念的分析，正确的是( )
A．①和②所示的过程都需要消耗细胞内ATP水解释放的能量
B．只有①所示的过程能逆浓度梯度运输物质
C．大分子物质只有通过①所示的过程才能进入细胞
D．腌制蜜饯时蔗糖进入细胞与过程①和②有直接关系
【解】选B。①表示主动运输，②表示协助扩散，协助扩散是顺浓度梯度运输物质，不消耗能量。一些大分子物质可通过胞吞和胞吐进出细胞。蜜饯腌制过程中细胞因失水过多死亡，此时细胞的选择透过性丧失。
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