4.2细胞膜流动镶嵌模型和物质跨膜运输方式

项目内容要求考点物质跨膜运输方式Ⅱ重难点物质跨膜运输方式的区别和联系一：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。生物膜的流动镶嵌模型认为，磷脂双分子层构成了膜的基本支架，这个支架不是静止的。磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性。蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。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、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞吞噬细菌等。(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．功能特点——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,决定载体种类、数量,决定选择性。膜的组成、结构和功能可表示为下图：[知识拓展]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。(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。1．(2011年安庆调研)生物膜的“蛋白质－脂质－蛋白质”静态结构模型不能解释下列哪种现象()A．细胞膜是细胞的边界B．溶于脂质的物质能够优先通过细胞膜C．变形虫做变形运动D．细胞膜中磷脂分子呈双层排列在膜中解析：“蛋白质—脂质—蛋白质”静态结构模型，不能解释变形虫的变形运动，因变形运动体现流动性。答案：C2．(2011年姜堰质检)如图是真核细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示物质。下列有关说法错误的是()A．①②③在细胞膜上都不是静止的B．细胞识别与①有关C．②在细胞膜上的分布是不均匀的D．③的单分子层面积等于该细胞所有膜面积的两倍解析：该图是细胞膜的结构模式图，图中①、②、③依次代表糖蛋白、蛋白质、磷脂双分子层。细胞膜具有一定的流动性，蛋白质、磷脂分子及糖蛋白大多数不是静止不动的；糖蛋白参与细胞识别；细胞膜上的蛋白质的分布是不均匀的；③的单分子层面积等于该细胞细胞膜面积的两倍，因为细胞中除细胞膜外，还有核膜、线粒体膜、内质网膜等生物膜。答案：D二：物质运输的方式1．物质跨膜运输方式——膜的选择透过性2.物质非跨膜运输方式3.影响物质运输速率的因素(1)物质浓度(2)O2浓度(3)温度[知识拓展](1)在一定浓度范围内，协助扩散或主动运输速率不再随物质浓度的增大而加快时，主要是因为细胞膜上运输该物质的载体蛋白的数量有限。主动运输还可能受细胞内能量供应的限制。(2)O2浓度是通过影响细胞呼吸产生能量的多少来影响主动运输速率的。(3)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细胞吸收葡萄糖为协助扩散，小肠细胞吸收葡萄糖则是主动运输。3．(2011年日照一模)在适宜条件下，营养液中氧含量变化对某植物K＋吸收速率影响的实验结果如右图所示，由图可知该植物吸收K＋()A．需要消耗能量B．不需载体协助C．受环境温度高低的影响D．与营养液中K＋浓度呈正相关解析：对K＋吸收速率随氧气含量而变化，说明该吸收消耗有氧呼吸释放的能量。答案：A4．如图表示植物根细胞在一定时间内吸收K＋与某些条件之间的关系，纵坐标表示吸收速率，横坐标表示某个条件，假定其他条件均为理想状态，则甲、乙、丙三图的横坐标表示的条件与吸收速率相对应的一组是(提示：在一定范围内，ATP的数量随氧气浓度的增大而增多)()A．载体蛋白数量、温度变化、氧气浓度B．氧气浓度、温度变化、载体蛋白数量C．载体蛋白数量、氧气浓度、温度变化D．温度变化、载体蛋白数量、氧气浓度5：(2010年高考广东理综)如图是植物根从土壤中吸收某矿质离子示意图。据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为()A.自由扩散B.协助扩散C.主动运输D.被动运输【解析】分析该物质跨膜运输的示意图可知，该矿质离子的跨膜运输是由低浓度到高浓度，不仅需要载体蛋白的协助，还需要消耗能量，故为主动运输。【答案】C6：(2009年高考宁夏理综)下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是()A．植物细胞积累K＋需消耗能量B．细胞对离子的吸收具有选择性C．海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁分离D．液泡中积累大量离子，故液泡膜不具有选择透过性【解析】无机盐离子进出细胞的方式主要是主动运输，主动运输需要载体和能量。载体属于蛋白质，起选择作用；能量主要是通过有氧呼吸产生的。海藻细胞可以通过积累溶质提高细胞内浓度，不至于造成质壁分离。【答案】D7：如图所示是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨质膜的亲水性通道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过。请仔细观察图示回答有关问题。(1)很多研究成果有力支持“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一事实。这证明组成细胞膜的主要成分中有[]________。(2)鲨鱼体内能积累大量的盐，盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外，经研究鲨鱼体内多余盐分是经②途径排出的，那么其跨膜运输的方式是________。[甲]磷脂分子被动运输(或协助扩散)8．(2010年高考山东理综)右图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下列表述正确的是()A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关D．抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响解析：分析题中坐标曲线图可知：方式a只与被转运分子的浓度有关，因此方式a表示自由扩散，脂溶性小分子以自由扩散方式进行运输；物质的运输方式a不需要载体蛋白，物质的运输方式b除了与被转运分子的浓度有关外，还受到载体蛋白数量的限制，方式b可能为协助扩散或者是主动运输，它的最大转运速率要受到载体蛋白数量的限制；抑制细胞呼吸可能对方式b造成影响，而对方式a无影响。答案：C9．(2010年高考天津理综)下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是()A．主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量B．在静息状态下，神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输C．质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高D．抗体分泌过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分解析：主动运输需要载体蛋白协助和ATP提供能量，A项正确；静息状态下细胞仍然进行细胞代谢，仍然进行葡萄糖的跨膜运输，B项错误；质壁分离过程中，水分子外流，细胞内液浓度升高，渗透压升高，C项正确；抗体的分泌是外排的过程，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，成为细胞膜的一部分，D项正确。答案：B10．(2010年高考上海卷)右图表示一种物质的跨膜运输方式，下列叙述中正确的是()A．该膜中载体也能运输蔗糖B．碘以该方式进入海带细胞C．该方式不会出现饱和现象D．该方式发生在被运输物质从高浓度到低浓度时解析：从图中得出，该过程需要载体协助，不需要能量，属于被动运输中的协助扩散，只能进行顺浓度梯度运输，D项正确。载体蛋白具有特异性，因此载体蛋白只能运输一种或一类化合物，A项错；碘进出细胞的方式为主动运输，B项错；细胞膜上载体蛋白的数量是有限的，所以协助扩散和主动运输过程均存在一个最大运输速率，C项错。答案：D11．(2011年临沂模拟)下列关于物质跨膜运输的描述，正确的是()A．白细胞通过跨膜运输的方式吞噬衰老的红细胞B．大分子有机物要通过载体蛋白的转运才能进入细胞内，并且要消耗能量C．当主动运输发生在细胞逆浓度梯度吸收物质时，既需要消耗能量，也需要细胞膜上的载体蛋白D．协助扩散和自由扩散都是顺浓度梯度进行的，既不需要消耗能量，也不需要载体蛋白解析：白细胞吞噬衰老红细胞的方式是胞吞。大分子物质以胞吞方式进入细胞。协助扩散需要载体蛋白运输。主动运输需要能量和载体蛋白。答案：C12．(2011年青岛模拟)下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是(A．细胞对离子的吸收与细胞液的渗透压有关B．胶州湾的藻类细胞液渗透压高于胶州大白菜的细胞液渗透压C．植物细胞积累K＋需消耗能量D．海水中的海藻细胞可通过积累溶质，以防止质壁分离解析：离子的吸收是主动运输过程，与细胞液的渗透压无关。答案：A13．(2011年太原模拟)浸入1mol/LKNO3溶液中的洋葱表皮细胞，会产生质壁分离和质壁分离复原的现象。在此过程中，物质进出细胞的方式先后有()A．主动运输和自由扩散B．自由扩散和主动运输C．自由扩散、协助扩散、主动运输D．自由扩散、主动运输、自由扩散解析：洋葱表皮细胞刚放入KNO3溶液时，会因细胞液浓度小于KNO3溶液浓度经自由扩散失水，同时，细胞经主动运输吸收K＋、NO，使细胞液浓度增大。随细胞液浓度增大至一定程度时，细胞又会从外界吸水，使质壁分离复原。答案：D14．如图是桑格和尼克森在1972年提出的关于生物膜分子结构的流动镶嵌模型，请回答：(1)与细胞识别有关的结构是(填字母)________，细胞间的识别实际上是一个信息传递过程，植物细胞间可通过______________(结构)进行信息传递。(2)a分子的特点是___________________。(3)生物膜具有选择透过性与图中(填字母)________有关。(4)借助图中c进出膜的方式是___________________。(5)a的这种排列方式与________________有密切关系。b胞间连丝有亲水的磷酸头部和疏水的脂肪酸尾部a、c协助扩散和主动运输细胞内液和细胞外的液体都是水溶液