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细胞的物质输入和输出

学习目标与考点分析

1、举例说明物质跨膜运输方式的类型和特点

2、被动运输和主动运输的异同点

【考纲知识梳理】

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：

1、基本内容：

（1）磷脂双分子层构成膜的基本支架。

（2）蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层的表面，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；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糖蛋白，也可以和脂质结合形成糖脂。

2、结构特点：具有一定的流动性。

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：不需要载体和能量，如水、CO2、O2、甘油、乙醇等。

②协助扩散：需要载体，但不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖。

（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。

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。

【要点名师精解】

一、生物膜的组成结构及功能间的关系

1、组成及功能：

（1）组成：蛋白质+磷脂（双分子层）+糖类。

（2）功能：控制物质进出；进行细胞间信息交流。

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。

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。

【例1】下图是细胞膜的亚显微结构图，其中a和b分别代表不同分子或离子进出细胞膜的方式。下列对细胞膜结构和功能的叙述，错误的是（ ）

A．不同物种的细胞中①、②和③的种类有差异，细胞膜的流动性也与①、②和③有关

B．如果该细胞能接受激素的调节，则与①有关

C．b的运输方式能体现细胞膜的选择透过性

D．如果图示为小肠上皮细胞膜，则a可代表甘油，b可代表K+学

【解析】主要考查了细胞膜的结构、功能及其相应的特点。从图中可以看出，a属于自由扩散，b属于主动运输；①②③分别是糖蛋白、磷脂双分子层和蛋白质分子。其中，糖蛋白具有细胞识别的作用，一般位于细胞膜的外侧。不同物种的细胞膜上，磷脂双分子层基本是相同的，但功能不同的细胞，其细胞膜上的蛋白质和糖蛋白的种类不同。细胞膜的流动性与膜上的蛋白质分子和磷脂分子的流动性有关。

【答案】A 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

由高浓度向低浓度

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2】某物质从低浓度向高浓度跨膜运输，该过程

A.没有载体参与 B.为自由扩散

C.为协助扩散 D.为主动运输

【解析】

自由扩散

协助扩散

主动运输

运输方向

高浓度—低浓度

高浓度—低浓度

低浓度—高浓度

是否需要载体

否

是

是

据表可知，从低浓度到高浓度的跨膜运输是主动运输，需要载体，所以选择D。

【答案】D