物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞膜的方式

1、專題二 物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞膜的方式一、物質(zhì)跨膜運輸1、被動運輸：分為自由擴散與協(xié)助擴散（1）自由擴散：物質(zhì)順濃度梯度直接穿過雙層膜進(jìn)行運輸。不需要能量（ATP釋放的化學(xué)能），也不需要蛋白質(zhì)（載體蛋白）的協(xié)助。H2O、O2、CO2等氣體分子、甘油、脂肪酸、乙醇、苯等脂溶性物質(zhì)。（2）協(xié)助擴散：物質(zhì)順濃度梯度直接穿過雙層膜進(jìn)行運輸。不需要能量（ATP釋放的化學(xué)能），但需要蛋白質(zhì)（載體蛋白）的協(xié)助，其中分為水通道蛋白、離子通道蛋白(即門通道蛋白)、載體蛋白。（區(qū)別：載體蛋白能與特定物質(zhì)結(jié)合，通過自身構(gòu)象的變化，將物質(zhì)轉(zhuǎn)移到膜的另一側(cè)。通道蛋白與所轉(zhuǎn)運物質(zhì)之間的結(jié)合較弱，當(dāng)通道打開時能允許特定大小的物質(zhì)通過

2、，特異性不如載體蛋白強，只參與被動運輸。）2、主動運輸：物質(zhì)由低濃度向高濃度的方向進(jìn)行運輸，（也可以順濃度梯度進(jìn)行運輸?shù)模?，需要能量（ATP釋放的化學(xué)能），需要載體。如葡萄糖、氨基酸、各種離子等。葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞是協(xié)助擴散，而進(jìn)入其他細(xì)胞（除紅細(xì)胞）的方式就是主動運輸。二、非跨膜運輸：分為胞吞（內(nèi)吞作用）與胞吐（外排作用）。需要能量，不需要載體（通過小泡）。三、例析計算“物質(zhì)通過生物膜或磷脂分子的層數(shù)”1、離子、小分子物質(zhì)通過生物膜或磷脂分子的層數(shù)離子、小分子物質(zhì)以跨膜方式（自由擴散、主動運輸、協(xié)助擴散）通過生物膜。解答此類題目的方法是：明確所研究的物質(zhì)運動的起點和止點弄清物質(zhì)通過的方式和經(jīng)過

3、的結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)特點注意一個等量關(guān)系“生物膜的層數(shù)=1/2磷脂分子的層數(shù)”。此外，還要明確細(xì)胞結(jié)構(gòu)中，具有雙層生物膜的結(jié)構(gòu)有線粒體、葉綠體、核膜（有核孔），具有單層生物膜的結(jié)構(gòu)有細(xì)胞膜、液泡膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體。2、大分子物質(zhì)、病菌、病毒通過生物膜或磷脂分子的層數(shù)大分子物質(zhì)（如蛋白質(zhì)、多糖、DNA、RNA等）、病菌、病毒等顆粒性物質(zhì)不能以跨膜方式通過生物膜，而是以內(nèi)吞（胞吞）、外排（胞吐）作用通過生物膜。其原理是生物膜具有一定的流動性，能形成小泡包圍大分子和顆粒性物質(zhì)過生物膜，所以這些物質(zhì)通過生物膜時沒有穿過生物膜。細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核之間的大分子物質(zhì)通過核孔進(jìn)行物質(zhì)交換，所以也不穿過生物膜。

4、四、例題解析1、以下哪一過程是主動運輸（ ）A、氯離子在血細(xì)胞和血漿之間運動 B、鈉在腎小管中的重吸收 C、尿素的重吸收 D、氧在血液中的運輸 E、紅細(xì)胞吸收葡萄糖 F、小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖 G、紅細(xì)胞從血漿中吸收鉀離子【解析】BFG該題主要考察主動運輸概念的理解和運用。判斷物質(zhì)的主動運輸方式，有三個關(guān)鍵：一是被運輸?shù)奈镔|(zhì)是否通過細(xì)胞膜；二是明確物質(zhì)轉(zhuǎn)運是否需要載體；三是否需要能量。氯離子和氧在血液中的運輸是的細(xì)胞間隙中的運動，不通過細(xì)胞膜，也就不存在主動運輸?shù)膯栴}；尿素的重吸收方式是自由擴散；紅細(xì)胞吸收葡萄糖需要載體但不消耗能量。答案是BFG。2、植物細(xì)胞膜對某種物質(zhì)的運輸方向如下圖箭頭所

5、示，黑點的數(shù)量表示某種物質(zhì)的濃度。該物質(zhì)可能是（ ）A葉綠素 B生長素 C纖維素 D胡蘿卜素【解析】B生長素在植物體中的運輸方式是極性運輸，受光的作用也會橫向運輸，它們都是屬于主動運輸，會消耗能量，因此生長素的運輸方式是主動運輸；葉綠素和胡蘿卜素存在于細(xì)胞內(nèi)（在葉綠體中），不會往細(xì)胞外運輸；纖維素是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的主要成分，纖維素屬于多糖，是高分子物質(zhì)，纖維素的運輸應(yīng)該屬于胞吐。3細(xì)胞中的RNA分子從產(chǎn)生部位到作用場所需要穿過多少層磷脂雙分子層 （ ）A0 B4 C5 D6【解析】A解答該題時要注意：RNA屬于生物大分子，其不能通過生物膜的分子層。我們知道，真核細(xì)胞中的信使RNA是在細(xì)胞核內(nèi)合

6、成的，RNA是從核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中與核糖體結(jié)合來完成翻譯的，而原核細(xì)胞又無核膜。因此，不管是什么細(xì)胞，其中的RNA分子從產(chǎn)生部位到作用場所都不需要穿過生物膜，即通過0層磷脂雙分子層。此外，細(xì)胞向外分泌消化酶、抗體，或蛋白類激素的胞吐以及細(xì)胞的胞吞，都可看作是通過0層生物膜。4人體組織細(xì)胞（如骨骼肌細(xì)胞）有氧呼吸時需要的C6H12O6和O2從外界進(jìn)入該細(xì)胞參與反應(yīng)，各自至少需要通過多少層生物膜（）A3和4 B4和5 C7和9 D7和11【解析】D這個物質(zhì)跨膜數(shù)量問題就比較復(fù)雜，我們還是用圖示加以說明：先看葡萄糖，機體吸收葡萄糖主要是用于組織細(xì)胞的氧化供能；葡萄糖經(jīng)小腸粘膜上皮進(jìn)入毛細(xì)血管中，形成了

7、血糖。圖丙中的便是其運輸?shù)耐緩剑浩咸烟菑男∧c進(jìn)入毛細(xì)血管經(jīng)過4層細(xì)胞膜后，還要再穿過一層毛細(xì)血管壁上皮細(xì)胞（2層膜），進(jìn)入組織液，再穿過1層組織細(xì)胞膜，進(jìn)入組織細(xì)胞，共通過7層生物膜。這里特別提醒注意兩點，一是葡萄糖是在血漿中運輸，而不是進(jìn)入紅細(xì)胞內(nèi)被運輸；二是葡萄糖是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被分解，而不是直接進(jìn)入線粒體。再來看氧氣，首先要知道肺泡膜也是由單層細(xì)胞構(gòu)成的，其次要知道氧進(jìn)入血液后，要進(jìn)入紅細(xì)胞內(nèi)與血紅蛋白結(jié)合并運輸；三是氧進(jìn)入組織細(xì)胞后，還要再進(jìn)入線粒體才能被利用，因為有氧呼吸的第三階段需要氧，而該階段是在線粒體基質(zhì)中完成的。圖丁描述的就是這一比較復(fù)雜的過程：出肺泡（2層膜）進(jìn)血管（2層膜

8、）進(jìn)紅細(xì)胞（1層膜）運輸?shù)浇M織器官出紅細(xì)胞（1層膜）出血管（2層膜）進(jìn)組織細(xì)胞（1層膜）進(jìn)線粒體（2層膜），共計11層生物膜。5在缺氧的條件下，某高等植物葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生的CO2參與該細(xì)胞的光合作用需通過幾層磷脂分子（）A2 B4 C6 D8【解析】B本題考查光合作用、呼吸作用及其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。在缺氧的條件下，植物通過無氧呼吸產(chǎn)生的CO2，其反應(yīng)的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。CO2直接運輸?shù)饺~綠體用于光合作用。葉綠體是雙層膜結(jié)構(gòu)。故要通過2層膜4層磷脂分子層。6若一個氨基酸分子通過人體的細(xì)胞膜要消耗2個ATP分子，那么小腸吸收一個氨基酸分子進(jìn)入血液至少要消耗（）個ATP A 2 B 4 C 8 D 16【解析

9、】C小腸吸收的氨基酸進(jìn)入血液需穿過小腸上皮細(xì)胞和毛細(xì)血管壁細(xì)胞，即四層細(xì)胞膜，而穿過一層細(xì)胞膜需消耗ATP2個，所以小腸吸收氨基酸需消耗ATP為2×4 = 8個。五、精選練習(xí)一、選擇題1、某同學(xué)用30%的蔗糖溶液來處理某生物細(xì)胞，在操作步驟完全正確的情況下，細(xì)胞沒有出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象。試分析該同學(xué)所使用的實驗材料可能是 根尖分生區(qū)細(xì)胞 動物細(xì)胞 死細(xì)胞 去除了細(xì)胞壁的植物細(xì)胞A. B. C. D.2、右圖表示多種植物成熟細(xì)胞在不同濃度的蔗糖溶液內(nèi)質(zhì)壁分離的百分率，圖中曲線表明這些植物細(xì)胞（ ）A細(xì)胞液濃度>蔗糖溶液濃度B細(xì)胞液濃度<蔗糖溶液濃度C有不同濃度的細(xì)胞液 D有不同

10、的選擇透過性3、下列生理過程不受細(xì)胞內(nèi)氧濃度影響的是A.神經(jīng)遞質(zhì)的釋放 B.肌肉不自主地戰(zhàn)栗C.人小腸絨毛上皮細(xì)胞吸收甘油 D.生長素向胚芽鞘背光側(cè)運輸4、作為系統(tǒng)的邊界，細(xì)胞膜在細(xì)胞的生命活動中有多種功能。下圖的模型主要表明了細(xì)胞膜的何種功能A將細(xì)胞與外界環(huán)境分開B控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞C進(jìn)行細(xì)胞間信息交流D促進(jìn)物質(zhì)的運輸5、右圖表示細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)，其中a和b為兩種物質(zhì)的運輸方式，下列對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的敘述正確的是A組成細(xì)胞膜的化學(xué)成分是C、H、O、N B由可知細(xì)胞膜是雙層膜Ca物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞是簡單擴散，b物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞 是主動運輸D若I側(cè)為腸道，那么側(cè)則是毛細(xì)血管腔6、離體培養(yǎng)的小腸絨毛上皮細(xì)

11、胞，經(jīng)紫外線誘變處理后，對甘氨酸的吸收功能喪失，且在細(xì)胞多次分裂后這種特性仍能保持。下列分析中，正確的是A細(xì)胞對多種氨基酸的需求發(fā)生了很大變化 B細(xì)胞膜上的載體蛋白缺失或結(jié)構(gòu)發(fā)生變化C細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致通透性降低 D誘變處理破壞了細(xì)胞中催化ATP合成的相關(guān)酶7、下表是人體成熟紅細(xì)胞中與血漿中的K+和Mg2+在不同條件下的含量比較，據(jù)表分析不正確的是：單位：mmol處理前用魚滕酮處理后用烏本苷處理后細(xì)胞內(nèi)血漿中細(xì)胞內(nèi)血漿中細(xì)胞內(nèi)血漿中K+1455115135Mg2+351.41.81.4351.4A魚滕酮對K+的載體的生理功能有抑制作用，也抑制了Mg2+的載體的生理功能B魚滕酮可能是通過

12、抑制紅細(xì)胞的有氧呼吸，從而影響K+和Mg2+的運輸C烏本苷抑制K+的載體的生理功能而不影響Mg2+的載體的生理功能D正常情況下血漿中K+和Mg2+均通過主動運輸進(jìn)入紅細(xì)胞8、下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運輸?shù)臄⑹鲋?，錯誤的是 A人體內(nèi)紅細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞吸收葡萄糖的方式相同 B線粒體產(chǎn)生的CO2以自由擴散的方式進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) C海帶細(xì)胞通過主動運輸積累I-等溶質(zhì)，因而不會在海水中發(fā)生質(zhì)壁分離 D將酶解法制備的原生質(zhì)體置于蒸餾水中，會因滲透作用吸水而漲破9、下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運輸?shù)臄⑹?，錯誤的是A細(xì)胞對離子的吸收與細(xì)胞液的滲透壓有關(guān) B膠州灣的藻類細(xì)胞液滲透壓高于膠州大白菜的細(xì)胞液滲透壓C植物細(xì)胞積累K+

13、需消耗能量 D海水中的海藻細(xì)胞可通過積累溶質(zhì)防止質(zhì)壁分離10、某實驗小組為了探究細(xì)胞膜的通透性，將小鼠肝細(xì)胞在體外培養(yǎng)一段時間后，檢測培養(yǎng)液中氨基酸、葡萄糖和尿素的含量，發(fā)現(xiàn)其發(fā)生了明顯的變化（如圖4所示）。下列敘述錯誤的是（ ）A培養(yǎng)液中三種成分含量的變化可說明肝細(xì)胞膜具有選擇透過性B隨著培養(yǎng)時間的延長，培養(yǎng)液中葡萄糖和氨基酸的含量逐漸減少C尿素含量由無到有是因為尿素是葡萄糖和氨基酸的代謝產(chǎn)物D肝細(xì)胞對氨基酸與葡萄糖吸收量的差異與膜上不同載體的數(shù)量多少有關(guān)二、非選擇題11、生物膜系統(tǒng)在細(xì)胞的生命活動中起著重要的作用。請回答：（1）通過有關(guān)方法，測得多種膜的化學(xué)成分，如下表：物質(zhì)種類膜的類別蛋

14、白質(zhì)（%）脂類（%）（主要是磷脂）糖類（%）變形蟲細(xì)胞膜54424小鼠肝細(xì)胞膜44524人紅細(xì)胞膜49438線粒體內(nèi)膜76240菠菜葉綠體片層膜70300依據(jù)上表數(shù)據(jù)，請分析構(gòu)成細(xì)胞膜與細(xì)胞器膜的化學(xué)物質(zhì)組成上的異同點是：_ 。（2）下列各圖表示在一定范圍內(nèi)細(xì)胞膜外物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞膜內(nèi)的三種不同情況依據(jù)上圖指出A、B、C所表示的被動的物質(zhì)運輸方式，是_ 。上述三種運輸方式中，哪一種加入呼吸抑制劑后曲線會發(fā)生變化_ 。原因是_ 。（3）紅細(xì)胞膜內(nèi)K+濃度是膜外的30倍，膜外Na+濃度是膜內(nèi)的6倍，維持這種K+、Na+分布不均勻是由膜上的_所控制；紅細(xì)胞膜上糖蛋白的糖支鏈具有高度的特異性，若去掉這些糖

15、支鏈，就不會發(fā)生紅細(xì)胞的凝集反應(yīng)，說明細(xì)胞膜表面這些糖蛋白是_ 。（4）人工生物膜的主要用途有哪些? _ (多項選擇) A.污水處理 B食品保存 C海水淡化處理 D.人造器官材料答案1、答案 D解析 浸放在30%的蔗糖溶液中，存在著濃度差，在操作步驟完全正確的情況下，細(xì)胞沒有出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象可能的原因是一是死細(xì)胞，二是沒有細(xì)胞壁的細(xì)胞動物細(xì)胞或者去除了細(xì)胞壁的植物細(xì)胞，三可能是沒有大液泡的未成熟區(qū)的細(xì)胞如根尖分生區(qū)的細(xì)胞。2、答案 C解析從題干中可以看出是多種植物成熟細(xì)胞。在圖像中式質(zhì)壁分離的百分比與濃度的關(guān)系。問的問題是這些植物細(xì)胞的特點。從曲線看發(fā)生質(zhì)壁分離的百分比不同，原因是不同的植物含

16、有不同的濃度的細(xì)胞液。從曲線中，可以看出有發(fā)生質(zhì)壁分離的，也有沒有發(fā)生質(zhì)壁分離的，所以無法比較得出細(xì)胞液濃度和蔗糖溶液的濃度大小，不同的選擇透過性是細(xì)胞膜的特點。3、答案 C解析神經(jīng)遞質(zhì)從突觸前膜釋放到突觸間隙的方式是外排，是需要能量的過程，細(xì)胞內(nèi)氧氣濃度實質(zhì)還是影響有氧呼吸提供能量。C中甘油的吸收式自由擴散的方式不需要能量。不受氧氣濃度影響。D中的生長素運輸屬于主動運輸?shù)姆绞?。B肌肉不自主地戰(zhàn)栗是不自主的肌肉收縮，戰(zhàn)栗是細(xì)胞代謝產(chǎn)能過程。還是需要氧氣。4、答案 C解析從整個過程看，內(nèi)分泌細(xì)胞產(chǎn)生的激素經(jīng)過血管最終作用在靶細(xì)胞上，是兩個細(xì)胞之間進(jìn)行的信息交流。ABD選項都屬于單個細(xì)胞的細(xì)胞膜的

17、作用。5、答案 C解析組成細(xì)胞膜的化學(xué)成分是C、H、O、N、P，也就是磷脂分子和蛋白質(zhì)以及糖類所有的組成元素。是糖蛋白，是磷脂雙分子層，是蛋白質(zhì)。說明的是細(xì)胞膜具有2層磷脂分子，還是屬于單層膜。A是從高濃度到低濃度經(jīng)過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，屬于自由擴散的方式；b是從低濃度到高濃度經(jīng)過細(xì)胞膜，需要蛋白質(zhì)作為載體和消耗ATP屬于主動運輸。若I側(cè)為腸道，則側(cè)是屬于腸道細(xì)胞內(nèi)的部分。不是毛細(xì)血管腔。6、答案 B解析對于題目中給出的信息的準(zhǔn)確理解是關(guān)鍵，細(xì)胞對于多種氨基酸的需求是不會發(fā)生變化的。小腸絨毛上皮細(xì)胞是動物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁。誘變處理破壞了細(xì)胞中催化ATP合成的相關(guān)酶的話，細(xì)胞就不能產(chǎn)生ATP了，生命活

18、動也就不能進(jìn)行。誘變破壞的是基因結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致蛋白質(zhì)的形成發(fā)生變化，造成對甘氨酸吸收的載體蛋白無法合成。7、答案B解析從表中分析在沒有進(jìn)行處理的時候細(xì)胞內(nèi)的K+和Mg2+ 的濃度都比較高，而在用魚滕酮處理之后，K+和Mg2+含量發(fā)生變化減少了。說明魚滕酮對K+的載體的生理功能有抑制作用，也抑制了Mg2+的載體的生理功能；用烏本苷處理后，K+的吸收仍受到影響，而Mg2+ 的濃度的吸收沒有受到，說明烏本苷抑制K+的載體的生理功能而不影響Mg2+的載體的生理功能。正常情況下血漿中K+和Mg2+均通過主動運輸進(jìn)入紅細(xì)胞。人體成熟的紅細(xì)胞進(jìn)行的是無氧呼吸提供能量。8、答案 A解析 人體內(nèi)紅細(xì)胞吸收葡萄糖的方式是協(xié)助擴散，腎小管上皮細(xì)胞吸收葡萄糖的方式是主動運輸。海帶細(xì)胞通過主動運輸積累I-等溶質(zhì)，使細(xì)胞液濃度增大，因而不會在海水中發(fā)生質(zhì)壁分離。將酶解法制備的原生質(zhì)體，由于去除了細(xì)胞壁，因而將其置于蒸餾水中，會因滲透作用吸水而漲