《高中備考指南-生物必修1》課件-第4章 細胞的物質輸入和輸出-微專題二 物質跨膜運輸方式

第4章

細胞的物質輸入和輸出微專題二

物質跨膜運輸方式【專題歸納】一、滲透作用1.滲透系統(tǒng)的組成條件。如圖所示,作為一個滲透系統(tǒng),必須同時具備以下兩個條件。

2.滲透作用模型和植物細胞的圖例比較。3.滲透作用的特點：（1）水分子總是由溶液濃度低的部位通過半透膜向濃度高的部位滲透。（2）半透膜兩側溶液的濃度差是滲透作用發(fā)生的動力,既決定著滲透的方向,又決定著滲透的速度,即濃度差越大,滲透越快。

CA.右側液面高度下降;葡萄糖

B.兩側液面高度不變;蔗糖酶C.兩側液面高度不變;麥芽糖酶

D.右側液面高度下降:蒸餾水

【變式訓練1】

某同學采用如下圖1所示的裝置（初始液面如圖1所示）分別對收集到的四種膜材料甲、乙、丙和丁進行實驗，得到了倒置漏斗中的液面高度隨時間變化的曲線如圖2所示。據(jù)圖分析，下列說法錯誤的是(

)A.甲組實驗使用了半透膜，蔗糖分子不能透過B.乙實驗的漏斗和燒杯內(nèi)都能檢測到蔗糖C.丙組實驗可能也采用了半透膜，但是實驗過程中膜材料發(fā)生了破損D.丁組實驗使用了全透膜，漏斗內(nèi)液面最終與燒杯液面平齊B[解析]

圖2中甲組實驗的漏斗液面升高，說明該組實驗使用了半透膜，該半透膜允許水分子通過，不允許蔗糖通過，A正確；乙實驗的漏斗內(nèi)液面沒有變化，說明所用材料是不透膜，燒杯內(nèi)檢測不到蔗糖，B錯誤；丙組實驗的漏斗內(nèi)液面先升高，說明可能采用了半透膜，但隨后液面又下降，可能是實驗過程中半透膜破損造成的，C正確；丁組實驗的漏斗內(nèi)液面一開始就下降，說明所用材料可能是全透膜，漏斗和燒杯液面最終是平齊的，D正確?！咀兪接柧?】

取兩個完全相同的洋蔥表皮細胞，分別放置在甲、乙兩種不同的溶液中，細胞的失水情況如圖所示。下列敘述錯誤的是(

)C

二、各種“膜”特點的區(qū)分1.結構模式圖：2.分析：（1）選擇透過性膜是指細胞膜等具有活性的生物膜。它具有半透膜的物理特性,更重要的是具有選擇透過性,對物質的吸收與否及吸收的多少取決于膜上轉運蛋白的種類與數(shù)量,因此不能將生物膜看作單純的半透膜。（2）半透膜是指某些物質可以通過,而另一些物質不能通過的多孔性薄膜。物質能否通過取決于分子的大小,如常見的半透膜有動物的膀胱膜、腸衣、雞蛋的蛋殼膜等。水、葡萄糖等較小的分子可以通過,而蔗糖、蛋白質等較大的分子不能通過。（3）核膜是雙層膜,將細胞的核、質分開,由于其上有核孔,mRNA只能通過核孔進入細胞質,而離子和小分子等可通過核膜。【典例2】

比較生物膜和人工膜（雙層磷脂）對多種物質的通透性,結果如圖,據(jù)此不能得出的推論是(

)C

三、物質運輸方式的判斷物質運輸方式的比較方式被動運輸主動運輸胞吞自由擴散協(xié)助擴散胞吐運輸方向順濃度梯度逆濃度梯度胞吞：胞外→胞內(nèi)胞吐：胞內(nèi)→胞外是否需要轉運/載體蛋白不需要需要需要不需要能量不需要不需要需要需要模型

舉例部分水、氣體、甘油、乙醇、苯等脂溶性物質人的紅細胞吸收葡萄糖;

腎小管細胞吸収水

小腸上皮細胞吸收葡萄糖、氨基酸及離子等變形蟲攝食（胞吞）；分泌蛋白的分泌（胞吐）續(xù)表【典例3】

如圖所示生物膜與跨膜運輸關系的敘述中，正確的是(

)

C

【變式訓練3】

如圖表示物質進出細胞有關的圖象或曲線，下列有關敘述錯誤的是(

)CA.圖甲與圖丙代表的運輸方式相同B.圖丁可代表紅細胞或肌細胞吸收葡萄糖的方式C.圖丁和圖戊對應的運輸方式均需要消耗能量D.抗體（蛋白質）的釋放方式與圖戊代表的方式相同[解析]

圖甲中，物質由高濃度向低濃度一側運輸，不需要載體的協(xié)助，也不需要消耗能量，屬于自由擴散；圖乙中，物質由低濃度向高濃度一側運輸，并且需要載體蛋白的協(xié)助和消耗能量，屬于主動運輸；圖丙中只與濃度有關，且與濃度呈正相關，屬于自由擴散；圖丁中除與濃度相關外，還與載體數(shù)量有關，可能屬于協(xié)助擴散或主動運輸；圖戊中，大分子物質的運輸方式，屬于胞吐。圖甲和圖丙代表的運輸方式是自由擴散，A正確；圖丁可能屬于協(xié)助擴散或主動運輸，葡萄糖進入紅細胞是協(xié)助擴散，葡萄糖進入肌肉細胞是主動運輸，可用圖丁表示，B正確；圖丁若表示協(xié)助擴散方式，不需要消耗能量，C錯誤；抗體的釋放方式為胞吐，即圖戊，D正確。歸納總結物質進出細胞方式的幾點注意1.順濃度梯度的運輸方式除自由擴散外，還有協(xié)助擴散。2.需要轉運蛋白協(xié)助的運輸方式除主動運輸外，還有協(xié)助擴散。3.協(xié)助擴散過程中載體蛋白與通道蛋白的作用機理不同，即載體蛋白與所運輸?shù)姆肿踊螂x子結合后，其自身構象改變，而通道蛋白只允許與自身直徑和形狀、大小和電荷相適應的分子或離子通過，其構象不改變。4.需要消耗細胞內(nèi)呼吸作用釋放的能量的運輸方式除主動運輸外，還有胞吞、胞吐。5.影響自由擴散速率的因素只有細胞內(nèi)外濃度差；影響協(xié)助擴散速率的因素除細胞內(nèi)外濃度差外，還有膜上轉運蛋白；影響主動運輸速率的因素除膜上轉運蛋白外，還有能量ATP；影響胞吞、胞吐速率的因素是能量ATP；且上述運輸方式都受溫度影響。

7.被動運輸和主動運輸體現(xiàn)細胞膜的選擇透過性，胞吞、胞吐體現(xiàn)細胞膜具有流動性。

四、探究物質運輸方式的實驗設計1.探究是主動運輸還是被動運輸?shù)姆椒ǎ?.探究是自由擴散還是協(xié)助擴散的方法：

（1）

實驗目的:____________________________________________________________________________。

探究腎小管上皮細胞水分子的運輸方式或腎小管上皮細胞的吸水方式（合理即可）

等量的生理鹽水（3）

若甲組和乙組破裂的細胞數(shù)目基本相同,說明__________________________________________。若甲組極少的細胞發(fā)生破裂,說明________________________________________；若______________________________________________________________，說明腎小管上皮細胞通過兩種方式吸收水分。

水通過腎小管上皮細胞膜的方式是自由擴散

腎小管上皮細胞主要依賴水通道蛋白吸水甲、乙兩組均出現(xiàn)一定破裂的細胞,且甲組破裂的細胞數(shù)量比乙組少[解析]

題目信息給出了細胞吸水的兩種方式:一種是通過脂雙層的自由擴散,另一種是通過專一的水通道——水通道蛋白的跨膜運輸。要探究水通過什么方式被吸收,應設置膜蛋白被除去的實驗組和不處理的對照組進行探究。腎小管上皮細胞吸水的方式可能有三種情況：一為自由擴散,二為水通道蛋白吸收,三為兩種方式同時進行。依據(jù)實驗結果,推斷可能的運輸方式?！镜淅?】

離子泵是一種具有ATP水解酶活性的載體蛋白，能利用水解ATP釋放的能量跨膜運輸離子。下列敘述正確的是(

)A.離子通過離子泵的跨膜運輸屬于協(xié)助擴散B.離子通過離子泵的跨膜運輸是順濃度梯度進行的C.動物一氧化碳中毒會降低離子泵跨膜運輸離子的速率D.加入蛋白質變性劑會提高離子泵跨膜運輸離子的速率C[解析]

據(jù)題意知，離子泵能利用水解ATP釋放的能量跨膜運輸離子，因此通過離子泵運輸屬于主動運輸過程，A和B均錯誤；動物一氧化碳中毒會阻礙氧氣的運輸，導致細胞呼吸速率下降，產(chǎn)生的能量減少，因此會降低離子泵跨膜運輸速率，C正確；主動運輸需要載體蛋白協(xié)助，加入蛋白質變性劑可導致載體蛋白變性，并失去運輸能力，降低離子泵運輸速率，D錯誤。甄別比較載體蛋白、通道蛋白和離子泵1.載體蛋白。載體蛋白既參與協(xié)助擴散，又參與主動運輸。葡萄糖、氨基酸、離子等小分子物質一般由載體蛋白協(xié)助轉運。載體蛋白需要與被轉運的分子或離子結合，然后通過其自身構象的變化完成物質運輸。載體蛋白對轉運的物質具有高度的特異性，其上有與轉運物質結合的位點，通常一種載體蛋白只運輸一種類型的化學物質，且與某種物質進行暫時性、可逆性結合和分離。2.通道蛋白。通道蛋白只參與協(xié)助擴散，在運輸過程中不與被轉運的物質結合。通道蛋白運輸具有選擇性。細胞膜上有各種不同的通道蛋白。一般可分為兩類，即水通道蛋白和離子通道蛋白。如腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收作用，都與水通道蛋白的結構和功能有直接關系。離子通道是由蛋