第三节物质跨膜运输的方式

1、第三节物质跨膜运输的方式认知·探索问题导思1常见的物质（小分子、离子）跨膜运输方式有哪些？各有什么样的特点？特点、举例被动运输主动运输自由扩散协助扩散运输方向（逆、顺浓度梯度）高浓度低浓度高浓度低浓度低浓度高浓度是否需要载体不需要需要需要是否消耗细胞代谢的能量不需要不需要需要代表例子水、氧气、二氧化碳、甘油、乙醇等葡萄糖通过红细胞等Na+ 、 K+等离子通过 细胞膜；葡萄糖、 氨基酸 通过小肠上皮细胞小分子物质一般都可以通过自由扩散、 协助扩散和主动运输三种常见方式进出细胞膜或 者其他的膜结构，而对于大分子物质，例如蛋白质等，一般不能通过。 这也就体现了细胞膜 等生物膜结构的选择透过

2、性。那么对于细胞需要摄入或者排出的特定大分子， 则需要经过胞吞和胞吐进出， 例如： 分 泌蛋白的合成与运输； 巨噬细胞对细菌、 异物的吞噬。 胞吞和胞吐利用了细胞膜具有一定的 流动性的特点，同样消耗细胞代谢产生的能量。2根据各种运输方式的特点，想想影响各种运输方式的因素有哪些？（1）自由扩散：物质运输的动力就是膜内外的物质浓度差，浓度差越大，自由扩散的 速率越大。（2）协助扩散：不仅受浓度差影响，还受着载体的数量限制，可以说在一定限度内运 输速率同物质浓度成正比。如超过一定限度， 浓度再增加，运输也不再增加，因膜上载体蛋 白的结合位点已达饱和。（3）主动运输：由于为运输提供动力的不再是浓度差，

3、而是细胞代谢产生的能量，所 以主动运输与这个细胞代谢产生的能量有关， 能够影响到这个细胞呼吸有关的因素， 例如温 度、氧气等都可以影响到主动运输过程。 另外， 主动运输还与运载该物质的载体蛋白的种类 和数量有关，一般来说，载体数量越多，运输的这种物质越多；但是膜上载体的数量有限， 因此主动运输也会存在最大速率。3主动运输对于细胞有什么重要意义？主动选择吸收所需的营养物质， 主动主动运输保证了活细胞能够按照生命活动的需要，排出代谢废物和对细胞有害的物质，对活细胞完成各项生命活动具有非常重要的作用。知识拓展例题演示例 1 科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时，做了如下实验：先向乌贼神经纤维内 注入

4、微量的放射性同位素 24Na，不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na。如果在神经纤维膜外溶液中先后加入抑制酶活动的药物和ATP，测得神经纤维周围溶液中 24Na 的量如下图所 示：请据图回答：溶液中21（ 1）在神经纤维膜外溶液中加入抑制酶活动的某药物，则 24Na的外流 ；当向中毒的神经纤维内注射新鲜的ATP时， 24Na又，直到 为止。（ 2）可见， 24Na 通过神经纤维膜的方式是 ，原因是神经纤维排出24Na 需要消耗 。3）加入药物后抑制的酶是 酶。解析 本题主要考查了物质出入细胞的方式中的“主动运输”方式所需的条件，以及ATP产生的生理作用，并且要有分析坐标曲线的能力。主动运输需

5、要载体和消耗新陈代谢所释放的能量， 此题中所涉及到的是需要能量即 ATP这个条件， 而 ATP的产生需要通过呼吸作 用，呼吸作用需要酶的参与。向乌贼神经纤维内注入微量的放射性同位素24Na，不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na，说明 24Na 已经由细胞内排到了细胞外， 24Na 的运动方向是向外流。在神经纤维膜外溶 液中加入抑制酶活动的药物和ATP，从图中可以看到，加入药物前，外流量多，从“2”迅速下降到“ 1”；加入药物后外流停止，保持在“ 1”水平；加入 ATP后，外流量又增多了。 可见， 24Na 的外流需要消耗 ATP，加入的药物是抑制细胞产生 ATP的，也就是说是抑制呼吸 作用

6、的，因为 ATP主要是通过呼吸作用产生的。 所以 24Na 通过神经纤维膜的方式是主动运输； 加入药物抑制的酶是呼吸作用的酶。ATP ( 3)呼吸作用答案 ( 1)迅速停止；重新透出； ATP用完 (2)主动运输，例 2 下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：(1) A 代表 _ 分子； B 代表 _ ； D 代表 ；(2) 细胞膜从功能上来说，它是一层 膜；(3) 动物细胞吸水膨胀时 B 的厚度变小，这说明 B 具有 ；(4) 在 a e 的五种过程中，代表被动转运的是 (5) 可能代表氧气转运过程的是图中编号 ；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号 ；(6) 如果此为神经细胞膜

7、， 则当其受刺激后发生兴奋时， Na+的流动过程是编号 。解析 本题考查细胞膜的结构及其功能，考察学生理解、分析应用能力。 (1) 细胞膜主 要由蛋白质分子和磷脂双分子层构成， 细胞膜表面还有链状的多糖分子， 大多和蛋白质结合 成为糖蛋白，也可和脂类分子结合成糖脂。 (2) 细胞膜从功能上来说最重要的特性是选择透 过性。 (3) 动物细胞吸水膨胀时，厚度变小，说明磷脂双分子层和蛋白质分子均处于动态变 化之中。这种现象证明磷脂双分子层具有一定的流动性。 (4)a e五个过程中， b、c、d 穿 膜无需细胞供能，故是被动转运。 (5) 氧气穿膜是自由扩散，所以选b，葡萄糖进入小肠上皮细胞，是主动运

8、输，所以选 a。 (6) 如该细胞膜为神经细胞膜，未受刺激时，Na+由细胞膜内侧，通过 Na+泵( 实际上是一种镶嵌在膜的磷脂双分子层中具有ATP酶活性的特殊蛋白质 )的作用，移至细胞外侧。有两个显著特点：逆Na+浓度差由内向外；是要消耗 ATP。当神经细胞膜受刺激兴奋时， 由亲水蛋白质分子构成的 Na+管道张开， 膜外大量 Na+顺浓度梯度 从 Na+管道流入膜内， Na+ 流入量猛增 20 倍。答案 (1) 蛋白质 磷脂双分子层 多糖 (2) 选择透过性 (3) 一定的流动性(4) b 、 c、 d (5)b a (6)c演练·评估1甲 ( )乙() 两种物质在细胞膜两侧的分布情

9、况如右图 (颗粒的多少表示浓度的 高低 ) ，在进行跨膜运输时，下列说法正确的是()。A 乙进入细胞一定有载体蛋白的参与B 乙运出细胞一定有载体蛋白的参与C 甲进入细胞一定需要能量D 甲运出细胞一定不需要能量A 相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内B大分子有机物要通过载体蛋白的转运才能进入细胞内，并且消耗能量C协助扩散和自由扩散都是顺着浓度梯度进行的，既不要消耗能量也不需要载体蛋白 D主动运输发生在细胞逆浓度梯度进行时，既要消耗细胞的能量，也要依靠膜上的载体 蛋白。3新生儿小肠上皮细胞通过消耗ATP，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。这两种物质分别被吸收到血液中的方式是

10、()。A. 主动运输、主动运输B. 内吞、主动运输C. 主动运输、内吞D. 被动运输、主动运输4氧气透过肺泡进入毛细血管的过程是()。A全部为主动运输B 大部分为扩散作用，少部分为主动运输C全部为扩散作用D少部分为扩散作用，大部分为主动运输5从细胞膜的特性来看，下列物质中，不能正常通过细胞膜的是( ) 。A水和尿素 B 氨基酸和葡萄糖C性激素和维生素 D D 胰岛素和胰蛋白酶 6下列生理功能不是通过主动转运来实现的是( ) 。A氨基酸进入小肠绒毛上皮细胞B 红细胞从血浆中摄取 KC鲨鱼将血液中的多余盐分通过鳃排出体外D 水分子进入红细胞7小肠上皮细胞含有大量的线粒体，与这一结构特征相适应的细胞

11、膜功能是( ) 。A 自由扩散 B协助扩散C 主动运输D 渗透作用8若对离体的心肌细胞施用某种毒素， 可使心肌细胞对 Ca2+吸收量明显减少， 而对 K+、C6H12O6 吸收则不受影响。这种毒素的作用是 ( ) 。A 抑制呼吸酶的活性B抑制 Ca2+ 载体的活动C 改变了细胞膜的结构D改变了细胞膜两侧的 Ca2+浓度9透析型人工肾起关键作用的是人工合成的血液透析膜，其作用是能把病人血液中的代谢 废物透析掉，这是模拟了生物膜的 ( ) 。A 流动性特点B自由扩散C选择透过功能D 主动运输10下图是物质出入细胞的三种方式的模式图(黑点代表物质分子) ，据图回答下面的问题。（1）与甲相比，丙方式的不同之处是 。（ 2）与丙相比，乙方式的不同之处是 。（3）对于活细胞完成各项生命活动都非常重要的物质运输方式是 。11用带有一个小孔的隔板把水槽分成左右两室，把磷脂分子引入隔板小孔使之成为一层薄膜。水槽左室加入含少量 K的溶液，右室加入含大量 K 的溶液。（1）在左右两室分别插入正负电极，结果发现K不能由左室进入右室，原因是2）若此时在左室加入少量缬氨霉素（多肽），结果发现 K可以由左室进入右室，原因是（3）若此时再将电极取出，结果 K又不能由左室进入右室，原因是。（4）上述实验证明。第三节物质跨膜运输