《高中备考指南-生物必修1》课件-第4章 细胞的物质输入和输出-微专题二 物质跨膜运输方式

第4章

细胞的物质输入和输出微专题二

物质跨膜运输方式【专题归纳】一、渗透作用1.渗透系统的组成条件。如图所示,作为一个渗透系统,必须同时具备以下两个条件。

2.渗透作用模型和植物细胞的图例比较。3.渗透作用的特点：（1）水分子总是由溶液浓度低的部位通过半透膜向浓度高的部位渗透。（2）半透膜两侧溶液的浓度差是渗透作用发生的动力,既决定着渗透的方向,又决定着渗透的速度,即浓度差越大,渗透越快。

CA.右侧液面高度下降;葡萄糖

B.两侧液面高度不变;蔗糖酶C.两侧液面高度不变;麦芽糖酶

D.右侧液面高度下降:蒸馏水

【变式训练1】

某同学采用如下图1所示的装置（初始液面如图1所示）分别对收集到的四种膜材料甲、乙、丙和丁进行实验，得到了倒置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线如图2所示。据图分析，下列说法错误的是(

)A.甲组实验使用了半透膜，蔗糖分子不能透过B.乙实验的漏斗和烧杯内都能检测到蔗糖C.丙组实验可能也采用了半透膜，但是实验过程中膜材料发生了破损D.丁组实验使用了全透膜，漏斗内液面最终与烧杯液面平齐B[解析]

图2中甲组实验的漏斗液面升高，说明该组实验使用了半透膜，该半透膜允许水分子通过，不允许蔗糖通过，A正确；乙实验的漏斗内液面没有变化，说明所用材料是不透膜，烧杯内检测不到蔗糖，B错误；丙组实验的漏斗内液面先升高，说明可能采用了半透膜，但随后液面又下降，可能是实验过程中半透膜破损造成的，C正确；丁组实验的漏斗内液面一开始就下降，说明所用材料可能是全透膜，漏斗和烧杯液面最终是平齐的，D正确。【变式训练2】

取两个完全相同的洋葱表皮细胞，分别放置在甲、乙两种不同的溶液中，细胞的失水情况如图所示。下列叙述错误的是(

)C

二、各种“膜”特点的区分1.结构模式图：2.分析：（1）选择透过性膜是指细胞膜等具有活性的生物膜。它具有半透膜的物理特性,更重要的是具有选择透过性,对物质的吸收与否及吸收的多少取决于膜上转运蛋白的种类与数量,因此不能将生物膜看作单纯的半透膜。（2）半透膜是指某些物质可以通过,而另一些物质不能通过的多孔性薄膜。物质能否通过取决于分子的大小,如常见的半透膜有动物的膀胱膜、肠衣、鸡蛋的蛋壳膜等。水、葡萄糖等较小的分子可以通过,而蔗糖、蛋白质等较大的分子不能通过。（3）核膜是双层膜,将细胞的核、质分开,由于其上有核孔,mRNA只能通过核孔进入细胞质,而离子和小分子等可通过核膜。【典例2】

比较生物膜和人工膜（双层磷脂）对多种物质的通透性,结果如图,据此不能得出的推论是(

)C

三、物质运输方式的判断物质运输方式的比较方式被动运输主动运输胞吞自由扩散协助扩散胞吐运输方向顺浓度梯度逆浓度梯度胞吞：胞外→胞内胞吐：胞内→胞外是否需要转运/载体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

举例部分水、气体、甘油、乙醇、苯等脂溶性物质人的红细胞吸收葡萄糖;

肾小管细胞吸収水

小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸及离子等变形虫摄食（胞吞）；分泌蛋白的分泌（胞吐）续表【典例3】

如图所示生物膜与跨膜运输关系的叙述中，正确的是(

)

C

【变式训练3】

如图表示物质进出细胞有关的图象或曲线，下列有关叙述错误的是(

)CA.图甲与图丙代表的运输方式相同B.图丁可代表红细胞或肌细胞吸收葡萄糖的方式C.图丁和图戊对应的运输方式均需要消耗能量D.抗体（蛋白质）的释放方式与图戊代表的方式相同[解析]

图甲中，物质由高浓度向低浓度一侧运输，不需要载体的协助，也不需要消耗能量，属于自由扩散；图乙中，物质由低浓度向高浓度一侧运输，并且需要载体蛋白的协助和消耗能量，属于主动运输；图丙中只与浓度有关，且与浓度呈正相关，属于自由扩散；图丁中除与浓度相关外，还与载体数量有关，可能属于协助扩散或主动运输；图戊中，大分子物质的运输方式，属于胞吐。图甲和图丙代表的运输方式是自由扩散，A正确；图丁可能属于协助扩散或主动运输，葡萄糖进入红细胞是协助扩散，葡萄糖进入肌肉细胞是主动运输，可用图丁表示，B正确；图丁若表示协助扩散方式，不需要消耗能量，C错误；抗体的释放方式为胞吐，即图戊，D正确。归纳总结物质进出细胞方式的几点注意1.顺浓度梯度的运输方式除自由扩散外，还有协助扩散。2.需要转运蛋白协助的运输方式除主动运输外，还有协助扩散。3.协助扩散过程中载体蛋白与通道蛋白的作用机理不同，即载体蛋白与所运输的分子或离子结合后，其自身构象改变，而通道蛋白只允许与自身直径和形状、大小和电荷相适应的分子或离子通过，其构象不改变。4.需要消耗细胞内呼吸作用释放的能量的运输方式除主动运输外，还有胞吞、胞吐。5.影响自由扩散速率的因素只有细胞内外浓度差；影响协助扩散速率的因素除细胞内外浓度差外，还有膜上转运蛋白；影响主动运输速率的因素除膜上转运蛋白外，还有能量ATP；影响胞吞、胞吐速率的因素是能量ATP；且上述运输方式都受温度影响。

7.被动运输和主动运输体现细胞膜的选择透过性，胞吞、胞吐体现细胞膜具有流动性。

四、探究物质运输方式的实验设计1.探究是主动运输还是被动运输的方法：2.探究是自由扩散还是协助扩散的方法：

（1）

实验目的:____________________________________________________________________________。

探究肾小管上皮细胞水分子的运输方式或肾小管上皮细胞的吸水方式（合理即可）

等量的生理盐水（3）

若甲组和乙组破裂的细胞数目基本相同,说明__________________________________________。若甲组极少的细胞发生破裂,说明________________________________________；若______________________________________________________________，说明肾小管上皮细胞通过两种方式吸收水分。

水通过肾小管上皮细胞膜的方式是自由扩散

肾小管上皮细胞主要依赖水通道蛋白吸水甲、乙两组均出现一定破裂的细胞,且甲组破裂的细胞数量比乙组少[解析]

题目信息给出了细胞吸水的两种方式:一种是通过脂双层的自由扩散,另一种是通过专一的水通道——水通道蛋白的跨膜运输。要探究水通过什么方式被吸收,应设置膜蛋白被除去的实验组和不处理的对照组进行探究。肾小管上皮细胞吸水的方式可能有三种情况：一为自由扩散,二为水通道蛋白吸收,三为两种方式同时进行。依据实验结果,推断可能的运输方式。【典例5】

离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是(

)A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率C[解析]

据题意知，离子泵能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子，因此通过离子泵运输属于主动运输过程，A和B均错误；动物一氧化碳中毒会阻碍氧气的运输，导致细胞呼吸速率下降，产生的能量减少，因此会降低离子泵跨膜运输速率，C正确；主动运输需要载体蛋白协助，加入蛋白质变性剂可导致载体蛋白变性，并失去运输能力，降低离子泵运输速率，D错误。甄别比较载体蛋白、通道蛋白和离子泵1.载体蛋白。载体蛋白既参与协助扩散，又参与主动运输。葡萄糖、氨基酸、离子等小分子物质一般由载体蛋白协助转运。载体蛋白需要与被转运的分子或离子结合，然后通过其自身构象的变化完成物质运输。载体蛋白对转运的物质具有高度的特异性，其上有与转运物质结合的位点，通常一种载体蛋白只运输一种类型的化学物质，且与某种物质进行暂时性、可逆性结合和分离。2.通道蛋白。通道蛋白只参与协助扩散，在运输过程中不与被转运的物质结合。通道蛋白运输具有选择性。细胞膜上有各种不同的通道蛋白。一般可分为两类，即水通道蛋白和离子通道蛋白。如肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用，都与水通道蛋白的结构和功能有直接关系。离子通道是由蛋