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第3节物质跨膜运输的方式1．物质跨膜运输的方式O2、CO2、H2O、甘油、脂肪酸、乙醇需要不耗能红细胞吸收葡萄糖低浓度→高浓度细胞吸收葡萄糖、氨基酸高浓度→低浓度不需要不耗能高浓度→低浓度需要耗能2.主动运输的意义活细胞代谢细胞能够保证______按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的_____物质，排出_____产生的废物和对____有害的物质。3．大分子物质出入细胞的方式胞吐流动性_____和____，这种方式与细胞膜的_______有关。营养胞吞配对练习1．不同种类的细胞控制物质出入的能力有所不同，其原因之一是构成细胞膜的成分中()A．磷脂不同C．蛋白质不同B．脂质不同D．糖类不同[解析]细胞膜上的载体蛋白的种类和数量各不相同，导致不同的细胞偏重于运输不同的物质。[答案]CD．K+2．(2011年佛山高一质检)下列哪种物质是通过图4－3－1所示的运输方式进入细胞的？()图4－3－1A.O2B．葡萄糖C．氨基酸[解析]图中所示的运输方式从高浓度向低浓度运动，且不需要载体，所以为自由扩散，只有A选项符合。[答案]A1065倍，丽藻细胞对K+的吸收必须具备哪些基本条件？()①载体蛋白②细胞供能③从高浓度到低浓度④从低浓度到高浓度A．①B．①②C．①②③D．①②④[解析]丽藻细胞的细胞液中K+浓度比池水高1065倍，说明丽藻细胞对K+的吸收是一个主动运输的过程。而要完成主动运输的必需条件是：细胞膜上具有相应的载体蛋白，由细胞代谢提供能量。3．水生植物丽藻的细胞液中K+浓度比它们生活的池水高[答案]B)4．关于下面概念图的分析正确的是(图4－3－2A．①和②所示的过程都需要细胞膜上的载体B．①和②所示的过程需要消耗能量C．离子通过①所示的过程就能进入细胞D．制作糖醋蒜时，糖、醋进入细胞与过程①、②有直接关系[解析]物质跨膜运输方式主要有被动运输和主动运输。被动运输在运输过程中只能顺浓度梯度运输；且不消耗细胞代谢产生的能量；主动运输过程中物质可以逆浓度梯度运输，要消耗细胞代谢产生的能量。在制作糖醋蒜时，高浓度的糖和醋将使细胞死亡，此时细胞膜的选择透过性功能丧失，成为全透性。[答案]A5．白细胞能吞噬绿脓杆菌，与这一现象有关的是()A．主动运输C．自由扩散B．细胞膜的选择性D．细胞膜的流动性[解析]白细胞吞噬绿脓杆菌的方式是胞吞，而这一方式与细胞膜的流动性有关。[答案]D1．被动运输(1)渗透和扩散的区别①都属于物理过程，分子都是从高浓度区域移向低浓度区域。②扩散是分子等从高浓度向低浓度运动。③渗透是分子等通过半透膜从浓度高的一方向浓度低的一方扩散，使膜两边溶质浓度达到均衡的现象，是扩散的一种特殊形式。重点难点(2)自由扩散和协助扩散的比较活细胞不停地与细胞周围交换物质，把它从外界选择吸收的细胞所需要的营养物质运进来，把细胞在新陈代谢过程中产生的废物排出去。①自由扩散a．细胞将选择吸收的物质，从高浓度一边通过细胞膜到达低浓度的一边的扩散方式。b．举例：水、氧气、二氧化碳、甘油等物质通过半透膜。②协调扩散a．有些物质不能通过半透膜，但在一种特殊蛋白质——载体的协助下，能将单纯扩散不能通过的物质，从高浓度一边运到低浓度一边的方式。b．举例：葡萄糖通过红细胞膜进入红细胞内部。【例1】下列各项中，在跨膜运输时需要载体，但不需要能量的是()A．O2进入组织细胞B．红细胞吸收葡萄糖C．小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖D．组织细胞排出Na+[名师点拨]O2进出细胞是自由扩散，不需要载体，也不需要能量；小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖和组织细胞排出Na+的形式都是主动运输，既需要载体协助，又需要消耗能量；只有红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，需要载体，不需要消耗能量。[答案]B【变式训练1】图4－3－3中甲表示物质渗透，图乙是设计证明图甲物质渗透成立的实验装置。下列有关叙述正确的是()图4－3－3A．图甲中水柱a将持续上升B．图甲中水柱a将先上升后下降C．图乙中水柱b将持续上升D．图乙中水柱b将先上升后下降[解析]物质渗透属于一种特殊的扩散，即物质通过半透膜从浓度高的一方向浓度低的一方扩散。半透膜能让小分子物质通过，分子较大则不能通过。图甲的设计中所用溶质是淀粉，它是大分子物质，不能通过半透膜，因此液柱将逐渐上升直至漏斗内外压力平衡。图乙所用的溶质是葡萄糖，这是小分子物质，可以通过半透膜，不过通过的速度比水分通过的速度慢。因此液柱将先上升，当水槽内葡萄糖浓度达到一定时，漏斗中的溶液将逐渐失水，导致液柱下降。[答案]D2．细胞膜的选择透过性(1)指细胞膜能让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。(2)选择透过性——细胞膜的功能特性的含义①磷脂分子层对某种物质具有不透过性。②运输物质的载体具有专一性。(3)有关事例细胞膜的选择透过性能保证细胞按生命活动的需要，选择性地吸收细胞生命活动所需要的营养物质，排出新陈代谢产生的废物和对细胞有害的物质。①丽藻的细胞液中K+浓度比周围环境高1065倍。②海带细胞具有不断从海水中吸收碘的能力。③植物吸收土壤溶液中的矿质离子具有选择性。④小肠绒毛上皮细胞能够从消化了的食物中吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐离子等，却很难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖。以上这些生命活动均与主动运输方式密切相关，与细胞膜上存在转运各种离子和物质的载体种类和数量多少密切相关。【例2】小肠上皮细胞从肠腔中吸收葡萄糖的量主要取决于()A．肠腔中葡萄糖的浓度C．线粒体呼吸作用的强度B．细胞膜上载体的数量D．细胞内物质的浓度[名师点拨]小肠上皮细胞吸收葡萄糖是通过主动运输方式进行的，因此吸收的量与细胞内外葡萄糖的浓度没有太大关系。影响主动运输过程的因素有细胞膜上载体的数量以及细胞代谢所提供的能量。而在这些因素中最主要的是载体的种类和数量。[答案]B【变式训练2】水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色，可将其应用于鉴别细胞的死活。细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死细胞的核会被染色，活细胞则不着色，但将PI注射到细胞中，则细胞核会着色，利用PI鉴别死活的基本原理是()[解析]活的细胞膜具有选择透过性，不被选择的物质不能透过细胞膜。PI不被细胞选择吸收，故不能穿过细胞膜进入细胞，细胞核也就不能被染色。A．死细胞与活细胞的细胞膜结构不同B．活细胞能分解染色剂PIC．死细胞与活细胞的细胞膜成分含量不同D．活细胞的细胞膜能阻止PI的进入[答案]D3．区分自由扩散、协助扩散、主动运输的注意事项(1)细胞膜上的载体蛋白都有特异性，在协助扩散和主动运输中，它们都表现出仅能运载特异的或结构相似的物质。(2)自由扩散与协助扩散的共同特点是在运输过程中不消耗细胞新陈代谢产生的能量。(3)主动运输在细胞生命活动中特别重要，它可以保证细胞获得生命活动必需的物质，排出有害物质和代谢废物。(4)比较【例3】图4－3－4表示在一定范围内细胞膜外某物质浓度变化与该物质进入细胞膜内速度的关系，据图分析，下列说法正确的是()图4－3－4A．该物质进入细胞的方式是自由扩散B．该物质通过膜时必须与载体蛋白结合C．该物质可能是水或甘油D．该物质只能从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动[名师点拨]由图可知，该物质跨膜速度刚开始时与膜外该物质浓度成正比，说明是顺着浓度梯度运输的。最后跨膜速度达到饱和，说明该物质运输还与膜上载体数量有关。水和甘油是通过自由扩散进出细胞。[答案]B【变式训练3】人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于()[解析]人体细胞从组织液中吸收甘油属于自由扩散，细胞是否能吸收甘油与组织液的甘油的浓度有关，而与细胞膜上的载体的种类和数量以及细胞中的能量无关。A．组织液中甘油的浓度B．细胞膜上的载体数量C．细胞中提供的能量D．细胞膜上的载体种类[答案]A【例4】以下哪一项是主动运输的例子？()[名师点拨]主动运输的特点是消耗细胞内的能量和需要载体的协助。A项叙述的是物质在细胞间隙间的运动，根本不通过细胞膜，也就不存在主动运输的问题；C项物质的运动为自由扩散；D项肌纤维即肌细胞，是物质在细胞内运动。A．氯离子在血细胞和血浆之间运动B．钠在肾小管远端的重吸收C．氧由肺泡进入血液的运动D．肌纤维中氧的运动[答案]B【变式训练4】大肠杆菌在繁殖时，细胞内钾离子的浓度是培养液的3倍。如果在培养液中加入一种叫箭毒的药物，大肠杆菌细胞内钾离子浓度立即下降，这种药物很可能()A．使细胞膜变成全透性C．加快细胞膜的流动B．抑制膜上载体的活动D．使载体运动方向改变[解析]大肠杆菌细胞内K+的浓度比培养液中的浓度大，可以推知K+透过细胞膜的方式一定是主动运输，主动运输有关的因素是载体和能量。可以推知箭毒抑制了膜上载体的活动。[答案]B※细胞膜上的通道蛋白和载体蛋白载体蛋白和通道蛋白的化学本质均为蛋白质、均分布在细胞膜中、都有控制特定物质跨膜运输的功能。1．通道蛋白通道蛋白参与的是被动运输，物质移动是从高浓度向低浓度运输，运输时不消耗能量。例如：Ca2+、Na+、K+、Cl-、HCO-3等离子能经膜上的孔道扩散。允许一定大小、携带一定电荷的溶质通过，故称为“离子通道”。学习资源2．载体蛋白载体蛋白又称做载体。能够与特异性溶质结合，通过自身构象的变化，将与它结合的溶质转移到膜的另一侧。而载体蛋白参与的有主动运输和协助扩散，在运输过程中与相应的分子结合，并且会移动。(1)在主动运输过程中，由低浓度一侧向高浓度一侧运动，且消耗能量。(2)在协助扩散过程中，由高浓度一侧向低浓度一侧运动，不消耗能量。