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第3节物质跨膜运输的方式考纲要求四年考情物质出入细胞的方式Ⅱ福建高考无单独考查一、物质跨膜运输的方式1.填写有关跨膜方式及结构名称甲:_________;乙:_________;丙:_________;a:_________。2.写出影响甲、乙、丙三种运输速率的因素(1)制约甲的是膜两侧的_______;(2)决定乙的因素之一是a的___________;(3)决定丙的动力是__________。3.实例分析(填写甲、乙、丙三种跨膜运输方式)(1)水分子进入红细胞是___;Zxxk(2)葡萄糖进入红细胞是___;(3)K+进入红细胞是___。自由扩散协助扩散主动运输载体蛋白浓度差种类和数量能量(ATP)甲乙丙4.跨膜运输的方式的判别(1)看是否需要能量:需要消耗ATP供能,则为_________。(2)看是否逆浓度梯度:从低浓度到高浓度运输,则为_________。(3)看是否依赖载体蛋白:不需要载体蛋白,则为_________。(4)___________是大分子物质出入细胞的主要方式,为非跨膜运输。主动运输主动运输自由扩散胞吐和胞吞二、扩散、自由扩散和渗透的比较运动方向是否通过半透膜物质类型扩散_______________不一定通过溶质、溶剂自由扩散高浓度→低浓度________________渗透低浓度→高浓度__________高浓度→低浓度溶质、溶剂溶剂通过通过1.葡萄糖进入红细胞不需要消耗能量,其方式不属于主动运输。()【分析】主动运输的特点之一是需要能量(由ATP直接供能)。2.分泌蛋白主要是通过主动运输的方式排到细胞外的。()【分析】分泌蛋白排出细胞是通过胞吐的方式。3.(2009宁夏T3C)液泡中积累大量离子,故液泡膜不具有选择透过性。()Zxxk【分析】液泡膜是一层生物膜,具有选择透过性,能够积累大量的离子。√××4.糖醋蒜在腌制中慢慢具有糖醋味,是细胞主动吸收蔗糖分子和醋酸分子的结果。()【分析】糖醋蒜在腌制中导致细胞死亡,细胞膜等变为全透性,蔗糖分子和醋酸分子进入细胞,使蒜具有了糖醋味。5.除去细胞膜上的蛋白质不会影响对离子的吸收。()【分析】细胞通过主动运输或协助扩散的方式吸收离子时,需要载体蛋白。××6.新生儿从乳汁中获得抗体需要消耗能量。()【分析】抗体是一种蛋白质,经胞吞进入细胞,这一过程需要消耗能量。7.甘油进入小肠绒毛上皮细胞需要消耗ATP。()【分析】甘油进出细胞的方式是自由扩散,不消耗ATP。8.人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是需要载体蛋白协助。()【分析】胆固醇通过自由扩散进出细胞,不需要载体蛋白;人红细胞通过协助扩散吸收葡萄糖,需要载体蛋白。√××考点一物质的运输方式1.几种运输方式的比较物质种类运输方式方向载体蛋白能量实例小分子物质被动运输自由扩散由高浓度向低浓度不需要不需要水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等协助扩散由高浓度向低浓度需要不需要葡萄糖进入红细胞主动运输由低浓度向高浓度需要需要无机盐离子、氨基酸等物质种类运输方式方向载体蛋白能量实例大分子物质胞吐由膜内到膜外不需要需要分泌蛋白等胞吞Zxxk由膜外到膜内不需要需要变形虫吞食绿脓杆菌2.物质跨膜方式图解【思维拓展】(1)载体蛋白是细胞膜上的一种蛋白质,它具有特异性,不同物质的载体蛋白不同,不同细胞膜上载体蛋白的种类和数量也不同。(2)载体蛋白具有饱和性,当细胞膜上的载体蛋白达到饱和时,细胞吸收该运载物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。(3)胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性;胞吞和胞吐与主动运输一样也需要能量供应,如果细胞的ATP合成受阻,则胞吞和胞吐作用不能继续进行。【典例1】(2013·福州模拟)下表是人体成熟红细胞中与血浆中的K+和Mg2+在不同条件下的含量比较,据表分析不正确的是()单位:mmol处理前用鱼藤酮处理后用乌本苷处理后细胞内血浆中细胞内血浆中细胞内血浆中K+1455115135Mg2+351.41.81.4351.4A.鱼藤酮对K+的载体蛋白的生理功能有抑制作用,也抑制了Mg2+的载体蛋白的生理功能B.鱼藤酮可能是通过抑制红细胞的有氧呼吸,从而影响K+和Mg2+的运输C.乌本苷抑制K+的载体蛋白的生理功能而不影响Mg2+的载体蛋白的生理功能ZxxkD.正常情况下血浆中K+和Mg2+均通过主动运输进入红细胞【解析】选B。分析表中数据,在没有进行处理的时候,细胞内K+和Mg2+的浓度都比较高,而在用鱼藤酮处理之后,K+和Mg2+含量减少了,说明鱼藤酮对K+的载体蛋白的生理功能有抑制作用,也抑制了Mg2+的载体蛋白的生理功能;用乌本苷处理后,K+的浓度受到影响,而Mg2+的浓度没有受到影响,说明乌本苷抑制K+的载体蛋白的生理功能而不影响Mg2+的载体蛋白的生理功能。正常情况下血浆中K+和Mg2+均通过主动运输进入红细胞。人体成熟的红细胞进行的是无氧呼吸。【变式训练】饭后,小肠腔中葡萄糖浓度比小肠上皮细胞中的高,下列关于小肠上皮细胞吸收葡萄糖的叙述,正确的是()A.葡萄糖的跨膜运输不需要载体蛋白,但消耗ATP分解释放的能量B.葡萄糖的跨膜运输需要载体蛋白,但不消耗ATP分解释放的能量C.葡萄糖的跨膜运输需要载体蛋白,也消耗ATP分解释放的能量D.葡萄糖的跨膜运输不需要载体蛋白,也不消耗ATP分解释放的能量【解析】选C。饭后,尽管小肠腔中葡萄糖浓度比小肠上皮细胞中的高,但小肠上皮细胞仍然可以吸收葡萄糖,说明葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输,该方式需要载体蛋白协助,也需要消耗ATP分解释放的能量。考点二影响跨膜运输的因素1.影响因素(1)影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。(2)影响协助扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差,细胞膜上载体蛋白的种类和数量。(3)影响主动运输的因素:载体蛋白、能量。凡能影响细胞内产生能量的因素,都能影响主动运输,如氧气浓度、温度等。2.曲线分析(1)物质浓度:(2)氧气浓度:(3)温度:【高考警示】(1)运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外还有协助扩散。(2)影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外还有浓度差。【典例2】下图中曲线a、b表示物质跨膜运输(不包括胞吞和胞吐)的方式,下列表述错误的是()A.只有在氧气存在时才会发生方式b所示的物质运输B.质壁分离过程中,水分子通过方式a进出细胞C.方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关D.b运输方式能体现细胞膜的选择透过性【解析】选A。由图可知,曲线a表示物质的转运速率与被转运分子的浓度成正比,因此曲线a表示的是自由扩散;曲线b表示在一定范围内物质的转运速率与被转运分子的浓度呈正相关,而超过一定的范围,物质的转运速率与被转运分子的浓度无关,因此曲线b表示的是主动运输或协助扩散。A项错误,协助扩散不消耗能量,而主动运输亦可由无氧呼吸供能;B项正确,水分子通过自由扩散方式进出细胞;C项正确,方式b的最大转运速率与载体蛋白的种类和数量有关;D项正确,主动运输和协助扩散都需要载体蛋白,体现了细胞膜对物质进出细胞具有选择透过性。【变式训练】右图M2曲线表示番茄根细胞对K+的吸收速率和氧分压的关系,M1曲线表示在g点改变某种实验条件后可能出现的变化趋势。据图分析,下列叙述正确的是()A.f、g两点催化根细胞细胞呼吸的酶有所不同B.M2曲线g点以后限制K+吸收速率的主要因素是K+的浓度C.g点根细胞内参与该过程的细胞器有线粒体、核糖体和中心体D.g点以后,采取中耕松土的措施可使曲线呈现M1的变化趋势【解析】选A。A项正确,f处的氧分压为0,只能进行无氧呼吸,催化根细胞细胞呼吸的酶是与无氧呼吸有关的酶,g处的氧分压较高,催化根细胞细胞呼吸的酶主要是与有氧呼吸有关的酶;B项错误,M2曲线g点以后限制K+吸收速率的主要因素是运输K+的载体蛋白数量;C项错误,番茄细胞中不含中心体;D项错误,通过中耕松土,可进一步增大土壤的含水量、氧量,但此时的载体蛋白已经达到饱和了,因此应该表现为M2曲线。物质运输方式的判断方法【典例】(2013·合肥模拟)某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系,分别用下列四种曲线表示:在研究肝细胞运输物质X时,发现与曲线②和③相符,试问:细胞膜运输物质X的方式是()A.主动运输B.自由扩散C.胞吞和胞吐D.协助扩散【解析】选D。曲线②表明物质X的运输有饱和现象,即需要载体蛋白。曲线③表明物质X的运输过程与O2浓度无关,即不需要能量。由此可断定物质X的运输方式是协助扩散。【方法归纳】关于物质运输方式的判断,常从以下三个方面归纳:(1)根据分子大小与载体蛋白、能量的需要判断:(2)根据曲线判断:①随物质浓度的增加,有饱和点的曲线表示协助扩散或主动运输(如图甲);②成正比关系的曲线表示自由扩散(如图乙);③与呼吸作用或氧浓度有关系的曲线表示主动运输(如图丙)。(3)根据运输方向判断:逆浓度梯度运输的都是主动运输。【易错提醒】(1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外,还有协助扩散。(2)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外,还有协助扩散,有些主动运输也可以从高浓度到低浓度运输。(3)在跨膜运输方式中,只有主动运输需要能量。(4)同一种物质进出不同细胞时,运输方式可能不同,如红细胞吸收葡萄糖为协助扩散,小肠上皮细胞吸收葡萄糖则是主动运输。【变式训练】下图为某种离子跨膜运输的示意图,由此做出的判断正确的是()A.图中离子跨膜的正确顺序是乙→丙→甲B.离子跨膜有随机性并消耗ATP中的能量C.磷脂的运动使离子跨膜的通道自动开闭D.图示的离子跨膜方式为协助扩散【解析】选A。如图所示的物质跨膜运输过程需要载体蛋白并且消耗能量,属于主动运输。细胞膜具有选择透过性,该离子通过细胞膜不是随机的。从图中可看出该离子跨膜的过程是:离子与载体蛋白结合、消耗能量打开离子通道、离子跨膜运输,故A项正确。1.携有单克隆抗体的磷脂微球体抗癌药物进入细胞的方式最可能是()A.主动运输B.自由扩散C.胞吞D.协助扩散【解析】选C。单克隆抗体是蛋白质,携有单克隆抗体的磷脂微球体抗癌药物进入细胞的方式是胞吞。2.与主动运输相比,协助扩散的特点是()A.运输物质没有选择性B.运输物质的速度与物质的浓度成正比C.需要载体蛋白的协助D.只能将物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧【解析】选D。协助扩散的特点是:①顺浓度梯度扩散;②不消耗能量;③需要载体蛋白的协助。与主动运输相比,两者都需要载体蛋白的协助,对运输物质都具有选择性,在一定范围内,运输物质的速度与物质的浓度呈正相关,而主动运输可将物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧,故选D。3.(2013·厦门模拟)下图为物质运输方式的概念图,下列有关叙述正确的是()A.通过①所示过程进入细胞需要载体蛋白的协助B.②所示过程能逆浓度梯度跨膜运输物质C.需要消耗细胞中ATP水解释放的能量的过程是①②③D.蜜饯腌制时蔗糖进入细胞与过程②有关【解析】选B。膜泡运输指的是胞吞和胞吐作用,所以①为胞吞和胞吐,该过程不需要载体蛋白,A错误;跨膜运输包括被动运输和主动运输,所以②为主动运输,可以逆浓度梯度运输;③为协助扩散,需要载体蛋白但不需要能量;蔗糖不能进入活细胞内,蜜饯腌制时首先是高浓度溶液将细胞杀死,使细胞膜失去选择透过性,蔗糖才能进入细胞。4.下图中Ⅰ～Ⅲ说明了物质和离子通过细胞膜的转运,下列叙述中正确的是()A.所有图中均有主动运输B.所有图中均有被动运输C.图Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ可表示自由扩散D.图Ⅲ中细胞内ADP含量会增加【解析】选D。根据图中运输方式的特点可以判断,Ⅰ～Ⅲ表示的分别是自由扩散、协助扩散和主动运输。主动运输需要消耗ATP,在消耗ATP的同时会产生ADP,所以答案选D。5.下图中能正确表示植物根细胞K+吸收量与有关因素关系的是()【解析】选B。植物根细胞吸收K+的方式为主动运输,需要载体蛋白的协助,需要消耗细胞呼吸产生的能量,与植物的蒸腾作用无关,故A项错误,B项正确;C图中横坐标为O2浓度,当O2浓度为0时,植物也可短暂进行无氧呼吸提供少量的能量来吸收少量的K+,故起点的纵坐标不应