生物人教版必修一学案第4章+第3节+物质跨膜运输的方式+Word版含答案.docx
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生物人教版必修一学案第4章+第3节+物质跨膜运输的方式+Word版含答案
第3节 物质跨膜运输的方式
[学习目标] 1.掌握物质跨膜运输的方式和特点。
2.阐明主动运输的特点以及对细胞生命活动的重要意义,比较主动运输和被动运输的不同。
3.说明“胞吞和胞吐”与生物膜流动性的关系。
知识点一 被动运输与主动运输
知识梳理
1.被动运输
(1)概念:
物质进出细胞时
顺浓度梯度的扩散,称为被动运输。
(2)类型:
自由扩散和
协助扩散。
(3)自由扩散
①概念:
物质通过简单的
扩散作用进出细胞,叫做自由扩散。
②特点:
a.
顺浓度梯度;b.
不消耗能量;c.
不需要载体蛋白协助。
③实例:
水、
O2、CO2、
甘油、乙醇、苯等物质可以通过自由扩散进出细胞。
④影响因素:
细胞膜内外物质的
浓度差。
⑤曲线分析
(4)协助扩散
①概念:
进出细胞的物质借助
载体蛋白的扩散,叫做协助扩散。
②特点:
a.
顺浓度梯度;b.不消耗能量;c.
需要载体蛋白协助。
③实例:
血浆中葡萄糖进入红细胞。
④影响因素:
a.细胞膜内外物质的
浓度差;b.细胞膜上载体蛋白的
种类和数量。
⑤曲线分析
a.P点之前,运输速率主要受
膜两侧物质浓度差的影响。
b.P点之后,运输速率不变的原因是膜上
载体蛋白数量有限。
2.主动运输
(1)概念:
物质进出细胞时,从
低浓度一侧运输到
高浓度一侧,
需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的
能量,这种方式叫做主动运输。
(2)特点:
①
逆浓度梯度运输;②
需要能量;③
需要载体蛋白的协助。
(3)实例:
小肠绒毛上皮细胞对Na+、K+、葡萄糖、氨基酸等的吸收。
(4)影响因素:
①细胞外物质浓度;②载体蛋白;③能量。
(5)曲线分析
①图A中,P点之前运输速率主要受
物质浓度影响,P点之后受膜上
载体蛋白数量或
能量的限制。
②图B中,Q点的物质运输由无氧呼吸提供能量,P点之后受膜上载体蛋白数量的限制。
③图C中,P点之前运输速率受
能量的影响,P点之后受
载体蛋白数量的限制。
(6)生理意义:
保证活细胞按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的
营养物质,排出
代谢废物和对细胞
有害的物质。
1.同一种物质进出不同细胞的方式相同吗?
提示:
不一定相同。
如葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散,而进入小肠绒毛上皮细胞的方式为主动运输。
2.细胞膜上的载体蛋白有何特点?
提示:
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;具有饱和性:
当细胞膜上的载体蛋白达到饱和时,细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大或能量的增多而增大。
3.从主动运输的条件角度分析,与主动运输有直接关系的细胞器有哪些?
提示:
能量—线粒体,载体蛋白—核糖体。
典题分析
题型一 辨析主动运输和被动运输
[例1] (2016·全国卷Ⅰ)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着浓度梯度进行的
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
解题分析 根据题文可知,离子泵既可以提供能量,也可以作为载体,因此若离子通过离子泵跨膜运输,此种运输方式应该属于主动运输,A错误;由于离子通过离子泵的跨膜运输是主动运输,因此是逆浓度梯度运输,B错误;一氧化碳与血红蛋白结合导致体内氧气减少,影响有氧呼吸,从而影响ATP的产生,因此动物一氧化碳中毒会降低离子泵的跨膜运输速率,C正确;加入蛋白质变性剂会导致载体蛋白结构发生改变,因此会降低离子泵跨膜运输离子的速率,D错误。
[答案] C
[例2] 如图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图。
如表选项中正确的是( )
解题分析 由图可知,管腔中的氨基酸逆浓度梯度进入上皮细胞,属于主动运输,氨基酸出上皮细胞是顺浓度梯度进行,属于被动运输;而管腔中的Na+顺浓度梯度进入上皮细胞,属于被动运输,Na+逆浓度梯度出上皮细胞,进入组织液,属于主动运输,D正确。
[答案] D
技法提升
(1)判断物质进细胞还是出细胞时,要先判断细胞膜的内外。
方法有两种,一是根据糖蛋白的分布,糖蛋白位于细胞膜的外侧;二是根据能量产生的位置,产生能量的一侧为细胞内。
(2)同一种物质进出不同细胞的运输方式不一定相同,关键看浓度和能量。
逆浓度梯度且需要能量为主动运输。
题型二 影响物质跨膜运输因素的分析
[例3] 如图1~4表示物质浓度或氧气浓度与物质跨膜运输速率间关系的曲线图。
下列相关叙述,不正确的是( )
A.如某物质跨膜运输的速率可用图1与3表示,则该物质不应为葡萄糖
B.如某物质跨膜运输的速率可用图2与3表示,则该物质可能是葡萄糖
C.限制图中A、C两点的运输速率的主要因素不同,B、D两点的限制因素有共同点
D.将图2与4的曲线补充完整,曲线的起点应从坐标系的原点开始
解题分析 图1表示影响因素为物质浓度,运输方式为自由扩散;图2表示影响因素为物质浓度和载体蛋白数量或能量,运输方式为协助扩散或主动运输;图3说明该物质运输不消耗能量,运输方式为被动运输;图4表示影响因素为能量和载体蛋白,该运输方式为主动运输。
葡萄糖进入细胞的方式为协助扩散或主动运输,A、B正确;限制图中A、C两点的运输速率的主要因素分别是物质浓度和O2浓度,B、D两点的限制因素都有载体的数量,C正确;图4中曲线的起点不能从坐标系的原点开始,因为无氧呼吸也能提供能量,D错误。
[答案] D
技法提升
利用曲线图判断物质出入细胞的方式时,要注意:
(1)会识图,要理解横坐标和纵坐标的含义:
横坐标是自变量,纵坐标是因变量,即纵坐标随着横坐标的变化而变化。
(2)会判断曲线中的限制因素。
在曲线的上升阶段,限制增长的因素是横坐标所表示的因子。
当曲线不再上升时,限制其增长的因素需要从内部因素和外部因素两个方面考虑。
知识点二 大分子物质的运输——胞吞和胞吐
知识梳理
1.胞吞和胞吐
(1)胞吞:
大分子附着在细胞膜表面,这部分细胞膜内陷形成
小囊,包围着大分子。
然后小囊从
细胞膜上分离下来,形成
囊泡,进入细胞内部。
(2)胞吐:
细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成
囊泡,然后移动到细胞膜处,并与之
融合将大分子排出细胞。
(3)胞吞、胞吐体现了细胞膜的
流动性。
(4)条件:
需要消耗
能量。
(5)实例
①胞吞:
白细胞吞噬病菌;变形虫摄取食物颗粒等。
②胞吐:
分泌蛋白的分泌等。
2.物质进出细胞运输方式的比较
1.通过胞吞和胞吐进出细胞的物质需要穿越几层膜?
提示:
0层。
胞吞和胞吐是借助于膜的融合完成的,并没有穿过膜。
2.RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核属于胞吞胞吐吗?
提示:
不属于。
RNA和蛋白质等大分子物质是通过核孔进出细胞核的,而不是通过胞吞、胞吐方式。
典题分析
题型三 关于胞吞和胞吐的考查
[例4] 如图所示为细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。
下列与此有关的叙述正确的是( )
A.a与b过程均以膜的选择透过性为基础
B.a过程不需要载体蛋白协助
C.b过程不需要细胞供能
D.b是细胞排泄所有废物的基本方式
解题分析 细胞对大分子物质的胞吞或胞吐都离不开囊泡的形成,这都依赖于膜的流动性,不是选择透过性,A错误;胞吞不需要载体蛋白协助,B正确;胞吐和胞吞都需要消耗能量,C错误;细胞内的代谢废物,如二氧化碳、尿素等,这些小分子物质的排出方式不是胞吐,D错误。
[答案] B
题后归纳
(1)消耗能量的运输方式除主动运输外,不要漏掉胞吞、胞吐。
(2)小分子跨膜运输体现了膜的功能特点——选择透过性;胞吞和胞吐体现了膜的结构特点——流动性。
(3)大分子胞吞、胞吐过程中穿过的生物膜层数为0层。
题型四 物质进出细胞方式的判断
[例5] 依据模式图确认物质出入细胞的方式及影响因素。
(1)填写以下有关物质运输方式及结构的名称:
图①________;图②________;图③________;a________;图④________________。
(2)写出图①~④中影响物质跨膜运输的因素:
A.图中仅受“浓度差”制约的为图________。
B.加入载体蛋白活性抑制剂处理,会受影响的是图________。
C.加入呼吸酶抑制剂处理,会受影响的是图________。
(3)甘油分子跨膜运输遵循图________所示模式,红细胞吸收葡萄糖与图________所示模式一致,多数离子跨膜运输方式应为图________所示模式。
(4)蛋白质的释放应符合图________所示模式,该模式________(填“需要”或“不需要”)消耗能量,其运输机制与膜的________有关。
解题分析
(1)图①:
物质通过生物膜从高浓度一侧向低浓度一侧扩散,不需要载体,不需要能量,为自由扩散。
图②:
物质通过生物膜从高浓度一侧向低浓度一侧扩散,需要载体,不需要能量,为协助扩散。
图③:
物质通过生物膜从低浓度一侧向高浓度一侧运输,需要载体,需要能量,为主动运输。
图④:
大分子物质进出细胞是胞吞和胞吐作用,需要消耗能量。
(2)A.仅受浓度差影响的为自由扩散。
B.载体蛋白活性抑制剂抑制载体蛋白的作用,影响协助扩散和主动运输。
C.呼吸酶抑制剂抑制呼吸产能,影响主动运输和胞吞、胞吐作用。
(3)甘油运输属于自由扩散,红细胞吸收葡萄糖为协助扩散,多数离子运输方式为主动运输。
(4)蛋白质属于大分子,运输方式为胞吞、胞吐,与膜的流动性有关。
[答案]
(1)自由扩散 协助扩散 主动运输 载体蛋白 胞吞和胞吐作用
(2)① ②③ ③④ (3)① ② ③ (4)④ 需要 流动性
技法提升
快速判断物质进出细胞的方式
(1)结合实例直接进行判断。
(2)根据物质运输方式所需条件进行判断。
当堂检测——查漏补缺 巩固提升
1.(2015·上海高考)如图显示物质P和Q跨膜出细胞,下列叙述正确的是( )
A.物质P可能是氧气
B.物质Q一定是水分子
C.物质P和Q出细胞都需要载体
D.物质P和Q出细胞未必都消耗能量
[答案] D
[解析] 氧气的运输方式是自由扩散,而物质P出细胞是由低浓度到高浓度的主动运输,A错误;水分子的运输方式是自由扩散,可用物质Q表示,但物质Q不一定是水,B错误;物质P出细胞需要载体蛋白,物质Q出细胞是被动运输,包括自由扩散和协助扩散,而自由扩散不需要载体蛋白,C错误;物质P的运输方向是低浓度到高浓度,表示主动运输,需要消耗能量,物质Q的运输方向是高浓度到低浓度,可表示被动运输,不一定消耗能量,D正确。
2.下图中“●”表示进入细胞的物质,该物质进入细胞的方式是( )
A.渗透B.协助扩散
C.主动运输D.胞吞
[答案] B
[解析] 由图中信息可知,该物质的运输方向是由高浓度到低浓度,且需要载体蛋白的参与,因此该物质的运输方式为协助扩散。
3.下列属于主动运输的是( )
A.动物肺泡细胞释放CO2
B.蔗糖通过植物细胞的细胞壁
C.苯分子进入人的皮肤细胞
D.丽藻细胞吸收SO
的过程
[答案] D
[解析] 动物肺泡细胞释放CO2的方式是自由扩散,A错误;植物细胞壁是全透性的,蔗糖不以主动运输的方式通过细胞壁,B错误;苯是脂溶性物质,苯分子通过自由扩散进入人的皮肤细胞,C错误;植物细胞吸收无机盐离子的方式是主动运输,D正确。
4.浸入1mol·L-1KNO3溶液中的洋葱表皮细胞,会发生质壁分离和自动复原的现象,此过程中没有发生( )
A.主动运输B.协助扩散
C.自由扩散D.渗透作用
[答案] B
[解析] 浸入1mol·L-1的KNO3溶液中的洋葱表皮细胞,首先会通过渗透作用失水,本质是水的自由扩散,由于K+、NO
可以通过主动运输的形式进入细胞,所以内部溶质浓度会不断增大,当大于外界溶液浓度时,就会吸水,导致质壁分离复原。
5.吞噬细胞能够吞噬衰老的细胞以及侵入人体的病原菌,对这一过程的认识正确的是( )
A.消耗ATP,体现了细胞膜的流动性和选择透过性
B.消耗ATP,体现了细胞膜的流动性和识别功能
C.不消耗ATP,吞噬的动力来源于膜的流动性
D.不消耗ATP,吞噬过程的实质是病原菌的入侵
[答案] B
[解析] 吞噬细胞能够吞噬衰老的细胞以及侵入人体的病原菌,属于胞吞,需要消耗能量,体现了细胞膜的流动性和识别功能。
6.如图为物质出入细胞的四种方式示意图,请据图回答:
(1)图中A表示________方式,B表示________方式,C表示________方式,D表示________方式。
(2)Na+、甘油和葡萄糖三种物质中,通过B方式进入红细胞的是________。
(3)与A方式相比,B方式的主要特点是需要借助__________________,该物质是在细胞内的________上合成的。
(4)胰岛B细胞分泌胰岛素是通过________(填字母)方式进行的,该种运输方式也体现出细胞膜__________________的特点,穿膜层数为________。
(5)若在细胞中注入某种呼吸抑制剂,________(填字母)方式将会受到较大影响。
[答案]
(1)自由扩散 协助扩散 主动运输 胞吐
(2)葡萄糖
(3)载体蛋白 核糖体
(4)D 具有一定的流动性 0
(5)C、D
[解析]
(1)A从高浓度到低浓度,不需要载体和能量,表示自由扩散;B图中物质的运输方向是高浓度运输到低浓度,需要载体,不需要能量,表示协助扩散;C图中物质的运输方向是低浓度运输到高浓度,需要载体和能量,属于主动运输;D图中生物大分子形成囊泡,以胞吐的方式出细胞。
(2)葡萄糖以协助扩散方式进入红细胞。
(3)B与A相比需要载体参与。
载体属于蛋白质,在核糖体上合成。
(4)胰岛素的化学本质是蛋白质,分泌过程属于胞吐,体现了细胞膜有流动性,胞吞、胞吐是借助于膜的融合完成的,穿膜层数为0。
(5)主动运输和胞吞、胞吐需要消耗能量;若在细胞中注入某种呼吸抑制剂,影响供能,则会影响主动运输和胞吞、胞吐。
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