2018版高中生物总复习第4章细胞的物质输入和输出第2讲物质跨膜运输的方式讲义新人教版必修12017.wps

第2 2 讲 物质跨膜运输的方式 引 言：实验表明，细胞膜和人工脂双层（不含蛋白质）对于脂溶性物质都有很高的通透 性， 而对水溶性物质的通透性却存在明显的差异。这都是为什么呢？ 一、被动运输和主动运输 被动运输 主动运输 图解 方向 高浓度低浓度 高浓度低浓度 低浓度高浓度 载体 不需要 需要 需要 能量 不消耗ATP 不消耗ATP 消耗ATP 速率 影响 曲线 举例 O2、CO2、苯；乙醇、 甘油等进出细胞。 红 细 胞 和 肌 细 胞 等 小 肠 上 皮 细 胞 吸 收 葡 思考 1：被动运输有何特点？自由扩散和协助扩散的区别？ 思考 2：主动运输有何意义？它为什么需要细胞提供能量？ 思考 3：相同物质（如水或葡萄糖）进出细胞的方式一定相同吗？ 思考4：分析图中a、b、c、d点的物质跨膜运输速率的限制因素。 例1.下列关于膜蛋白和物质跨膜运输的叙述，错误的是（ ） A膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的 B膜蛋白不参与物质跨膜的被动运输过程 C主动运输可以使被运输离子在细胞内外浓度不同 D物质通过脂质双分子层的扩散速率与其脂溶性有关 例2.下列过程中，依赖膜蛋白的是（ ） A. CO2进出肺泡上皮细胞 1 + B. 静息电位形成中K 从细胞内到细胞外 + C.神经细胞受到刺激时Na 从细胞外到细胞内 D.水盐调节过程中，肾小管上皮细胞对水的重吸收 2 例3.葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输速度存在一个饱和值，该值的大 小取决于（ ） A. 细胞内的氧浓度 B.细胞膜外的糖蛋白数量 C.细胞膜上相应载体的数量 D.细胞内外葡萄糖浓度差值 例4.右图中曲线a、b 表示物质跨（穿）膜 运输的两种方式，下列表述正确的是（ ） A. 脂溶性小分子物质不能通过方式a运输 B.与方式a 有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面 C.方式 b 的最大转运速率与载体蛋白数量有关 D. 抑制细胞呼吸对方式a 和b的转运速率均有影响 例5.右图为一种溶质分子跨膜运输 的示意图。下列相关叙述 错误的是（ ） A载 体逆浓度运输溶质分子 B载体具有ATP酶活性 C载体和转运方式不同 D载体转运溶质分子的速率比自由扩散快 + 例6.右图为氨基酸和Na 进出肾小管上皮细胞的示意图。下表选项中正确 的是（ ） 例7.蛙的神经元内、外Na+浓度分别是15mmol/L和120mmol/L。在膜电 位由内负外正转变为内正 外负过程中有 Na+流入细胞，膜电位恢复过程中有 Na+排出细 胞。下列判断正确的是 （ ） A. Na+流入是被动运输、排出是主动运输 B. Na+流入是主动运输、排出是被动运输 C. Na+流 入和排出都是被动运输 D. Na+流入和排出都是主动运输 例8.比较生物膜和人工膜 （双层 磷脂）对多种物质的通透 性，结果如右图。据此 得出的推论是（ ） 3 A. 生物膜上存在着协助H2O通过的物质 + + - B.生物膜对K 、Na 、Cl 的通透具有选择性 C.离子 以易化（协助）扩散方式通过人工膜 D.分子的大 小影响其通过人工膜的扩散速率 4 二、胞吞和胞吐 大分子通过胞吞和胞吐的方式进出细胞，不仅需要消耗细胞代谢释放的能量，而且还需要 囊 泡的参与。 胞吞和胞吐模式图及相关图例 胞吞模式图 胞吐模式图 1.吞噬细胞吞噬细菌 2.豚鼠胰腺的分泌 3.神经递质的分泌 4.激素的分泌 5.抗体的分泌 例9.下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是（ ） A.主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP 提供能量 B.在静息状态下，神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输 C.质 壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高 D.抗体分 泌过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分 例10.下列过程中，不属于胞吐作用的是（ ） A.浆细胞分泌抗体到细胞外的过程 B. mRNA从细胞核到细胞质的过程 C.分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞到胞外的过程 D.突触小泡中神经递质释放到突触间隙的过程 5 第2 2 讲 物质跨膜运输的方式 思考 1：被动运输有何特点？自由扩散和协助扩散的区别？ 答：被动运输的特点是物质运输不需要消耗细胞的能量，运输方向是顺浓度梯度的。自 由扩散和协助扩散的区别在于前者不细胞细胞膜上的载体协助，而后者需要。 思考 2：主动运输有何意义？它为什么需要细胞提供能量？ 答：主动运输的意义在于保证了活细胞能够按照生命活动需要，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。因为它要对抗浓度梯度，所以需要细胞提供 能量。 思考 3：相同物质（如水或葡萄糖）进出细胞的方式一定相同吗？ 答：不一定。例如，水既可以自由扩散，又可以协助扩散。葡萄糖既可以协助扩散，又 可以主动运输。 思考4：分析图中a、b、c、d 点的物质跨膜运输速率的限制因素。 答：图中a、b、c、d 点的物质跨膜运输速率的限制因素可能分别是浓度差、载体数量、 能量（氧气浓度）、载体数量。 例1. B。膜蛋白参与物质跨膜的被动运输过程，如协助扩散就需要膜上 载体蛋白的协助。 + 例2. A。 CO2 进出肺泡上皮细胞的方式是自由扩散，不依赖膜蛋白。静 息电位形成中K 从细胞 + + + 内到细胞外，神经细胞受到刺激时Na 从细胞外到细胞内，分别 依赖膜上K 通道蛋白和Na 通 道蛋白。水盐调节过程中，肾小管上皮细胞对水的重吸收 依赖膜上水通道蛋白。 例3. C。 例4. C。据图分析， a可能是自由扩散(载体蛋白与方式a 无关)，b 可 能是协助扩散。 例5. B。载体逆浓度运输溶质分子。载体无ATP 酶活性，顺浓度梯 6 度转运溶质分子，不需消耗能量。载体和转运方式分别是主动运输和协助扩散。载 体转 运溶质分子的速率比自由扩散快（这一点学生可能不知道，只能通过直选得出正 确答案）。 例6. D。管腔中氨基酸进入上皮细胞是逆浓度梯度进行的，属于主动运 输（它消耗的能量来 + + 自于Na 顺浓度梯度进入上皮细胞，而Na 浓度梯度的维持，又依赖 于膜蛋白消耗ATP 将其 主动转运出去，如图中所示，所以管腔中氨基酸逆浓度梯度进入 上皮细胞间接消耗了细 + 胞代谢所释放的能量）。管腔中Na 进入上皮细胞是顺浓度梯度 进行的，属于被动运输。上 皮细胞中氨基酸进入组织液是顺浓度梯度进行的，属于被动 运输。 + 例7. A。蛙的神经元内、外Na 浓度分别是15mmol/L 和120mmol/L。可 见，在膜电位由内负外正 + （静息时）转变为内正外负（兴奋时）过程中 Na 流入细胞是 顺浓度梯度进行的，不需消 + 耗细胞代谢所产生的能量，因此运输方式是被动运输。随着 Na 流入细胞，一方面，神经元 + + 内、外Na 浓度差持续减小，推动Na 流入的力量不断减 弱；而另一方面，膜内正电荷越积 + + 越多，阻碍带正电荷的 Na 流入的力量不断增强。当 这 2 个力量平衡时，Na 流入停 + 止，内正外负的电位差达到峰值（不为零），所以神经 元内、外 Na 浓度依然是内低外高（浓 度差也不为零，2 力才能平衡）。因此，在接下 来膜电位恢复过程中 Na+排出细胞是逆浓 度梯度进行的，这就必需消耗细胞代谢所释放 的能量，因此运输方式是主动运输。有些分析有 + + 意无意地对 Na 流入会造成神经元内外 的 Na 浓度变化绝口不提，依据静态的观点直接 + 认定 Na 排出细胞是逆浓度梯度进行的， 这样的分析是不彻底的。 例8. C。由图可知，生物膜上H2O的通透性大于人工膜上的通透性，可 + + - 以推测生 物膜上存在着协助H2O 通过的物质。生物膜对K、Na、Cl 的通透性不同，可 + + - + + - 以推测生物膜对K 、Na 、Cl 的通透具有选择性。生物膜对K 、Na 、Cl 的通透性大于人 工膜，可以推测生物膜上存在着协助离子通过的物质，但是是以主动运输方式还是易化 （协助）扩散方式通过人工膜不得而知。甘油、CO2和 O2分子大小递减，在人工膜上通 透性递增，可以推测分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率。 例9. B。在静息（并非死亡）状态下，神经细胞仍然进行葡萄糖的跨膜 运输，否则岂不失去细 胞生活的能量供应？ 例10.B。mRNA“”从细胞核到细胞质的过程，并没有 吐出 细胞外。