第4章

細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出微專題二

物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式【專題歸納】一、滲透作用1.滲透系統(tǒng)的組成條件。如圖所示,作為一個(gè)滲透系統(tǒng),必須同時(shí)具備以下兩個(gè)條件。

2.滲透作用模型和植物細(xì)胞的圖例比較。3.滲透作用的特點(diǎn)：（1）水分子總是由溶液濃度低的部位通過半透膜向濃度高的部位滲透。（2）半透膜兩側(cè)溶液的濃度差是滲透作用發(fā)生的動(dòng)力,既決定著滲透的方向,又決定著滲透的速度,即濃度差越大,滲透越快。

CA.右側(cè)液面高度下降;葡萄糖

B.兩側(cè)液面高度不變;蔗糖酶C.兩側(cè)液面高度不變;麥芽糖酶

D.右側(cè)液面高度下降:蒸餾水

【變式訓(xùn)練1】

某同學(xué)采用如下圖1所示的裝置（初始液面如圖1所示）分別對(duì)收集到的四種膜材料甲、乙、丙和丁進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到了倒置漏斗中的液面高度隨時(shí)間變化的曲線如圖2所示。據(jù)圖分析，下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.甲組實(shí)驗(yàn)使用了半透膜，蔗糖分子不能透過B.乙實(shí)驗(yàn)的漏斗和燒杯內(nèi)都能檢測(cè)到蔗糖C.丙組實(shí)驗(yàn)可能也采用了半透膜，但是實(shí)驗(yàn)過程中膜材料發(fā)生了破損D.丁組實(shí)驗(yàn)使用了全透膜，漏斗內(nèi)液面最終與燒杯液面平齊B[解析]

圖2中甲組實(shí)驗(yàn)的漏斗液面升高，說明該組實(shí)驗(yàn)使用了半透膜，該半透膜允許水分子通過，不允許蔗糖通過，A正確；乙實(shí)驗(yàn)的漏斗內(nèi)液面沒有變化，說明所用材料是不透膜，燒杯內(nèi)檢測(cè)不到蔗糖，B錯(cuò)誤；丙組實(shí)驗(yàn)的漏斗內(nèi)液面先升高，說明可能采用了半透膜，但隨后液面又下降，可能是實(shí)驗(yàn)過程中半透膜破損造成的，C正確；丁組實(shí)驗(yàn)的漏斗內(nèi)液面一開始就下降，說明所用材料可能是全透膜，漏斗和燒杯液面最終是平齊的，D正確?！咀兪接?xùn)練2】

取兩個(gè)完全相同的洋蔥表皮細(xì)胞，分別放置在甲、乙兩種不同的溶液中，細(xì)胞的失水情況如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)C

二、各種“膜”特點(diǎn)的區(qū)分1.結(jié)構(gòu)模式圖：2.分析：（1）選擇透過性膜是指細(xì)胞膜等具有活性的生物膜。它具有半透膜的物理特性,更重要的是具有選擇透過性,對(duì)物質(zhì)的吸收與否及吸收的多少取決于膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類與數(shù)量,因此不能將生物膜看作單純的半透膜。（2）半透膜是指某些物質(zhì)可以通過,而另一些物質(zhì)不能通過的多孔性薄膜。物質(zhì)能否通過取決于分子的大小,如常見的半透膜有動(dòng)物的膀胱膜、腸衣、雞蛋的蛋殼膜等。水、葡萄糖等較小的分子可以通過,而蔗糖、蛋白質(zhì)等較大的分子不能通過。（3）核膜是雙層膜,將細(xì)胞的核、質(zhì)分開,由于其上有核孔,mRNA只能通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),而離子和小分子等可通過核膜?！镜淅?】

比較生物膜和人工膜（雙層磷脂）對(duì)多種物質(zhì)的通透性,結(jié)果如圖,據(jù)此不能得出的推論是(

)C

三、物質(zhì)運(yùn)輸方式的判斷物質(zhì)運(yùn)輸方式的比較方式被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸胞吞自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散胞吐運(yùn)輸方向順濃度梯度逆濃度梯度胞吞：胞外→胞內(nèi)胞吐：胞內(nèi)→胞外是否需要轉(zhuǎn)運(yùn)/載體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

舉例部分水、氣體、甘油、乙醇、苯等脂溶性物質(zhì)人的紅細(xì)胞吸收葡萄糖;

腎小管細(xì)胞吸収水

小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸及離子等變形蟲攝食（胞吞）；分泌蛋白的分泌（胞吐）續(xù)表【典例3】

如圖所示生物膜與跨膜運(yùn)輸關(guān)系的敘述中，正確的是(

)

C

【變式訓(xùn)練3】

如圖表示物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞有關(guān)的圖象或曲線，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)CA.圖甲與圖丙代表的運(yùn)輸方式相同B.圖丁可代表紅細(xì)胞或肌細(xì)胞吸收葡萄糖的方式C.圖丁和圖戊對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸方式均需要消耗能量D.抗體（蛋白質(zhì)）的釋放方式與圖戊代表的方式相同[解析]

圖甲中，物質(zhì)由高濃度向低濃度一側(cè)運(yùn)輸，不需要載體的協(xié)助，也不需要消耗能量，屬于自由擴(kuò)散；圖乙中，物質(zhì)由低濃度向高濃度一側(cè)運(yùn)輸，并且需要載體蛋白的協(xié)助和消耗能量，屬于主動(dòng)運(yùn)輸；圖丙中只與濃度有關(guān)，且與濃度呈正相關(guān)，屬于自由擴(kuò)散；圖丁中除與濃度相關(guān)外，還與載體數(shù)量有關(guān)，可能屬于協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸；圖戊中，大分子物質(zhì)的運(yùn)輸方式，屬于胞吐。圖甲和圖丙代表的運(yùn)輸方式是自由擴(kuò)散，A正確；圖丁可能屬于協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸，葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞是協(xié)助擴(kuò)散，葡萄糖進(jìn)入肌肉細(xì)胞是主動(dòng)運(yùn)輸，可用圖丁表示，B正確；圖丁若表示協(xié)助擴(kuò)散方式，不需要消耗能量，C錯(cuò)誤；抗體的釋放方式為胞吐，即圖戊，D正確。歸納總結(jié)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞方式的幾點(diǎn)注意1.順濃度梯度的運(yùn)輸方式除自由擴(kuò)散外，還有協(xié)助擴(kuò)散。2.需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助的運(yùn)輸方式除主動(dòng)運(yùn)輸外，還有協(xié)助擴(kuò)散。3.協(xié)助擴(kuò)散過程中載體蛋白與通道蛋白的作用機(jī)理不同，即載體蛋白與所運(yùn)輸?shù)姆肿踊螂x子結(jié)合后，其自身構(gòu)象改變，而通道蛋白只允許與自身直徑和形狀、大小和電荷相適應(yīng)的分子或離子通過，其構(gòu)象不改變。4.需要消耗細(xì)胞內(nèi)呼吸作用釋放的能量的運(yùn)輸方式除主動(dòng)運(yùn)輸外，還有胞吞、胞吐。5.影響自由擴(kuò)散速率的因素只有細(xì)胞內(nèi)外濃度差；影響協(xié)助擴(kuò)散速率的因素除細(xì)胞內(nèi)外濃度差外，還有膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白；影響主動(dòng)運(yùn)輸速率的因素除膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白外，還有能量ATP；影響胞吞、胞吐速率的因素是能量ATP；且上述運(yùn)輸方式都受溫度影響。

7.被動(dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸體現(xiàn)細(xì)胞膜的選擇透過性，胞吞、胞吐體現(xiàn)細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。

四、探究物質(zhì)運(yùn)輸方式的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1.探究是主動(dòng)運(yùn)輸還是被動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆椒ǎ?.探究是自由擴(kuò)散還是協(xié)助擴(kuò)散的方法：

（1）

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?____________________________________________________________________________。

探究腎小管上皮細(xì)胞水分子的運(yùn)輸方式或腎小管上皮細(xì)胞的吸水方式（合理即可）

等量的生理鹽水（3）

若甲組和乙組破裂的細(xì)胞數(shù)目基本相同,說明__________________________________________。若甲組極少的細(xì)胞發(fā)生破裂,說明________________________________________；若______________________________________________________________，說明腎小管上皮細(xì)胞通過兩種方式吸收水分。

水通過腎小管上皮細(xì)胞膜的方式是自由擴(kuò)散

腎小管上皮細(xì)胞主要依賴水通道蛋白吸水甲、乙兩組均出現(xiàn)一定破裂的細(xì)胞,且甲組破裂的細(xì)胞數(shù)量比乙組少[解析]

題目信息給出了細(xì)胞吸水的兩種方式:一種是通過脂雙層的自由擴(kuò)散,另一種是通過專一的水通道——水通道蛋白的跨膜運(yùn)輸。要探究水通過什么方式被吸收,應(yīng)設(shè)置膜蛋白被除去的實(shí)驗(yàn)組和不處理的對(duì)照組進(jìn)行探究。腎小管上皮細(xì)胞吸水的方式可能有三種情況：一為自由擴(kuò)散,二為水通道蛋白吸收,三為兩種方式同時(shí)進(jìn)行。依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,推斷可能的運(yùn)輸方式。【典例5】

離子泵是一種具有ATP水解酶活性的載體蛋白，能利用水解ATP釋放的能量跨膜運(yùn)輸離子。下列敘述正確的是(

)A.離子通過離子泵的跨膜運(yùn)輸屬于協(xié)助擴(kuò)散B.離子通過離子泵的跨膜運(yùn)輸是順濃度梯度進(jìn)行的C.動(dòng)物一氧化碳中毒會(huì)降低離子泵跨膜運(yùn)輸離子的速率D.加入蛋白質(zhì)變性劑會(huì)提高離子泵跨膜運(yùn)輸離子的速率C[解析]

據(jù)題意知，離子泵能利用水解ATP釋放的能量跨膜運(yùn)輸離子，因此通過離子泵運(yùn)輸屬于主動(dòng)運(yùn)輸過程，A和B均錯(cuò)誤；動(dòng)物一氧化碳中毒會(huì)阻礙氧氣的運(yùn)輸，導(dǎo)致細(xì)胞呼吸速率下降，產(chǎn)生的能量減少，因此會(huì)降低離子泵跨膜運(yùn)輸速率，C正確；主動(dòng)運(yùn)輸需要載體蛋白協(xié)助，加入蛋白質(zhì)變性劑可導(dǎo)致載體蛋白變性，并失去運(yùn)輸能力，降低離子泵運(yùn)輸速率，D錯(cuò)誤。甄別比較載體蛋白、通道蛋白和離子泵1.載體蛋白。載體蛋白既參與協(xié)助擴(kuò)散，又參與主動(dòng)運(yùn)輸。葡萄糖、氨基酸、離子等小分子物質(zhì)一般由載體蛋白協(xié)助轉(zhuǎn)運(yùn)。載體蛋白需要與被轉(zhuǎn)運(yùn)的分子或離子結(jié)合，然后通過其自身構(gòu)象的變化完成物質(zhì)運(yùn)輸。載體蛋白對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)具有高度的特異性，其上有與轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)結(jié)合的位點(diǎn)，通常一種載體蛋白只運(yùn)輸一種類型的化學(xué)物質(zhì)，且與某種物質(zhì)進(jìn)行暫時(shí)性、可逆性結(jié)合和分離。2.通道蛋白。通道蛋白只參與協(xié)助擴(kuò)散，在運(yùn)輸過程中不與被轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)結(jié)合。通道蛋白運(yùn)輸具有選擇性。細(xì)胞膜上有各種不同的通道蛋白。一般可分為兩類，即水通道蛋白和離子通道蛋白。如腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收作用，都與水通道蛋白的結(jié)構(gòu)和功能有直接關(guān)系。離子通道是由蛋