专题3物质进出细胞的方式.docx
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专题3物质进出细胞的方式
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专题三物质进出细胞的方式
物质进出细胞的方式Part2
一．回顾旧知
1细胞失水和吸水的原理
2植物细胞原生质层的组成
3植物细胞发生质壁分离的现象及原理分析
4渗透作用发生的必要条件
二．重难点
1物质跨膜运输的几种方式
2自由扩散、协助扩散、主动运输的特点、运输方向及影响因素
三．知识讲解
（一）小分子或离子的跨膜运输
1.物质顺浓度梯度的扩散进出细胞，这种扩散统称为被动运输。
类型：
自由扩散，协助扩散
（1）自由扩散
往清水中滴一滴蓝墨水，清水很快变为蓝色，这就是扩散。
物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。
不需要载体蛋白，也不需要消耗能量，只能顺浓度梯度运输，如O2、CO2、甘油、乙醇等。
特点：
（1）物质转移方向是高浓度到低浓度
（2）不需要载体蛋白的协助
（3）不需要消耗能量
.
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曲线图浓度水，甘油，乙醇等脂溶,c例子的小分子物质
协助扩散
（2）葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，却能通过细胞膜，是因为镶嵌在膜上的一些特有的蛋白质，能协助葡萄糖等物质顺梯度跨膜运输，进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散。
不需要消耗能量。
自由扩散和协助扩散统称为被动运输。
1）物质转移方向是高浓度到低浓度特点：
（2）需要载体蛋白的协助（）不需要消耗能量（3
曲线图：
载体蛋白数量的抑制运输速率浓度差例子葡萄糖进入红细胞
总结自由扩散，协助扩散的异同。
2.主动运输.
.
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。
如Na＋、K＋、Ca2＋的吸收。
特点：
（1）物质转移方向是低浓度到高浓度
（2）需要载体蛋白的协助
（3）需要消耗能量
曲线载体蛋白数量的抑制运输速率耗氧量各种无机盐离子，葡萄糖、氨基酸等小分子：
例子物质
总结物质跨膜运输的方式，两种被动运输的方式有什么异同，主动运输与被动运输的区别及对细胞生活的意义，并完成下表：
项目
自由扩散
协助扩散
主动运输
浓度
是否需载体蛋白
是否消耗能量
实例
（二）胞吞和胞吐1、胞吞：
当细胞摄取大分子时，首先是大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊泡进入细胞内部，这种现象叫胞吞。
2、胞吐：
细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细.
.
胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。
一、“物质跨膜运输方式”梳理
物质类别
物质出入细胞方式
物质运动方向
是否需要载体
是否耗能
影响因素
离子和小分子物质
被动运输
自由扩散
高浓度→低浓度
不需要
不耗能
膜内外物质的浓度差
协助扩散
高浓度→低浓度
需要
不耗能
膜内外物质的浓度差；膜上载体的种类和数量
主动运输
低浓度→高浓度
需要
耗能
载体的种类和数量；能量
颗粒和大分子物质
胞吞
细胞外→细胞内
不需要
耗能
能量
胞吐
细胞内→细胞外
不需要
耗能
说明：
①胞吞也称为内吞作用，胞吐也称为外排作用。
②凡影响产能的因素，如氧气浓度、温度等皆影响需能的运输方式。
二、“物质跨膜运输方式”巧判断
通过分析列表，不难发现，几种物质跨膜运输方式的异同主要体现在三个方面：
⑴运输是否需要能量供应；⑵运输是否需要载体协助；⑶物质浓度的高低。
归纳判别技巧如下。
首先看是否需要能量
其次看是否需要载体
具体跨膜运输方式
实例
不需
运动为被输
需要
为协助扩散
红细胞吸收葡萄糖等
不需要
自由扩散
）、尿素、脂溶性CO2、O2水分子，气体分子（
.
.
要
物质（苯、乙醇、甘油、脂肪酸）等
需要
为主动运输或胞吞、胞吐
需要
主动运输
小肠细胞吸收葡萄糖、氨基酸和无机盐等
不需要
胞吞（胞内→胞外）
变形虫的摄食，人体白细胞吞噬入侵的细菌、细胞碎片以及衰老的红细胞
外胞吐（胞→胞内）
抗体的分泌等
说明：
因为胞吐和胞吞是大分子物质出入细胞的主要方式，故通过比较分子的大小，也是判断跨膜方式的依据之一。
三、典例链接
例1.下列物质进出细胞的过程与线粒体密切相关的是（）。
①酒精被胃黏膜吸收②细胞与内环境进行气体交换③肾小管壁上皮细胞吸收原尿中的Na+④小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸
Ａ.①②B.③④Ｃ.②③④Ｄ.①②③④
【解析】线粒体是提供能量的细胞器。
因此，选项中的物质跨膜运输方式与能量是直接相关的。
①②属于自由扩散，是不需要能量供应的，③④属于主动运输，需要消耗能量。
【答案】B
例2.实验表明，K+不能通过磷脂双分子层的人工膜，但如果在人工膜中加入少量的缬氨霉素（含12个氨基酸的脂溶性抗生素）时，K+则可以通过膜从高浓度移向低浓度处，这种物质通过膜的方式是（）。
A.自由扩散B.协助扩散C.主动运输D.胞吞作用
【解析】由题意可知，K+通过膜的运输需要缬氨酶素，所以不是自由扩散；K+从高浓度向低浓度处扩散，而缬氨酶素不能提供能量，所以也不是主动运输。
可见，这里的缬氨酶素充当的是载体的作用，因此是协助扩散。
.
.
【答案】B
例3.新生儿小肠上皮细胞通过消耗ATP，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。
这两种物质分别被吸收到血液中的方式是
A.主动运输、主动运输B.胞吞、主动运输C.主动运输、胞吞D.被动运输、主动运输
【解析】小肠上皮细胞通过耗能来吸收营养物质，其运输方式不外乎主动运输或胞吞。
免疫球蛋白是分子量比较大的物质，不能发生跨膜运动。
只能通过胞吞的形式吸收。
半乳糖属于小分子单糖，是通过主动运输吸收的。
【答案】B
二．课堂练习
物质跨膜运输的方式
一、选择题
1．（2012·泉州高一期末）如图表示一个动物细胞内外不同离子的相对浓度，由图分析可知维持细胞内外浓度依靠（）
A．自由扩散．主动运输B.
.
C．协助扩散D．渗透作用
【解析】动物细胞内外不同离子的相对浓度存在差异，即存在浓度差，该浓度差的维持依靠主动运输。
【答案】B
2．（2013·山东省实验中学高一期末）关于概念图的分析正确的是（）
A．①和②所示的过程都需要消耗细胞内释放的能量
B．只有①所示的过程能逆浓度梯度运输物质
C．大分子只有通过①所示的过程才能进入细胞
D．蜜饯腌制时蔗糖进入细胞与过程①和②有关
【解析】图中①代表主动运输，②表示协助扩散，②过程需要载体，不消耗ATP；主动运输能逆浓度梯度运输物质；大分子物质以胞吞或胞吐的方式通过膜；蜜饯腌制时细胞已经死亡，细胞膜的选择透过性消失。
【答案】B
3．下图表示植物细胞正常生活过程中的细胞膜对物质的运输。
物质运输的方向如箭头所示，黑点的数量表示物质的浓度，则该物质可能是（）
.
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A．甘油B．叶绿素
＋．NaDC．花青素
【解析】此物质的运输方向是从低浓度到高浓度，由细胞内向细胞外，需要载体蛋白，而且消耗能量，是主动运输。
甘油的运输方式是自由扩散，叶绿素、花青素分别是存在于叶绿体、液泡中的色素，不在细胞间转运。
Na可由细胞内运输到细胞外，且运输方式是主动运输。
＋【答案】D
＋＋浓度低于细Na浓度高于细胞外，而O）人体肝细胞内CO分压和K分压和（2012·4．浙江高考22胞外，上述四种物质通过主动运输进入细胞的是（）
A．COB．O22＋＋．C．KNaD【解析】可通过肝细胞内外各种物质的关系作出判断，K逆浓度从细胞外进入到细胞内部，＋其跨膜运输方式为主动运输。
【答案】C
5．（2013·青岛高一检测）细胞内的生物大分子物质（如胃蛋白酶原）的出胞方式是（）
A．胞吐B．自由扩散
D．主动运输．协助扩散C
【解析】细胞膜是一种选择透过性膜，水分子以及细胞要选择吸收的离子、小分子物质可以通过，对于生物大分子物质，则不能以跨膜运输的方式进出细胞，只能以胞吞和胞吐的形式进出细胞。
【答案】A
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6．下图是植物根从土壤中吸收某矿质离子示意图。
据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为（）
A．自由扩散B．协助扩散
C．主动运输D．被动运输
【解析】本题考查了物质的运输方式。
根据图中信息：
需要载体，消耗能量以及由低浓度向高浓度运输，即可判定该离子跨膜进入根毛细胞的方式为主动运输。
【答案】C
7．下图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（）
A．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
【解析】由图可知，该物质跨膜速率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。
最后跨膜速率达到饱和，说明该物质运输还与膜上载体的数量有关。
水和甘油通过自由扩散进出细胞。
【答案】B
8．（2013·厦门高一期末）物质的跨膜运输对细胞的生存和生长至关重要。
如图为几种物质跨膜运输方式的示意图，请判断有关叙述中不正确的是（）
A．组成细胞膜的A、B两种物质通常不是静止的
B．丙物质跨膜运输方式中物质一般要从低浓度一侧向高浓度一侧运输
C．甲、乙、丙三种物质跨膜运输方式对于维持活细胞正常的生命活动均有重要意义
D．胆固醇跨膜运输以甲的方式进行是B物质的缘故
【解析】A物质是磷脂双分子层，所以脂溶性物质较易透过膜与该物质有关。
A、B两者都是运动的，它们是细胞膜流动性的基础；丙物质是通过主动运输的途径进出细胞，甲、乙、丙三种方式均与细胞的生命活动密切相关。
【答案】D
9．下图是几种物质进出细胞方式中运输速率与影响因素间的关系曲线图，下列与此图相关的叙述中，正确的是（）
.
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A．与水进出细胞相符的图有①③⑤
B．与葡萄糖进入红细胞相符的图有②④⑥
＋进入丽藻细胞相符的图有②③⑥KC．与D．与蛋白质进出细胞相符的图有②③⑥
【解析】分析题中曲线图可知，①为自由扩散，②为协助扩散或主动运输，③为自由扩散或协助扩散，④为主动运输，⑤为自由扩散，⑥为协助扩散或主动运输。
水进出细胞的方式为自由扩散，葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散，K进入丽藻细胞的方式为主动运输，蛋白质进出细胞的方式＋为胞吞、胞吐。
【答案】A
＋不能通过磷脂双分子层的人工膜，但如果在人工膜中加入少K）实验表明，10．（2012·泰安检测＋则可以通过膜从高浓度一侧移向低浓度一侧，时，K含12个氨基酸的脂溶性抗生素）量的缬氨霉素（这种物质通过膜的方式是（）
A．自由扩散B．协助扩散
D．胞吞C．主动运输
【解析】由题干知，缬氨霉素是一种含12个氨基酸的脂溶性抗生素，推知缬氨霉素属于蛋白质类物质。
结合K穿过膜是从高浓度一侧移向低浓度一侧，判断出K通过膜的方式是协助扩散。
＋＋【答案】B
二、非选择题
11．（2013·大连高一期末）如图甲表示跨膜运输的几种方式，图乙表示物质通过膜运输的速率（纵坐标）随环境中O浓度的变化。
2.
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甲乙
请据图回答：
（1）人的红细胞吸收葡萄糖、心肌细胞吸收O的跨膜运输方式依次是图甲中的________、2________。
（2）图甲中a和c的主要区别是______________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（3）图乙与图甲中的________代表的方式一致。
图中曲线出现BC段的主要原因是______________________________________________________________。
2＋＋、CHO的吸收显著减少，而K等物质的吸（4）若对离体的心肌细胞施用某种毒素，结果Ca6126收不受影响，其可能的原因是_______________________。
【解析】
（1）由甲图可判断a为主动运输，b为自由扩散，c为协助扩散。
因此这两种物质对应的运输方式分别为：
c、b。
（2）a（主动运输）与c（协助扩散）的主要区别有两点：
①a消耗能量，而c则不消耗能量，②a为逆浓度梯度运输，而c为顺浓度梯度运输。
（3）由题干信息：
物质运输速率随环境中氧气浓度的变化，即与细胞呼吸提供的能量有关，由此判断为主动运输，与甲图的a相符。
2的载体蛋白的生物活性有抑制作用，而对K、CHOCa（4）由题意知某种毒素对运载等的吸＋＋6612.
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收无影响。
【答案】
（1）cb
（2）a过程需要消耗ATP（或细胞代谢产生的能量），而c过程不需要消耗ATP（或细胞代谢产生的能量）；a过程是将物质从低浓度向高浓度运输，而c过程是将物质从高浓度向低浓度运输
2＋载体蛋白的活性（4）该毒素抑制了Ca（3）a载体蛋白的数量是有限的12．（2012·南昌调研）[实验探究]红细胞悬液为不透明的红色液体，而红细胞发生溶血（红细胞破裂）后，溶液会逐渐透明，所以可通过红细胞悬液澄清的速率判断红细胞溶血速率，进而根据红细胞溶血速率来判断物质进入红细胞的速率。
（1）实验目的：
判断葡萄糖和甘油进入红细胞的速率。
（2）试剂与用具：
稀释的羊的红细胞悬液、0.3mol/L的葡萄糖溶液、0.3mol/L的甘油溶液、试管、量筒、计时器、试管架、记号笔。
（3）实验步骤
第一步：
取两支试管，分别标记A、B。
第二步：
_______________________________________________________
____________________________________________________________。
第三步：
________________________________________________________
__________________________________________________________。
（4）结果、结论
①如果加入葡萄糖溶液的试管内溶液透明所用的时间短，说明_________________________________________________________________。
②如果________________________________________________________，
说明甘油比葡萄糖进入红细胞的速率快。
③如果__________________________________________________，
说明__________________________________________________________。
（5）实验思考
根据研究得知，0.3mol/L的葡萄糖溶液和0.3mol/L的甘油溶液都和血浆浓度相等，为什么还会使红细胞发生溶血？
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【解析】（3）由题干知，可根据红细胞悬液澄清的速率判断红细胞的溶血速率，进而判断物质进入细胞的速率，所以根据对照原则和单一变量原则设计实验步骤。
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（4）由于实验具有不确定性，即属于探究性实验，因此分析结果时要考虑全面。
即要考虑到甘油与葡萄糖进入红细胞的速率的快慢，预测结果有三种可能：
①甘油比葡萄糖快，②甘油比葡萄糖慢，③两者相同。
【答案】（3）分别量取0.3mol/L的葡萄糖溶液、0.3mol/L的甘油溶液各10mL，注入A、B两支试管分别量取1mL稀释的羊的红细胞悬液注入A、B两支试管中，同时开始计时，记录溶液由不透明到透明所用的时间
（4）①葡萄糖比甘油进入红细胞的速率快②加入甘油溶液的试管内溶液透明所用的时间短③两支试管内溶液透明所用的时间相同葡萄糖和甘油进入红细胞的速率相同
（5）由于葡萄糖和甘油都是细胞选择吸收的物质，所以会逐渐进入细胞，使细胞内的溶液浓度增大，细胞大量吸水，最终导致细胞涨破
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