2019-2020學年高中生物 第4章 第3節(jié) 物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞綄W案 新人教版必修1

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1、 第3節(jié)　物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞? [學習目標]　1.掌握物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞胶吞攸c。2.闡明主動運輸?shù)奶攸c以及對細胞生命活動的重要意義，比較主動運輸和被動運輸?shù)牟煌?.說明“胞吞和胞吐”與生物膜流動性的關(guān)系。 知識點一　被動運輸與主動運輸 知識梳理 1.被動運輸 (1)概念：物質(zhì)進出細胞時順濃度梯度的擴散，稱為被動運輸。 (2)類型：自由擴散和協(xié)助擴散。 (3)自由擴散 ①概念：物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞，叫做自由擴散。 ②特點：a.順濃度梯度；b.不消耗能量；c.不需要載體蛋白協(xié)助。 ③實例：水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等物質(zhì)可以通過自由擴散進出細胞。 ④影響因素：

2、細胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差。 ⑤曲線分析 (4)協(xié)助擴散 ①概念：進出細胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴散，叫做協(xié)助擴散。 ②特點：a.順濃度梯度；b.不消耗能量；c.需要載體蛋白協(xié)助。 ③實例：血漿中葡萄糖進入紅細胞。 ④影響因素：a.細胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差；b.細胞膜上載體蛋白的種類和數(shù)量。 ⑤曲線分析 a．P點之前，運輸速率主要受膜兩側(cè)物質(zhì)濃度差的影響。 b．P點之后，運輸速率不變的原因是膜上載體蛋白數(shù)量有限。 2．主動運輸 (1)概念：物質(zhì)進出細胞時，從低濃度一側(cè)運輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)，需要載體蛋白的協(xié)助，同時還需要消耗細胞內(nèi)化學反應所釋放的能量，這種方式叫做主動運輸。

3、(2)特點：①逆濃度梯度運輸；②需要能量；③需要載體蛋白的協(xié)助。 (3)實例：小腸絨毛上皮細胞對Na＋、K＋、葡萄糖、氨基酸等的吸收。 (4)影響因素：①細胞外物質(zhì)濃度；②載體蛋白；③能量。 (5)曲線分析 ①圖A中，P點之前運輸速率主要受物質(zhì)濃度影響，P點之后受膜上載體蛋白數(shù)量或能量的限制。 ②圖B中，Q點的物質(zhì)運輸由無氧呼吸提供能量，P點之后受膜上載體蛋白數(shù)量的限制。 ③圖C中，P點之前運輸速率受能量的影響，P點之后受載體蛋白數(shù)量的限制。 (6)生理意義：保證活細胞按照生命活動的需要，主動選擇吸收所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對細胞有害的物質(zhì)。 　1.同一種物質(zhì)進出不

4、同細胞的方式相同嗎？ 提示：不一定相同。如葡萄糖進入紅細胞的方式為協(xié)助擴散，而進入小腸絨毛上皮細胞的方式為主動運輸。 2．細胞膜上的載體蛋白有何特點？ 提示：具有特異性：不同物質(zhì)的載體蛋白不同，不同細胞膜上載體蛋白的種類和數(shù)量也不同；具有飽和性：當細胞膜上的載體蛋白達到飽和時，細胞吸收該物質(zhì)的速率不再隨物質(zhì)濃度的增大或能量的增多而增大。 3．從主動運輸?shù)臈l件角度分析，與主動運輸有直接關(guān)系的細胞器有哪些？ 提示：能量—線粒體，載體蛋白—核糖體。 典題分析 題型一　辨析主動運輸和被動運輸 [例1]　(2016·全國卷Ⅰ)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

5、放的能量跨膜運輸離子。下列敘述正確的是(　　) A．離子通過離子泵的跨膜運輸屬于協(xié)助擴散 B．離子通過離子泵的跨膜運輸是順著濃度梯度進行的 C．動物一氧化碳中毒會降低離子泵跨膜運輸離子的速率 D．加入蛋白質(zhì)變性劑會提高離子泵跨膜運輸離子的速率 解題分析　根據(jù)題文可知，離子泵既可以提供能量，也可以作為載體，因此若離子通過離子泵跨膜運輸，此種運輸方式應該屬于主動運輸，A錯誤；由于離子通過離子泵的跨膜運輸是主動運輸，因此是逆濃度梯度運輸，B錯誤；一氧化碳與血紅蛋白結(jié)合導致體內(nèi)氧氣減少，影響有氧呼吸，從而影響ATP的產(chǎn)生，因此動物一氧化碳中毒會降低離子泵的跨膜運輸速率，C正確；加入蛋白質(zhì)變性

6、劑會導致載體蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，因此會降低離子泵跨膜運輸離子的速率，D錯誤。 答案　C [例2]　如圖為氨基酸和Na＋進出腎小管上皮細胞的示意圖。如表選項中正確的是(　　) 解題分析　由圖可知，管腔中的氨基酸逆濃度梯度進入上皮細胞，屬于主動運輸，氨基酸出上皮細胞是順濃度梯度進行，屬于被動運輸；而管腔中的Na＋順濃度梯度進入上皮細胞，屬于被動運輸，Na＋逆濃度梯度出上皮細胞，進入組織液，屬于主動運輸，D正確。 答案　D 技法提升 (1)判斷物質(zhì)進細胞還是出細胞時，要先判斷細胞膜的內(nèi)外。方法有兩種，一是根據(jù)糖蛋白的分布，糖蛋白位于細胞膜的外側(cè)；二是根據(jù)能量產(chǎn)生的位置，產(chǎn)生能量的一

7、側(cè)為細胞內(nèi)。 (2)同一種物質(zhì)進出不同細胞的運輸方式不一定相同，關(guān)鍵看濃度和能量。逆濃度梯度且需要能量為主動運輸。 題型二　影響物質(zhì)跨膜運輸因素的分析 [例3]　如圖1～4表示物質(zhì)濃度或氧氣濃度與物質(zhì)跨膜運輸速率間關(guān)系的曲線圖。下列相關(guān)敘述，不正確的是(　　) A．如某物質(zhì)跨膜運輸?shù)乃俾士捎脠D1與3表示，則該物質(zhì)不應為葡萄糖 B．如某物質(zhì)跨膜運輸?shù)乃俾士捎脠D2與3表示，則該物質(zhì)可能是葡萄糖 C．限制圖中A、C兩點的運輸速率的主要因素不同，B、D兩點的限制因素有共同點 D．將圖2與4的曲線補充完整，曲線的起點應從坐標系的原點開始 解題分析　圖1表示影響因素為物質(zhì)濃度，運輸方式

8、為自由擴散；圖2表示影響因素為物質(zhì)濃度和載體蛋白數(shù)量或能量，運輸方式為協(xié)助擴散或主動運輸；圖3說明該物質(zhì)運輸不消耗能量，運輸方式為被動運輸；圖4表示影響因素為能量和載體蛋白，該運輸方式為主動運輸。葡萄糖進入細胞的方式為協(xié)助擴散或主動運輸，A、B正確；限制圖中A、C兩點的運輸速率的主要因素分別是物質(zhì)濃度和O2濃度，B、D兩點的限制因素都有載體的數(shù)量，C正確；圖4中曲線的起點不能從坐標系的原點開始，因為無氧呼吸也能提供能量，D錯誤。 答案　D 技法提升 利用曲線圖判斷物質(zhì)出入細胞的方式時，要注意： (1)會識圖，要理解橫坐標和縱坐標的含義：橫坐標是自變量，縱坐標是因變量，即縱坐標隨著橫坐標

9、的變化而變化。 (2)會判斷曲線中的限制因素。在曲線的上升階段，限制增長的因素是橫坐標所表示的因子。當曲線不再上升時，限制其增長的因素需要從內(nèi)部因素和外部因素兩個方面考慮。 知識點二　大分子物質(zhì)的運輸——胞吞和胞吐 知識梳理 1.胞吞和胞吐 (1)胞吞：大分子附著在細胞膜表面，這部分細胞膜內(nèi)陷形成小囊，包圍著大分子。然后小囊從細胞膜上分離下來，形成囊泡，進入細胞內(nèi)部。 (2)胞吐：細胞需要外排的大分子，先在細胞內(nèi)形成囊泡，然后移動到細胞膜處，并與之融合將大分子排出細胞。 (3)胞吞、胞吐體現(xiàn)了細胞膜的流動性。 (4)條件：需要消耗能量。 (5)實例 ①胞吞：白細胞吞噬病菌；

10、變形蟲攝取食物顆粒等。 ②胞吐：分泌蛋白的分泌等。 2．物質(zhì)進出細胞運輸方式的比較 　1.通過胞吞和胞吐進出細胞的物質(zhì)需要穿越幾層膜？ 提示：0層。胞吞和胞吐是借助于膜的融合完成的，并沒有穿過膜。 2．RNA和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)進出細胞核屬于胞吞胞吐嗎？ 提示：不屬于。RNA和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)是通過核孔進出細胞核的，而不是通過胞吞、胞吐方式。 典題分析 題型三　關(guān)于胞吞和胞吐的考查 [例4]　如圖所示為細胞對大分子物質(zhì)“胞吞”和“胞吐”的過程。下列與此有關(guān)的敘述正確的是(　　) A．a(chǎn)與b過程均以膜的選擇透過性為基礎(chǔ) B．a(chǎn)過程不需要載體蛋白協(xié)助 C．b過

11、程不需要細胞供能 D．b是細胞排泄所有廢物的基本方式 解題分析　細胞對大分子物質(zhì)的胞吞或胞吐都離不開囊泡的形成，這都依賴于膜的流動性，不是選擇透過性，A錯誤；胞吞不需要載體蛋白協(xié)助，B正確；胞吐和胞吞都需要消耗能量，C錯誤；細胞內(nèi)的代謝廢物，如二氧化碳、尿素等，這些小分子物質(zhì)的排出方式不是胞吐，D錯誤。 答案　B 題后歸納 (1)消耗能量的運輸方式除主動運輸外，不要漏掉胞吞、胞吐。 (2)小分子跨膜運輸體現(xiàn)了膜的功能特點——選擇透過性；胞吞和胞吐體現(xiàn)了膜的結(jié)構(gòu)特點——流動性。 (3)大分子胞吞、胞吐過程中穿過的生物膜層數(shù)為0層。 題型四　物質(zhì)進出細胞方式的判斷 [例5]　依據(jù)

12、模式圖確認物質(zhì)出入細胞的方式及影響因素。 (1)填寫以下有關(guān)物質(zhì)運輸方式及結(jié)構(gòu)的名稱： 圖①________；圖②________；圖③________；a________；圖④________________。 (2)寫出圖①～④中影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩兀? A．圖中僅受“濃度差”制約的為圖________。 B．加入載體蛋白活性抑制劑處理，會受影響的是圖________。 C．加入呼吸酶抑制劑處理，會受影響的是圖________。 (3)甘油分子跨膜運輸遵循圖________所示模式，紅細胞吸收葡萄糖與圖________所示模式一致，多數(shù)離子跨膜運輸方式應為圖_______

13、_所示模式。 (4)蛋白質(zhì)的釋放應符合圖________所示模式，該模式________(填“需要”或“不需要”)消耗能量，其運輸機制與膜的________有關(guān)。 解題分析　(1)圖①：物質(zhì)通過生物膜從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)擴散，不需要載體，不需要能量，為自由擴散。圖②：物質(zhì)通過生物膜從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)擴散，需要載體，不需要能量，為協(xié)助擴散。圖③：物質(zhì)通過生物膜從低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)運輸，需要載體，需要能量，為主動運輸。圖④：大分子物質(zhì)進出細胞是胞吞和胞吐作用，需要消耗能量。 (2)A.僅受濃度差影響的為自由擴散。 B．載體蛋白活性抑制劑抑制載體蛋白的作用，影響協(xié)助擴散和主動運

14、輸。 C．呼吸酶抑制劑抑制呼吸產(chǎn)能，影響主動運輸和胞吞、胞吐作用。 (3)甘油運輸屬于自由擴散，紅細胞吸收葡萄糖為協(xié)助擴散，多數(shù)離子運輸方式為主動運輸。 (4)蛋白質(zhì)屬于大分子，運輸方式為胞吞、胞吐，與膜的流動性有關(guān)。 答案　(1)自由擴散　協(xié)助擴散　主動運輸　載體蛋白　胞吞和胞吐作用　(2)①?、冖邸、邰堋?3)①?、凇、邸?4)④　需要　流動性 技法提升 快速判斷物質(zhì)進出細胞的方式 (1)結(jié)合實例直接進行判斷。 (2)根據(jù)物質(zhì)運輸方式所需條件進行判斷。 當堂檢測——查漏補缺　鞏固提升 1．(2015·上海高考)如圖顯示物質(zhì)P和Q跨膜出細胞，下列敘述正確的是(　　

15、) A．物質(zhì)P可能是氧氣 B．物質(zhì)Q一定是水分子 C．物質(zhì)P和Q出細胞都需要載體 D．物質(zhì)P和Q出細胞未必都消耗能量 答案　D 解析　氧氣的運輸方式是自由擴散，而物質(zhì)P出細胞是由低濃度到高濃度的主動運輸，A錯誤；水分子的運輸方式是自由擴散，可用物質(zhì)Q表示，但物質(zhì)Q不一定是水，B錯誤；物質(zhì)P出細胞需要載體蛋白，物質(zhì)Q出細胞是被動運輸，包括自由擴散和協(xié)助擴散，而自由擴散不需要載體蛋白，C錯誤；物質(zhì)P的運輸方向是低濃度到高濃度，表示主動運輸，需要消耗能量，物質(zhì)Q的運輸方向是高濃度到低濃度，可表示被動運輸，不一定消耗能量，D正確。 2．下圖中“●”表示進入細胞的物質(zhì)，該物質(zhì)進入細胞的

16、方式是(　　) A．滲透 B．協(xié)助擴散 C．主動運輸 D．胞吞 答案　B 解析　由圖中信息可知，該物質(zhì)的運輸方向是由高濃度到低濃度，且需要載體蛋白的參與，因此該物質(zhì)的運輸方式為協(xié)助擴散。 3．下列屬于主動運輸?shù)氖?　　) A．動物肺泡細胞釋放CO2 B．蔗糖通過植物細胞的細胞壁 C．苯分子進入人的皮膚細胞 D．麗藻細胞吸收SO的過程 答案　D 解析　動物肺泡細胞釋放CO2的方式是自由擴散，A錯誤；植物細胞壁是全透性的，蔗糖不以主動運輸?shù)姆绞酵ㄟ^細胞壁，B錯誤；苯是脂溶性物質(zhì)，苯分子通過自由擴散進入人的皮膚細胞，C錯誤；植物細胞吸收無機鹽離子的方式是主動運輸，D

17、正確。 4．浸入1 mol·L－1 KNO3溶液中的洋蔥表皮細胞，會發(fā)生質(zhì)壁分離和自動復原的現(xiàn)象，此過程中沒有發(fā)生(　　) A．主動運輸 B．協(xié)助擴散 C．自由擴散 D．滲透作用 答案　B 解析　浸入1 mol·L－1的KNO3溶液中的洋蔥表皮細胞，首先會通過滲透作用失水，本質(zhì)是水的自由擴散，由于K＋、NO可以通過主動運輸?shù)男问竭M入細胞，所以內(nèi)部溶質(zhì)濃度會不斷增大，當大于外界溶液濃度時，就會吸水，導致質(zhì)壁分離復原。 5．吞噬細胞能夠吞噬衰老的細胞以及侵入人體的病原菌，對這一過程的認識正確的是(　　) A．消耗ATP，體現(xiàn)了細胞膜的流動性和選擇透過性 B．消耗ATP，體現(xiàn)了細

18、胞膜的流動性和識別功能 C．不消耗ATP，吞噬的動力來源于膜的流動性 D．不消耗ATP，吞噬過程的實質(zhì)是病原菌的入侵 答案　B 解析　吞噬細胞能夠吞噬衰老的細胞以及侵入人體的病原菌，屬于胞吞，需要消耗能量，體現(xiàn)了細胞膜的流動性和識別功能。 6．如圖為物質(zhì)出入細胞的四種方式示意圖，請據(jù)圖回答： (1)圖中A表示________方式，B表示________方式，C表示________方式，D表示________方式。 (2)Na＋、甘油和葡萄糖三種物質(zhì)中，通過B方式進入紅細胞的是________。 (3)與A方式相比，B方式的主要特點是需要借助_________________

19、_，該物質(zhì)是在細胞內(nèi)的________上合成的。 (4)胰島B細胞分泌胰島素是通過________(填字母)方式進行的，該種運輸方式也體現(xiàn)出細胞膜__________________的特點，穿膜層數(shù)為________。 (5)若在細胞中注入某種呼吸抑制劑，________(填字母)方式將會受到較大影響。 答案　(1)自由擴散　協(xié)助擴散　主動運輸　胞吐 (2)葡萄糖 (3)載體蛋白　核糖體 (4)D　具有一定的流動性　0 (5)C、D 解析　(1)A從高濃度到低濃度，不需要載體和能量，表示自由擴散；B圖中物質(zhì)的運輸方向是高濃度運輸?shù)降蜐舛?，需要載體，不需要能量，表示協(xié)助擴散；C圖中物質(zhì)的運輸方向是低濃度運輸?shù)礁邼舛龋枰d體和能量，屬于主動運輸；D圖中生物大分子形成囊泡，以胞吐的方式出細胞。 (2)葡萄糖以協(xié)助擴散方式進入紅細胞。 (3)B與A相比需要載體參與。載體屬于蛋白質(zhì)，在核糖體上合成。 (4)胰島素的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，分泌過程屬于胞吐，體現(xiàn)了細胞膜有流動性，胞吞、胞吐是借助于膜的融合完成的，穿膜層數(shù)為0。 (5)主動運輸和胞吞、胞吐需要消耗能量；若在細胞中注入某種呼吸抑制劑，影響供能，則會影響主動運輸和胞吞、胞吐。 - 11 -