【课标要求】物质出入细胞的方式。
【考向瞭望】物质跨膜运输方式的探究、判断与应用。 【知识梳理】一、物质跨膜运输的方式:(一)被动运输:1、自由扩散:不需要载体和能量,如水、CO2、O2、甘油、乙醇等。2、协助扩散:需要载体,但不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖。
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(二)主动运输:既需要载体协助,又需要消耗能量,如细胞吸收K、Na、Ca、氨基酸等。
(三)物质跨膜运输的方式说明生物膜结构特征是流动性,功能特性是选择透过性。 (四)大分子物质以胞吞和胞吐方式进出细胞,这与细胞膜的流动性有关,但不属于跨膜运输。
二、三种物质出入细胞方式的图例比较 外 细胞膜 内 外 细胞膜 内 外 细胞膜 内 载体 载体 ATP
自由扩散 协助扩散 主动运输
三、主动运输的意义:在细胞的生命活动过程中,主动运输起到了重要作用,它使细胞能主动地从外界吸收被选择的物质,供生命活动利用。同样,细胞也能利用主动运输把新陈代谢产物排出细胞外。总之,细胞通过主动运输,摄取、积累物质以及不断排出代谢废物,从而维持细胞组成成分的动态稳定,保证生命活动的正常进行。
四、影响跨膜运输的因素
(一)影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。
(二)影响协助扩散的因素:1、细胞膜内外物质的浓度差。2、细胞膜上运载物质的载体数量。
(三)影响主动运输的因素:1、载体:是细胞膜上的一类蛋白质。(1)载体具有特异性,不同物质的载体不同,不同生物细胞膜上载体的种类和数目也不同。(2)载体具有饱和现象,当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时,细胞吸收该载体运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。
2、能量:凡能影响细胞内产生能量的因素,都能影响主动运输,如氧气浓度、温度等。 (四)影响物质运输速度的曲线分析
1、物质浓度(在一定浓度范围内)对运输速率的影响曲线:(1)自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧,其动力是两侧溶液的浓度差,在一定浓度范围内,随物质浓度的增大,其运输速率与物质浓度成正比。(2)协助扩散或主动运输的共同点是都需要载体协助,在物质浓度较低时,随物质浓度的增大,运输速率也逐渐增大,到达一定物质浓度时,由于受膜上载体数量的限制,运输速率不再随浓度增大而增大。
2、氧气浓度对物质运输速率的影响曲线:(1)自由扩散和协助扩散统称为被动运输,其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧,其运输的动力都是浓度差,不需要能量,因此与氧气浓度无关,运输速率不随氧气浓度增大而改变。(2)主动运输方式既需要载体协助又需要消耗能量。在氧气浓度为零时,通过细胞无氧呼吸供能,但无氧呼吸产生能量较少所以运输速率较低,在一定范围内随氧气浓度升高,有氧呼吸加强,产生的能量逐渐增多,所以运输速率不断加快,当氧气浓度足够高时,能量供应充足,但由于受到载体数量的限制,运
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输速率不再随氧气浓度增大而加快。
3、图像如下
运输速率运输速率运输速率运输速率 O
O 物质浓度 物质浓度 O O2浓度 O 自由扩散 协助扩散或主动运输 自由扩散或协助扩散 【思考感悟】要确定某种物质的运输方式,关键应该抓住那些方面?
(1)分析被运输的物质是否通过细胞膜;(2)明确被运输物质微粒的性质(大分子、小分子、离子);(3)分析物质通过细胞膜的转运方向,是否需要载体协助,是否需要消耗能量。
【基础训练】1、取四株大小与长势一致的番茄幼苗,分别培养在盛有等量完全培养液的培养瓶中,然后将其中两株番茄幼苗的地上部分同时剪去。装置如图。
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(1)实验中,向甲、丙两瓶持续充入空气,测量四只培养瓶内溶液中的K含量,请用坐标轴曲线表示甲、丁两瓶的结果(画在上框内)。
(2)植物吸收矿质元素的主要方式是主动运输,这一观点可通过甲、乙(或丙、丁)两装置的实验加以验证。
(3)经过一定时间后,如果甲瓶中的番茄幼苗出现了萎蔫现象,其原因可能是蒸腾作用大量失水,培养液浓度增高,大于根毛细胞液浓度,所以根毛细胞不能吸水甚至失水。
2、神经细胞间可以通过一种特殊的介质来传递信息,含有传递分子的囊泡与神经细胞内的质膜融合之后再打开,将传递分子释放到神经细胞之外,这属于( C )
A、主动运输 B、协助扩散 C、胞吐 D、胞吞
3、实验发现,葡萄糖进入红细胞时,如果使用药物限制蛋白质的活性,则葡萄糖的运输速率迅速下降,如果减少能量的供应,却对运输没有影响。由此推断葡萄糖进入红细胞的方式是( C )
A、自由扩散 B、主动运输 C、协助扩散 D、逆浓度梯度运输
【高考模拟】 4、(2008广东生物2)甲、乙两种物质分别依赖自由扩散(简单扩散)和协助扩散进入细胞,如果以人工合成的无蛋白质磷脂双分子膜代替细胞膜,并维持其他条件不变,则( D )
A、甲运输被促进 B、乙运输被促进 C、甲运输被抑制 D、乙运输被抑制
5、(2006广东高考)夏季高温时段,用较低温度的地下水灌溉,容易导致农作物萎蔫。其主要原因是( D )
A、叶片蒸腾剧烈,水分散失快 B、植物体温度下降,气孔关闭 C、根系对矿质元素吸收减少 D、根系渗透吸水下降
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O2浓度 主动运输
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