被动运输.docx

第3课时　物质跨膜运输的方式

知识点
教学突破策略
学习技巧点拨
1.举例说明物质进出细胞的方式

以多媒体课件及视频形式展开教学,从而加深学生对各种物质进出细胞方式的理解

加深对所学知识的理解从物质运输的种类及运输方式的异同上进行比较、分析
2.影响物质跨膜运输的因素

展示几种物质跨膜运输方式的曲线图,培养学生读图、识图能力

通过观察、比较,对各种运输方式有一个整体的认识

物质进出细胞的方式有①_______运输和②_______运输两种方式，此外还有其他运输方式。
被动运输——包括③________和④________
（一）自由扩散:物质通过简单的⑤________进出细胞。
方向：物质分子从⑥________一侧运动到⑦________一侧。
条件：该物质在细胞膜两侧的溶液中存在⑧________。
举例⑨___________________________________________。
（二）协助扩散：进出细胞的物质借助⑩________的扩散。
方向：物质分子从________一侧运动到________一侧
条件：该物质在细胞膜两侧的溶液中有______，且有_____的协助。
举例__________________________________________。
二、主动运输
1. 物质分子从______一侧运动到______一侧，需要有______的协助，同时还需要消耗细胞内__________。
方向：物质分子从________一侧运动到________一侧。
条件：需要________的协助，同时还需要化学反应所释放的__________。
2.意义：动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中,保证了活细胞能够按照______的需要,主动选择吸收所需要的_______物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质。
二、蛋白质等大分子物质进出细胞的方式
1.当细胞摄取大分子物质时,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,包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来,形成　　　　,进入细胞内部,这种现象叫作　　　　。 
2.细胞需要外排大分子物质时,大分子物质先在细胞内形成　　　　,囊泡移动到细胞膜处,与　　　　融合,将大分子排出细胞,这种现象叫作　　　　。 
　答案：①跨膜运输 ②非跨膜　③主动运输　④被动运输　⑤扩散⑥高浓度 ⑦低浓度　⑧浓度差　⑨H2O、CO2、脂溶性物质等 ⑩载体蛋白 高浓度 低浓度 浓度差 载体蛋白 红细胞吸收葡萄 低浓度 高浓度 载体蛋白 能量低浓度 高浓度 载体蛋白 能量 生命活动 营养　囊泡　胞吞　囊泡　细胞膜　胞吐

1.有一种物质能顺浓度梯度进出细胞,但却不能顺浓度梯度进出无蛋白质的磷脂双分子层膜。这种物质出入细胞膜的方式是(　　)。
A.自由扩散　　　　　　B.协助扩散
C.主动运输 D.胞吞、胞吐
【解析】由题意可知,该物质顺浓度梯度进出细胞,且需要细胞膜上蛋白质的协助,其出入细胞膜的方式为协助扩散。
【答案】B
2.下列各项生理活动中,不需要消耗能量的是(　　)。
A.胰腺细胞分泌胰蛋白酶
B.K+进入根表皮细胞
C.葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞
D.葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞
【解析】胰腺细胞分泌胰蛋白酶为胞吐,要消耗能量;K+进入根表皮细胞为主动运输,要消耗能量;葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞为主动运输,要消耗能量;葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞为协助扩散,需要载体,不需要消耗能量。
【答案】D
3.苏丹Ⅳ是一种致癌的有机染料,某地区的一些养殖户用掺入苏丹Ⅳ的饲料喂养蛋鸭,结果产出了有毒的“红心”鸭蛋。由此推断,苏丹Ⅳ能进入卵黄,说明它可能是(　　)。
A.脂溶性物质,进入方式是主动运输
B.脂溶性物质,进入方式是被动运输
C.水溶性物质,进入方式是主动运输
D.水溶性物质,进入方式是被动运输
【解析】苏丹Ⅳ是一种致癌的有机染料,动物细胞膜上不可能具有其载体蛋白,因此苏丹Ⅳ进入卵黄是被动运输,也说明其是脂溶性的物质。
【答案】B
4.某物质从高浓度向低浓度跨膜运输,该过程(　　)。
A.没有载体参与　　　　B.为自由扩散
C.为协助扩散 D.是被动运输
【解析】物质从高浓度向低浓度跨膜运输,属于被动运输,包括自由扩散和协助扩散,两者的区别是协助扩散需要载体蛋白的协助。
【答案】D

知识点一:认识几种物质进出细胞的方式
1.自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？
不需要。都是顺浓度梯度的跨膜运输，动力来自于细胞内外物质的浓度差，所以统称为被动运输。
2.自由扩散与协助扩散有什么异同？
相同: 都是顺浓度的梯度跨膜运输，不需要消耗能量
不同： 自由扩散不需要载体蛋白的协助

协助扩散需要载体蛋白的协助
3、物质为什么能逆浓度进入？
为了能维持生命活动的正常进行，生物体主要靠主动运输来获取营养物质。

4.根据内容,完成表格中自由扩散、协助扩散和主动运输等相关内容。
物质出入细胞的方式
细胞膜内外物质浓度的高低
是否需要载体
是否需要能量
举例
被动运输
自由
扩散
①
②
③
④
协助
扩散
⑤
⑥
⑦
⑧
主动运输
⑨
⑩

答案:①自由扩散　②高浓度→低浓度　③需要　④不需要　⑤低浓度→高浓度　⑥需要　⑦需要
5.大分子物质进出细胞通过什么方式?是否需要消耗能量?
答案:大分子物质通过胞吞进入细胞,通过胞吐排出细胞,都需要消耗能量。

知识总结
在对几种物质进出细胞的方式进行比较时,注意要从浓度差方向、能量、交换方式与膜结构等方面入手。应注意自由扩散、协助扩散和主动运输都是将细胞要选择吸收的物质从细胞膜的一侧运到另一侧,即进行的是跨膜运输方式。

例1　下图为物质进出细胞的两种方式,对该图的理解正确的是(　　)。

A.Ⅰ和Ⅱ分别表示协助扩散和主动运输
B.氧、性激素是以Ⅱ方式进入细胞的
C.水、二氧化碳、氧气是以Ⅰ方式进入细胞的
D.Ⅰ和Ⅱ分别表示胞吞和胞吐
【解析】Ⅰ和Ⅱ分别表示自由扩散和主动运输,A、D项错误;氧属于气体,性激素属于脂质类小分子物质,都以Ⅰ方式进入细胞,B项错误;水、二氧化碳和氧气以Ⅰ方式即自由扩散进入细胞,C项正确。
【答案】C

知识点二:影响物质运输速率的因素
1.物质浓度

2.氧气浓度

例2　某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有如图所示四种关系,分别用四种曲线表示,在研究具体的物质X时,发现与曲线②和④相符,试问细胞膜运输物质X的方式是(　　)。

A.主动运输　　　　　B.自由扩散
C.胞吞和胞吐 D.无法判断
【解析】主动运输的特点是需要载体和能量,因此与曲线②和④相符;自由扩散的动力是浓度差,不需要载体和能量,因此与①和③相符;胞吞和胞吐体现细胞膜的流动性,需要能量,因此与曲线④相符。
【答案】A
技巧归纳
物质跨膜运输的方式不同,其特点及影响因素也会有差异。一般而言,若改变某因素后,某物质的跨膜运输没有受到影响,则可说明该因素不是(或不再是)该物质跨膜运输的影响因素。

1.将洋葱表皮细胞放置在不同浓度的物质M溶液中,并测定洋葱表皮细胞吸收M的速率,结果如下图所示。对结果的解释最合理的是(　　)。

A.细胞吸收M的方式为自由扩散
B.细胞吸收M的方式为主动运输
C.细胞吸收M需载体蛋白的参与
D.细胞吸收M所需能量供应不足
【解析】从柱形图分析,物质M溶液的浓度不影响洋葱表皮细胞吸收M的速率,说明细胞对M的吸收方式不是自由扩散;通入空气也不影响洋葱表皮细胞吸收M的速率,说明洋葱表皮细胞吸收M与能量无关;综上所述,能够影响细胞吸收M的因素是载体蛋白。
【答案】C
2.下列关于植物细胞通过主动运输吸收所需矿质元素离子的叙述,正确的是(　　)。
A.吸收不同矿质元素离子的速率都相同
B.低温不影响矿质元素离子的吸收速率
C.主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中
D.叶肉细胞不能以主动运输方式吸收矿质元素离子
【解析】植物吸收矿质元素离子是通过主动运输进行的,这种方式的特点是需要载体及细胞呼吸提供的能量。由于不同矿质元素离子在植物体内的含量及在细胞膜表面的载体数量不一定相同,所以吸收的速率也不一定相同,A项错误;低温影响呼吸作用中酶的活性,也就会影响能量的供应,从而影响矿质元素离子的吸收速率,B项错误;只有活细胞才能提供能量用于吸收矿质元素离子,C项正确;叶肉细胞是正常的植物细胞,吸收矿质元素离子通过主动运输方式,D项错误。
【答案】C
3.下列有关物质跨膜运输的叙述,正确的是(　　)。
A.葡萄糖跨膜运输不需要载体蛋白
B.变形虫摄食利用了胞吞作用
C.相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞
D.需要载体协助的物质运输都是主动运输
【解析】本题主要考查物质跨膜运输方式,对葡萄糖的吸收不管是主动运输还是协助扩散都需要载体蛋白的协助,故A、D项错误;C项中离子的吸收大多为主动运输。
【答案】B
4.下图为细胞对大分子物质进行“胞吞”和“胞吐”的过程。下列与此有关的叙述,错误的是(　　)。

A.a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生
B.a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成
C.b在细胞分泌的同时导致膜成分的更新
D.b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式
【解析】细胞排出的代谢废物和摄取的养分都是小分子物质,其运输方式为自由扩散、协助扩散和主动运输。
【答案】D
5、图1表示物质出入细胞膜的几种方式;图2表示用相同的培养液培养水稻和番茄一段时间后,测得的培养液中各种离子的浓度。请据图回答下面的问题:

(1)图1中的A代表　　　　分子,B代表　　　　　　;细胞间的识别与膜上的　　　　有密切关系。 
(2)动物细胞吸水膨胀时,图1中B的厚度会变小,这说明B具有一定的　　　　性。 
(3)在图1中a~e的五种过程中,代表被动运输的是　　　,能表示氧气运输过程的是　　　　,能表示K+从血浆进入红细胞的过程是　　　　。 
(4)从图2中可以看出番茄生长过程中需求量最大的离子是　　　　,水稻需求量最大的离子是　　　　,说明不同植物细胞对离子的吸收具有　　　　性,这与细胞膜上的　　　分子有关。 
(5)水稻培养液中的Mg2+和Ca2+浓度高于初始浓度,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 
【答案】(1)蛋白质(载体蛋白)　磷脂双分子层　糖蛋白(或糖被)　(2)流动　(3)bcd　b　a　(4)Ca2+　SiO44-　选择　载体蛋白　(5)水稻吸收水分的比例大于吸收Mg2+和Ca2+的比例

1.下图表示物质P和Q跨膜出细胞,下列叙述正确的是(　　)。

A.物质P可能是氧气
B.物质Q一定是水分子
C.物质P和Q出细胞都需要载体
D.物质P和Q出细胞未必都消耗能量
【解析】物质P从细胞内(低浓度)向细胞外(高浓度)运输,为主动运输,而氧气的运输方式为自由扩散,A项错误。物质Q从细胞内(高浓度)向细胞外(低浓度)扩散,其运输方式为自由扩散或协助扩散,但物质Q可能为水分子,也可能是二氧化碳、脂质小分子等,B项错误。主动运输需要载体,自由扩散不需要,C项错误。物质P运出细胞为主动运输,需要消耗能量,而物质Q运出细胞顺浓度梯度进行,不需要消耗能量,D项正确。
【答案】D
2.下列物质或分子的运输不需要消耗能量的一组的是(　　)。
A.水分子和甘油分子
B.氨基酸分子和葡萄糖分子
C.氧气分子和钾离子
D.大分子或颗粒物质
【解析】水和甘油分了的运输方式为自由扩散,不消耗能量。
【答案】A
3.下图表示小肠绒毛上皮细胞中的细胞膜对不同物质的转运(每种转运的方向由箭头表明,黑点的数量代表每种物质的浓度),下列叙述正确的是(　　)。

A.a物质可能是甘油,b物质可能是葡萄糖
B.a物质可能是水,b物质可能是甘油
C.a物质可能是胆固醇,b物质可能是氧气
D.a物质可能是葡萄糖,b物质可能是氨基酸
【解析】分析图中信息可知,a顺浓度梯度运输不需要载体,为自由扩散;b逆浓度梯度运输,需要载体且耗能,为主动运输。甘油、氧气都是以自由扩散的方式运输,B、C项错误;葡萄糖不可能以自由扩散方式运输,D项错误。
【答案】A
4.甲、乙分别为物质进出细胞的坐标图和模式图,下列相关说法正确的是(　　)。

A.甲、乙所代表的物质运输方式没有共同点
B.图乙的物质运输方式体现了细胞膜的结构特点
C.图乙所示的细胞可能是哺乳动物成熟红细胞
D.抗体的分泌过程可用图乙中的跨膜运输方式表示
【解析】甲、乙所代表的物质运输方式都需要载体,体现了细胞膜的功能特性——选择透过性;哺乳动物成熟红细胞吸收葡萄糖是协助扩散,图乙所示的细胞可能是哺乳动物成熟红细胞;抗体的分泌过程是胞吐,不能用图乙来表示。
【答案】C
5.盐碱地中生活的某种植物根细胞的液泡膜上有一种载体蛋白,能将细胞质中的Na+逆浓度梯度运入液泡,降低Na+对细胞质中酶的伤害。下列叙述错误的是(　　)。
A.Na+进入液泡的过程属于主动运输
B.Na+进入液泡的过程体现了液泡膜的选择透过性
C.该载体蛋白导致细胞的吸水能力减弱
D.该载体蛋白导致植物的耐盐性提高
【解析】细胞质中的Na+逆浓度梯度运入液泡,为主动运输,A项正确;Na+进入液泡的过程体现了液泡膜的选择透过性,B项正确;该载体蛋白转运Na+进入液泡,导致细胞的吸水能力增强,耐盐性提高,D项正确、C项错误。
【答案】C
6.若对离体的心肌细胞施用某种毒素,可使心肌细胞对Ca2+的吸收量明显减少,而对K+、C6H12O6的吸收却不受影响。这种毒素的最可能的作用是(　　)。
A.抑制呼吸酶的活性
B.改变了细胞膜的结构
C.抑制Ca2+载体的活动
D.改变了细胞膜两侧的Ca2+浓度
【解析】对Ca2+的吸收量明显减少,而对K+、C6H12O6的吸收则不受影响,说明该毒素没有改变细胞膜的结构,没有抑制呼吸酶的活性,而是抑制了Ca2+载体的活动;由于Ca2+的吸收属于主动运输,因此改变细胞膜两侧的Ca2+浓度不会改变其运输速率。
【答案】C
7.撕取紫色洋葱外表皮分为两份,假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致,一份在完全营养液中浸泡一段时间,浸泡后的外表皮称为甲组;另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间,浸泡后的外表皮称为乙组。然后,两组外表皮都用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理,一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小,以及水分运出细胞的方式是(　　)。
A.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等,主动运输
B.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高,主动运输
C.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低,被动运输
D.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等,被动运输
【解析】将两份完全相同的紫色洋葱外表皮细胞分别放入完全营养液和蒸馏水中浸泡相同时间,放入蒸馏水中的外表皮细胞因吸水较多,因而甲组细胞的细胞液浓度大于乙组细胞的细胞液浓度。由于甲组细胞的细胞液与质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液的浓度差小于乙组细胞的细胞液与0.3 g/mL的蔗糖溶液的浓度差,所以乙组细胞水分渗出量多。水分是通过渗透作用进出细胞的,不需要载体蛋白协助也不消耗能量,为被动运输中的自由扩散。
【答案】C
8.下图是物质进出细胞方式的概念图,对图示分析正确的是(　　)。

A.据图可确定①为不耗能、需载体蛋白的协助扩散
B.⑤⑥两种方式的共同特点是顺浓度梯度运输物质
C.葡萄糖进入细胞可通过①③两种方式被吸收
D.质壁分离实验中蔗糖进入细胞的方式为①
【解析】图中①是K+进入细胞的方式,为主动运输,需要载体蛋白和能量;②表示被动运输,⑤和⑥表示协助扩散和自由扩散,都是顺浓度梯度运输的;③和④表示胞吞和胞吐;葡萄糖进入细胞的方式有主动运输和协助扩散两种方式,应该对应图中的①和⑤或⑥;质壁分离过程中蔗糖分子是不能进入细胞的。
【答案】B
9.下图中纵坐标表示物质通过膜运输的速率。请根据图回答:

(1)心肌细胞吸收O2、K+的运输方式依次是图　　　　(填序号)。图2出现BC段的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)对绿色植物而言,决定如何吸收土壤中某种离子的直接因素是　　　　　　　　　　　。 
【解析】由图可知,图1为自由扩散,图2为主动运输。
【答案】(1)1、2　载体的数量是有限的,参与呼吸作用的酶也是有限的　(2)根细胞膜上运输矿质离子的载体

10.下图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收K+和NO3-的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是(　　)。

A.载体蛋白数量、能量
B.能量、载体蛋白数量
C.载体蛋白数量、离子浓度
D.能量、离子浓度
【解析】A、B两点对应的氧浓度不同,细胞呼吸产生的能量不同,导致NO3-的吸收量不同。B、C两点处于相同氧浓度条件下,呼吸作用产生的能量相同,但吸收量有差异,这是因为膜上运输NO3-的载体蛋白比运输K+的载体蛋白数量多。
【答案】B
11.葡萄糖在进入哺乳动物成熟红细胞之前必须先与细胞膜上的载体结合,这种结合的速率会影响葡萄糖进入细胞的快慢。下图中a、b、c分别代表甲、乙、丙三种不同细胞与葡萄糖的结合速率曲线。那么,在葡萄糖浓度低的情况下,这三种细胞对葡萄糖吸收快慢的程度是(　　)。

A.甲细胞的吸收最快、乙细胞次之
B.乙细胞的吸收最快、丙细胞次之
C.丙细胞的吸收最快、甲细胞次之
D.三种细胞的吸收速率相似
【解析】葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞的方式是协助扩散,顺浓度梯度、在载体的作用下从高浓度向低浓度扩散。葡萄糖与细胞膜上的载体结合的速率越快,细胞对葡萄糖的吸收就越快。据图可知,在葡萄糖浓度低的情况下,葡萄糖与甲细胞膜上的载体结合的速率最快,其次是与乙细胞膜上的载体结合速率。
【答案】A
12.甲图是植物水培法实验装置示意图。请据图回答问题:

(1)向培养液通入空气的目的是　　　　　　　。 
(2)如果培养液中缺少镁离子,一段时间后,小麦幼苗叶片缺　　　　色,原因是　　　　　　　　。 
(3)如果配制的培养液浓度过高,小麦幼苗会出现　　　　现象,补救措施是　　　　　　　　。 
(4)在适宜温度下,采用完全培养液培养小麦幼苗,研究培养液中氧气含量对K+吸收速率的影响。实验结果如乙图,则小麦幼苗吸收K+的方式是　　　　,培养液中氧气含量对K+吸收速率变化影响最大的是图中　　　　段,D点后K+吸收速率不再明显增加的原因是　　　　。 
【解析】(1)根部吸收矿质元素是一个主动运输的过程,需要ATP提供能量,所以要向培养液中通入空气,以促进根的有氧呼吸,为矿质元素的吸收提供更多的能量。(2)Mg2+是合成叶绿素的必需元素,培养液中缺少镁离子时,幼苗会因不能合成叶绿素而失绿。(3)培养液浓度过高,小麦根不能吸水,反而失水会导致幼苗萎蔫,可通过补水补救。(4)由实验结果可知,培养液中氧气含量在一定范围内,氧气含量越高,呼吸作用越强,K+吸收速率越大,说明K+的吸收方式要消耗能量,属于主动运输。BC段氧气含量对K+吸收速率变化影响最大。K+的吸收不仅消耗能量而且需要载体,当K+载体数量达到饱和时,增加溶液中氧气含量,K+吸收速率不再增大。
【答案】(1)促进根部有氧呼吸,加快矿质离子吸收　(2)绿　镁是叶绿素的组成成分　(3)萎蔫(烧苗、失水)　及时补水 　(4)主动运输　BC　细胞膜上K+载体数量有限