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2019-2020年高中生物 4.3 物質跨膜運輸?shù)姆绞?新人教版 知識歸納 一、被動運輸 1．物質①___________進出細胞的擴散叫被動運輸。 2．類型 （1）自由擴散 a．概念：物質通過簡單的②___________作用進出細胞叫自由擴散。 b．特點：從③____________濃度一側向④___________濃度一側運輸。 （2）協(xié)助擴散 a．概念：進出細胞的物質借助⑤____________的擴散。 b．特點：從⑥_____________濃度一側向⑦______________濃度一側運輸，需要⑧_____________協(xié)助。 二、主動運輸 1．運輸方向：從①____________濃度一側運輸?shù)舰赺__________濃度一側。 2．特點：需要③___________協(xié)助，需要消耗④_____________。 3．生理意義：保證活細胞按照生命活動的需要，主動選擇吸收⑤___________排出⑥____________和對細胞⑦_____________的物質。 三、胞吞和胞吐 1．胞吞：大分子附著在細胞膜表面，這部分細胞膜內陷形成①___________，包圍著大分子。然后小囊泡從細胞膜上分離下來，形成②_____________，進入細胞內部。 2．胞吐：細胞需要③_____________的大分子，先在細胞內形成④___________，然后移動到⑤____________處，并與之融合，將大分子排出細胞。 【課前小測】判斷正誤： 1．甘油是極性分子，所以不能以自由擴散的方式通過細胞膜。（ ） 2．消耗能量的運輸方式只有主動運輸。（ ） 3．同一種物質進出不同細胞時，運輸方式可能不同。（ ） 4．分泌蛋白主要是通過主動運輸?shù)姆绞脚懦黾毎狻＃? ） 5．較大的分子，如葡萄糖等，只有通過主動運輸才能進入細胞。（ ） 6．協(xié)助擴散和主動運輸需要細胞膜上的同一種載體蛋白。（ ） 答案 一、①順濃度梯度 ②擴散 ③高 ④低 ⑤載體蛋白 ⑥高 ⑦低 ⑧載體蛋白 二、①低 ②高 ③載體蛋白 ④能量 ⑤所需要的營養(yǎng)物質 ⑥代謝廢物 ⑦有害 三、①小囊 ②囊泡 ③外排 ④囊泡 ⑤細胞膜 【課前小測】 1． 2． 3．√ 4． 5． 6． 重點 一、小分子和離子的跨膜運輸方式 1．被動運輸 物質出入細胞的方式 被動運輸 自由擴散 協(xié)助擴散 圖例 運輸方向 高濃度→低濃度 特點 不需要載體，不消耗能量 需要載體，不消耗能量 舉例 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入細胞 紅細胞吸收葡萄糖 影響因素 細胞膜內外濃度差 細胞膜內外物質的濃度差，細胞膜上載體的種類和數(shù)量 曲線圖（一定濃度范圍內） 2．主動運輸 （1）特點：從低濃度一側向高濃度一側運輸，需要載體，需要能量。 （2）舉例：小腸上皮細胞吸收葡萄糖、氨基酸、無機鹽等。 （3）圖例： （4）意義 ①保證了細胞或細胞器從周圍環(huán)境中或表面攝取必需的營養(yǎng)物質，即使這些營養(yǎng)物質在周圍環(huán)境中或表面的濃度很低。 ②能夠將細胞內的一些物質，如一些代謝廢物及一些離子排出細胞外，即使這些物質在細胞外的濃度比細胞內的濃度高得多。 ③能夠維持一些無機離子在細胞內恒定和最適當?shù)臐舛?，特別是K+、Na+和H+的濃度。概括地說，主動運輸保證了活細胞能夠按照生命活動的需要，主動選擇吸收所需要的營養(yǎng)物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質。這對細胞的生命活動來說是非常重要的。 典例在線 1．如圖表示培養(yǎng)液中K＋濃度及溶氧量對小麥根系細胞吸收K＋速率的影響。下列有關兩曲線形成機理的解釋，正確的是 A．曲線ab段的形成是由于細胞膜上K＋載體數(shù)量未達到飽和且能量充足 B．曲線cd段的形成是由于細胞內K＋過多，細胞大量排出K＋ C．e點表明植物根系可以通過自由擴散的方式吸收K＋ D．曲線bc、fg段的形成一定是由于細胞膜上K＋載體數(shù)量有限 【參考答案】A 數(shù)量限制，D項錯誤。 二、大分子、顆粒性物質出入細胞的方式 方式 胞吞 胞吐 運輸方向 胞外→胞內 胞內→胞外 過程 大分子附著在細胞膜表面，這部分細胞膜內陷形成小囊，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部 細胞需要外排的大分子先在細胞內形成囊泡，囊泡移動到細胞膜處，與細胞膜融合，將大分子排出細胞 特點 物質通過小泡轉移，不需要載體，消耗能量 舉例 吞噬細胞吞噬抗原 胰島素、消化酶、抗體等的分泌 影響因素 與細胞代謝有關 2．下圖表示細胞對大分子物質“胞吞”和“胞吐”的過程。下列與此有關的敘述，錯誤的是 A．a與b均要以膜的流動性為基礎才可能發(fā)生 B．a要有細胞表面識別和內部供能才可能完成 C．b可導致膜成分的更新 D．b與a分別是細胞排泄廢物和攝取養(yǎng)分的基本方式 【參考答案】D 【試題解析】胞吞和胞吐的基礎是膜的流動性；胞吞要通過糖蛋白的識別作用和內部供能才能進行；胞吐伴隨著膜面積的增大和膜成分的更新。細胞攝取養(yǎng)分和排泄廢物的基本方式是主動運輸和被動運輸。 【知識鏈接】①胞吞和胞吐實質上物質并沒有跨膜，即沒有從膜的一側穿過膜到膜的另一側。 ②胞吞和胞吐作用是一些不能穿過細胞膜的物質（大分子等）進出細胞的方式，胞吞進入細胞的物質可以利用，不能利用的又通過胞吐排出細胞，這樣既能防止疾病的發(fā)生，又能維持細胞內環(huán)境的穩(wěn)定。 好題 1．將胚胎干細胞置于下列濃度的M溶液中，測定不同情況下細胞吸收M的速率，結果如下表所示： M溶液濃度 未通入空氣組 的吸收速率 通入空氣組 的吸收速率 30 mmol/L 3 mmol/min 3 mmol/min 50 mmol/L 3 mmol/min 3 mmol/min 對表中現(xiàn)象解釋最合理的是 A．細胞吸收M與細胞呼吸有關 B．細胞吸收M的方式為自由擴散 C．細胞吸收M的方式為主動運輸 D．細胞吸收M需載體蛋白的參與 2．蘇丹Ⅳ是一種致癌的有機染料，某地區(qū)的一些養(yǎng)殖戶用摻入蘇丹Ⅳ的飼料喂養(yǎng)蛋鴨，結果產出了有毒的“紅心”鴨蛋。由此推斷，蘇丹Ⅳ能進入卵黃，說明它可能是 A．脂溶性物質，進入卵黃的方式是主動運輸 B．脂溶性物質，進入卵黃的方式是被動運輸 C．水溶性物質，進入卵黃的方式是主動運輸 D．水溶性物質，進入卵黃的方式是被動運輸 3．科學家在研究細胞膜運輸物質時發(fā)現(xiàn)有下列四種關系，分別用圖中四條曲線表示，在研究具體的物質X時，發(fā)現(xiàn)與曲線②和④相符。則細胞膜運輸物質X的方式是 A．自由擴散 B．主動運輸 C．協(xié)助擴散 D．胞吐 4．下列關于物質運輸?shù)恼f法，正確的是 A．鉀離子通過主動運輸進入細胞，對維持細胞內液滲透壓起重要作用 B．尿液中的尿素含量遠高于原尿，是因為腎小管具有很強的分泌功能 C．糖醋蒜在腌制中慢慢具有酸甜味，是細胞主動吸收糖分子和乙酸分子的結果 D．紫甘藍葉片被沸水燙后，水呈紅色，是因為細胞中的色素主動運輸出細胞外 5．如圖表示番茄隨環(huán)境中氧濃度的變化，從培養(yǎng)液中吸收Ca2+和Si4+的曲線。造成A、B兩點與B、C兩點吸收量出現(xiàn)差異的主要因素分別是 A．離子濃度、載體數(shù)量 B．離子濃度、呼吸作用強度 C．載體數(shù)量、離子濃度 D．載體數(shù)量、呼吸作用強度 6．如圖一是生物膜的流動鑲嵌模型及物質跨膜運輸示意圖，其中組成離子通道的通道蛋白是橫跨生物膜的親水性通道，允許相應的離子通過，①②③④代表不同的運輸方式。圖二表示物質通過膜的運輸速率（縱坐標）隨O2濃度變化的情況。請仔細觀察圖示并回答有關問題。 圖一 圖二 （1）圖一生物膜的功能與其化學組成密切相關，功能越復雜的生物膜，________的種類與數(shù)目越多。 （2）鯊魚體內能積累大量的鹽，鹽分過高時就要及時將多余的鹽分排出體外，經研究，鯊魚體內多余的鹽分是經②途徑排出的，那么其跨膜運輸?shù)姆绞绞莀_______________。 （3）圖二與圖一中的________（填序號）代表的物質運輸方式一致。若需跨膜運輸?shù)奈镔|足夠，圖中曲線出現(xiàn)BC段的主要原因是________________________。 （4）檉柳是泌鹽植物，其葉子和嫩枝可以將植物體內的鹽分排出，是強耐鹽植物。為探究檉柳從土壤中吸收鹽分的方式是主動運輸還是被動運輸，設計了如下實驗。 ①實驗步驟： A．取甲、乙兩組生長發(fā)育基本相同的檉柳幼苗植株，放入適宜濃度的含有Ca2+、Na+的培養(yǎng)液中進行培養(yǎng)。 B．甲組給予正常的呼吸條件，乙組________________。 C．________________________________________________。 ②實驗結果及結論： 結果 結論 乙組吸收速率明顯小于甲組吸收速率 7．主動運輸作為一種重要的跨膜運輸方式可以保證活細胞按照生命所需吸收營養(yǎng)物質，排出代謝廢物，體現(xiàn)了生命活動的“主動性”。為探究主動運輸?shù)奶攸c，科研人員利用如圖所示的裝置進行實驗，其中HgCl2是一種可以影響ATP水解的細胞代謝抑制劑。請分析回答問題： （1）主動運輸?shù)奶攸c是____________________________________。 （2）本實驗的名稱是__________________________________________。 （3）請寫出實驗進行過程中需要控制的兩個無關變量：________________________。 （4）實驗得到如圖所示的結果。 ①根據(jù)實驗結果，科研人員在實驗前后需測定____________________________。 ②乙組和甲組結果比較，得出的結論是______________________________________。 ③與甲組相比，丙組吸收磷酸鹽較少的原因可能是______________________________。 真題 8．（xx江蘇卷）下圖為植物光合作用同化物蔗糖在不同細胞間運輸、轉化過程的示意圖。下列相關敘述錯誤的是 A．蔗糖的水解有利于蔗糖順濃度梯度運輸 B．單糖逆濃度梯度轉運至薄壁細胞 C．ATP生成抑制劑會直接抑制圖中蔗糖的運輸 D．蔗糖可通過單糖轉運載體轉運至薄壁細胞 9．（xx海南卷）將生長狀態(tài)一致的某種植物幼苗分成甲、乙兩組，分別移入適宜的營養(yǎng)液中在光下培養(yǎng)，并給甲組的營養(yǎng)液適時通入空氣，乙組不進行通氣處理。一定時間后測得甲組的根對a離子的吸收速率遠大于乙組的。關于這一實驗現(xiàn)象，下列說法錯誤的是 A．給營養(yǎng)液通入空氣有利于該植物的生長 B．根細胞對a離子的吸收過程屬于自由擴散 C．根細胞對a離子的吸收過程有能量的消耗 D．根細胞的有氧呼吸有利于根對a離子的吸收 10．（xx海南卷）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SO42-的過程 答案 1．【答案】D 2．【答案】B 【解析】卵黃的主要成分為脂質，蘇丹Ⅳ能進入卵黃，說明其為脂溶性物質，脂溶性物質進入細胞的方式為自由擴散，屬于被動運輸。 3．【答案】B 【解析】分析物質跨膜運輸?shù)姆绞剑瑧獜挠绊懣缒み\輸?shù)囊蛩厝胧?，主要從載體蛋白和能量兩方面考慮。曲線①說明運輸速率與物質的濃度呈正相關，不受其他因素的限制，應為自由擴散。氧氣濃度的高低會影響細胞呼吸，進而影響能量的供應，而主動運輸需要消耗能量，曲線③說明運輸速率與氧氣濃度無關，說明這種方式不是主動運輸，而是一種被動運輸方式（自由擴散或協(xié)助擴散）。曲線②表示在一定濃度范圍內運輸速率隨物質的濃度升高而加快，當達到一定程度后，由于受到載體蛋白數(shù)量的限制，運輸速率不再增加，而保持穩(wěn)定，說明這種運輸方式需要載體蛋白，不是自由擴散，可能是協(xié)助擴散或主動運輸。曲線④說明運輸速率與氧氣濃度有關，說明這個過程是需要能量的，只能是主動運輸。綜合分析可知，運輸物質X的方式是主動運輸。 4．【答案】A 【解析】腎小管具有很強的重吸收功能，原尿中絕大部分物質被重吸收返回血液，導致尿液中的尿素含量遠高于原尿。在腌制中糖醋蒜的細胞死亡，細胞膜變?yōu)槿感?，糖分子和乙酸分子進入細胞，使糖醋蒜具有了酸甜味。紫甘藍葉片被沸水燙后，細胞死亡，細胞中的色素進入水中。 5．【答案】D 【解析】根對無機鹽離子的吸收是一個主動運輸過程，需要載體和ATP。A、B兩點是在同等氧濃度下得到的，即提供的ATP相同，其差異只能是因為相應載體數(shù)量的不同。B、C兩點的差異則是由氧濃度不同造成的，因而影響因素是呼吸作用強度。 6．【答案】（1）蛋白質 （2）協(xié)助擴散 （3）④ 載體蛋白數(shù)量有限 （4）①完全抑制呼吸 一段時間后測定兩組植株根系對Ca2+、Na+的吸收速率 ②如表所示 結果 結論 檉柳從土壤中吸收鹽分的方式是主動運輸 兩組植株對Ca2+、Na+的吸收速率相同 檉柳從土壤中吸收鹽分的方式是被動運輸 【解析】（1）生物膜的功能主要取決于膜上的蛋白質的種類和數(shù)目。（2）②途徑是物質通過離子通道運出細胞，不需要能量，因此是協(xié)助擴散。（3）圖二表明物質跨膜運輸?shù)乃俾逝c細胞呼吸有關，需要提供能量，應為主動運輸。圖一中的④代表主動運輸，需要載體蛋白和ATP。圖二中出現(xiàn)BC段主要與載體蛋白的數(shù)量有關。（4）甲組給予正常的呼吸條件作為對照組，因此乙組必須完全抑制呼吸。一段時間后測定兩組植株根系對Ca2+、Na+的吸收速率，若乙組吸收速率明顯小于甲組吸收速率，則檉柳從土壤中吸收鹽分的方式是主動運輸；若兩組植株對Ca2+、Na+的吸收速率相同，則檉柳從土壤中吸收鹽分的方式是被動運輸。 7．【答案】（1）逆濃度梯度運輸物質，需要載體和能量 （2）探究HgCl2和細胞成熟程度對細胞主動運輸（吸收磷酸鹽）的影響 （3）溫度、pH、溶氧量、溶液的量、胡蘿卜片的量等（寫出其中兩項即可） （4）①溶液中磷酸鹽的濃度 ②細胞主動運輸（吸收磷酸鹽）需要能量（或能量供應不足，會影響主動運輸） ③幼嫩組織供能少（或幼嫩組織細胞膜上載體少） 8．【答案】BCD 【解析】蔗糖分子通過胞間連絲進行運輸，水解后形成單糖，通過單糖轉運載體順濃度梯度運輸，速度加快，A正確；圖示單糖通過單糖轉運載體順濃度梯度轉運，B錯誤；圖中蔗糖運輸不消耗能量，單糖順濃度梯度運輸也不消耗能量，故ATP合成抑制劑對其沒有影響，C錯誤；蔗糖屬于二糖，不能通過單糖轉運載體轉運，D錯誤。 【名師點睛】本題主要考查物質運輸?shù)闹R，要求學生結合圖示判斷物質運輸?shù)姆较?，理解載體的特異性。 9．【答案】B 【名師點睛】熟知主動運輸過程所需要的條件是正確解答該題的關鍵。 10．【答案】D 【解析】CO2屬于小分子，苯分子屬于脂溶性物質，二者均以自由擴散的方式進出細胞；蔗糖以擴散的方式通過細胞壁；離子的吸收屬于主動運輸。