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1、第二单元细胞的基本结构和物质运输第6 课时物质出入细胞的方式及影响因素(1)1.比较自由扩散和协助扩散的异同点,建构被动运输的概念。课标要求2.掌握主动运输的特点及其与被动运输的区别。3.掌握胞吞和胞吐的过程和特点,理解主动运输及胞吞、胞吐对细胞生命活动的意义。4.阐明物质跨膜运输方式与细胞结构的关系。知识点01被动运输知识梳理1.物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。2.自由扩散和协助扩散比较 自由扩散 协助扩散物质运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度是否消耗能量 不消耗 不消耗转运蛋白的种类 无 载
2、体蛋白和通道蛋白影响运输速率的因素 膜内外物质浓度梯度的大小 膜内外物质浓度梯度的大小和膜上转运蛋白的数量举例氧气、二氧化碳、水,甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子葡萄糖进入红细胞,水分子借助水通道蛋白进出细胞,Na+、K+借助通道蛋白进细胞、出细胞知识点01被动运输如图甲、乙分别表示由载体蛋白和通道蛋白介导的两种物质运输方式,其中通道介导的运输速率比载体介导的快一千倍。下列叙述错误的是()【典例1】A细胞膜上的大多数蛋白质具有一定的流动性B这两种蛋白对运输的物质可能均具有专一性C通道介导的运输速率较快可能是因为其消耗的能量较多D载体介导的运输速率会受到载体蛋白数量的限制【解析】根据细胞膜的流动镶嵌
3、结构模型可知,细胞膜上的大多数蛋白质具有一定的流动性,载体蛋白和通道蛋白也不例外,A正确;载体蛋白和通道蛋白均具有专一性,B正确;通道介导的运输速率较快与其结构特点有关,但通道蛋白转运物质都是顺浓度梯度进行的,不消耗能量,C错误;载体介导和通道蛋白转运的物质运输速率都受到转运蛋白质数量的限制,D正确。C知识点01被动运输题后总结1.类型方式 自由扩散(也叫简单扩散)协助扩散(也叫易化扩散)图示概念物质通过简单的扩散作用进出细胞的物质扩散方式借助膜上的转运蛋白(分为载体蛋白和通道蛋白)进出细胞的扩散方式实例 O2、CO2、甘油、乙醇、苯等葡萄糖进入红细胞、水分子借助水通道蛋白进出细胞2.影响因素
4、(1)被动运输的速率直接受膜内外物质浓度梯度大小的影响。(2)协助扩散的速率还与转运蛋白的数量有关。知识点02主动运输主动运输是物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗能量。主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中,通过主动运输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,从而保证细胞和个体生命活动的需要。主动运输的运输速率和细胞的能量供应之间的关系如图所示。ab段:随能量供应的增加,运输速率增大,说明主动运输需要能量。bc段:受载体蛋白数量的限制,能量供应增加,但运输速率不再增加。知识梳理下图表示葡萄糖跨膜运输的过程,据图分析正确的是()A.该膜中的载体蛋白也能运
5、输氨基酸B.该方式发生在被转运物质从低浓度到高浓度时C.该膜可能是哺乳动物的红细胞膜D.与该过程有关的细胞器是线粒体和核糖体【解析】细胞膜上的载体蛋白具有专一性,运输葡萄糖的载体蛋白不能运输氨基酸;需要载体蛋白协助而不消耗能量的运输方式为协助扩散,它是被动运输的一种,其运输方向为顺浓度梯度;哺乳动物红细胞吸收葡萄糖的方式就是协助扩散;协助扩散不消耗能量,与协助扩散有关的细胞器不包括线粒体。【典例2】知识点02主动运输C知识点02主动运输变式1如图为某种离子跨膜运输的示意图,由此做出的判断正确的是()A图中离子通过膜的正确顺序是乙丙甲B离子通过膜有随机性并消耗能量C磷脂的可运动性使离子通过膜的通
6、道自动开闭D图示的离子通过膜的方式为协助扩散【解析】由题图中箭头可以看出,离子通过膜的正确顺序是乙丙甲,A正确;根据载体蛋白的专一性的特点,离子通过膜不是随机的,而是具有选择性的,B错误;该过程用到了载体蛋白和能量,为主动运输过程,D错误;A知识点02主动运输变式2.(2019新课标卷)某种H-ATPase是一种位于膜上的载体蛋白,具有ATP水解酶活性,能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H。将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中(假设细胞内的pH高于细胞外),置于暗中一段时间后,溶液的pH不变。再将含有保卫细胞的该溶液分成两组,一组照射蓝光后溶液的pH明显降低;另一组先在溶液
7、中加入H-ATPase的抑制剂(抑制ATP水解),再用蓝光照射,溶液的pH不变。根据上述实验结果,下列推测不合理的是AH-ATPase位于保卫细胞质膜上,蓝光能够引起细胞内的H转运到细胞外B蓝光通过保卫细胞质膜上的H-ATPase发挥作用导致H逆浓度梯度跨膜运输CH-ATPase逆浓度梯度跨膜转运H所需的能量可由蓝光直接提供D溶液中的H不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞C【解析】载体蛋白位于细胞膜上,根据题意可知,照射蓝光后溶液的pH值明显下降,说明H+含量增加,进而推知:蓝光能够引起细胞内H+转运到细胞外,A正确;对比中两组实验可知,蓝光引起细胞内H+转运到细胞外需要通过H+-A
8、TPase,且原先细胞内pH值高于细胞外,即细胞内H+浓度低于细胞外,因此该H+为逆浓度梯度转运,B正确;由题意可知H+ATPase具有ATP水解酶活性,利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H+,C错误;由中的实验可知,最初细胞内pH值高于细胞外,即细胞内H+浓度低于细胞外,但暗处理后溶液浓度没有发生变化,说明溶液中的H+不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞,D正确。知识点02主动运输1.离子和小分子以穿膜运输方式进出细胞题后总结物质跨膜运输的方式被动运输主动运输自由扩散 协助扩散图例物质运输方向 高浓度低浓度 高浓度低浓度 低浓度高浓度转运蛋白质 不需要 需要 需要能量消耗 不消耗 不消耗 消耗举例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯、性激素等脂溶性小分子红细胞吸收葡萄糖神经元或肌肉细胞吸收K+,排出Na+。某些海藻细胞摄入碘等。知识点03胞吞、胞吐1.胞吞是大分子与细胞膜上的蛋白质结合引起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,形成囊泡,进入细胞内部的现象;2.胞吐是细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,然后移动到细胞膜处,并与细胞膜融合将大分子排出细胞的现象。3.胞吞和胞吐不需要载体协助,需要消耗细胞呼吸所释放的能量。知识梳理