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1、目标导航第3节物质跨膜运输的方式目标导航1.说出并列表比较物质进出细胞的方式。2.进行图表数据的解读。3.区别主动运输与被动运输,说出其对细胞生活的意义。目标导航一二三一、被动运输1.自由扩散物质通过简单的扩散作用进出细胞,叫做自由扩散。(1)特点:物质由高浓度一侧扩散进入低浓度一侧。(2)实例:水、氧、二氧化碳等的扩散。2.协助扩散进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散,叫做协助扩散。(1)特点:物质由高浓度一侧扩散进入低浓度一侧;需要载体蛋白协助,但是不消耗能量。(2)实例:红细胞吸收葡萄糖。甘油和脂肪酸通过小肠绒毛进入毛细淋巴管的运输方式是什么?提示:自由扩散。目标导航一二三二、主动运输1.概
2、念物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫做主动运输。2.特点物质由低浓度一侧进入高浓度一侧;需要载体蛋白协助;消耗能量。3.意义主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生命活动的需要,主动选择吸收所需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质。目标导航一二三4.实例矿质元素离子、氨基酸等的运输。细胞之所以能完成正常的生命活动,与细胞主动选择吸收生命活动所需物质分不开,如主动选择吸收氨基酸、葡萄糖、K+、Na+等,吸收这些物质的方式是什么?提示:主动运输。目标导航一二三三、胞吞和胞吐1.概念(1)胞吞:当细
3、胞摄取大分子时,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,形成囊泡,进入细胞内部,这种现象叫胞吞。(2)胞吐:细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,然后囊泡移动到细胞膜处,与细胞膜融合,将大分子排出细胞,这种现象叫胞吐。2.特点物质穿过细胞膜层数为0层;不需要载体蛋白;消耗能量。目标导航一二三一、物质进出细胞的方式比较 目标导航一二三目标导航一二三特别提醒(1)载体蛋白具有特异性,不同物质的载体蛋白不同,不同生物细胞膜上载体蛋白的种类和数目也不同。(2)载体蛋白发挥作用具有饱和现象,当细胞膜上的载体蛋白已经达到饱和时,细胞吸收该载体蛋
4、白运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。目标导航一二三二、影响物质运输速率的曲线分析1.物质浓度(在一定浓度范围内)对运输速率的影响曲线自由扩散(1)自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧,其动力是膜两侧溶液的浓度差,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。如右图。目标导航一二三(2)协助扩散或主动运输的共同特点是都需要载体蛋白协助。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,当物质浓度达到一定值时,由于受膜上载体蛋白数量的限制,运输速率不再随浓度增大而增大。如下图。协助扩散或主动运输目标导航一二三2.氧气浓度对物质运输速率的影响曲线(如下图)(
5、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。目标导航一二三(2)主动运输方式既需要载体蛋白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,当氧浓度足够高时,能量供应充足,但由于受到载体蛋白数量的限制,运输速率不再随氧浓度增大而加快。目标导航一二三三、胞吞与胞吐1.作用:细胞摄取或排出大分子的方式。2.原理:生物膜的流动性。特别提醒(1)胞吞:吞入的方法是细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子,然后小囊从细胞膜
6、上分离下来,形成囊泡,进入细胞内部。(2)胞吐:胞吐时囊泡膜与细胞膜融合。目标导航题型一题型二题型三题型一 物质跨膜运输的影响因素【例1】中耕松土对根从土壤中吸收哪种物质的速率影响不大?()A.水分B.K+解析:中耕松土增加了土壤中氧气的浓度,氧气浓度的增加能促进有氧呼吸,进而使产生的能量增加。能量的增加有利于主动运输(例如K+、的吸收),不影响自由扩散(例如水分的吸收)。根不能从土壤中吸收有机物。答案:A目标导航题型一题型二题型三题型二 物质运输方式的判断【例2】科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系,分别用右上图中四条曲线表示,在研究具体的物质X时,发现其与曲线和相符。试问,细胞膜
7、运输物质X的方式是()A.自由扩散 B.主动运输C.协助扩散 D.胞吐目标导航题型一题型二题型三解析:分析跨膜运输的方式,应从影响跨膜运输的因素入手,尤其要从载体蛋白和能量两方面考虑。曲线说明运输速率与物质的浓度呈正相关,不受其他因素的限制,应为自由扩散。因为氧气浓度的高低影响细胞呼吸,进而影响能量的供应,而主动运输需要消耗能量,曲线说明运输速率与氧气浓度无关,说明这种方式不是主动运输,而是一种被动运输方式(自由扩散或协助扩散)。曲线说明在一定浓度范围内随物质的浓度升高运输速率加快,当达到一定程度后,由于受到载体蛋白数量的限制,运输速率不再增加,而保持稳定,说明这种运输需要载体蛋白,不是自由扩
8、散,可能是协助扩散或主动运输。曲线说明运输速率与氧气浓度有关,说明这个过程是需要能量的,只能是主动运输。经综合分析,运输物质X的方式是主动运输。答案:B目标导航题型一题型二题型三反思领悟可按以下思路判断物质运输的方式。(1)根据分子大小及是否需要载体、能量。(2)根据运输方向:逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。目标导航题型一题型二题型三题型三 胞吞和胞吐的应用【例3】下图表示细胞对大分子物质“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可导致膜成分的更新D.b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分
9、的基本方式目标导航题型一题型二题型三解析:大分子物质都不能直接穿膜运输,依赖细胞膜的胞吞和胞吐来实现运输,胞吞大分子不是任意的,要通过糖蛋白的识别作用才能进行。胞吐伴随着膜面积的增大和膜成分的更新。细胞摄取养分和排泄废物的基本方式是主动运输和被动运输。答案:D反思领悟胞吞和胞吐的原理是生物膜的流动性,穿膜层数是零层,需要消耗能量。目标导航探究方法能力展示测定细胞液的浓度(1)实验的变量是不同浓度的外界溶液。(2)50%左右的细胞发生初始质壁分离的浓度,我们称之为细胞液的等渗浓度。(3)配制一系列不同浓度的外界溶液。(4)制作一定数目的成熟植物细胞临时装片。(5)每个装片都要进行质壁分离实验。(
10、6)借助显微镜观察。目标导航探究方法能力展示为了测定洋葱表皮细胞中细胞液的等渗浓度,有人把剪成小方块的洋葱表皮(等量)依次放入下面各组溶液中,并记录结果如下表。(1)该洋葱表皮细胞的细胞液的等渗浓度为。(2)如果再给你4组实验材料,请设计可以更精确地测定出细胞液的等渗浓度的方法。目标导航探究方法能力展示解析:根据题干信息可知洋葱表皮细胞的等渗浓度在0.50.6mol/L之间。从题干的思路可以延伸出一个更精确的测定方法,即采用缩小各组蔗糖溶液的浓度梯度的措施来加以测定。答案:(1)0.50.6mol/L(2)可分别配制浓度为0.52mol/L、0.54mol/L、0.56mol/L、0.58mol/L的4组蔗糖溶液进行类似的实验
