物質跨膜運輸的方式一、被動運輸1概念：物質進出細胞時，順濃度梯度的擴散。2類型方式自由擴散協助擴散特點物質通過簡單的擴散作用進出細胞進出細胞的物質借助載體蛋白的擴散實例水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等葡萄糖進入紅細胞二、主動運輸1物質運輸方向：從低濃度高濃度。2基本條件(1)細胞膜上相應載體蛋白的協助。(2)消耗細胞內化學反應所釋放的能量。3生理意義：保證了活細胞能夠按照生命活動的需要，主動選擇地吸收所需要的營養物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質。一、被動運輸1仔細觀察教材P71圖47，思考并回答下列問題：(1)圖示中綠色和紅色的圓點多少表示什么意義？提示：表示細胞內外兩種物質的濃度大小。(2)由圖示分析，自由擴散和協助擴散需要消耗能量嗎？為什么？提示：都不需要消耗能量，因為二者都是順物質濃度梯度進行的。(3)試從物質運輸動力角度分析，為什么自由擴散和協助擴散被稱為被動運輸？提示：自由擴散和協助擴散的物質運輸動力都是物質濃度差，即都是順濃度梯度進行的，不需要消耗能量，所以統稱為被動運輸。2判斷正誤(1)相對分子質量小的物質或離子都可以通過自由擴散進入細胞內。()(2)葡萄糖進入紅細胞需要載體蛋白的協助，但不需要消耗能量，屬于協助擴散。()二、主動運輸1觀察教材P71表41，回答下列問題：(1)表格中不同離子濃度比值有什么特點？說明了什么問題？提示：不同離子濃度比值均大于1；說明了麗藻細胞能夠逆濃度梯度從外界池水中吸收這些離子。(2)由此推測麗藻細胞對表中各種離子的吸收方式是什么？提示：主動運輸。2判斷正誤(1)只有大分子物質進出細胞的方式是主動運輸。()(2)在果脯腌制過程中慢慢變甜。是細胞主動吸收糖分的結果。()(3)協助擴散和主動運輸都需要細胞膜上的同一種載體蛋白。()三、大分子物質進出細胞閱讀教材P72小字文字內容，回答下列問題：1大分子顆粒性物質通過什么方式進出細胞？提示：胞吞、胞吐作用。2胞吞和胞吐屬于跨膜運輸嗎？是否需要消耗能量？提示：不屬于。胞吞、胞吐利用了膜的流動性，需要消耗能量。一、物質出入細胞方式比較物質種類運輸方式方向載體能量實例小分子物質被動運輸自由擴散高濃度低濃度不需要不需要水、氣體、膽固醇、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、脂溶性維生素等協助擴散高濃度低濃度需要不需要葡萄糖進入紅細胞主動運輸低濃度高濃度需要需要小腸吸收葡萄糖、氨基酸、無機鹽等大分子物質胞吐由膜內到膜外不需要需要分泌蛋白胞吞由膜外到膜內不需要需要變形蟲吞食綠膿桿菌1載體2胞吞和胞吐進行的結構基礎是細胞膜的流動性；胞吞和胞吐與主動運輸一樣也需要能量，如果分泌細胞的ATP合成受阻，則胞吞和胞吐作用不能繼續進行。特別提醒(1)受細胞內外物質濃度差影響的是自由擴散和協助擴散。(2)受載體蛋白影響的是協助擴散和主動運輸。(3)受O2濃度影響的只有主動運輸。(4)三種運輸方式都受溫度影響，因為溫度影響細胞膜的流動性；除此之外，溫度還通過影響能量的供應來影響主動運輸。二、影響物質跨膜運輸的因素1物質濃度(在一定的濃度范圍內)(1)自由擴散的運輸動力是兩側溶液的濃度差，在一定濃度范圍內，隨物質濃度的增大，其運輸速率與物質濃度成正比。(2)協助擴散或主動運輸都需要載體協助，在物質濃度較低時，隨物質濃度的增大，運輸速率也逐漸增大，到達一定物質濃度時，由于受膜上載體數量的限制，運輸速率不再隨濃度增大而增大。2氧氣濃度(1)氧氣濃度可以影響細胞呼吸產生能量的多少。被動運輸不需要能量，因此與氧氣濃度無關，運輸速率不隨氧氣濃度增大而改變。(2)主動運輸方式既需要載體協助又需要消耗能量。在一定范圍內，隨氧氣濃度升高，運輸速率不斷增大，當氧氣濃度足夠高時，能量供應充足，但由于受膜上載體數量的限制，運輸速率不再隨氧氣濃度增大而增大。例1(新課標全國卷)撕取紫色洋蔥外表皮，分為兩份，假定兩份外表皮細胞的大小、數目和生理狀態一致，一份在完全營養液中浸泡一段時間，浸泡后的外表皮稱為甲組；另一份在蒸餾水中浸泡相同的時間，浸泡后的外表皮稱為乙組。然后，兩組外表皮都用濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液處理，一段時間后表皮細胞中的水分運出細胞的方式是()A甲組細胞的水分滲出量與乙組細胞的相等，主動運輸B甲組細胞的水分滲出量比乙組細胞的高，主動運輸C甲組細胞的水分滲出量比乙組細胞的低，被動運輸D甲組細胞的水分滲出量與乙組細胞的相等，被動運輸解析在完全營養液中浸泡后的洋蔥外表皮細胞，其細胞液的濃度維持正常，在蒸餾水中浸泡相同時間的洋蔥外表皮細胞，其細胞液的濃度降低。兩組外表皮用0.3 g/mL的蔗糖溶液處理后，都會因外界溶液濃度大于細胞液濃度而失去水分，但因乙組外界溶液與細胞液的濃度差更大，故乙組失去水分的量多于甲組。水分通過細胞膜的方式為自由擴散，屬于被動運輸。答案C例2如圖為物質出入細胞膜的示意圖，據圖回答：(1)圖中所示的細胞膜模型稱為_。(2)細胞膜的基本支架是 (填圖中字母及名稱)；細胞膜功能的主要承擔者是_(填圖中字母及名稱)。D代表_。(3)細胞膜從功能上來說，它是一層_膜。O2、CO2等物質通過細胞膜的方式是圖中的哪一種？_(填圖中字母編號)。(4)動物細胞吸水膨脹時B的厚度變小，這說明B具有_。(5)氨基酸從腸腔進入小腸上皮細胞的過程是以圖中的哪種方式？_(填圖中編號)；與O2、CO2等物質的運輸相比，此方式的最大特點是_，與此相關的細胞器結構有_、_。研析本題考查細胞膜的結構模型和物質進出細胞膜的方式，具體分析如下：審提取信息信息：細胞膜的模式圖及圖中糖鏈的位置。信息：細胞吸水膨脹時B的厚度變小。信息：圖中物質b從分子數多的一側到分子數少的一側，不需要載體蛋白協助，不消耗能量，圖中c、d從分子數多的一側到分子數少的一側，需要載體蛋白協助，不消耗能量。信息：圖中物質a、e都是逆物質濃度運輸，并且需要載體蛋白協助，消耗能量。析解讀信息解讀：圖示為細胞膜的流動鑲嵌模型，磷脂雙分子層(B)構成膜的基本支架，蛋白質分子(A)鑲嵌其中，有的蛋白質分子上結合有糖鏈(D)，即有糖鏈的一側為膜的外側。解讀：說明細胞膜具有一定的流動性。解讀：說明物質b為自由擴散，物質c、d為協助擴散。解讀：物質a為主動運輸，且從細胞外進入細胞內；物質e為主動運輸，且從細胞內到細胞外。答解題規范設問(2)：答成“B磷脂分子”不給分，要指明是“磷脂雙分子層”。設問(3)：不能錯答成“具有一定的流動性”。設問(5)：不要忽略物質進出細胞的方向而錯答成“e”。答案(1)流動鑲嵌模型(2)B磷脂雙分子層A蛋白質糖鏈(3)選擇透過性b(4)一定的流動性(5)a既需要載體蛋白，又需要消耗能量線粒體核糖體物質進出細胞方式的判斷一看物質分子大小，判斷是否是跨膜運輸；二看能量；三看載體。網絡構建填充：需要需要不需要需要逆順關鍵語句1自由擴散既不需要載體，也不需要能量，水、氣體及脂溶性物質以自由擴散方式運輸。2協助擴散需要載體，但不需要能量，如紅細胞吸收葡萄糖。3主動運輸既需要能量，又需要載體，無機鹽離子主要以主動運輸方式出入細胞。4大分子物質進出細胞的方式是胞吞、胞吐，不屬于跨膜運輸。1人體組織細胞從組織液中吸收甘油的量主要取決于()A組織液中甘油的濃度B細胞膜上載體的數量C細胞中ATP的數量D細胞膜上的某種載體數量解析：選A甘油進入組織細胞的方式是自由擴散，其吸收量主要取決于組織液中甘油的濃度，與能量和載體無關。2(廣東高考)某物質從低濃度向高濃度跨膜運輸，該過程()A沒有載體參與B為自由擴散C為協助擴散 D為主動運輸解析：選D主動運輸的特點是由低濃度到高濃度，需要載體，需要能量。3如圖是物質進出細胞方式的概念圖，對圖示分析正確的是()A據圖可確定為既耗能又需載體蛋白的主動運輸B和兩種方式的共同特點是逆濃度梯度運輸物質C母乳中的免疫球蛋白可通過和兩種方式被吸收D果脯腌制時蔗糖進入細胞與胞吞作用有關解析：選A據圖分析可知，是主動運輸，是被動運輸，分別為胞吞和胞吐，分別為自由擴散和協助擴散。主動運輸既消耗能量也需要載體蛋白協助；被動運輸的特點是物質順濃度梯度運輸；免疫球蛋白是大分子物質，通過胞吞作用吸收；蔗糖進入果脯細胞是因為在腌制過程中果脯細胞死亡，細胞膜失去了活性。4如圖表示一種物質的跨膜運輸方式，下列敘述中正確的是()A該膜中載體也能運輸蔗糖B碘以該方式進入海帶細胞C該方式不會出現飽和現象D該方式發生在被運輸物質從高濃度到低濃度時解析：選D據圖可知，葡萄糖進入細胞需要載體，而不需要能量，故該跨膜方式為協助擴散，只能從高濃度運輸到低濃度?？缒み\輸中的載體具有專一性，運輸葡萄糖的載體不能運輸蔗糖；碘進入細胞的方式為主動運輸而不是協助擴散；由于膜上運輸相應物質的載體數量是有限的，故運輸會達到飽和。5物質進入細胞都要穿過細胞膜，不同物質穿過細胞膜的方式不同。如圖分別表示在一定范圍內細胞膜外物質進入細胞膜內的三種不同情況。據圖回答下列問題。(1)據圖指出A、B、C所表示的物質運輸方式：A是_，B是_，C是_。(2)上述三種運輸方式中，哪一種加入呼吸抑制劑后曲線會發生變化？_。為什么？_。(3)乙醇、CO2、氨基酸通過細胞膜的方式分別是_、_、_。解析：圖A所示，隨細胞外濃度增加，在一定范圍內通過細胞膜進入細胞內的物質運輸速率也增加，這是自由擴散。圖B中，隨著細胞外濃度的增加，通過細胞膜進入細胞內的物質運輸速率在前期也幾乎呈直線關系增加，但在后期細胞外濃度雖然繼續增加，而進入細胞內物質的速率卻不是呈直線關系增加，而是逐漸趨向平緩，這說明該物質進入細胞時要依靠細胞膜上的載體，當膜上所有能夠參與運輸這一物質的載體蛋白質都參與時，其運輸速率不再隨膜外物質濃度的增加而提高，因此，B是協助擴散。圖C表示細胞內物質濃度與時間、細胞外物質濃度關系曲線，也接近于B，說明它也是與細胞膜上的載體蛋白有關。但是在膜外物質濃度比膜內物質濃度低時，該物質仍能進入膜內，說明它是靠主動運輸進入細胞的，需要消耗能量，所以C是主動運輸。上述三種運輸方式中只有主動運輸需要消耗細胞內的能量。而細胞內能量是依靠細胞呼吸來供應的。如果加入了呼吸抑制劑后，就會抑制細胞呼吸，這時依靠能量供應的主動運輸就不能繼續進行。乙醇和CO2進出細胞的方式都是自由擴散，而氨基酸以主動運輸的方式進入細胞，并由呼吸作用提供能量。答案：(1)自由擴散協助擴散主動運輸(2)主動運輸(C)主動運輸需要呼吸作用提供能量(3)自由擴散自由擴散 主動運輸(時間：25分鐘；滿分：50分)一、選擇題(每小題3分，共24分)1氧氣透過肺泡進入毛細血管的過程是()A全部為主動運輸B大部分為擴散作用，少部分為主動運輸C全部為擴散作用D少部分為擴散作用，大部分為主動運輸解析：選C氧氣進入毛細血管是通過擴散作用進行的。2將紫色洋蔥在完全營養液中浸泡一段時間，撕取外表皮，先用濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液處理，細胞發生質壁分離后，立即將外表皮放入蒸餾水中，直到細胞中的水分不再增加。若在該實驗過程中，蔗糖溶液處理前外表皮細胞液的濃度為甲，細胞中的水分不再增加時外表皮細胞液的濃度為乙，則甲、乙的關系以及實驗過程中水分進出細胞的方式為()A甲乙，被動運輸 B甲乙，被動運輸C甲乙，主動運輸 D甲乙，主動運輸解析：選B蔗糖溶液處理后的細胞放在蒸餾水中能吸收水分，因此，直到細胞中水分不再增加時，細胞液的濃度降低了。水分進出細胞的方式是自由擴散，屬于被動運輸。3科學家在研究細胞膜運輸物質時發現有下列四種關系，分別用圖中四條曲線表示，在研究物質X的跨膜運輸時，發現其運輸方式與曲線和曲線相符。請問細胞膜運輸物質X的方式是()A主動運輸 B協助擴散C自由擴散 D胞吐解析：選A曲線說明運輸速率與物質濃度成正比，不受其他因素的限制，應為自由擴散；曲線說明在一定濃度范圍內，隨物質濃度升高運輸速率加快，當達到一定程度后，由于受到載體蛋白數量的限制，運輸速率不再增加，從而保持穩定，說明這種運輸方式需要載體，不是自由擴散，可能是協助擴散或主動運輸；曲線說明運輸速率與氧氣濃度無關，而氧氣濃度的高低影響能量的產生，進而影響主動運輸的速率，說明這種運輸方式不是主動運輸，有可能是自由擴散或協助擴散；曲線說明運輸速率與氧氣濃度有關，說明這個過程需要能量。綜合曲線和，物質X的運輸方式只能是主動運輸。4海帶細胞中碘的濃度比海水中高出許多，其原因是()A海帶細胞膜為全透性膜B碘的通透性強C海帶細胞膜上運載碘的載體多D海水中的碘含量高解析：選C海帶對碘的吸收是主動運輸，從分子水平解釋是由于海帶細胞膜上運載碘離子的載體多，而載體的種類和數量決定了細胞對離子吸收的種類和數量。5甲、乙兩種物質分別依賴自由擴散和協助擴散進入細 胞，如果以人工合成的無蛋白磷脂雙分子膜代替細胞 膜，并維持其他條件不變，則()A甲運輸被促進 B乙運輸被促進C甲運輸被抑制 D乙運輸被抑制解析：選D是否需要載體是自由擴散與協助擴散的區別。由于人工合成的無蛋白磷脂雙分子膜無蛋白質，也就沒有載體，協助擴散將受到抑制。6圖中曲線a、b表示物質跨(穿)膜運輸的兩種方式，下列表述正確的是()A脂溶性小分子物質不能通過方式a運輸B與方式a有關的載體蛋白覆蓋于細胞膜表面C方式b的最大轉運速率與載體蛋白數量有關D抑制細胞呼吸對方式a和b的轉運速率均有影響解析：選C脂溶性小分子物質以自由擴散的方式進出細胞；方式a表示的是自由擴散，如果需要載體蛋白的參與，那么與之有關的載體蛋白應貫穿于細胞膜中構成蛋白質通道；抑制細胞呼吸對方式b的轉運速率可能有影響，而對方式a的轉運速率無影響。7如圖為某種離子跨膜運輸的示意圖，由此做出的判斷正確的是()A圖中離子跨膜的正確順序是乙丙甲B離子跨膜有隨機性并消耗ATP中的能量C磷脂的運動使離子跨膜的通道自動開閉D圖示的離子跨膜方式為自由擴散解析：選A細胞外的物質先與開口朝外的載體蛋白結合，然后在能量的驅動下，載體蛋白開口朝內，將物質釋放出來；細胞膜具有選擇透過性；磷脂的運動不能使離子跨膜的通道自動開閉；圖示的離子跨膜方式既需要載體又需要能量，為主動運輸。8如圖所示不能夠表達的過程是()A腎小管細胞分泌KB胰島細胞分泌胰島素C胃腺細胞分泌胃蛋白酶D淋巴細胞分泌抗體解析：選A題中的圖表示的是胞吐過程。B、C、D選項中均涉及分泌蛋白，分泌蛋白的分泌通過胞吐形式排到細胞外，而K的分泌屬于主動運輸過程。二、非選擇題(共26分)9(11分)如圖是物質進出細胞的三種方式模式圖(黑點代表物質分子)，據圖回答：(1)圖甲表示_，圖乙表示_，圖丙表示 _。(2)物質進出細胞需要消耗能量的是_。甘油進入小腸上皮細胞的方式是_，物質進出細胞需要載體蛋白而不消耗能量的方式是_。(3)與甲方式相比，丙方式的主要特點是需要借助_，該物質是在細胞內的_上合成的。與丙相比，乙方式的不同之處是需要_，主要來自于_(細胞器)。(4)加入呼吸抑制劑，_方式將會受到影響。解析：由圖示信息可知，圖甲是由高濃度運輸到低濃度一側，不需要載體蛋白，為自由擴散，乙圖表示的是從低濃度運輸到高濃度的一側，需要載體蛋白協助，并消耗能量，是主動運輸；圖丙表示由高濃度運輸到低濃度一側，需要載體蛋白協助，不需要消耗能量，所以是協助擴散。甘油進出細胞的方式是自由擴散，協助擴散和主動運輸都需要載體蛋白協助，主動運輸還需要消耗能量，所以加入呼吸抑制劑，將會影響主動運輸。答案：(1)自由擴散主動運輸協助擴散(2)乙主動運輸甲自由擴散丙協助擴散(3)載體蛋白核糖體消耗能量線粒體(4)乙 10(15分)影響物質進出細胞速率的因素很多，如溫度、氧分壓、細胞外物質濃度等，如圖為離體番茄根細胞中K的含量和氧分壓的關系圖解。請據圖回答下列問題。(1)AB曲線說明_，原因是_。(2)BC曲線說明_，原因是_。(3)在B點，_成為根細胞內K含量繼續增高的限制因素。(4)根據上述原理，增進肥效的有效措施是_。(5)圖中的哪一條曲線能說明紅細胞運輸葡萄糖的速率與血漿中葡萄糖濃度之間的關系()解析：主動運輸需要載體和能量，載體的多少和種類以及呼吸作用的強弱(與能量產生的多少有關)，這些因素都會影響到主動運輸。葡萄糖進入紅細胞的運輸方式為協助擴散，在一定濃度范圍內，血糖濃度越大，運輸速率越快，但因膜上運輸葡萄糖的載體蛋白的數量是有限的，所以當葡萄糖濃度達到一定值時，運輸速率不再加快。答案：(1)在一定的氧分壓范圍內，番茄根吸收K與氧分壓的高低成正比氧分壓越高，番茄根細胞的呼吸作用就越強，吸收的K就越多(2)當氧分壓達到一定值后，K的吸收就不隨氧分壓的增高而增加根細胞膜上運輸K的載體達到了飽和(3)載體的數量(4)中耕松土，提高根細胞的呼吸作用(5)C知識歸納整合物質穿膜運輸問題是學生解題的難點之一，其原因有兩個方面，首先是學生對題目涉及的生物體局部結構不清楚，無從著手分析，其次是對物質是否跨膜還是非跨膜(即膜融合)進出細胞，不能作出正確判斷。另外學生缺乏空間想象能力，不會將生物體局部結構進行放大，并利用圖示表示出來。1物質在細胞內不同細胞器之間的跨膜分析(1)同一細胞內線粒體與葉綠體之間的跨膜：a為O2，b為CO2，由產生場所到利用場所共跨4層膜。(2)分泌蛋白形成過程中的跨膜問題：內質網上的核糖體合成肽鏈后直接進入內質網中加工，不跨膜。蛋白質在內質網中完成初步加工后，經“出芽”形成囊泡與高爾基體融合，不跨膜。高爾基體對蛋白質進一步加工后，成熟蛋白也以囊泡形式分泌，并與細胞膜融合，以胞吐方式分泌出細胞，整個過程均不跨膜。2.物質在血漿、組織液等內環境與細胞之間的跨膜分析(1)幾種由單層細胞形成的結構：人體中有很多由單層細胞構成的管狀或泡狀結構，如毛細血管、毛細淋巴管、小腸絨毛、肺泡、腎小球和腎小管等，這些非常薄的結構有利于物質交換，物質通過這些管壁或泡壁時，要經過2層細胞膜。(2)物質由血漿進入組織液的跨膜：葡萄糖、氧氣等物質從血漿進入組織液，經過組織處的毛細血管，至少要跨毛細血管壁(一層上皮細胞，共2層細胞膜)。(3)物質由組織液進入細胞的跨膜：物質由組織液進入細胞的跨膜，要分析該物質具體在細胞中被利用的場所，然后計算出跨膜層數。如圖中葡萄糖等物質利用的場所是細胞質基質，因此組織液中的葡萄糖等物質只跨1層膜，進入細胞質基質即被利用。氧氣利用的場所在線粒體內膜上，它要跨3層膜，進入線粒體中被利用。3體外環境與血漿之間的跨膜分析物質由體外環境(肺泡、小腸等)進入血漿，至少要跨1層上皮細胞和1層毛細血管壁細胞，即要跨4層膜，才能進入到血漿中。物質進入血漿后，由循環系統轉運到全身各處的毛細血管，該過程是不跨膜的。強化針對訓練11分子CO2從葉肉細胞的線粒體基質中擴散出來，進入一相鄰細胞的葉綠體基質內，至少穿過的生物膜層數及磷脂分子層數分別是()A5層和10層B6層和12層C7層和7層 D8層和16層解析：選B1分子CO2從葉肉細胞的線粒體基質中擴散出來，進入相鄰細胞的葉綠體基質內(如圖)，因葉綠體和線粒體都是具有雙層膜的細胞器，故共穿過的生物膜是6層，而每一層膜由2層磷脂分子構成，所以共穿過12層磷脂分子層。2內質網腔內的分泌蛋白，輸送到高爾基體腔內進一步加工，最后釋放到細胞外。這一過程中分泌蛋白通過的生物膜層數是()A4層B3層C2層D0層解析：選D如圖所示，分泌蛋白在內質網上的核糖體中合成，經過內質網的加工，由內質網腔膨大、出芽形成具膜的小泡，把分泌蛋白輸送到高爾基體腔內，做進一步加工后，再由高爾基體邊緣突起形成小泡，把蛋白質裹在小泡內，運輸到細胞膜，最后小泡與細胞膜融合，經細胞膜的胞吐作用把蛋白質釋放到細胞外。整個過程中分泌蛋白都是以小泡的形式移動，而并非穿過生物膜進行運輸，故這一過程中穿過的生物膜層數是