高中生物第四章細胞的物質(zhì)輸入和輸出第3節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞綄W(xué)案新人教版.docx

第3節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞綄W(xué)習(xí)目標(biāo)1.說明物質(zhì)進出細胞的方式。2.進行圖表數(shù)據(jù)的解讀。一、物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞阶x圖，回答相關(guān)問題：1自由擴散(1)圖A表示的方式是自由擴散，是指物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞。(2)方向：從高濃度一側(cè)到低濃度一側(cè)。(3)條件：不需要載體，也不需要消耗能量。(4)舉例：水、甘油、乙醇、氧氣、二氧化碳、氮氣、苯等進出細胞。2協(xié)助擴散(1)圖C表示的方式是協(xié)助擴散。(2)方向：從高濃度一側(cè)到低濃度一側(cè)。(3)條件：需要載體蛋白的協(xié)助。(4)舉例：葡萄糖進入人體成熟的紅細胞。3主動運輸(1)圖B表示的方式是主動運輸。(2)方向：從低濃度一側(cè)到高濃度一側(cè)。(3)條件：需要載體蛋白的協(xié)助，需要消耗能量。(4)舉例：氨基酸、葡萄糖、核苷酸、各種離子等進入細胞。(5)意義：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(zhì)，排出代謝廢物和對細胞有害的物質(zhì)。例1甲、乙兩種物質(zhì)分別以自由擴散和協(xié)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甲物質(zhì)的運輸被促進B乙物質(zhì)的運輸被促進C甲物質(zhì)的運輸被抑制D乙物質(zhì)的運輸被抑制答案D解析是否需要載體蛋白是自由擴散與協(xié)助擴散的區(qū)別。由于人工合成的無蛋白磷脂雙分子膜無蛋白質(zhì)，也就沒有載體蛋白，協(xié)助擴散將受到抑制。例2甲()、乙()兩種物質(zhì)在細胞膜兩側(cè)的分布情況如圖所示(顆粒的多少表示濃度的高低)，在進行跨膜運輸時，下列說法正確的是()A乙進入細胞一定有載體蛋白的參與B乙運出細胞一定有載體蛋白的參與C甲進入細胞一定需要能量D甲運出細胞一定不需要能量答案A解析乙物質(zhì)進入細胞是逆濃度梯度運輸，一定是主動運輸，需要載體蛋白的協(xié)助；乙物質(zhì)運出細胞是順濃度梯度，不一定需要載體蛋白的參與；甲物質(zhì)進入細胞是順濃度梯度運輸，屬于被動運輸，不需要消耗能量；甲物質(zhì)運出細胞是逆濃度梯度運輸，一定消耗能量。二、影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩?圖甲表示細胞外溶液濃度對自由擴散方式運輸速率的影響，該方式只受膜內(nèi)外物質(zhì)濃度差的影響，濃度差越大，自由擴散的速率越大。2圖乙表示細胞外溶液濃度對協(xié)助擴散、主動運輸方式運輸速率的影響，這兩種方式都受細胞外溶液濃度和載體數(shù)量的影響。圖中P點之后，物質(zhì)運輸速率不再增加的原因是載體達到飽和(載體的數(shù)量有限)。3圖丙表示的物質(zhì)運輸方式是主動運輸，該方式受細胞外溶液濃度、載體數(shù)量和能量供應(yīng)的影響。4圖丁表示氧分壓對離子吸收速率的影響，細胞吸收離子的方式是主動運輸，圖丁中氧分壓為0時，離子吸收速率不為0，其原因是細胞通過無氧呼吸提供能量，B點后離子吸收速率不再增加的原因是載體達到飽和(載體的數(shù)量有限)。例3如圖表示在一定范圍內(nèi)細胞膜外某物質(zhì)濃度變化與該物質(zhì)進入細胞膜內(nèi)的速率的關(guān)系，據(jù)圖分析，下列說法正確的是()A該物質(zhì)進入細胞的方式是自由擴散B該物質(zhì)通過膜時必須與載體蛋白結(jié)合C該物質(zhì)可能是水或甘油D該物質(zhì)只能從濃度低的一側(cè)向濃度高的一側(cè)移動答案B解析由題圖可知，該物質(zhì)的跨膜速率剛開始隨膜外該物質(zhì)的濃度的增加而增加，最后跨膜速率不再隨膜外濃度增大而增加，說明該物質(zhì)的跨膜運輸還與膜上的載體蛋白有關(guān)，因此該物質(zhì)跨膜運輸方式為協(xié)助擴散或主動運輸。例4(2015全國卷，1)將三組生理狀態(tài)相同的某植物幼根分別培養(yǎng)在含有相同培養(yǎng)液的密閉培養(yǎng)瓶中，一段時間后，測定根吸收某一礦質(zhì)元素離子的量。培養(yǎng)條件及實驗結(jié)果見下表：培養(yǎng)瓶中氣體溫度/離子相對吸收量/%空氣17100氮氣1710空氣328下列分析正確的是()A有氧條件有利于該植物幼根對該離子的吸收B該植物幼根對該離子的吸收與溫度的變化無關(guān)C氮氣環(huán)境中該植物幼根細胞吸收該離子不消耗ATPD與空氣相比，氮氣環(huán)境有利于該植物幼根對該離子的吸收答案A解析17 條件下氮氣(缺氧)環(huán)境中該植物幼根對離子的吸收量比氧氣條件下低，說明幼根吸收離子需要消耗ATP，與空氣環(huán)境相比不利于該植物幼根對離子的吸收，A正確，D錯誤；氮氣環(huán)境中該植物幼根細胞吸收該離子仍需消耗ATP，C錯誤；空氣中培養(yǎng)，溫度為17 時的離子吸收量明顯高于3 時的，可知該植物幼根對離子吸收與溫度有關(guān)，B錯誤。三、大分子進出細胞的方式讀圖，回答相關(guān)問題：1a方式稱為胞吞，大分子物質(zhì)進入細胞時，大分子附著在細胞膜的表面，這部分細胞膜內(nèi)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(nèi)部。2b方式稱為胞吐，細胞需要外排的大分子，先在細胞內(nèi)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。3圖中a、b表示的物質(zhì)運輸方式需要(填“需要”或“不需要”)消耗能量，這兩種方式依賴于細胞膜的流動性。易錯提醒有關(guān)物質(zhì)出入細胞方式的6個“不要漏掉”(1)需要載體蛋白協(xié)助的運輸方式除主動運輸外，不要漏掉協(xié)助擴散。(2)消耗能量的運輸方式除主動運輸外，不要漏掉胞吞和胞吐。(3)從高濃度到低濃度的運輸方式除自由擴散外，不要漏掉協(xié)助擴散。(4)影響協(xié)助擴散運輸速率的因素除載體蛋白數(shù)量外，不要漏掉濃度差。(5)與主動運輸有關(guān)的細胞器除供能的線粒體外，不要漏掉載體蛋白的合成場所核糖體。(6)運輸速率與O2濃度無關(guān)的運輸方式除自由擴散外，不要漏掉協(xié)助擴散。例5受體介導(dǎo)的胞吞是一種特殊類型的胞吞作用，主要用于攝取特殊的生物大分子，其過程如圖所示，下列有關(guān)敘述不正確的是()A該過程以膜的流動性為基礎(chǔ)B該過程不能體現(xiàn)細胞膜的選擇透過性CNa、K等無機鹽離子也可通過此方式跨膜運輸D受體介導(dǎo)的胞吞過程存在細胞識別并需要內(nèi)部供能答案C解析該過程細胞膜向內(nèi)凹陷，以膜的流動性為基礎(chǔ)，A項正確；該過程體現(xiàn)了細胞膜的流動性，不能體現(xiàn)選擇透過性，B項正確；Na、K等無機鹽離子是通過主動運輸?shù)姆绞竭M行跨膜運輸?shù)?，C項錯誤；受體介導(dǎo)的胞吞過程存在細胞識別并需要內(nèi)部供能，D項正確。例6如圖表示物質(zhì)P和Q跨膜運出細胞，下列敘述正確的是()A物質(zhì)P可能是氧氣B物質(zhì)Q一定是水分子C物質(zhì)P和Q運出細胞都需要載體蛋白D物質(zhì)P和Q運出細胞不是都消耗能量答案D解析物質(zhì)P從細胞內(nèi)低濃度一側(cè)向細胞外高濃度一側(cè)運輸，為主動運輸，所以P一定不是氧氣，A錯誤；物質(zhì)Q從細胞內(nèi)高濃度一側(cè)向細胞外低濃度一側(cè)擴散，為自由擴散或協(xié)助擴散，可能為水分子、二氧化碳、脂質(zhì)等小分子，B錯誤；主動運輸和協(xié)助擴散需要載體蛋白，自由擴散不需要，C錯誤；物質(zhì)P運出細胞為主動運輸，需要消耗能量，而物質(zhì)Q運出細胞是順濃度梯度的運輸，不需要消耗能量，D正確。方法技巧物質(zhì)進出細胞方式的判斷(1)根據(jù)分子大小與是否需要載體蛋白、能量判斷(2)根據(jù)運輸方向判斷逆濃度梯度的跨膜運輸方式一定是主動運輸。被動運輸一定是順濃度梯度的跨膜運輸。1下列敘述，正確的打“”，錯誤的打“”。(1)水分子和脂質(zhì)分子都可以通過自由擴散進入細胞()(2)自由擴散和協(xié)助擴散都不需要載體蛋白和能量()(3)在一定濃度范圍內(nèi)，協(xié)助擴散的速率與膜兩側(cè)的濃度差成正比()(4)同種物質(zhì)在不同情況下的運輸方式可能不同()(5)大分子有機物要通過載體蛋白的協(xié)助才能進入細胞內(nèi)()(6)需要消耗ATP的運輸方式都是主動運輸()(7)胞吞、胞吐過程體現(xiàn)了細胞膜的選擇透過性()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2下列屬于主動運輸?shù)氖?)A動物肺泡細胞釋放CO2B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SO的過程答案D解析CO2屬于小分子，苯分子屬于脂溶性物質(zhì)，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；麗藻細胞吸收SO的過程屬于主動運輸。3紅細胞吸收無機鹽和葡萄糖的共同點是()A都可以從低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)B都需要供給ATPC都需要載體蛋白協(xié)助D既需要載體蛋白協(xié)助又需要消耗能量答案C解析紅細胞吸收無機鹽是主動運輸，既需要載體蛋白協(xié)助也需要消耗細胞代謝釋放的能量(ATP)；紅細胞吸收葡萄糖是協(xié)助擴散，只需要載體蛋白協(xié)助，不需要消耗細胞代謝釋放的能量。4吞噬細胞能夠吞噬衰老的細胞以及侵入人體的病原菌，對這一過程的認識正確的是()A消耗ATP，體現(xiàn)了細胞膜的流動性和選擇透過性B消耗ATP，體現(xiàn)了細胞膜的流動性和識別功能C不消耗ATP，吞噬的動力來源于膜的流動性D不消耗ATP，吞噬過程的實質(zhì)是病原菌的入侵答案B解析吞噬細胞能夠吞噬衰老的細胞以及侵入人體的病原菌，屬于胞吞，需要消耗能量(ATP)，體現(xiàn)了細胞膜的流動性和識別功能。5如圖所示為物質(zhì)通過紅細胞膜的示意圖，其中黑點代表物質(zhì)分子，圓圈代表載體蛋白，表示能量，請據(jù)圖回答下列問題：(1)表示_，表示_，表示_。(2)K、O2和葡萄糖三種物質(zhì)中，通過方式進入紅細胞的是_。(3)與方式相比，方式的主要特點是需要借助_，該物質(zhì)是在細胞內(nèi)的_上合成的。與相比，方式的不同之處是_。(4)若在細胞中注入某種呼吸抑制劑，_(填序號)方式將會受到較大影響。答案(1)自由擴散主動運輸協(xié)助擴散(2)K(3)載體蛋白核糖體還需要消耗能量(4)對點訓(xùn)練題組一被動運輸1(2018河北省石家莊第一中學(xué)高一上學(xué)期期中)下列物質(zhì)中，通過自由擴散方式進入小腸絨毛上皮細胞的是()A氨基酸 B膽固醇CNa D葡萄糖答案B解析氨基酸進入小腸絨毛上皮細胞的方式是主動運輸，A錯誤；膽固醇屬于脂溶性物質(zhì)，進出細胞的方式是自由擴散，B正確；Na進出小腸絨毛上皮細胞的方式是主動運輸，C錯誤；葡萄糖進出小腸絨毛上皮細胞的方式是主動運輸，D錯誤。2實驗表明，K不能通過磷脂雙分子層的人工膜，但如果在人工膜中加入少量纈氨霉素(含12個氨基酸的脂溶性抗菌素)時，則K能通過膜從高濃度處向低濃度處擴散，則它通過人工膜的方式是()A自由擴散 B協(xié)助擴散C主動運輸 D滲透作用答案B解析由題意可知，K通過人工膜的運輸需要纈氨霉素，所以不是自由擴散；K從高濃度處向低濃度處擴散，且纈氨霉素不能提供能量，所以也不是主動運輸。綜合分析，K通過人工膜的方式是協(xié)助擴散。題組二主動運輸3(2017安徽省淮北市濉溪縣高一上學(xué)期期末)關(guān)于植物細胞通過主動運輸方式吸收所需礦質(zhì)元素離子的敘述，正確的是()A葉肉細胞不能以主動運輸方式吸收礦質(zhì)元素離子B低溫不影響礦質(zhì)元素離子的吸收速率C主動運輸?shù)V質(zhì)元素離子的過程只發(fā)生在活細胞中D吸收不同礦質(zhì)元素離子的速率都相同答案C解析主動運輸?shù)V質(zhì)元素離子的過程需要載體和能量，因此該過程只發(fā)生在活細胞中，C正確。4如圖表示植物細胞正常生活過程中的細胞膜對物質(zhì)的轉(zhuǎn)運。物質(zhì)轉(zhuǎn)運的方向如箭頭所示，黑點的數(shù)量表示物質(zhì)的濃度，則該物質(zhì)可能是()A氧氣 B葉綠素C呼吸酶 D鈉離子答案D解析氧氣的運輸方式屬于自由擴散，自由擴散是物質(zhì)從高濃度向低濃度一側(cè)擴散，并且不需要能量和載體蛋白，A錯誤；葉綠素存在于葉綠體中，但葉綠體膜和細胞膜具有選擇透過性，一般不能進行跨膜運輸，只存在于細胞內(nèi)，B錯誤；呼吸酶屬于蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)屬于生物大分子，并且呼吸酶一般不進行跨膜運輸，C錯誤；鈉離子的跨膜運輸方式屬于主動運輸，D正確。5某探究性學(xué)習(xí)小組研究營養(yǎng)液中O2含量變化對某植物吸收K速率的影響(其他條件都是適宜的)，實驗結(jié)果如圖，下列說法錯誤的是()A可分析得出該植物吸收K是要消耗能量的B從圖中可以看出，沒有氧氣該植物就不能吸收KCab段限制吸收K速率的主要因素是營養(yǎng)液中O2含量Dbc段表示除了營養(yǎng)液中O2含量還有其他因素影響K的吸收速率答案B解析沒有氧氣，細胞可以通過無氧呼吸為K的吸收提供能量。6如圖是植物根從土壤中吸收某礦質(zhì)離子示意圖。據(jù)圖判斷，該離子跨膜進入根毛細胞的方式為()A自由擴散 B協(xié)助擴散C主動運輸 D被動運輸答案C解析據(jù)圖可知，該植物根從土壤中吸收某礦質(zhì)離子，既需要細胞膜上載體蛋白的協(xié)助，又需要消耗ATP，符合主動運輸?shù)奶攸c。題組三胞吞和胞吐7下列過程可用下圖來表示的是()A小腸上皮細胞吸收KBO2進入線粒體C胰島B細胞向外分泌大分子物質(zhì)胰島素DNa進入人體腎臟細胞答案C解析由題圖可知，圖中所示為胞吐過程。小腸絨毛上皮細胞對K的吸收是主動運輸，體現(xiàn)細胞膜具有選擇透過性，A錯誤；氧氣進入線粒體是自由擴散，B錯誤；胰島B細胞向外分泌大分子物質(zhì)胰島素是胞吐，體現(xiàn)細胞膜的流動性，C正確；Na進入人體腎臟細胞是主動運輸，D錯誤。題組四物質(zhì)出入細胞方式的綜合應(yīng)用8(2018黑龍江省大慶實驗中學(xué)高一上學(xué)期期中)下列說法中錯誤的是()A大腸桿菌吸收K屬于主動運輸，既消耗能量，又需要膜上的載體蛋白B果脯在腌制中慢慢變甜，是細胞主動吸收糖分的結(jié)果C葡萄糖進入紅細胞需要載體蛋白的幫助，但不消耗能量，屬于協(xié)助擴散D水分子進出細胞是通過自由擴散實現(xiàn)的答案B解析果脯在腌制中慢慢變甜，這是由于細胞在高濃度溶液中失水過多死亡，細胞膜失去選擇透過性，糖分進入細胞所致，B錯誤。9(2018安徽省合肥第六中學(xué)高一上學(xué)期期中)如圖為氨基酸和Na進出腎小管上皮細胞的示意圖。據(jù)圖分析不正確的是()A管腔中氨基酸進入上皮細胞的方式為主動運輸B上皮細胞中氨基酸進入組織液既需要載體協(xié)助，也需要消耗能量CNa進、出上皮細胞的方式是不同的D管腔中Na進入上皮細胞能體現(xiàn)細胞膜的選擇透過性答案B解析根據(jù)題圖可知，腎小管管腔中的氨基酸進入上皮細胞為逆濃度梯度的運輸，屬于主動運輸(其動力來自Na協(xié)同運輸中的離子梯度)；上皮細胞中氨基酸進入組織液，是由高濃度向低濃度一側(cè)擴散，并且需要載體蛋白的協(xié)助，屬于協(xié)助擴散；管腔中Na進入上皮細胞，是由高濃度向低濃度一側(cè)擴散，并且需要載體蛋白的協(xié)助，屬于協(xié)助擴散；上皮細胞中Na進入組織液是由低濃度向高濃度逆濃度運輸，需要載體、消耗能量，屬于主動運輸。10(2018安徽省郎溪中學(xué)高一上學(xué)期期中)如圖表示動物某組織細胞膜轉(zhuǎn)運部分物質(zhì)的示意圖，與圖中信息不相符的是()A甲側(cè)為細胞外，乙側(cè)為細胞內(nèi)B圖中葡萄糖的運輸方式與細胞吸收甘油的方式相同C圖中葡萄糖運輸?shù)闹苯域?qū)動力不是ATPDNa的運輸既可順濃度梯度也可逆濃度梯度答案B解析糖蛋白分布在細胞膜的外表面，則甲側(cè)為細胞外，乙側(cè)為細胞內(nèi)，A符合；圖中葡萄糖的運輸需要載體協(xié)助，但不消耗能量，屬于協(xié)助擴散，而細胞吸收甘油的方式是自由擴散，二者不同，B不符合；圖中葡萄糖運輸?shù)闹苯域?qū)動力是鈉驅(qū)動，不消耗ATP，C符合；由圖可知，Na進入細胞是順濃度梯度，Na排出細胞是逆濃度梯度，D符合。11下圖甲表示某生物膜結(jié)構(gòu)，a、b、c、d表示物質(zhì)跨膜運輸方式，圖乙和圖丙表示物質(zhì)運輸曲線。若某物質(zhì)跨膜運輸過程中，細胞內(nèi)、外該物質(zhì)濃度變化符合圖丙，則該物質(zhì)跨膜運輸方式分別對應(yīng)圖甲和圖乙中的()Ac，N Bb，MCa，N Dc，M答案A解析據(jù)圖丙分析，該物質(zhì)可以從細胞外低濃度向細胞內(nèi)高濃度運輸，為主動運輸。甲圖c需要載體和能量，為主動運輸；乙圖N物質(zhì)運輸一開始隨著濃度增加而增加，達到一定濃度時受到其他因素(載體和能量)限制，為主動運輸，M表示運輸速度與物質(zhì)濃度成正比，為自由擴散。12下列關(guān)于圖中序號的描述，正確的是()A和所示的過程都需要消耗能量B只有所示的過程能逆濃度梯度運輸物質(zhì)C大分子物質(zhì)只有通過過程才能進入細胞D氨基酸進入組織細胞與過程有關(guān)答案B解析由題圖分析可知：為主動運輸；為協(xié)助擴散；、為協(xié)助擴散與主動運輸?shù)膶嵗?。協(xié)助擴散不需要消耗能量，順濃度梯度運輸，需要載體蛋白協(xié)助，A項錯誤；大分子物質(zhì)進入細胞的方式為胞吞，C項錯誤；氨基酸進入組織細胞屬于主動運輸，與有關(guān)，D項錯誤；只有主動運輸能逆濃度梯度運輸物質(zhì)，B項正確。綜合強化13下圖是A、B、C三種物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞?，請分析回答下列問題：(1)物質(zhì)A、B、C跨膜運輸?shù)姆绞揭来问莀、_、_。(2)某種物質(zhì)能專一性地破壞物質(zhì)C的載體蛋白，若用其處理細胞后，物質(zhì)B跨膜運輸?shù)乃俾蕦，物質(zhì)C跨膜運輸?shù)乃俾蕦。(3)三種物質(zhì)的運輸中，與圖1曲線相符的是_。與圖2中甲曲線相符的是_，與乙曲線相符的是_。答案(1)自由擴散協(xié)助擴散主動運輸(2)不變下降(3)物質(zhì)C物質(zhì)A物質(zhì)B或物質(zhì)C解析(1)根據(jù)圖示判斷三種運輸方式依次是自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸。(2)載體蛋白具有專一性，破壞物質(zhì)C的載體蛋白，對物質(zhì)B的運輸沒有影響，會使物質(zhì)B跨膜運輸速率降低。(3)圖1中當(dāng)細胞內(nèi)的濃度高于細胞外濃度時，仍能吸收該物質(zhì)，說明是主動運輸，圖2中甲吸收速率和物質(zhì)的濃度成正比，是自由擴散；乙具有載體蛋白飽和的現(xiàn)象，說明該方式需要載體蛋