内容正文:
第2课时 物质进出细胞的运输方式
课标
要求
1.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞,不需要额外提供能量;有些物质可以逆浓度梯度进出细胞,需要能量和载体蛋白。
2.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。
知识点一 被动运输不需要细胞供能
1.类型
主要包括简单扩散和协助扩散。
2.简单扩散(或自由扩散)
(1)方向:顺浓度梯度(即从高浓度一侧向低浓度一侧移动)。
(2)条件:不需要细胞代谢供能。
(3)限制因素:物质的脂溶性、相对分子质量大的分子所带电荷的种类和数量。
(4)举例:气体分子(如氧气、二氧化碳、氮气)、脂溶性物质(如甘油、乙醇、苯)等。
[提醒]
渗透与扩散是两个不完全相同的物质运输过程。
在水的渗透过程中,水作为溶剂表现为从溶质分子相对少的部位向溶质分子相对多的部位流动;在简单扩散中,溶质往往是从溶液浓度高的部位向溶液浓度低的部位流动。
3.依赖通道蛋白的协助扩散
(1)方向:顺浓度梯度(即从高浓度一侧到低浓度一侧移动)。
(2)条件:不需要细胞代谢供能,需要通道蛋白的协助。
(3)举例:钠离子依赖离子通道蛋白、水分子通过水通道蛋白进行协助扩散。
4.依赖载体蛋白的协助扩散
(1)方向:顺浓度梯度(即从高浓度一侧到低浓度一侧移动)。
(2)条件:不需要细胞代谢供能,需要载体蛋白的协助。
(3)举例:葡萄糖通过红细胞质膜进入细胞。
[拓展]
载体蛋白和通道蛋白都属于转运蛋白。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变;通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合。
5.被动运输的结果
促进细胞内外物质浓度趋同。
[判断正误]
1.水分子和脂质分子都可以通过简单扩散进入细胞。(√)
2.简单扩散和协助扩散都不需要载体蛋白和能量。(×)
提示:简单扩散和协助扩散都不需要细胞代谢的能量,但协助扩散需要载体蛋白或通道蛋白的协助。
3.在一定浓度范围内,协助扩散的速率与膜两侧的浓度差成正比。(√)
4.载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时,其作用机理是一样的。(×)
提示:与通道蛋白不同的是,载体蛋白需要先与被运输的离子或分子结合,然后通过自身构象的变化或移动才能完成物质运输,所以两者的作用机理是不一样的。
1.试从物质运输动力角度分析,为什么简单扩散和协助扩散被称为被动运输?
提示 简单扩散和协助扩散的物质运输动力都是物质浓度差,即都是顺浓度梯度进行的,不需要细胞代谢的能量,所以统称为被动运输。
2.葡萄糖穿越细胞质膜进入红细胞的运输速率存在一个饱和值,请结合红细胞吸收葡萄糖的方式分析,出现饱和值的原因是什么?
提示 红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,需要载体蛋白协助,出现饱和值的原因是受细胞质膜上载体的数量的限制。
3.转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,二者的区别是什么?
提示 载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变;通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配,大小和电荷相适宜的分子或离子通过,分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白相结合。
1.(2021·无锡高一期末)甘油、氧气等进出细胞的方式是( )
A.简单扩散 B.主动运输
C.渗透作用 D.协助扩散
解析 甘油、氧气、二氧化碳等通过简单扩散的方式出入细胞,不需要细胞代谢的能量,A正确。
答案 A
2.(2021·黄石高一期末)水通道蛋白对水有专一性,能使水分子顺浓度梯度进出细胞。下列有关说法,错误是( )
A.水通道不能协助氨基酸进入细胞内
B.水分子通过水通道的过程不消耗能量
C.一种物质可能有多种跨膜运输方式
D.加入蛋白质抑制剂会提高水通道跨膜运输水分子的速率
解析 加入蛋白质抑制剂会降低水通道跨膜运输水分子的速率,D错误。
答案 D
知识点二 主动运输需要细胞供能
1.方向:物质逆浓度梯度进出细胞。
2.条件:需要细胞质膜上相应载体蛋白的协助;需要细胞代谢供能。
3.实例:Na+—K+泵、Ca2+泵。
4.意义:普遍存在于动植物细胞和微生物细胞。能保证细胞按照生命活动的需要,主动地选择吸收营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质。
[判断正误]
1.主动运输过程中,需要载体蛋白的协助和消耗能量。(√)
2.被动运输都既不需要消耗能量,也不需要借助膜上的转运蛋白。(×)
提示:被动运输分为简单扩散和协助扩散。其中协助扩散需要载体蛋白或通道蛋白的协助。
3.液泡中积累了大量离子,故液泡不具有选择透过性。(×)
提示:细胞器膜和细胞质膜一样,具有选择透过性。
4.组织细胞吸收氧的速率取决于细胞内外氧的浓度差。(√)
1.主动运输
(1)从所需条件上来