内容正文:
真题大数据
考点 核心知识 近3年考频
物质的输入
与输出 渗透作用与细胞吸水 18次
自由扩散和协助扩散 29次
主动运输 34次
胞吞与胞吐 15次
考点4 物质的输入与输出
考点4 物质的输入与输出
1.渗透作用
概念
水分子(或其他溶剂分子)透过半透膜的扩散。方向是从相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
发生条件
具有半透膜。
半透膜两侧的溶液具有浓度差。
水进出细胞的原理
细胞质浓度>外界溶液浓度→细胞吸水膨胀
细胞质浓度=外界溶液浓度→细胞吸水失水平衡,形态不变
细胞质浓度<外界溶液浓度→细胞失水皱缩
考点4 物质的输入与输出
2.被动运输
自由扩散
像O2、CO2以及甘油、乙醇、苯等,通过简单的扩散作用进出细胞的方式,称为自由扩散,也叫简单扩散。
协助扩散
离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等,不能自由地通过细胞膜,需要借助膜上的转运蛋白进出细胞扩散,叫作协助扩散,也叫易化扩散。
高浓度
低浓度
细胞膜
物质浓度
高
低
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。
考点4 物质的输入与输出
水的跨膜运输方式
水分子很小,不带电荷但具有极性,尽管能够以自由扩散过膜,但是更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。
水分子
水通道蛋白
考点4 物质的输入与输出
载体蛋白
载体蛋白需要与被运输的物质结合,每次转运时都会发生自身构象的改变。
通道蛋白
分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,只容许与自身通道直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。
考点4 物质的输入与输出
3.主动运输
逆浓度梯度进行的跨膜运输。
需要载体蛋白的协助。
需要消耗细胞内化学反应释放的能量。
主动运输的意义
主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中,通过主动运输来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求。
考点4 物质的输入与输出
4.胞吞与胞吐
大分子物质进出细胞的过程叫作胞吞、胞吐。
需要消耗能量。
内质网
合成的蛋白质
高尔基体
囊泡
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考点4 物质的输入与输出
5.影响跨膜运输的因素
物质浓度
自由扩散时,运输速率与物质浓度呈正相关。
协助扩散和主动运输由于有载体蛋白的参与,有饱和点的出现。
载体蛋白的两大特点
具有特异性:运输不同物质的载体蛋白不同,不同细胞膜上载体蛋白的种类和数量也不同。
具有饱和性:当细胞膜上的载体蛋白达到饱和时,细胞吸收该运载物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。
考点4 物质的输入与输出
O2浓度
自由扩散和协助扩散不需要消耗能量,因此其运输速率与细胞呼吸强度无关,因此与氧气浓度无关。
主动运输需要能量,有氧呼吸和无氧呼吸都可提供能量。当O2浓度为0时,由无氧呼吸供能,故曲线起点不在原点。但当以细胞呼吸强度为自变量时,曲线的起点在原点。
考点4 物质的输入与输出
温度
其他因素
温度
影响
生物膜的流动性
酶的活性
呼吸作用速率
物质运输速率
影响
影响
植株+培养液
呼吸抑制剂
对某离子吸收减弱或停止
不影响离子吸收
主动运输
被动运输
植株+培养液
蛋白酶
对某离子吸收减弱或停止
不影响离子吸收
协助扩散
自由扩散
考点4 物质的输入与输出
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应考基础训练
1.细胞可运用不同的方式跨膜转运物质。下列相关叙述错误的是( )
A.物质自由扩散进出细胞的速度既与浓度梯度有关,也与分子大小有关
B.小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中各种溶质分子的浓度有关
C.神经细胞膜上运入K+的载体蛋白和运出K+的通道蛋白都具有特异性
D.相比于载体运输,通道蛋白具有极高的转运速率
2.耐寒黄花苜蓿的基因M编码的蛋白M属于水通道蛋白家族,将基因M转入烟草植株可提高其耐寒能力。下列叙述错误的是( )
A.细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力
B.低温时,水分子通过与蛋白M结合转运到细胞外
C.蛋白M增加了水的运输能力,但不改变水的运输方向
D.水通道蛋白介导的跨膜运输不是水进出细胞的唯一方式
B
B
3.一种金属离子能够通过细胞膜进入细胞内部。将活细胞放入不同浓度的含该金属离子的溶液中,1 h后测量细胞内该金属离子的浓度,得到如图所示曲线。下列叙述错误的是( )
A.该金属离子进入细胞的方式是主动运输
B.该金属离子的转运速率与溶液中离子浓度有关
C.A点之后转运速率不再增加,可能是受通道蛋白数量的限制
D.该金属离子的转运过程中需要消耗能量
C
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