优选必修一物质跨膜运输方式
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[教材优化全析]要点提炼物质跨膜运输,有的是顺浓度梯度的,如水、O 2、CO 2等,有的是逆浓度梯度的,如:Na +、Cl -、Ca 2+等,而且细胞对于物质的输入和输出有选择性,这主要是因为细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。
生物膜的这一特性对保证细胞正常代谢的进行非常有意义:它既能保障细胞对基本营养物质的摄取、代谢废物的排出和细胞内离子浓度的调节,又能使细胞内环境保持相对稳定。
一、自由扩散由于分子运动而产生的物质迁移现象,即一种物质的分子从相对高浓度的区域移动到相对低浓度的区域,称为扩散,又称为自由扩散。
物质能否实现跨膜运输与物质的性质、颗粒大小及膜的选择透过性有关。
生物膜的选择透过性能保证细胞正常生命活动的进行。
取少许高锰酸钾结晶,投入一杯清水中,高锰酸钾很快溶解而使水变为紫色。
开始时紫色溶液只集中在高锰酸钾结晶的周围,然后逐渐扩展,最后高锰酸钾结晶完全溶解,水液也全部成为均匀的紫色溶液。
这一过程就是自由扩散。
物质分子可以穿过细胞膜,在细胞内外之间进行自由扩散(如下图)。
自由扩散示意图O 2和CO 2分子都可以穿过脂类双分子层而扩散。
由于细胞呼吸之故,细胞内的O 2浓度总是低于血浆或体液中的O 2浓度,而CO 2的浓度则高于血浆或体液中的CO 2浓度,因而体液中的O 2就向细胞内扩散,而细胞内的CO 2则向血浆或体液扩散。
保持或增加浓度梯度,有利于扩散的进行。
血液在组织中循环,可经常保持血液和细胞之间的O 2和CO 2浓度梯度,因而有利于O 2从血液中顺浓度梯度进入细胞和CO 2从细胞中顺浓度梯度进入血液。
分子扩散的速度是与温度成正比的,温度越高,扩散速度越快。
在同一温度下,由浓度来决定扩散方向与速度。
自由扩散的动力是物质由高浓度流向低浓度的倾向。
例如CO 2、O 2、N 2进出红细胞,取决于血液和肺泡中该气体的分压差。
脂溶性的固醇类小分子激素(性激素、肾上腺皮质激素)以及酰胺类、甘油、乙醇等出入细胞是自由扩散。
第三节物质跨膜运输的方式1、被动运输:物质进入细胞顺浓度梯度的扩散①自由扩散:物质通过简单的扩散作用进入细胞,叫自由扩散。
②协助扩散:进入细胞的物质借助载体蛋白的扩散,叫做协助扩散。
自由扩散与协助扩散的比较不消耗H不消耗2、主动运输:从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,通式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。
无机盐、糖、【习题一】下列关于物质进出细胞的叙述中正确的是()A.哺乳动物的成熟红细胞可通过无氧呼吸为主动运输提供能量B.细胞膜的选择透过性是指小分子物质全都能通过而大分子物质都不能通过C.红细胞中能贮存大量氧气分子,故氧气分子进入红细胞为主动运输D.哺乳动物神经细胞通过协助扩散的方式吸收钾离子如图为不同物质跨膜运输示意图,下列相关叙述正确的是()向膜内转运,由高浓度向低浓度,属于协助扩散;④由膜内向膜外转运,由低浓度向高浓度转运,属于主动运输。
据此作答。
【解答】解:A、物质通过方式①进入细胞是自由扩散,自由扩散也可体现生物膜的选择透过性,并非所有的小分子微粒都可以自由扩散方式出入细胞膜,A错误;B、神经元产生兴奋的生理基础是K+外流,A错误;C、葡萄糖进入红细胞是协助扩散,B正确;D、大分子运输是胞吞或胞吐,④是主动运输,D错误。
故选:C。
【习题三】正常人体血浆中K+浓度低于红细胞内K+浓度,成熟红细胞(无线粒体)从02浓度高的血浆流入02浓度低的血浆,在其它化学成分和理化性质相对稳定的条件下,氧气浓度变化对其吸收K+和葡萄糖速率变化的影响分别是()A.吸收K+的速率不变,吸收葡萄糖的速率不变B.吸收K+的速率降低,吸收葡萄糖的速率降低C.吸收K+的速率升高,吸收葡萄糖的速率升髙D.吸收K+的速率降低,吸收葡萄糖的速率升高【分析】红细胞吸收无机盐离子的方式是主动运输,需要载体和能量,氧气等气体分子的跨膜运输是自由扩散,顺浓度梯度进行,不需要载体和能量,红细胞吸收葡萄糖是协助扩散,需要载体不消耗能量。