(完整版)影响物质跨膜运输的因素及曲线分析
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高中生物题型分析---- 物质跨膜运输的方式题型一、物质运输方式一、考查形式选择题或填空题二、典型例题1.将某活组织放入适宜的完全营养液中,置于适宜的条件下培养。
培养液中甲、乙两种离子的浓度保持相等且恒定,定期测得细胞中两种离子的含量,得到如图所示曲线。
据图分析下列叙述中正确的是( )A.该组织的细胞吸收甲、乙两种离子的方式分别是自由扩散和主动运输B.该组织细胞运输离子甲的载体蛋白数量比运输离子乙的数量多C.两种离子均只能从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧D.曲线m~n段和a~b段表明两种离子浓度的升高抑制了细胞的吸收答案 B解析从图中可以看出,甲、乙曲线随时间的变化是:细胞内离子浓度超过细胞外离子浓度,因此对两者的吸收都是主动运输的方式,A项不正确;在相同的时间内,甲曲线表示的浓度高于乙曲线,说明甲离子的吸收速度快,主要原因是载体蛋白的数量相对较多,B项正确;可从图中直接得出:细胞内浓度无论大于或小于细胞外浓度,细胞均能吸收离子,C项不正确;D项中曲线m~n段和a~b段两种离子应该是处于平衡的状态,是由于载体蛋白数量有限引起的,而不是抑制了细胞的吸收,D项不正确。
2.如图为物质出入细胞的四种方式示意图,请据图回答:(1)图中A表示________方式,B表示________方式,C表示________方式,D表示________方式。
(2)K+、O2和葡萄糖三种物质中,通过B方式进入红细胞的是________。
(3)与A方式相比,B方式的主要特点是需要借助________,该物质是在细胞内的________上合成的。
(4)胰岛B细胞分泌胰岛素是通过________方式进行的,该种运输方式也体现出细胞膜________________的特点。
(5)若在细胞中注入某种呼吸抑制剂,__________________方式将会受到较大影响。
(6)需要载体蛋白协助的方式为________________(填字母),影响B方式运输速率的因素为__________________;与C运输方式有关的细胞器是___________________。
(完整)物质跨膜运输分析物质跨膜运输的实例本节重点:观察植物细胞质壁分离和复原考点:1.渗透装置的原理:渗透作用(了解其发生条件)等渗是一种特殊的渗透作用(半透膜两侧浓度相等)实验室中的渗透装置涉及到高度差(平衡后高度越高,对应的浓度越大)2。
动物细胞吸水和失水(利用其吸水涨破的特性,进行制备细胞膜的实验)3.植物细胞的吸水和失水(由于某些植物细胞存在大液泡,会把细胞质挤成很薄的一层,所以植物细胞失水时会发生质壁分离的现象,注意这里的质是指的原生质层)4、植物细胞质壁分离和复原是细胞各个结构对应的名称,注意实验中的外界溶液为0。
3g/ml的蔗糖,选材是洋葱鳞片叶外表皮细胞(洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡是紫色,失水后和外界溶液有色差便于观察)应用:用黑藻叶片进行质壁分离实验(黑藻叶片中的叶绿体显绿色,液泡中细胞液的颜色接近无色,两者之间有颜色差异,因此叶绿体的存在不会干扰实验现象的观察)5.判断细胞能否发生质壁分离与复原(1)从细胞角度分析①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。
②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。
(2)从溶液角度分析①在一定浓度(溶质不能透膜)的溶液中只会发生质壁分离现象,不能自动复原(只有用清水或低渗溶液处理,方可复原)。
②在一定浓度(溶质可透膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原现象。
③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象,但不会发生质壁分离复原现象。
6。
不同试剂对质壁分离和复原的影响分析(1)若使用浓度过高的蔗糖溶液,则质壁分离现象明显,但不能复原,因为溶液浓度过高,使细胞过度失水而死亡。
(2)若使用合适质量浓度的KNO3,NaCl、尿素、葡萄糖、乙二醇溶液,因为这些物质均可被细胞吸收,使细胞液浓度增大,所以细胞先发生质壁分离后又自动复原。
但浓度过高会使细胞失水过多而死亡.(3)若使用质量浓度为1 mol·L-1的醋酸溶液,则不发生质壁分离及复原现象。
物质跨膜运输的方式1一、小分子或离子出入细胞的方式:特别提醒:①表中“高浓度”“低浓度”是指被运输离子的浓度或水分子等被运输物质 的浓度,而不是它们所在溶液的浓度。
②协助扩散和主动运输中的膜载体蛋白都具专一性,载体的种类和数量影响运输速率。
③扩散与渗透的关系如上图所示,渗透是水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散, 而扩散不只是溶剂分子,也可是气体、溶质分子由高浓度到低浓度的运动。
④同一种物质进出不同细胞时的运输方式可能不同。
如葡萄糖进入红细胞为协助扩散,而进 入其他细胞为主动运输。
物质跨膜运输的方式2物质跨膜运输方式的判断:①主动运输的条件有两个:载体和能量。
这两个条件是判断主动运输的依据。
②逆浓度梯度运输也是判断主动运输的依据。
但是顺浓度梯度运输不一定不是主动运输,原因是主动运输既可顺浓度梯度运输,也可逆浓度梯度运输。
只要是逆浓度梯度,则一定是主动运输,若顺浓度梯度运输时,应进一步根据其他条件来判断:a .只需载体协助的为协助扩散;b .既需载体又消耗能量的是主,动运输;c .只靠两侧物质浓度差顺浓度梯度运输,不需任何其他条件的是自由扩散。
二、物质跨膜运输速度的影响因素:1.影响自由扩散、协助扩散和主动运输的因素2.影响物质运输速度的曲线分析(1)自由扩散中物质运输速度的影响因素由上图可解读出以下信息:①图A 中物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运,不消耗能量也不需要载体协助,所以此图是指物质通过细胞膜的自由扩散过程。
②可以预测,图A 中随着细胞膜内外物质浓度差的减小,自由扩散的速度会越来越慢。
③图A 中箭头表示当细胞外物质浓度高于细胞内物质浓度时物质的转运方向。
④图B 表示物质的运输速度与细胞内外物质浓度差呈正比关系,说明自由扩散过程主要受细胞内外物质浓度差的影响。
外界因素对物质跨膜运输影响的曲线分析起点、交点、折点和终点,分清自变量和因变量,曲线的走势等,并深入挖掘题目中的有效信息,结合具体的设问进行作答。
1.下图表示番茄随环境中氧浓度的变化,从培养液中吸收Ca 2+和Si 4+的曲线。
影响A 、B 两点与B 、C 两点吸收量的主要因素分别是( )A.离子浓度、载体数量B.离子浓度、呼吸作用强度C.载体数量、离子浓度D.载体数量、呼吸作用强度【解析】分析题图,由于离子的吸收方式是主动转运,需要载体蛋白的协助和消耗能量,消耗能量与氧浓度有关,图中A、B两点的氧气浓度相同,说明氧气浓度不是限制因素,影响因素为载体的数量;B、C两点为钙离子的吸收曲线,载体蛋白的数量是相同的,区别是氧气浓度不同,氧气浓度影响呼吸作用强度。
故D正确。
【答案】 D2.下图是番茄根细胞对K+吸收速率和氧分压的关系曲线,下列说法错误的是( )A.图中A、B两处用于根代谢活动的酶不同B.A→B段,ATP是限制根细胞对K+吸收速率的主要原因C.在B点以后,通过中耕松土可进一步促进对K+的吸收D.氧分压为8时,AB曲线最可能演变为M2形态【解析】A点氧分压为0,呼吸作用是厌氧呼吸,B点呼吸作用是需氧呼吸,所以A、B两处用于根代谢活动的酶不同,选项A正确;K+进入根细胞是主动转运,消耗能量,选项B正确;B点以后,K+的吸收速率受载体数量限制,与氧气含量无关,选项C错误,D正确。
【答案】 C3.图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式,下列表述正确的是( )【导学号:36500073】A.脂溶性小分子物质不能通过方式a运输B.与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面C.方式b的最大运输速率与载体蛋白数量有关D.抑制细胞呼吸对方式a和b的运输速率均有影响【解析】从图像看,a曲线表示扩散;b曲线表示易化扩散或主动转运。
脂溶性小分子物质通过扩散运输,故A项错误。
由于a曲线表示扩散,扩散中没有载体蛋白的参与,故B项错误。
影响物质跨膜运输的因素及曲线分析This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020影响物质跨膜运输的因素及曲线分析物质跨膜运输的方式有自由扩散、协助扩散和主动运输,因其特点各异,所以相应的影响因素和曲线就各有不同。
一、影响跨膜运输的因素1、自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。
2、影响协助扩散的因素:(1)细胞膜内外物质的浓度差;(2)细胞膜上相应载体的数量。
3、影响主动运输的因素:(1)载体的种类和数量;(2)能量。
二、影响物质运输速率的曲线分析1、浓度(在一定范围内)对运输速率的影响曲线:(1)自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧,其动力是两侧溶液的浓度差,在一定浓度范围内,随物质浓度的增大,其运输速率越大。
(2)协助扩散或主动运输的共同特点是都需要载体协助,在物质浓度较低时,随物质浓度的增大,运输速率也逐渐增大,到达一定物质浓度时,由于受膜上载体数量的限制,运输速率不再随浓度增大而增大。
2、氧气浓度对物质运输速率的影响曲线:(1)自由扩散和协助扩散统称为被动运输,其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧,其运输的动力都是浓度差,不需要能量,因此与氧气浓度无关,运输速率不随氧气浓度增大而改变。
(2)主动运输方式既需要载体协助又需要消耗能量,在氧气浓度为零时,通过细胞无氧呼吸供能,但无氧呼吸产生能量较少,所以运输速率较低,在一定范围内随氧气浓度升高,有氧呼吸加强,协助扩散或主动运输产生的能量逐渐增多,所以运输速率不断加快,当氧气浓度足够高时,能量供应充足,但由于受到载体数量的限制,运输速率不再随氧气浓度增大而加快。
三、几点说明1、要确定某种物质的运输方式,必须抓三个关键:(1)分析被运输的物质是否通过细胞膜;(2)明确被运输物质微粒的性质(大分子、小分子、离子);(3)分析物质通过细胞膜的转运方向(高浓度到低浓度,低浓度到高浓度),是否需要载体协助,是否需要消耗能量。
影响物质跨膜运输的因素及曲线分析物质跨膜运输的方式有自由扩散、协助扩散和主动运输,因其特点各异,所以相应的影响因素和曲线就各有不同。
一、影响跨膜运输的因素
1、自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。
2、影响协助扩散的因素:(1)细胞膜内外物质的浓度差;(2)细胞膜上相应载体的数量。
3、影响主动运输的因素:(1)载体的种类和数量;(2)能量。
二、影响物质运输速率的曲线分析
1、浓度(在一定范围内)对运输速率的影响曲线:
(1)自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧,其动力是两侧溶液的浓度差,在一定浓度范围内,随物质浓度的增大,其运输速率越大。
(2)协助扩散或主动运输的共同特点是都需要载体协助,在物质浓度较低时,随物质浓度的增大,运输速率也逐渐增大,到达一定物质浓度时,由于受膜上载体数量的限制,运输速率不再随浓度增大而增大。
协助扩散或主动运输
2、氧气浓度对物质运输速率的影响曲线:
(1)自由扩散和协助扩散统称为被动运输,其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧,其运输的动力都是浓度差,不需要能量,因此与氧气浓度无关,运输速率不随氧气浓度增大而改变。
(2)主动运输方式既需要载体协助又需要消耗能量,在氧气浓度为零时,通过细胞无氧呼吸供能,但无氧呼吸产生能量较少,所以运输速率较低,在一定范围内随氧气浓度升高,
有氧呼吸加强,产生的能量逐渐增多,所以运输速率不断加快,当氧气浓度足够高时,能量供应充足,但由于受到载体数量的限制,运输速率不再随氧气浓度增大而加快。
三、几点说明
1、要确定某种物质的运输方式,必须抓三个关键:
(1)分析被运输的物质是否通过细胞膜;
(2)明确被运输物质微粒的性质(大分子、小分子、离子);
(3)分析物质通过细胞膜的转运方向(高浓度到低浓度,低浓度到高浓度),是否需要载体协助,是否需要消耗能量。
2、在一定浓度范围内,协助扩散或主动运输速率不再随物质浓度的增大而加快,主要是因为细胞膜上运输该物质的载体蛋白的数量有限,主动运输还可能受细胞能量供应的限制。
3、氧气浓度是通过影响细胞呼吸产生能量的多少来影响主动运输速率的。
例题1、科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系,分别用下图中四条曲线表示,在研究具体的物质X 时,发现与曲线②和④相符。
则细胞膜运输物质X 的方式是( )
A.自由扩散
B.主动运输
C.协助扩散
D.胞吐
解析:分析跨膜运输的方式,主要应从影响跨膜运输的因素入手,尤其东载体蛋白和能量两方面考虑。
曲线①说明运输速率与物质浓度呈正相关,不受其他因素的限制,应为自由扩散。
因为氧气浓度的高低影响细胞呼吸,进而影响能量的供应,而主动运输需要消耗能量,曲线③说明运输速率与氧气浓度无关,说明这种方式不是主动运输,而是一种被动运输的方式。
曲线②在一定范围内随物质浓度升高运输速率加快,当达到一定程度后,由于受到载体数量的限制,运输速率不再增加,而保持稳定,说明这种运输需要载体,不是自由扩散,可能是协助扩散或主动运输。
曲线④说明运输速率与氧气浓度有关,说明这个过程是需要能量的,只能是主动运输。
综合分析,运输物质X 的方式是主动运输。
例题2、物质进入细胞都要穿过细胞膜,不同物质穿过细胞膜的方式不同,下列各图表示在一定范围内细胞膜外物质进入细胞膜内的三种不同情况。
回答下列问题: 运
输
速率
O 氧气浓度 主动运输
(1)据图指出A、B、C所表示的物质运输方式:A是_________,B是_________,C是_________。
(2)上述三种运输方式中,哪一种加入呼吸抑制剂后曲线会发生变化?为什么?
(3)乙醇、CO2、氨基酸进入细胞的方式分别是_________、_________、_________。
点拨:本题主要考查细胞膜的结构、细胞膜对物质的通透性,即细胞膜作为半透膜的特性。
另一方面就是不同物质进出细胞膜的各种方式。
在能力方面,主要考查运用知识的能力和处理图表信息的能力。
物质进出细胞的方式有3种:单纯扩散、协助扩散和主动运输。
单纯扩散是小分子物质进出细胞膜的方式,它总是从高浓度一侧向低浓度一侧扩散,其扩散速度与物质浓度的高低成正比,表现出A图所示的曲线;协助扩散亦是从浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散,但这种扩散必须由载体来转运,当细胞膜上的载体达到饱和时,其扩散速度就会受到限制,表现为B图的曲线;主动运输是物质进出细胞的主要方式,该过程需要载体和能量,当外界离子的浓度高于细胞内离子浓度时(顺浓度梯度),主动运输比单纯扩散和协助扩散要快得多。
主动运输逆浓度梯度进行时,在能量充足、载体没有达到饱和之前,运输速度随离子浓度的升高而加快,当载体饱和或能量不足时,主动运输就会减弱,表现为C图曲线。
因此,当加入呼吸抑制剂后,能量供应不足,主动运输受到影响。
答案:(1)自由扩散协助扩散主动运输(2)主动运输(C)主动运输需要呼吸作用提供能量(3)自由扩散自由扩散主动运输。