1、被動運輸:物質(zhì)進出細(xì)胞是順濃度梯度的擴散,叫做被動運輸,包括自由擴散和協(xié)助擴散。
(1)自由擴散:物質(zhì)通過簡單的擴散進出細(xì)胞的方式。(如:O2)
(2)協(xié)助擴散:進出細(xì)胞的物質(zhì)借助載蛋白的擴散方式。(葡萄糖進出細(xì)胞的方式)
2、主動運輸:有能量消耗,并且需要有載體的幫助進出細(xì)胞的方式。(小分子物質(zhì)、離子)
3、胞吞和胞吐:大分子顆粒物質(zhì)進出細(xì)胞的方式。
物質(zhì)進出細(xì)胞方式的比較:
1、小分子和離子進出細(xì)胞的方式
物質(zhì)出入細(xì)胞的方式 | 被動運輸 | 主動運輸 | |
自由擴散 | 協(xié)助擴散 | ||
運輸方向 | 高濃度到低濃度 | 高濃度到低濃度 | 低濃度到高濃度 |
是否需要載體 | 不需要 | 需要 | 需要 |
是否消耗能量 | 不消耗 | 不消耗 | 消耗 |
舉例 | O2、CO2、H2O、甘油乙醇、苯等出入細(xì)胞 | 紅細(xì)胞吸收葡萄糖 | 小腸吸收葡萄糖、氨基酸、無機鹽等 |
2、大分子物質(zhì)和顆粒進出細(xì)胞的方式


(2)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ):細(xì)胞膜的流動性。
(3)條件:二者都需要消耗能量。
易錯點撥:
1、上表中“高濃度”“低濃度”是指運輸?shù)碾x子或小分子本身的濃度,而不是它們所處溶液的濃度。
2、被動運輸?shù)膭恿碜杂诩?xì)胞內(nèi)外物質(zhì)的濃度差,主動運輸?shù)膭恿碜訟TP。
3、胞吞和胞吐進行的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是細(xì)胞膜的流動性。胞吞和胞吐與主動運輸一樣也需要能量供應(yīng),如果分泌細(xì)胞中的ATP合成受阻,則胞吐不能繼續(xù)進行。
4、載體是細(xì)胞膜上的一種蛋白質(zhì),不同物質(zhì)分子的運輸載體不同,即載體具有專一性,不同生物細(xì)胞膜上的載體的種類和數(shù)目不同。
5、在低濃度時,物質(zhì)通過細(xì)胞膜的速度,協(xié)助擴散要比自由擴散快得多,這是由于細(xì)胞膜上有載體蛋白能與特定的物質(zhì)結(jié)合。
6、主動運輸能夠保證細(xì)胞按照生命活動的需要,主動地選擇吸收所需要的物質(zhì),排出代謝所產(chǎn)生的廢物和對細(xì)胞有害的物質(zhì),是一種對生命活動來說最重要的物質(zhì)運輸方式。
7、抑制某載體蛋白活性,則只會導(dǎo)致以該載體蛋白轉(zhuǎn)運的物質(zhì)運輸停止,對其他物質(zhì)運輸不影響。
8、若抑制呼吸作用,所有以主動運輸跨膜的物質(zhì)運輸都會受到抑制。
知識拓展:
一、影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩?BR>1.自由擴散中物質(zhì)運輸速率和濃度梯度的關(guān)系
(1)甲圖中物質(zhì)從濃度高的一側(cè)通過細(xì)胞膜向濃度低的一側(cè)轉(zhuǎn)運,不消耗能量也不需載體協(xié)助,所以此圖是指物質(zhì)通過細(xì)胞膜時的自由擴散過程。
(2)可以預(yù)測,甲圖中隨著細(xì)胞膜外物質(zhì)濃度的降低,自由擴散的速率會越來越慢。
(3)甲圖中箭頭表示當(dāng)細(xì)胞外物質(zhì)的濃度高于細(xì)胞內(nèi)時的物質(zhì)轉(zhuǎn)運方向。
(4)乙圖表示物質(zhì)的運輸速率與物質(zhì)濃度差呈正比關(guān)系,說明自由擴散過程只受物質(zhì)濃度差的影響。
2.協(xié)助擴散中物質(zhì)運輸速率和濃度梯度的關(guān)系
(1)A圖代表協(xié)助擴散過程,物質(zhì)從高濃度向低濃度轉(zhuǎn)運,不消耗能量,但需要載體蛋白協(xié)助。
(2)可以預(yù)測,A圖中物質(zhì)轉(zhuǎn)運速率會受細(xì)胞膜上載體蛋白的制約,如B圖ab段,即物質(zhì)濃度再大,物質(zhì)運輸速率也不再增加。
(3)B圖Oa段隨濃度的升高,物質(zhì)運輸速率逐漸加快,說明此段的限制因素是物質(zhì)濃度梯度,而載體蛋白是充足的。
3.主動運輸中物質(zhì)的運輸速率與氧分壓的關(guān)系
(1)由A圖可判斷為主動運輸,因為此物質(zhì)的運輸是由低濃度到高濃度,并且需要能量和載體蛋白。
(2)B圖中,a點表示氧氣濃度為零時,也可發(fā)生主動運輸(所需能量來自無氧呼吸);ab段表示隨氧分壓的升高,物質(zhì)運輸速率逐漸增加,此時,限制物質(zhì)運輸速率的直接因素是能量;bc段隨氧分壓的升高,物質(zhì)運輸速率不再增加,此時限制物質(zhì)運輸速率的直接因素是細(xì)胞膜上載體蛋白的數(shù)量。
(3)由C圖可知,主動運輸中物質(zhì)運輸?shù)姆绞郊瓤赡鏉舛忍荻,也可順濃度梯度?
二、物質(zhì)跨膜運輸層數(shù)的分析判斷
1.物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)不同細(xì)胞器之間的跨膜分析
(1)線粒體與葉綠體之間的跨膜 O2 由產(chǎn)生場所到利用場所共跨4層膜。
(2)分泌蛋白形成過程中的跨膜問題
①內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上核糖體合成肽鏈后,肽鏈直接進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中加工,不跨膜;
②蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中完成初步加工后,經(jīng)“出芽”形成囊泡與高爾基體融合,不跨膜;
③高爾基體對蛋白質(zhì)進一步加工后,成熟蛋白也以囊泡形式分泌,并與細(xì)胞膜融合,以胞吐方式分泌出細(xì)胞,整個過程均不跨膜。
2.血漿、組織液等內(nèi)環(huán)境與細(xì)胞之間的跨膜分析
(1)幾種由單層細(xì)胞形成的結(jié)構(gòu)人體中有很多由單層細(xì)胞構(gòu)成的管狀或泡狀結(jié)構(gòu),如毛細(xì)血管、毛細(xì)淋巴管、小腸絨毛、肺泡、腎小球和腎小管等,這些非常薄的結(jié)構(gòu)有利于物質(zhì)交換,物質(zhì)透過這些管壁或泡壁時,要經(jīng)過兩層細(xì)胞膜。
(2)物質(zhì)由血漿進入組織液的跨膜葡萄糖、氧氣等物質(zhì)從血漿進入組織液,經(jīng)過組織處的毛細(xì)血管,至少要跨毛細(xì)血管壁(一層上皮細(xì)胞,共2層細(xì)胞膜)。
(3)物質(zhì)由組織液進入細(xì)胞的跨膜物質(zhì)由組織液進入細(xì)胞的跨膜,要分析該物質(zhì)具體在細(xì)胞中被利用的場所,然后計算出跨膜層數(shù)。如葡萄糖利用的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),因此組織液中的葡萄糖只跨 1層膜,進入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)即被利用。氧氣利用的場所在線粒體內(nèi)膜上,它要跨3層膜,進入線粒體中被利用。
3.體外環(huán)境與血漿之間的跨膜分析
(l)物質(zhì)由體外環(huán)境(肺泡、小腸等)進入血漿,至少要跨1層上皮細(xì)胞和1層毛細(xì)血管壁細(xì)胞,即要跨4層膜,才能進入到血漿中。
(2)物質(zhì)進入血漿后,由循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)運到全身各處,該過程不是跨膜。
例 外界空氣中0:進人人體細(xì)胞中被利用,至少要穿過的生物膜層數(shù)是( )
A.5層 B.10層 C.11層 D.12層
思路點撥:氧氣經(jīng)過肺泡壁細(xì)胞(2層膜)+肺部毛細(xì)血管壁細(xì)胞(2層膜)+紅細(xì)胞進和出(2層膜)+組織處毛細(xì)血管壁細(xì)胞(2層膜)+組織細(xì)胞膜(1層膜)+線粒體(2層膜) =11層。答案C
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