论文部分内容阅读
物质跨膜运输的方式分为主动运输和被动运输。主动运输是根据细胞自身的需求,主动选择吸收或排除某种物质的运输。被动运输则是在膜两侧有浓度差的驱动下,或载体蛋白的协助下,物质穿过细胞膜的磷脂分子间隙、或特殊通道的一种运输。被动运输又根据是否需要载体,分为了自由扩散和协助扩散。这是人教版高中生物必修一中的一个重要内容。理解起来比较容易,但一些特殊事例出现在题目中时,却让众多考生模糊不清。
例1:如图是某物质跨膜运输示意图,请分析以该图示方式通过的物质是( )
A.K+ B.H2O C.甘油 D.苯
解析:从图示看出,①运输方向是由低浓度到高浓度;②需要载体的协助;③需要ATP的供应。由这三点就可以非常明确地判断出图示表明的是主动运输。(由第三点就可以判断)。而水、甘油、苯、乙醇、脂质等小分子或脂溶性物质都是容易穿过磷脂双分子层的,所以都是自由扩散。而Na+、K+等离子一般都是通过主动运输来进出细胞膜的。【参考答案】:A
例2:某科学家在研究物质运输时发现有下列四种曲线关系,在研究某种物质的运输时,发现与曲线②和④相符,最有可能是下列那一过程( )
A.葡萄糖从血浆进入人的成熟红细胞 B.Na+通过离子通道进入神经细胞
C.小肠上皮细胞吸收葡萄糖 D.组织液中氧气进入组织细胞
解析:由图可知,该物质运输随物质浓度的变化有最大运输速率,说明不是自由扩散;受氧气浓度的影响,说明不是被动运输。所以推断是主动运输。而葡萄糖从血浆进入人成熟红细胞是通过协助扩散,小肠上皮细胞吸收葡萄糖是通过主动运输。Na+通过神经细胞上的离子通道是协助扩散。氧气等小分子的跨膜运输是自由扩散。【参考答案】:C
例3:下图为动物某种细胞细胞膜对部分物质的转运过程,与图中信息不相符的是( )
A.甲侧为细胞外,乙侧为细胞内 B.Na+既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输
C.葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是ATP D.葡萄糖与甘油跨膜运输的方式相同
解析:细胞利用葡萄糖氧化分解后提供能量,从葡萄糖的运输方向可判断出甲是细胞外、乙是细胞内。从图观察,细胞外侧的Na+浓度高于细胞内侧,而Na+的运输左边是高浓度到低浓度,右边是低浓度到高浓度,因此,Na+既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输。从图观察,葡萄糖运输时并没有直接用到ATP,而是伴随着Na+的转运,所以葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是ATP,而是Na+外多内少构成的一种电位差。甘油属于脂溶性的物质,运输方式是自由扩散,与葡萄糖运输方式不同。【参考答案】:D
点评:①小分子、脂类物质及脂溶性物质通过自由扩散即可进出细胞。②葡萄糖的跨膜运输既有主动运输又有协助扩散。当葡萄糖在小肠腔中被小肠绒毛上皮细胞所吸收、葡萄糖在肾小管中被肾小管上皮细胞重吸收都是通过主动运输实现的,而葡萄糖从组织液进入组织细胞内是通过协助扩散实现的。③离子一般是通过主动运输选择性地被细胞吸收或排除。而在神经细胞、肌肉细胞的某些部位会存在特殊的离子通道,比如Na+、K+、Cl—、Ca2+等离子通道。这些通过离子通道的运输属于协助扩散。
扩充:由细胞膜内外Na+的电位差驱动的葡萄糖跨膜运输属于主动运输。动物组织中较为常见,比如小肠上皮细胞从小肠腔中吸收葡萄糖。虽然没有直接为该过程提供ATP,但Na+外多內少形成的内外浓度差,从而构成的电位差,是由旁边的Na+- K+泵实现的。Na+- K+泵对Na+、K+的转运需要ATP。所以该葡萄糖的运输是间接消耗ATP,因此,可以说这是一种间接的主动运输。
例1:如图是某物质跨膜运输示意图,请分析以该图示方式通过的物质是( )
A.K+ B.H2O C.甘油 D.苯
解析:从图示看出,①运输方向是由低浓度到高浓度;②需要载体的协助;③需要ATP的供应。由这三点就可以非常明确地判断出图示表明的是主动运输。(由第三点就可以判断)。而水、甘油、苯、乙醇、脂质等小分子或脂溶性物质都是容易穿过磷脂双分子层的,所以都是自由扩散。而Na+、K+等离子一般都是通过主动运输来进出细胞膜的。【参考答案】:A
例2:某科学家在研究物质运输时发现有下列四种曲线关系,在研究某种物质的运输时,发现与曲线②和④相符,最有可能是下列那一过程( )
A.葡萄糖从血浆进入人的成熟红细胞 B.Na+通过离子通道进入神经细胞
C.小肠上皮细胞吸收葡萄糖 D.组织液中氧气进入组织细胞
解析:由图可知,该物质运输随物质浓度的变化有最大运输速率,说明不是自由扩散;受氧气浓度的影响,说明不是被动运输。所以推断是主动运输。而葡萄糖从血浆进入人成熟红细胞是通过协助扩散,小肠上皮细胞吸收葡萄糖是通过主动运输。Na+通过神经细胞上的离子通道是协助扩散。氧气等小分子的跨膜运输是自由扩散。【参考答案】:C
例3:下图为动物某种细胞细胞膜对部分物质的转运过程,与图中信息不相符的是( )
A.甲侧为细胞外,乙侧为细胞内 B.Na+既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输
C.葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是ATP D.葡萄糖与甘油跨膜运输的方式相同
解析:细胞利用葡萄糖氧化分解后提供能量,从葡萄糖的运输方向可判断出甲是细胞外、乙是细胞内。从图观察,细胞外侧的Na+浓度高于细胞内侧,而Na+的运输左边是高浓度到低浓度,右边是低浓度到高浓度,因此,Na+既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输。从图观察,葡萄糖运输时并没有直接用到ATP,而是伴随着Na+的转运,所以葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是ATP,而是Na+外多内少构成的一种电位差。甘油属于脂溶性的物质,运输方式是自由扩散,与葡萄糖运输方式不同。【参考答案】:D
点评:①小分子、脂类物质及脂溶性物质通过自由扩散即可进出细胞。②葡萄糖的跨膜运输既有主动运输又有协助扩散。当葡萄糖在小肠腔中被小肠绒毛上皮细胞所吸收、葡萄糖在肾小管中被肾小管上皮细胞重吸收都是通过主动运输实现的,而葡萄糖从组织液进入组织细胞内是通过协助扩散实现的。③离子一般是通过主动运输选择性地被细胞吸收或排除。而在神经细胞、肌肉细胞的某些部位会存在特殊的离子通道,比如Na+、K+、Cl—、Ca2+等离子通道。这些通过离子通道的运输属于协助扩散。
扩充:由细胞膜内外Na+的电位差驱动的葡萄糖跨膜运输属于主动运输。动物组织中较为常见,比如小肠上皮细胞从小肠腔中吸收葡萄糖。虽然没有直接为该过程提供ATP,但Na+外多內少形成的内外浓度差,从而构成的电位差,是由旁边的Na+- K+泵实现的。Na+- K+泵对Na+、K+的转运需要ATP。所以该葡萄糖的运输是间接消耗ATP,因此,可以说这是一种间接的主动运输。