第4章 第3节 物质跨膜运输的方式

第3节物质跨膜运输的方式

[学习目的] 1.说明物质进出细胞的方式。2.进展图表数据的解读。

一、物质跨膜运输的方式

读图，答复相关问题：

1．自由扩散

(1)图A表示的方式是自由扩散，是指物质通过简单的扩散作用进出细胞。

(2)方向：从高浓度一侧到低浓度一侧。

(3)条件：不需要载体，也不需要消耗能量。

(4)举例：水、甘油、乙醇、氧气、二氧化碳、氮气、苯等进出细胞。

2．协助扩散

(1)图C表示的方式是协助扩散。

(2)方向：从高浓度一侧到低浓度一侧。

(3)条件：需要载体蛋白的协助。

(4)举例：葡萄糖进入人体成熟的红细胞。

3．主动运输

(1)图B表示的方式是主动运输。

(2)方向：从低浓度一侧到高浓度一侧。

(3)条件：需要载体蛋白的协助，需要消耗能量。

(4)举例：氨基酸、葡萄糖、核苷酸、各种离子等进入细胞。

(5)意义：保证了活细胞可以按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。

例1甲、乙两种物质分别以自由扩散和协助扩散进入细胞，假如以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，那么()

A．甲物质的运输被促进

B．乙物质的运输被促进

C．甲物质的运输被抑制

D．乙物质的运输被抑制

答案D

解析是否需要载体蛋白是自由扩散与协助扩散的区别。由于人工合成的无蛋白磷脂双分子膜无蛋白质，也就没有载体蛋白，协助扩散将受到抑制。

例2甲(○)、乙(●)两种物质在细胞膜两侧的分布情况如下图(颗粒的多少表示浓度的上下)，在进展跨膜运输时，以下说法正确的选项是()

A．乙进入细胞一定有载体蛋白的参与

B．乙运出细胞一定有载体蛋白的参与

C．甲进入细胞一定需要能量

D．甲运出细胞一定不需要能量

答案A

解析乙物质进入细胞是逆浓度梯度运输，一定是主动运输，需要载体蛋白的协助；乙物质运出细胞是顺浓度梯度，不一定需要载体蛋白的参与；甲物质进入细胞是顺浓度梯度运输，属于被动运输，不需要消耗能量；甲物质运出细胞是逆浓度梯度运输，一定消耗能量。二、影响物质跨膜运输的因素

1．图甲表示细胞外溶液浓度对自由扩散方式运输速率的影响，该方式只受膜内外物质浓度差的影响，浓度差越大，自由扩散的速率越大。

2．图乙表示细胞外溶液浓度对协助扩散、主动运输方式运输速率的影响，这两种方式都受细胞外溶液浓度和载体数量的影响。图中P点之后，物质运输速率不再增加的原因是载体到达饱和(载体的数量有限)。

3．图丙表示的物质运输方式是主动运输，该方式受细胞外溶液浓度、载体数量和能量供给的影响。

4．图丁表示氧分压对离子吸收速率的影响，细胞吸收离子的方式是主动运输，图丁中氧分压为0时，离子吸收速率不为0，其原因是细胞通过无氧呼吸提供能量，B点后离子吸收速率不再增加的原因是载体到达饱和(载体的数量有限)。

例3如图表示在一定范围内细胞膜外某物质浓度变化与该物质进入细胞膜内的速率的关系，据图分析，以下说法正确的选项是()

A．该物质进入细胞的方式是自由扩散

B．该物质通过膜时必须与载体蛋白结合

C．该物质可能是水或甘油

D．该物质只能从浓度低的一侧向浓度高的一侧挪动

答案B

解析由题图可知，该物质的跨膜速率刚开场随膜外该物质的浓度的增加而增加，最后跨膜速率不再随膜外浓度增大而增加，说明该物质的跨膜运输还与膜上的载体蛋白有关，因此该物质跨膜运输方式为协助扩散或主动运输。

例4(2021·全国卷Ⅱ，1)将三组生理状态一样的某植物幼根分别培养在含有一样培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：

培养瓶中气体温度/℃离子相对吸收量/%

空气17100

氮气1710

空气328

A．有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收

B．该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关

C．氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATP

D．与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收

答案A

解析17 ℃条件下氮气(缺氧)环境中该植物幼根对离子的吸收量比氧气条件下低，说明幼根吸收离子需要消耗ATP，与空气环境相比不利于该植物幼根对离子的吸收，A正确，D错误；氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子仍需消耗ATP，C错误；空气中培养，温度为17 ℃时的离子吸收量明显高于3 ℃时的，可知该植物幼根对离子吸收与温度有关，B错误。

三、大分子进出细胞的方式

读图，答复相关问题：

1．a方式称为胞吞，大分子物质进入细胞时，大分子附着在细胞膜的外表，这局部细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上别离下来，形成囊泡，进入细胞内部。2．b方式称为胞吐，细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡挪动到细胞膜处，与细胞膜交融，将大分子排出细胞。

3．图中a、b表示的物质运输方式需要(填“需要〞或“不需要〞)消耗能量，这两种方式依赖于细胞膜的流动性。

易错提醒有关物质出入细胞方式的6个“不要漏掉〞

(1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外，不要漏掉协助扩散。

(2)消耗能量的运输方式除主动运输外，不要漏掉胞吞和胞吐。

(3)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。

(4)影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外，不要漏掉浓度差。

(5)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外，不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。

(6)运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。

例5受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用，主要用于摄取特殊的生物大分子，其过程如下图，以下有关表达不正确的选项是()

A．该过程以膜的流动性为根底

B．该过程不能表达细胞膜的选择透过性

C．Na＋、K＋等无机盐离子也可通过此方式跨膜运输

D．受体介导的胞吞过程存在细胞识别并需要内部供能

答案C

解析该过程细胞膜向内凹陷，以膜的流动性为根底，A项正确；该过程表达了细胞膜的流动性，不能表达选择透过性，B项正确；Na＋、K＋等无机盐离子是通过主动运输的方式进展跨膜运输的，C项错误；受体介导的胞吞过程存在细胞识别并需要内部供能，D项正确。

例6如图表示物质P和Q跨膜运出细胞，以下表达正确的选项是()

A．物质P可能是氧气

B．物质Q一定是水分子

C．物质P和Q运出细胞都需要载体蛋白

D．物质P和Q运出细胞不是都消耗能量

答案D

解析物质P从细胞内低浓度一侧向细胞外高浓度一侧运输，为主动运输，所以P一定不是氧气，A错误；物质Q从细胞内高浓度一侧向细胞外低浓度一侧扩散，为自由扩散或协助扩散，可能为水分子、二氧化碳、脂质等小分子，B错误；主动运输和协助扩散需要载体蛋白，自由扩散不需要，C错误；物质P运出细胞为主动运输，需要消耗能量，而物质Q运出细胞是顺浓度梯度的运输，不需要消耗能量，D正确。