生物选考 物质的跨膜运输
高中生物物质跨膜运输知识点4篇(精选)
高中生物物质跨膜运输知识点4篇(精选)(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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高中生物必修1物质跨膜运输的方式知识点复习
高中生物必修1物质跨膜运输的方式知识点复习物质跨膜运输的方式是普通高中课程标准实验教科书生物必修1分子和细胞中的内容,下面是店铺给大家带来的高中生物必修1物质跨膜运输的方式知识点复习,希望对你有帮助。
高中生物物质跨膜运输的方式知识点一、被动运输物质进出细胞,顺浓度梯度的扩散,称为被动运输。
(1)自由扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞(2)协助扩散:进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散二、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,同时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。
逆浓度梯度的运输。
保证了活细胞能够按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的营养物质,排除代谢废物和有害物质。
方向载体能量举例自由扩散高→低. 不需要不需要水、CO2、O2、N2、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、维生素(水,气体小分子,脂溶性有机小分子,脂肪酸,胆固醇,性激素,维D)协助扩散高→低需要不需要葡萄糖进入红细胞主动运输低→高需要需要氨基酸、K+、Na+、Ca+等离子、葡萄糖进入小肠上皮细胞三、大分子物质进出细胞的方式:胞吞、胞吐(如蛋白质,体现膜的流动性,需要消耗能量)高中生物学习方法回归课本最重要经过对一部分的同学做试卷分析,发现很多的人觉得生物的题出得很难,但实际上他们错的题更多的是最基础的内容,长时间没有回顾学过的内容,很多人已经忘了一些很基础的知识,有谁还能准确地说出性状、相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离等概念?还有谁能记得有氧呼吸的三个步骤?或者伴性遗传病与常染色体遗传病的区别?如果不能的话,孩子们,回归课本吧!先将基础知识梳理清楚再说!多想几个为什么生物的考察的另一个重点就是通过现象看本质。
那么这就要求我们在复习的过程中除了要理解透彻基础知识外,还要多想想为什么是这样。
比如说为什么影响光合作用的因素是二氧化碳、水分、温度等,它们是怎么影响光合作用的。
错题整理,归类解决自己分析或找有经验的老师帮助分析为什么会错,如果是基础知识的不扎实,那么拿起课本再好好看一遍,强化一下,下次争取不要犯同类错误,如果是知识点间的联系不明了,那么就好好想想知识的内在联系。
(word完整版)高考生物题型分析物质跨膜运输的方式
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___________________。
2021版新高考地区选考生物一轮复习课件:第7讲 物质的跨膜运输
题型二 质壁分离实验的相关实验分析及拓展应用 3.(2019·云南昆明质检)下列关于质壁分离自动复原过程的分析,正确的是
() A.水B分子的扩散一定是单向的 B.细胞的吸水能力一定逐渐减弱 C.溶质分子进入细胞的方式一定是主动运输 D.质壁分离自动复原后,原生质层两侧的溶液浓度一定相等
解析:细胞发生质壁分离自动复原时,水分子的扩散是双向的,只是扩散进细胞的水分子 数目多于扩散出细胞的水分子数;在质壁分离自动复原过程中,细胞液的浓度逐渐减小, 细胞吸水能力逐渐减弱;溶质分子进入细胞的方式可能是主动运输也可能是被动运输; 因为细胞壁的伸缩性较小,细胞壁的阻挡作用,使细胞不能再吸水,因此当质壁分离自动 复原后,原生质层两侧的溶液浓度不一定相等。
D.④所指亮区是细胞膜,该实验证明了它的选择透过性与细胞壁不同
解析:分析图可知,①为细胞壁,②为细胞壁与细胞膜之间的间隙,③为紫色大液泡(含细 胞液),④为细胞膜与液泡膜之间的细胞质。①所指暗线是细胞壁,由于它是全透性的结 构,所以它两侧的蔗糖溶液浓度没有明显差异;③所指暗区是细胞液,它属于细胞质,复原 时也有水分子出液泡。
于细胞液浓度时,细胞
;当外界溶失液水浓度小于细胞液浓度时,细胞
。
吸水
重点透析
1.关于质壁分离和复原实验的三个注意点 (1)将发生质壁分离的植物细胞置于低浓度的溶液或蒸馏水中,植物细胞会发生质壁分离的 复原,但如果所用溶液为葡萄糖、KNO3、尿素、乙二醇等能被细胞吸收的物质,发生质壁 分离后因细胞主动或被动吸收溶质而使细胞液浓度增大,植物细胞会吸水引起质壁分离后 的自动复原。 (2)质壁分离过程中,外界溶液浓度大于细胞液浓度,植物细胞吸水能力逐渐增强;质壁分离 复原过程中,外界溶液浓度小于细胞液浓度,植物细胞吸水能力逐渐减弱。 (3)本实验用显微镜观察了三次,第一次与第二次形成对照,第三次与第二次形成对照,该对 照方法为自身对照。
生物学必修1 物质跨膜运输的方式
运 输 速 率
输 速 率
浓度差 运 输 速 率
耗氧量
浓度差
细 胞 内 浓 度
(细胞外浓度)
思考!
浓度差
时间
上面几幅坐标图中所表示的分别
是哪种物质运输方式?为什么?
(四)技能训练 1.K+和Mg2+是通过主动运输进入细胞的。 2.Na+和Cl-是通过主动运输排出细胞的。 3.提示:因为以上四种离子细胞膜内外的浓度差 较大,细胞只有通过主动运输才能维持这种状 况。
特征: (1)顺浓度梯度运输 (2)需要载体参与 (3)不需要消耗能量
协助扩散
(二)思考与讨论
1.自由扩散和协助扩散都不需要消耗能量。因为 二者都是顺物质的浓度梯度进行的。 2.自由扩散与协助扩散的共同之处是都不需要细 胞消耗能量。不同之处是:前者不需要蛋白质的 协助,后者必须有蛋白质的协助才能实现。 3.因为自由扩散和协助扩散都是顺物质的浓度梯 度进行的,不需要细胞消耗能量,所以统称为被 动运输。
物质跨膜运输的方式
一、被动运输
被动运输:物质进出细胞,顺浓度梯度的扩散 方式。
自由扩散:物质通过简单的扩散作用进 出细胞。
协助扩散:进出细胞的物质借助载体 蛋白的扩散。
自由扩散和协助扩散示意图
1.自由扩散:
特征:
(1)顺浓度梯度运输 (2)不需要载体 (3)不需要消耗能量
自由扩散
2.协助扩散:
二、主动运输:
物质从低浓度一侧运输到高浓度的一侧,需要 载体蛋白的协助,同时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。
主动运输示意图
主动运输
主动运输
特征:
(1)逆浓度梯度运输 (2)需要载体 (3)需要消耗能量
高考生物一轮复习(七)物质跨膜运输的实例和方式
开躲市安祥阳光实验学校课时跟踪检测(七)物质跨膜运输的实例和方式一、选择题1.下列关于细胞的物质输入与输出的叙述,正确的是( )A.小分子物质均是通过自由扩散或渗透方式出入细胞的B.细胞中的大分子物质通过主动运输的方式分泌到细胞外C.协助扩散、胞吐均是顺浓度梯度转运,不消耗ATPD.抑制细胞的呼吸对植物细胞发生质壁分离无明显影响解析:选D 小分子物质出入细胞的方式有自由扩散、协助扩散和主动运输;细胞中的大分子物质通常通过胞吐的方式分泌到细胞外;协助扩散不需要消耗ATP,胞吐需要消耗ATP;植物细胞发生质壁分离是细胞失水引起的,水分子进出细胞的方式是自由扩散,不需要消耗能量,因此抑制细胞呼吸对植物细胞发生质壁分离无明显影响。
2.在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察。
下列有关叙述错误的是( )A.第一次观察时会看到紫色大液泡几乎充满整个细胞B.该实验为自身对照实验,不能省略第一次显微观察步骤C.必须要用高倍物镜才能观察到质壁分离的现象D.第二次观察时可以发现液泡的紫色逐渐加深解析:选C 第一次观察时洋葱鳞片叶细胞还没有发生质壁分离,所以会看到紫色大液泡几乎充满整个细胞;不可以省略第一次显微观察步骤,这一步的观察现象要作为对照;用低倍物镜就能观察到质壁分离的现象;第二次观察时植物细胞已发生质壁分离,随着质壁分离程度加大,可以观察到液泡的紫色逐渐加深。
3.如图为渗透平衡时的装置(糖类不能通过半透膜),烧杯的液面高度为a,漏斗的液面高度为b,液面差m=b-a。
在此基础上继续实验,以渗透平衡时的液面差为观测指标,正确的是( )A.若向漏斗中滴入清水,平衡时m将增大B.若向漏斗中加入蔗糖分子,则平衡时m不变C.若向漏斗中加入蔗糖酶,则平衡时m不变D.达到新的平衡时,水分子进出半透膜的速率相等解析:选D 若向漏斗中滴入清水,渗透压降低,吸水能力也减弱,则平衡时m将减小;若向漏斗中加入蔗糖分子和蔗糖酶,渗透压增大,则平衡时m 值将增大;达到新的平衡时,水分子进出半透膜的速率相等,液面不再升高。
2022届高考生物一轮复习第五节物质的跨膜运输
第五节 物质的跨膜运输一、物质跨膜运输的方式:1、小分子物质跨膜运输的方式:方式浓度 载体 能量 举例 意义 被简单 × × O2、 CO2、水、乙醇、 只好从高到低被动地吸 动高→低 甘油、脂肪酸 扩散 收或排出物质 运易化 √ × 葡萄糖进入红细胞 输高→低 扩散 各样离子, 小肠汲取葡 一般从低到高主动地吸主动 低→高 √ √ 萄糖、氨基酸, 肾小管 收或排出物质,以知足运输 重汲取葡萄糖 生命活动的需要。
2、大分子和颗粒性物质跨膜运输的方式:大分子和颗粒性物质经过内吞作用进入细胞,经过外排作用向外分泌物质。
二、实验:察看植物细胞的质壁分别和还原实验原理:原生质层(细胞膜、液泡膜、两层膜之间细胞质)相当于半透膜,当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时, 细胞将失水, 原生质层和细胞壁都会缩短, 但原生质层伸缩性比细胞壁大, 因此原生质层就会与细胞壁分开,发生“质壁分别” 。
反之,当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时,细胞将吸水, 原生质层会慢慢恢还本来状态,使细胞发生“质壁分别还原”。
资料器具:紫色洋葱表皮, 0.3g/m 蔗糖溶液,清水,载玻片,镊子,滴管,显微镜等方法步骤:( 1)制作洋葱表皮暂时装片。
( 2)低倍镜下察看原生质层地点。
( 3)在盖玻片一侧滴一滴蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸,重复几次,让洋葱表皮浸润在蔗糖溶液中。
( 4)低倍镜下察看原生质层地点、细胞大小变化(变小),察看细胞能否发生质壁分别。
( 5)在盖玻片一侧滴一滴清水, 另一侧用吸水纸吸,重复几次,让洋葱表皮浸润在清水中。
( 6)低倍镜下察看原生质层地点、细胞大小变化(变大),察看能否质壁分别还原。
实验结果:细胞液浓度<外界溶液浓度细胞失水(质壁分别) 细胞液浓度>外界溶液浓度 细胞吸水(质壁分别还原)。
新高考2020生物选考总复习第6讲 物质跨膜运输的实例和方式课件
1.“三看法”快速判定物质出入细胞的方式
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2.影响物质跨膜运输因素的模型解读
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(1)图1、2表示物质浓度对跨膜运输速率的影响,其中图1表示的运输方式为_自__由___ _扩__散___,图2表示的运输方式是__协__助__扩__散__或__主__动__运__输__。图2中P点之后运输速率不 变的原因是_膜__上__载__体__蛋__白__的__数__量__有__限__。 (2)图3、4表示O2浓度对跨膜运输速率的影响,其中图3表示的运输方式为_自__由__扩___ __散__或__协__助__扩__散___,图4表示的运输方式为__主__动__运__输___。图4中P点之后运输速率不 变的限制因素是____载__体__蛋__白__的__数__量____。 (3)若图3表示哺乳动物成熟红细胞的物质运输,还可表示__主__动__运__输___。
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3.如图曲线表示完全相同的两个植物细胞分别放置在a、b溶液中,细胞失水量的变化 情况。相关叙述错误的是( )
A.该细胞可以是根尖成熟区的细胞 B.若b溶液的浓度稍减小,则曲线中B点左移 C.用一定浓度的KNO3溶液代替b溶液,可得到类似的结果 D.AB段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大
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解析 据图中曲线变化可知,在a、b溶液中细胞发生了渗透作用,该细胞应该是具有 大液泡的成熟细胞,可以是根尖成熟区细胞,A正确;若b溶液的浓度减小,则浓度差 减小,相同时间内失水的程度变小,复原时所需要的时间变短,即A点下移,B点左移, B正确;据图可知,植物细胞在b溶液发生了质壁分离及自动复原,如果用一定浓度的 KNO3溶液代替b溶液,可得到类似的结果,C正确;据图可知,曲线AB段的变化是由 于细胞主动吸收b溶液中的离子而使细胞液浓度增大,细胞从外界吸水所致,所以AB 段曲线表明细胞液浓度在逐渐减小,D错误。 答案 D
高中必修一生物物质跨膜运输知识点
高中必修一生物物质跨膜运输知识点
学生进行生物复习时,需要重视生物知识的掌握,下面是店铺给大家带来的高中必修一生物物质跨膜运输知识点,希望对你有帮助。
高中生物物质跨膜运输知识点
⒈细胞和环境进行物质交换必须经过细胞膜。
⒉发生渗透作用的两个条件:必须具有半透膜。
半透膜两侧溶液具有浓度差。
⒊动物细胞吸水或失水的多少取决于:细胞质和外界溶液的浓度差,差值越大,吸水或失水越多。
⒋成熟的植物细胞是渗透系统:半透膜:原生质层(细胞膜,细胞质,液泡膜)。
浓度差:细胞液和外界溶液有浓度差。
⒌发生质壁分离及质壁分离复原的细胞是:活的,成熟的植物细胞。
⒍质壁分离的本质:细胞壁和原生质层的分离。
⒎质壁分离的原因:细胞壁的伸缩性比原生质层的伸缩性小。
⒏当细胞液浓度<外界溶液浓度时,细胞通过渗透作用失水发生质壁分离。
⒐当细胞液浓度>外界溶液浓度时,细胞通过渗透作用吸水,发生质壁分离复原。
⒑质壁分离状态下:细胞液浓度增大,颜色加深,液泡体积变小。
⒒质壁分离状态下:细胞壁和原生质层(细胞膜)间充满外界溶液(因为细胞壁是全透性的)。
⒓若外界溶液的溶质分子可以通过细胞膜进入细胞,则在该溶液中发生了质壁分离的细胞会发生质壁分离的自动复原。
⒔观察质壁分离及质壁分离复原实验中,外界溶液的浓度不能太高,否则细胞失水过多失活,无法看到质壁分离的复原。
2023高考生物跨膜运输知识点
2023高考生物跨膜运输知识点高考生物跨膜运输知识点一、被动运输:物质进出细胞,顺浓度梯度的扩散,称为被动运输。
(1)自由扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞(2)协助扩散:进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散二、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,同时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。
方向、载体、能量、举例自由扩散、高→低、不需要、不需要、水、CO2、O2、N2、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、维生素等协助扩散、高→低、需要、不需要、葡萄糖进入红细胞主动运输、低→高、需要、需要、氨基酸、K+、Na+、Ca+等离子、葡萄糖进入小肠上皮细胞三、大分子物质进出细胞的方式:胞吞、胞吐如何弄清知识内在联系在记住了基本的名词、术语和概念之后,同学们就要把主要精力放在学习生物学规律上来了。
这时大家要着重理解生物体各种结构、群体之间的联系,也就是注意知识体系中纵向和横向两个方面的线索。
如:关于DNA,我们会分别在“绪论”、“组成生物体的化合物”和“生物的遗传和变异”这三个地方学到,但教材中在三个地方的论述各有侧重,同学们要前后联系起来思考,既所谓“瞻前顾后”。
又如:在学习细胞的结构时,我们会学习许多细胞器,那么这些细胞器的结构和功能有何异同呢?这需要大家做了比较才能知道,既所谓“左顾右盼”。
学好高中生物的必要方法1、观察比较观察是一种有目的有计划的感知,不仅可以获得新知,也能验证已知。
生物学是实验科学,观察是获得生物知识的重要环节。
如观察生物的形态结构、生活习性、生长发育等等,有效地发挥观察在生物学学习中的作用。
而我们生物学的原理、规律都是在观察实验的基础上得来的。
2、综合归纳教师授课尤其是新授课,一般是分块的,但各块各知识点之间有内在的本质的联系,各年级生物知识是连贯的,是一个整体。
学习时要将分散的知识聚集起来,归纳整理成为系统的知识,这样易理解好记忆。
3、把握规律规律是事物本身固有的本质的必然的联系。
高考生物跨膜运输知识点
高考生物跨膜运输知识点高考生物跨膜运输知识点生物学中,跨膜运输是指细胞跨过细胞膜将物质传输到细胞内或细胞外的过程。
在高考生物考试中,跨膜运输是一个重要的考题,涉及到了细胞膜结构、物质转运及其重要的生理功能。
因此,本文将为大家介绍高考生物跨膜运输的知识点,帮助大家深入理解这一重要的生物学概念。
一、细胞膜结构细胞膜是由磷脂双层和蛋白质组成的。
磷脂双层在水中自组装成为一个类似于油的膜,其两侧分别包含有亲水性的头部和亲疏水性的尾部。
尾部中的疏水性分子为磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸等,且它们的静电荷不同,导致膜内的蛋白质分布也不同。
蛋白质在细胞膜中有着各种不同的功能,比如传递信息,促进物质运输等等。
细胞膜的结构决定了其对物质的选择性通透性,即只允许亲水性的小分子通过膜孔道进出细胞,例如水和一些离子。
对于大分子,如蛋白质或核酸而言,它们则需要通过跨膜运输的方式被细胞膜转运。
二、物质跨膜转运在生物学中,物质跨膜转运是指跨过细胞膜将物质传输到细胞内或细胞外的过程。
这个过程可以由被动、主动转运以及细胞外囊泡等多种方式实现。
1. 被动转运被动转运是一种passively diffussion 的过程,即物质沿着其浓度梯度从高浓度区域自发地扩散到低浓度区域,例如氧气和二氧化碳的进出细胞膜。
对于非极性分子以及极性分子的小分子而言,由于它们没有带电,因此可以轻易地穿过细胞膜进入细胞内或者跨出来。
2. 主动转运主动转运是指需要能量的转运过程,即分子非自发地沿着浓度对比相反的方向运动,以维持化学平衡。
它可以分为原位调节、信号传导和转运蛋白三种。
原位调节转运是通过离子泵、钠-钾泵等的机械作用来驱动分子运动过程,将一些离子从低浓度区向高浓度区运输。
信号传导转运凭借的是信号分子的生成或者传递过程,例如细胞表面的受体可以将信号传递到细胞内部,促进细胞对于外界环境的适应。
转运蛋白主要是利用细胞膜表面存在的一些载体蛋白,将某些大分子或者离子通过膜孔道运输到细胞内或者细胞外,也是实现物质跨膜运输的常见方法之一。
最新高中生物-物质的跨膜运输 精品
第3节物质的跨膜运输
一、被动运输和主动运输
拓展:主动运输和协助扩散需要载体,载体运动体现了膜结构的流动性,载体的种类和数量决定跨膜物质的种类和数量,体现了膜功能上的选择透过性。
二、成熟植物细胞的吸水和失水
原生质层相当于一层半透膜,通过原生质层,成熟植物细胞能与外界溶液之间进行渗透作用而吸水和失水:当细胞外液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水;当细胞外液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水。
三、选择透过性:
水分子可以自由通过,一些离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
三、胞吞和胞吐
1、胞吞:指细胞提取大分子时,首先是大分子物质与膜上的某种蛋白质(受体)特异性结合,这部分细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子,然后小囊与膜分离,形成囊泡,进入细胞内部。
也叫内吞作用。
如白细胞吞噬入侵的病原体(如细菌)、细胞碎片、衰老的细胞等。
2、胞吐:指细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,囊泡移动到细胞膜处,与细胞膜融合,将大分子排出细胞。
如促甲状腺激素释放激素分泌蛋白、神经递质等。
生物选考 主动运输的几种方式
主动运输的几种方式主动运输是由载体蛋白所介导的物质逆着电化学梯度或浓度梯度进行跨膜转运的方式。
主动运输普遍存在于动、植物细胞和微生物细胞。
根据能量来源的不同,可将主动运输分为:由ATP直接提供能量(ATP驱动泵)、间接提供能量(协同转运或偶联转运蛋白)以及光驱动泵3种基本类型。
一、ATP驱动泵ATP驱动泵是ATP酶直接利用水解ATP提供的能量,实现离子或小分子逆浓度梯度或电化学梯度的跨膜运输。
在3种能量来源形式的主动运输中,最常见的是ATP驱动泵。
ATP驱动泵将ATP水解生成ADP和无机磷(Pi),并利用释放的能量将小分子物质或离子进行跨膜转运,因此ATP驱动泵通常又被称为转运ATPase。
正常情况下转运ATPase并不能单独水解ATP,而是将ATP的水解与物质的跨膜转运紧密偶联在一起。
根据泵蛋白的结构和功能特性,ATP驱动泵可分为4类:P型泵、V型电子泵、F型电子泵和ABC超家族。
前三种转运离子,后一种主要转运小分子。
1.P型泵所有P型泵都有2个独立的α催化亚基,具有ATP结合位点;绝大多数还有2个起调节作用的小的β亚基。
在转运离子过程中,至少又一个α催化亚基发生磷酸化和去磷酸化反应,从而改变转运泵的构象,实现离子的跨膜转运。
由于转运泵水解ATP使自身形成磷酸化的中间体,因此称作P型泵。
大多数P型泵都是离子泵,负责Na+、K+、H+和Ca+跨膜梯度的形成和维持。
如Na+-K+泵,其转运机制如图,在细胞内侧α亚基与Na+相结合促进ATP水解,α亚基上的一个天冬氨酸残基磷酸化引起α亚基构象发生变化,将Na+泵出细胞,同时细胞外的K+与α亚基的另一位点结合,使其去磷酸化,α亚基构象再度发生变化将K+泵入细胞,完成整个循环。
这是由ATP直接提供能量的主动转运,而非协同转运,因为Na+和K+都是逆着电化学梯度进行跨膜转运。
极少量的乌本苷便可抑制Na+-K+泵的活性,而Mg2+和少量的膜脂有助于Na+-K+泵活性的提高,生物氧化抑制剂如氰化物使ATP供应中断,Na+-K+泵失去能源以致停止工作。
高三生物一轮复习物质跨膜运输的方式知识点
高三生物一轮复习物质跨膜运输的方式知识点
⑵蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层的表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层;大多数蛋白质分子是可以运动的。
⑶细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成糖蛋白,也可以和脂质结合形成糖脂。
2、组成成分及其在膜的分布(见右图)
3、结构特点:流动性:
思考:细胞膜的主动运输和被动运输对于细胞的生命活动而言是非常重要的,保证生命活动顺利进行的结构和功能基础分别是什么?
膜的流动性和选择透过性。
三、物质跨膜运输的方式:
1、被动运输:⑴自由扩散:不需要载体和能量,如水、CO
2、O2、甘油、乙醇等。
⑵协助扩散:需要载体,但不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖。
2、主动运输:既需要载体协助,又需要消耗能量,如细胞吸收K+、Na+、Ca2+、氨基酸等。
3、物质跨膜运输的方式说明生物膜结构特征是流动性,功能特性是选择透过性。
4、大分子物质以胞吞和胞吐方式进出细胞,这与细胞膜的流动性有关,但不属于跨膜运输。
思考:胞吞、胞吐是否属于跨膜运输?消耗能量是否一定是主动运输?
大分子物质以胞吞和胞吐方式进出细胞,这与细胞膜的流动性有关,但不属于跨膜运输。
不一定,胞吞、胞吐也需要消耗能量。
物质跨膜运输的方式知识点的全部内容就是这些,查字典生物网预祝广大考生可以取得优异的成绩。
高中生物物质跨膜运输知识点
高中生物物质跨膜运输知识点高中生物物质跨膜运输知识点膜是细胞的重要组成部分,同时也是细胞内外物质交换的关键媒介。
由于细胞膜是一个由脂质分子组成的双层膜,因此只有荷电的小分子和脂溶性物质可以自由通过,其他高分子和水溶性物质难以穿过膜,因此细胞需通过特殊的通道进行物质跨膜运输。
本文将介绍高中生物物质跨膜运输的知识点。
1、被动运输被动运输是指物质自然地从高浓度区移动到低浓度区的过程。
被动运输分为扩散和渗透两种方式。
例如,氧气和二氧化碳分子通过细胞膜的扩散,盐离子和水分子穿越膜的渗透。
2、主动运输主动运输是指细胞通过消耗ATP等能量,从低浓度区向高浓度区移动物质的过程。
主动运输分为单向和反向两种方式。
例如,钾离子和钠离子通过离子泵的单向主动运输,氢离子通过ATP合成酶ATP酶颗粒的反向主动运输。
3、膜通道和载体蛋白通过膜通道和载体蛋白也是细胞进行跨膜运输的方式之一。
膜通道是一种特殊的蛋白质通道,可以使不同的离子和小分子通过。
例如,钾通道可以使钾离子穿越细胞膜。
载体蛋白是一种膜蛋白,可以通过特异性结合特定的分子来实现转运。
例如,葡萄糖的跨膜转运就依赖于载体蛋白。
4、细胞外液和细胞内液中溶质浓度不同细胞外液和细胞内液中的溶质浓度不同,细胞膜上富含离子通道、载体蛋白、能量酶和转运蛋白,可以自发或经过调节,使内外液质子浓度的维持和控制。
细胞膜上的离子通道和载体蛋白如氯离子通道、钠离子通道、葡萄糖转运蛋白等,都可以调节细胞内外液溶质浓度的平衡。
5、其他跨膜运输方式除了以上几种跨膜运输方式,还存在一些细胞膜上比较特殊的跨膜运输方式,例如向叶绿体内或粒质体内输送物质的转运蛋白,和胆固醇和脂质类物质的运输。
6、跨膜传递的分子机制细胞内环境与外面环境之间的物质交换是生命活动的基础,而跨膜运输是实现这一过程的重要方式。
通过不同跨膜运输方式的深入研究,我们可以更好地了解生命的本质和机制,为研究各种疾病的发生和治疗提供理论基础和阐明病理机制的重要线索。
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物质的跨膜运输
通道蛋白
20世纪中叶,科学家提出在细胞膜上存在通道蛋白。
1976年,德国科学家内尔和萨克曼创造了研究单个离子通道的生理学特征的膜片钳法,在神经元上首次发现了离子通道。
直到1998年,美国科学家麦金农解析了钾离子通道蛋白的立体结构。
目前发现的通道蛋白已有100余种,普遍存在于各种类型真核细胞的质膜及其他类型的膜上。
通道蛋白与载体蛋白之间的主要不同在于他们以不同的方式辨别溶质:通道蛋白主要根据溶质的大小和电荷进行辨别,载体蛋白只容许与载体蛋白上结合部位相适应的溶质分子通过。
离子通道
绝大多数通道蛋白是离子通道。
与载体蛋白相比,离子通道具有3个显著特征:
具有极高的转运速率
没有饱和值
并非连续开放而是门控的:电压门通道、配体门通道、应力激活通道。
水通道
1950年,科学家在用氢的同位素标记的水分子进行研究时,发现水分子在通过细胞膜
时的速率高于通过人工膜,推断细胞中存在特殊的输送水分子的通道;1988年,美国科学家阿格雷成功将构成水通道的蛋白质分离出来,证实水通道蛋白的存在;2000年,阿格雷与其他研究人员一起公布了世界上第一张水通道蛋白的高清晰度照片。
水通道蛋白是由4个亚基组成的四聚体,每个亚基都有6个跨膜α螺旋组成,相对分子质量为28000。
每个亚基单独形成一个供水分子运动的中央孔,孔的直径稍大于水分子直径,只容许水而不容许离子或其他小分子溶质通过。
水通道蛋白又称水孔蛋白,英文简写AQP,广泛存在于动物、植物和微生物中,种类很
多,仅人体内就有11种。
水通道蛋白功能
AQP-1近曲肾小管水分重吸收;腓中水平衡;中枢神经系统脑脊髓液分泌AQP-2肾集液管中水通透力(突变产生肾源性糖尿病)
AQP-3肾集液管中水的保持
AQP-4中枢神经系统中脑脊髓液的重吸收;脑水肿的调节
AQP-5唾液腺、泪腺和肺泡上皮细胞的液体分泌
γ-TIP植物液泡水的摄入,调节膨压
水孔蛋白应与孔蛋白进行区分,孔蛋白是存在于革兰氏阴性细菌的外膜、线粒体或叶绿体的外膜上非选择性的通道蛋白,它们允许较大的分子通过。
主动转运
主动转运是由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由低浓度一侧向高浓度一侧进行跨膜转运的方式。
主动转运普遍存在于动植物细胞和微生物细胞中。
根据主动转运所需能量来源不同,可将主动转运分为:由ATP直接供能的主动转运(原发性主动转运)、ATP间接供能的主动转运(继发性主动转运)和光能驱动的主动转运3种基本类型。
原发性主动转运
依靠ATP水解功能的ATP驱动泵(A TPase),可分为4类:P-型离子泵、V-型质子泵、F-型质子泵和ABC超家族。
前3类之转运离子,后一种主要是转运小分子。
ATP驱动泵协同转运蛋白光驱动泵
质子泵与氢离子转运
V-型质子泵广泛存在于动物细胞胞内体、溶酶体膜,破骨细胞和某些肾小管细胞的质膜以及植物、酵母菌和其他真菌液泡膜上,又称膜泡质子泵。
V-型质子泵是利用ATP水解功能从细胞质基质中逆H+电化学梯度泵出H+进入细胞器,以维持细胞质基质pH中性和细胞器内的pH酸性。
F-型质子泵存在于细菌质膜、线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上,以相反的方式发挥生理作用,即H+顺浓度梯度运动,将所释放的能量与ATP合成耦联起来,如线粒体的氧化磷酸化和叶绿体的光合磷酸化作用。
因此F-型质子泵又称作F1F o-ATPase。
能转运H+的载体蛋白还有H+泵(ATP驱动泵)和菌紫红质(光驱动泵)。
植物细胞、真菌和细菌其质膜上没有Na+-K+泵,而是具有H+泵,将H+泵出细胞,建立和维持跨膜的H+电化学梯度(类似动物细胞Na+的电化学梯度),并用来驱动转运溶质摄入细胞,例如,细菌对单糖和氨基酸的摄入主要是由H+驱动的同向运输完成。
此外,哺乳类胃的泌酸细胞通过H+-K+泵将H+泵出和K+泵进细胞。
某些嗜盐性细菌细菌的质膜上具有菌紫红质,能利用光能驱动H+的逆浓度转运,形成H+的电化学梯度,从而合成A TP。
继发性主动转运
多种物质在进行逆电化学梯度的跨膜转运时,所需的能量不直接来自ATP的水解,而是依靠Na+(或H+)在膜两侧浓度差,即依靠存储在离子浓度梯度中的能量完成转运,这种间接利用ATP能量的主动转运过程称为继发性主动转运,又称协同转运。
介导该过程的载体蛋白称为协同转运蛋白。
根据物质转运方向与离子顺电化学梯度转移方向的关系,协同转运又可分为同向转运和反向转运。
同向转运与葡萄糖吸收
同向转运时物质运输方向与离子转移方向相同,如小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖或氨基酸等有机物,就是伴随Na+从细胞外流入细胞内而完成的。
以小肠上皮细胞吸收葡萄糖为例:在小肠上皮细胞肠腔侧存在Na+依赖性单糖转运体1(SGLT1),该载体蛋白在膜外结合2个Na+和1个葡萄糖分子,当Na+顺浓度梯度进入细胞时,葡萄糖就利用Na+电化学梯度差中的化学势能,与Na+伴随逆浓度梯度进入细胞。
Na+通过基底侧的Na+-K+泵水解ATP功能泵出细胞以维持质膜两侧的电化学梯度。
另外,在小肠基底侧膜上存在介导易化扩散的葡萄糖转运体2(GLUT2),将积累在细胞内的葡萄糖通过易化扩散转运出细胞。
GLUTs家族成员存在于所有的细胞中,参与葡萄糖的易化扩散,研究最深入的是GLUT1~4:
GLUT1几乎存在于所有的体内组织中,对红细胞的葡萄糖摄入以及葡萄糖穿越血脑屏障的运输比较重要;
GLUT2在消化道、肝、肾细胞中表达,负责将葡萄糖运出细胞;
GLUT3在所有组织中具有发现,主要在神经系统中有功能;
GLUT4存在于肌肉和脂肪细胞中,负责将过多的葡萄糖吸收储存起来。