
1.闡明被動(dòng)運(yùn)輸?shù)脑砗吞攸c(diǎn)及影響因素。
2.轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類和作用。
目標(biāo)一、自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散
1.被動(dòng)運(yùn)輸
(1)概念:物質(zhì)以擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞,不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的 能量 ,這種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式稱為被動(dòng)運(yùn)輸。
(2)類型:自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散。
2.自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散
(1)自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的比較
(2)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類和特點(diǎn)
小提醒:水分子的運(yùn)輸方式包括自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散。絕大多數(shù)水分子是通過水通道蛋白以協(xié)助擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞的。
3.影響被動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊蛩?br>(1)被動(dòng)運(yùn)輸?shù)乃俾手苯邮苣?nèi)外物質(zhì) 濃度梯度 大小的影響。
(2)協(xié)助擴(kuò)散的速率還與 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量 有關(guān)。
4.判斷下列相關(guān)表述的正誤
(1)甘油是極性分子,所以不能以自由擴(kuò)散的方式通過細(xì)胞膜。( )
(2)自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散都不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和能量。( )
(3)協(xié)助擴(kuò)散的速率與膜兩側(cè)的濃度差成正比。( )
(4)載體蛋白和通道蛋白在轉(zhuǎn)運(yùn)分子和離子時(shí),其作用機(jī)理是一樣的。( )
小提醒:載體蛋白具有特異性和飽和性。不同物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白不同,不同細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類和數(shù)量也不同;當(dāng)細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白達(dá)到飽和時(shí),細(xì)胞吸收該物質(zhì)的速率不再隨物質(zhì)濃度的增大而增大。
情境導(dǎo)入 成人每晝夜生成的原尿量可達(dá)180 L,但每日排出的終尿量?jī)H1.5 L,可見原尿經(jīng)過腎小管和集合管時(shí),約有99%的水分被重吸收回血液。再從成分比較,終尿與原尿也有很大差別,例如,原尿含葡萄糖,終尿無。那么腎小管上皮細(xì)胞是如何對(duì)原尿中的物質(zhì)進(jìn)行重吸收的?
探究一:探究氣體和甘油等分子進(jìn)出細(xì)胞的方式
資料1:科研人員對(duì)同種物質(zhì)在人工膜(只含有磷脂雙分子層)和生物膜中的通透性做了比較,結(jié)果如圖所示。
1.請(qǐng)據(jù)圖分析,氣體和甘油是如何進(jìn)出細(xì)胞的?
提示 人工膜和生物膜對(duì)氣體和甘油的通透性相同,因此它們是通過擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞的。
2.甘油、乙醇等分子為什么能以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞?
提示 甘油、乙醇等都是脂溶性物質(zhì),與磷脂分子有較強(qiáng)的親和力,容易通過磷脂雙分子層進(jìn)出細(xì)胞。
探究二:探究水分子進(jìn)出細(xì)胞的方式
1.由“生物膜和人工膜對(duì)同種物質(zhì)的通透性差異”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,推測(cè)水分子是如何通過細(xì)胞膜的?
提示 水分子通過細(xì)胞膜時(shí)的速率高于自由擴(kuò)散的速率,由此推斷細(xì)胞膜上可能存在特殊的水的跨膜運(yùn)輸方式。
資料2:科學(xué)家阿格雷在紅細(xì)胞膜上發(fā)現(xiàn)了一種疏水性跨膜蛋白AQP1。他將這種蛋白鑲嵌在人工合成的脂質(zhì)體上,并將鑲嵌有AQP1的脂質(zhì)體和普通脂質(zhì)體同時(shí)放入蒸餾水中,每隔一段時(shí)間觀察,結(jié)果如圖所示。
2.由上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,你能得出什么推論?
提示 疏水性跨膜蛋白AQP1能夠加快水分子進(jìn)入細(xì)胞的速率。
探究三:探究葡萄糖進(jìn)出細(xì)胞的方式
資料3:人體血漿中的葡萄糖經(jīng)腎小球?yàn)V過進(jìn)入原尿后流經(jīng)腎臟近曲小管,全部由位于管腔面的鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(SGLT)重吸收進(jìn)入近曲小管上皮細(xì)胞,使得排出的尿液中不含葡萄糖。隨后葡萄糖被位于腎臟近曲小管上皮細(xì)胞基底膜上的葡萄糖載體蛋白(GLUT)轉(zhuǎn)運(yùn)至組織液進(jìn)而進(jìn)入毛細(xì)血管,進(jìn)入血漿的葡萄糖會(huì)被紅細(xì)胞等吸收(注:ATP水解為ADP和Pi時(shí)放能)。
1.載體蛋白(GLUT)將葡萄糖運(yùn)出腎臟近曲小管上皮細(xì)胞時(shí)的運(yùn)輸特點(diǎn)是什么?
提示 順濃度梯度運(yùn)輸、不消耗能量、需要載體蛋白的協(xié)助。
2.如圖表示人體成熟紅細(xì)胞的部分結(jié)構(gòu)和功能,葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞時(shí)的運(yùn)輸特點(diǎn)是什么?
提示 順濃度梯度運(yùn)輸、不消耗能量、需要載體蛋白的協(xié)助。
強(qiáng)化訓(xùn)練
1.(2022·廣東中山一中高一期中)協(xié)助擴(kuò)散需要細(xì)胞膜上載體蛋白或通道蛋白的協(xié)助。如圖甲、乙分別表示載體介導(dǎo)和通道介導(dǎo)的兩種協(xié)助擴(kuò)散方式,其中通道介導(dǎo)的擴(kuò)散速率比載體介導(dǎo)的快得多。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.該過程的運(yùn)輸速率與膜兩側(cè)濃度差完全呈正相關(guān)
B.載體蛋白和通道蛋白均具有一定的特異性
C.甲、乙兩種方式均存在溶質(zhì)分子與相應(yīng)蛋白質(zhì)的結(jié)合過程
D.該過程需要消耗能量
2.(2023·福建泉州高一月考)肝細(xì)胞和細(xì)菌都能以協(xié)助擴(kuò)散的方式吸收葡萄糖,其中細(xì)菌協(xié)助葡萄糖運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白為GLUT1,肝細(xì)胞協(xié)助葡萄糖運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白為GLUT2,其運(yùn)輸?shù)乃俾屎推咸烟菨舛鹊年P(guān)系如圖所示。下列推測(cè)錯(cuò)誤的是( )
A.協(xié)助擴(kuò)散可以降低細(xì)胞內(nèi)外葡萄糖的濃度差
B.a(chǎn)點(diǎn)與b點(diǎn)相比,制約葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)速率的因素是GLUT1的數(shù)量
C.c點(diǎn)與a點(diǎn)相比,c點(diǎn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)速率低的原因可能是肝細(xì)胞GLUT2少
D.載體蛋白的存在能顯著提高細(xì)胞攝取葡萄糖的速率項(xiàng)目
自由擴(kuò)散
協(xié)助擴(kuò)散
物質(zhì)運(yùn)輸方向
特
是否耗能
點(diǎn)
是否需轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白
圖例
名稱
載體蛋白
通道蛋白
圖示
轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)象
特點(diǎn)
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