高中生物物質(zhì)跨膜運輸知識點4篇(精選)
物質(zhì)跨膜運輸是細(xì)胞維持正常生命活動的基礎(chǔ)之一,也是細(xì)胞膜的重要功能之一。通過跨膜運輸,可以溝通細(xì)胞內(nèi)外及細(xì)胞內(nèi)各細(xì)胞器之間的聯(lián)系,保證新陳代謝等生命活動中的正常物質(zhì)交換,也是生物膜能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞等功能的基礎(chǔ)。下面小編給大家分享一些高中生物物質(zhì)跨膜運輸知識點,希望能夠幫助大家!
高中生物物質(zhì)跨膜運輸知識點1
一、脂溶性的非極性分子在任何細(xì)胞中都以自由擴散方式穿過磷脂雙分子層
脂溶性的非極性分子包括甘油、脂肪酸、苯、脂溶性維生素、O2等。
由于細(xì)胞膜中含有大量磷脂,并形成雙分子層構(gòu)成細(xì)胞膜的基本支架,根據(jù)相似相溶原理,這些物質(zhì)就能直接穿過脂雙層而進出細(xì)胞。當(dāng)然,它們是進還是出,則完全取決于細(xì)胞內(nèi)外濃度差:若細(xì)胞外濃度高就進入細(xì)胞,若細(xì)胞內(nèi)濃度高就流出細(xì)胞,動力都是來自濃度差。由此可見,這些物質(zhì)出入細(xì)胞的方式屬于自由擴散,擴散的最終結(jié)果使這些物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)外保持平衡,若不能保持平衡就會一直擴散下去。(馬上點標(biāo)題下“高中生物”關(guān)注可獲得更多知識干貨,每天更新喲!)
二、非脂溶性的極性分子和帶電離子通過膜蛋白以不同的方式進出細(xì)胞
1.水等分子量很小的極性小分子物質(zhì)通過特殊通道以自由擴散的方式穿過膜。水、二氧化碳、乙醇、尿素等極性小分子不溶于脂,因而不能像脂溶性物質(zhì)那樣直接穿過磷脂雙分子層,但它們卻是典型的以自由擴散方式穿過膜的物質(zhì)。
那么它們是怎樣進行自由擴散的呢?目前弄得比較清楚的是水的自由擴散過程??茖W(xué)家研究發(fā)現(xiàn),在細(xì)胞的膜蛋白中有一類具有通道作用的蛋白質(zhì),叫做通道蛋白,在通道蛋白中又有一種是專門提供給水進出細(xì)胞的,叫水的通道,這種水的通道的典型特征是具有特定大小的孔徑,這種孔徑可以保證水的通過,但其他物質(zhì)卻不能通過,并且這種水的通道是始終開放著的,所以細(xì)胞內(nèi)外的水分子只要存在濃度差,就會由高濃度一側(cè)穿過該通道進入低濃度一側(cè),使細(xì)胞兩側(cè)的水分子濃度保持平衡。
這類物質(zhì)的自由擴散和脂溶性物質(zhì)的自由擴散的主要區(qū)別表現(xiàn)在途徑上:一個是通過磷脂雙分子層,一個是通過通道蛋白。
2.葡萄糖和氨基酸等分子量較大的極性小分子通過載體以協(xié)助擴散和主動運輸兩種方式出入細(xì)胞葡萄糖和氨基酸等小分子顆粒因為是極性分子,不溶于脂,同時細(xì)胞膜上又缺乏相應(yīng)的通道蛋白,所以它們既不能以自由擴散方式穿過脂雙層,也不能像水那樣通過通道來進行自由擴散。
但細(xì)胞膜上有能分別與葡萄糖和氨基酸等小分子特異性結(jié)合的載體蛋白,這種載體蛋白能通過與相應(yīng)物質(zhì)發(fā)生特異性結(jié)合,使蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生變化,從而實現(xiàn)對相應(yīng)物質(zhì)的跨膜運輸。這種跨膜運輸當(dāng)把所運輸?shù)奈镔|(zhì)由高濃度一側(cè)運輸?shù)降蜐舛纫粋?cè)時,不需消耗細(xì)胞代謝所產(chǎn)生的能量,是一個協(xié)助擴散的過程;但若是把所運輸?shù)奈镔|(zhì)由低濃度一側(cè)運輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)時,則需消耗細(xì)胞代謝所產(chǎn)生的能量,是一個主動運輸?shù)倪^程。
例如,人體消化道內(nèi)的葡萄糖和氨基酸因濃度一般低于消化道上皮細(xì)胞,所以它們吸收到人體內(nèi)的過程是主動運輸;而紅細(xì)胞等組織細(xì)胞因葡萄糖和氨基酸的濃度低于它們所處的內(nèi)環(huán)境,所以吸收的方式一般是協(xié)助擴散。有人為了探究小腸上皮細(xì)胞是否一定以主動運輸方式吸收葡萄糖,將小腸上皮細(xì)胞分別放在葡萄糖濃度高于小腸上皮細(xì)胞和葡萄糖濃度低于小腸上皮細(xì)胞的葡萄糖溶液中,通過觀察小腸上皮細(xì)胞的耗氧量來確定葡萄糖的運輸方式,結(jié)果發(fā)現(xiàn)小腸上皮細(xì)胞在外界葡萄糖濃度高于小腸上皮細(xì)胞時,耗氧量明顯低于外界葡萄糖濃度低于小腸上皮細(xì)胞時的耗氧量。而放在高濃度葡萄糖溶液中的小腸上皮細(xì)胞,開始耗氧相對較慢,但隨著細(xì)胞外的葡萄糖不斷被吸收,在某一時刻,小腸上皮細(xì)胞的耗氧量會突然增加。耗氧量增加其實是細(xì)胞消耗ATP增加的表現(xiàn),所以上述實驗證明了小腸上皮細(xì)胞既可以通過主動運輸方式吸收葡萄糖,也可以通過協(xié)助擴散方式吸收葡萄糖。具體哪種方式則是取決于細(xì)胞內(nèi)外的葡萄糖濃度差。
3.Na+、K+、Ca2+等帶電離子通過通道和載體以自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸三種方式出入細(xì)胞
Na+、K+、Ca2+等帶電離子因為帶有電荷,顯然不能以自由擴散方式穿過磷脂雙分子層,但這并不意味著它們就不能進行自由擴散,事實上不同的離子在不同的條件下可以以自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸三種方式出入細(xì)胞。
有些離子可以通過自由擴散出入細(xì)胞。細(xì)胞膜上通道蛋白除了前面提到的水通道之外,還有一些門通道,如Na+通道、K+通道等。這些門通道同樣具有專一性,如Na+通道只能讓Na+通過,K+通道只讓K+通過。但與水通道不同的地方是:水通道是連續(xù)開放的,水分子只要在通道兩側(cè)有濃度差存在,就會穿過通道;門通道的開放是不連續(xù)的,只有在特定條件刺激下,門通道被瞬時打開,相應(yīng)的粒子才能穿過通道,并且是由高濃度一側(cè)流到低濃度一側(cè),可見此時的穿越方式應(yīng)屬于自由擴散。典型的例子是神經(jīng)細(xì)胞在受到刺激時,細(xì)胞的膜電位會由外正內(nèi)負(fù)變成外負(fù)內(nèi)正,這主要是由于細(xì)胞外高濃度Na+通過Na+通道的瞬時打開自由擴散到細(xì)胞內(nèi)的結(jié)果。
不過離子通道的開啟時間是極短的,一般在幾毫秒后,通道關(guān)閉,這種自由擴散就會停止,所以Na+、K+不能通過這些門通道的自由擴散而使細(xì)胞內(nèi)外的Na+、K+離子保持平衡。
高中生物物質(zhì)跨膜運輸知識點2
一.滲透作用
1、水分子(或其他溶劑分子)透過半透膜的擴散,稱為滲透作用實質(zhì):(即順著水的相對含量梯度的擴散)
2、條件;(1)半透膜(2)膜兩側(cè)的溶液具有濃度差
3、原理:溶液A濃度大于溶液B,水分子從BA移動溶液A濃度小于溶液B,水分子從AB移動
在滲透作用中,水分是從溶液濃度低的一側(cè)向溶液濃度高的一側(cè)滲透。擴散:物質(zhì)從高濃度到低濃度的運動
滲透:水及其他溶劑分子通過半透膜的擴散。
區(qū)別:滲透與擴散的不同在于滲透必須有滲透膜(半透膜)。
二、動物細(xì)胞的吸水和失水
外界溶液的濃度=細(xì)胞質(zhì)的濃度水分子進出細(xì)胞達(dá)到動態(tài)平衡外界溶液的濃度〉細(xì)胞質(zhì)的濃度失水皺縮外界溶液的濃度〈細(xì)胞質(zhì)的濃度吸水漲破
把紅細(xì)胞看作一個滲透裝置細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜細(xì)胞質(zhì)與外界溶液存在濃度差細(xì)胞吸水或失水的多少取決于什么條件?
取決于細(xì)胞內(nèi)外濃度的差值,一般情況下,差值較大時吸水或失水較多。
三、植物細(xì)胞的吸水和失水細(xì)胞吸水的方式。
(1)吸漲吸水
機理:靠細(xì)胞內(nèi)的親水性物質(zhì)(蛋白質(zhì)﹥淀粉﹥纖維素)吸收水分實例:未成熟植物細(xì)胞、干種子
(2)滲透吸水(主要的吸水方式)實例:成熟的植物細(xì)胞條件:有中央液泡細(xì)胞膜;液泡膜;兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)統(tǒng)稱原生質(zhì)層把成熟的植物細(xì)胞看作一個滲透裝置。
原生質(zhì)層(選擇性透過膜)相當(dāng)于半透膜,細(xì)胞內(nèi)有細(xì)胞液與外界溶液具有濃度差當(dāng)外界溶液濃度﹥細(xì)胞液的濃度,細(xì)胞失水,發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。
外界溶液濃度﹤細(xì)胞液的濃度,細(xì)胞吸水,發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。
質(zhì)壁分離外因:當(dāng)外界溶液濃度﹥細(xì)胞液的濃度,細(xì)胞失水,發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象質(zhì)壁分離內(nèi)因:細(xì)胞壁伸縮性﹤原生質(zhì)層的伸縮性探究、植物細(xì)胞的吸水和失水問題。
高考生物學(xué)習(xí)方法
不斷回顧,溫故知新。
生物教材中有些知識會在前后不同的章節(jié)中出現(xiàn),如關(guān)于DNA的知識,我們會分別在緒論、組成生物體的化合物、遺傳和變異等部分學(xué)習(xí)到;各種細(xì)胞器的功能又多在新陳代謝部分有具體的描述。這些內(nèi)容在學(xué)習(xí)后面的知識時應(yīng)注意不斷回顧,將前后知識聯(lián)系起來進行理解,形成知識網(wǎng)絡(luò),做到溫故而知新。
利用圖表,善于歸納。
教材中有大量的圖表,這些圖表在課后復(fù)習(xí)時應(yīng)很好地利用。如學(xué)完《生命的基本單位——細(xì)胞》后,可利用“動物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖”、“植物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖”對細(xì)胞各部分的結(jié)構(gòu)和功能進行復(fù)習(xí)。另外許多知識點我們在復(fù)習(xí)時也可以自己通過列表進行比較,如線粒體與葉綠體的比較、動植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的比較、有絲分裂與減數(shù)分裂的比較等。
聯(lián)系實際,學(xué)以致用。
生物學(xué)是一門與生產(chǎn)和生活聯(lián)系非常緊密的科學(xué)。我們在復(fù)習(xí)生物學(xué)知識時,應(yīng)該注意理解科學(xué)技術(shù)和社會之間相互關(guān)系,理解所學(xué)知識的社會價值,并且運用所學(xué)的生物學(xué)知識去解釋一些現(xiàn)象、解決一些問題。近年來高考理科綜合生物部分聯(lián)系實際的題目所占的比重也逐年增大。
高考生物的高效記憶法
1.分類整理法。有很多章節(jié)存在大量的概念或某些結(jié)構(gòu),將這些概念或結(jié)構(gòu)分類整理尤為重要,否則會顯得比較混亂。如復(fù)習(xí)到細(xì)胞器的時候,可以用不同的標(biāo)準(zhǔn)將這些細(xì)胞器進行分類:有無膜結(jié)構(gòu)單層膜和雙層膜、有無核酸或遺傳物質(zhì)、是否與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)、植物細(xì)胞所特有的細(xì)胞器、動植物細(xì)胞中作用不同的細(xì)胞器、能否在代謝過程中產(chǎn)生水、是否含有色素等,只有這樣才能切實掌握這些細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能;再如遺傳規(guī)律部分,可以按照性狀類和交配類將眾多的概念進行分類,找出不同概念之間的區(qū)別和內(nèi)在聯(lián)系。再如染色體、染色體組、二倍體、單倍體和多倍體等,通過分類比較可以切實掌握其內(nèi)涵。
2.圖解歸納法。如果說分類整理法適合于掌握概念,那么圖解歸納法就適合于掌握原理和規(guī)律類知識。如呼吸作用、光合作用、細(xì)胞增殖、基因表達(dá)和高等動物的生命調(diào)節(jié)過程等知識就適合于用該種方法進行復(fù)習(xí)。其實高考題中就有很多圖解類題目,如果不掌握讀圖的方法就很難自如地解答這類題目。那么如何讀圖呢?首先,要知道圖解中的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的名稱,如甲狀腺激素的反饋調(diào)節(jié)的圖解中,有下丘腦、垂體和甲狀腺等結(jié)構(gòu),以及TRH促甲狀腺激素釋放激素、TSH促甲狀腺激素和甲狀腺激素等物質(zhì);然后,再分析結(jié)構(gòu)和物質(zhì)之間的內(nèi)在聯(lián)系:下丘腦分泌的TRH作用于垂體,垂體分泌的TSH再作用于甲狀腺,甲狀腺分泌的甲狀腺激素再作用于下丘腦和垂體。同學(xué)們要養(yǎng)成一個習(xí)慣,就是遇到過程類的知識,即便教材中沒有圖解,也可以嘗試著將這個過程用圖解的形式表示出來。同時要對圖表累知識要進行整理、歸類,如:坐標(biāo)曲線圖、坐標(biāo)直方圖、流程圖、模式圖、概念圖、顯微攝影圖、餅狀圖、表格等。
3.聯(lián)想遷移法。教材中的很多知識點看起來是孤立的,但很多知識存在著共性。對于這些知識可以采用聯(lián)想遷移法進行掌握。如孟德爾選擇豌豆作為遺傳學(xué)實驗材料,而摩爾根采用果蠅作為實驗材料,這兩種生物之間就存在著一些相同的優(yōu)點:有明顯的易于區(qū)分的相對性狀、產(chǎn)生的子代數(shù)量多、易于培養(yǎng)等,可以通過聯(lián)想遷移將不同章節(jié)的內(nèi)容串聯(lián)起來,起到融會貫通的作用。其實,這種方法在解題中也可以運用,如21三體綜合征患者的細(xì)胞內(nèi)有三條21號染色體,某孕婦經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)胎兒的細(xì)胞內(nèi)某種染色體多出1條或幾條,醫(yī)生應(yīng)該給出怎樣的建議?這個問題就可以用聯(lián)想遷移法進行解答。
4.比較復(fù)習(xí)法。在復(fù)習(xí)中,對知識進行橫向和縱向比較,例如病毒與原核細(xì)胞的比較,三大營養(yǎng)物質(zhì)的來源和去路的比較,光合作用和呼吸作用的比較,各種育種方法的比較等。