物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的辨析

物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞椒譃橹鲃?dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸。主動(dòng)運(yùn)輸是根據(jù)細(xì)胞自身的需求，主動(dòng)選擇吸收或排除某種物質(zhì)的運(yùn)輸。被動(dòng)運(yùn)輸則是在膜兩側(cè)有濃度差的驅(qū)動(dòng)下，或載體蛋白的協(xié)助下，物質(zhì)穿過(guò)細(xì)胞膜的磷脂分子間隙、或特殊通道的一種運(yùn)輸。被動(dòng)運(yùn)輸又根據(jù)是否需要載體，分為了自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散。這是人教版高中生物必修一中的一個(gè)重要內(nèi)容。理解起來(lái)比較容易，但一些特殊事例出現(xiàn)在題目中時(shí)，卻讓眾多考生模糊不清。

例1：如圖是某物質(zhì)跨膜運(yùn)輸示意圖，請(qǐng)分析以該圖示方式通過(guò)的物質(zhì)是（ ）

A.K+ B.H2O C.甘油 D.苯

解析：從圖示看出，①運(yùn)輸方向是由低濃度到高濃度；②需要載體的協(xié)助；③需要ATP的供應(yīng)。由這三點(diǎn)就可以非常明確地判斷出圖示表明的是主動(dòng)運(yùn)輸。（由第三點(diǎn)就可以判斷）。而水、甘油、苯、乙醇、脂質(zhì)等小分子或脂溶性物質(zhì)都是容易穿過(guò)磷脂雙分子層的，所以都是自由擴(kuò)散。而Na+、K+等離子一般都是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸來(lái)進(jìn)出細(xì)胞膜的。【參考答案】：A

例2：某科學(xué)家在研究物質(zhì)運(yùn)輸時(shí)發(fā)現(xiàn)有下列四種曲線關(guān)系，在研究某種物質(zhì)的運(yùn)輸時(shí)，發(fā)現(xiàn)與曲線②和④相符，最有可能是下列那一過(guò)程（ ）

A.葡萄糖從血漿進(jìn)入人的成熟紅細(xì)胞 B.Na+通過(guò)離子通道進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞

C.小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖 D.組織液中氧氣進(jìn)入組織細(xì)胞

解析：由圖可知，該物質(zhì)運(yùn)輸隨物質(zhì)濃度的變化有最大運(yùn)輸速率，說(shuō)明不是自由擴(kuò)散；受氧氣濃度的影響，說(shuō)明不是被動(dòng)運(yùn)輸。所以推斷是主動(dòng)運(yùn)輸。而葡萄糖從血漿進(jìn)入人成熟紅細(xì)胞是通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散，小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸。Na+通過(guò)神經(jīng)細(xì)胞上的離子通道是協(xié)助擴(kuò)散。氧氣等小分子的跨膜運(yùn)輸是自由擴(kuò)散。【參考答案】：C

例3：下圖為動(dòng)物某種細(xì)胞細(xì)胞膜對(duì)部分物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程，與圖中信息不相符的是（ ）

A.甲側(cè)為細(xì)胞外，乙側(cè)為細(xì)胞內(nèi) B.Na+既可順濃度梯度運(yùn)輸也可逆濃度梯度運(yùn)輸

C.葡萄糖跨膜運(yùn)輸?shù)闹苯域?qū)動(dòng)力不是ATP D.葡萄糖與甘油跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞较嗤?/p>

解析：細(xì)胞利用葡萄糖氧化分解后提供能量，從葡萄糖的運(yùn)輸方向可判斷出甲是細(xì)胞外、乙是細(xì)胞內(nèi)。從圖觀察，細(xì)胞外側(cè)的Na+濃度高于細(xì)胞內(nèi)側(cè)，而Na+的運(yùn)輸左邊是高濃度到低濃度，右邊是低濃度到高濃度，因此，Na+既可順濃度梯度運(yùn)輸也可逆濃度梯度運(yùn)輸。從圖觀察，葡萄糖運(yùn)輸時(shí)并沒(méi)有直接用到ATP，而是伴隨著Na+的轉(zhuǎn)運(yùn)，所以葡萄糖跨膜運(yùn)輸?shù)闹苯域?qū)動(dòng)力不是ATP，而是Na+外多內(nèi)少構(gòu)成的一種電位差。甘油屬于脂溶性的物質(zhì)，運(yùn)輸方式是自由擴(kuò)散，與葡萄糖運(yùn)輸方式不同。【參考答案】：D

點(diǎn)評(píng)：①小分子、脂類(lèi)物質(zhì)及脂溶性物質(zhì)通過(guò)自由擴(kuò)散即可進(jìn)出細(xì)胞。②葡萄糖的跨膜運(yùn)輸既有主動(dòng)運(yùn)輸又有協(xié)助擴(kuò)散。當(dāng)葡萄糖在小腸腔中被小腸絨毛上皮細(xì)胞所吸收、葡萄糖在腎小管中被腎小管上皮細(xì)胞重吸收都是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)的，而葡萄糖從組織液進(jìn)入組織細(xì)胞內(nèi)是通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)的。③離子一般是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸選擇性地被細(xì)胞吸收或排除。而在神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞的某些部位會(huì)存在特殊的離子通道，比如Na+、K+、Cl—、Ca2+等離子通道。這些通過(guò)離子通道的運(yùn)輸屬于協(xié)助擴(kuò)散。

擴(kuò)充：由細(xì)胞膜內(nèi)外Na+的電位差驅(qū)動(dòng)的葡萄糖跨膜運(yùn)輸屬于主動(dòng)運(yùn)輸。動(dòng)物組織中較為常見(jiàn)，比如小腸上皮細(xì)胞從小腸腔中吸收葡萄糖。雖然沒(méi)有直接為該過(guò)程提供ATP，但Na+外多內(nèi)少形成的內(nèi)外濃度差，從而構(gòu)成的電位差，是由旁邊的Na+- K+泵實(shí)現(xiàn)的。Na+- K+泵對(duì)Na+、K+的轉(zhuǎn)運(yùn)需要ATP。所以該葡萄糖的運(yùn)輸是間接消耗ATP，因此，可以說(shuō)這是一種間接的主動(dòng)運(yùn)輸。