3mjt马井堂衡水中学高中生物物质跨膜运输的实例和方式Word格式文档下载.docx

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蒸馏水，质量分数为0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。

部分实验步骤和结果如下：

①选两套渗透装置，标上代号X和Y。

在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。

渗透平衡时出现液面差的装置有________（填代号）。

②选两片洁净的载玻片，________，在载玻片中央分别滴加________，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。

③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是_____________________________。

（4）上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是___________________

_________________________________________________________________。

答案　

（1）S1＞S2

（2）原生质层　原生质层能主动运输有关物质而半透膜不能

（3）①X　②标号　蒸馏水　③质壁分离

（4）KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原

2.如图所示，容器A中含0.02（mol·

L－1）蔗糖，0.03（mol·

L－1）尿素；

容器B中含0.01（mol·

L－1）蔗糖，0.05（mol·

L－1）尿素。

A、B间隔一层半透膜。

第一种情况：

半透膜只允许水分子通过；

第二种情况：

半透膜允许水分子和尿素分子通过。

当达到动态平衡时，这两种情况下的液面高度情况是（　　）

A.一样高，A高于BB.B高于A，不能确定

C.B高于A，A高于BD.一样高，不能确定

解析　第一种情况：

半透膜只允许水分子通过，则容器A中溶液总的物质的量浓度为0.05（mol·

L－1），容器B中溶液总的物质的量浓度为0.06（mol·

L－1），容器B中溶液的渗透压高于容器A中溶液的渗透压，故最终B中的液面高于A中的。

半透膜允许水分子和尿素分子通过，那么最终半透膜两侧的尿素浓度相等，但是容器A中的蔗糖浓度大于B中的，故最终A中的液面高于B中的。

答案　C

有关渗透作用的“4”个易错点

（1）渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压，如质量分数为10%葡萄糖溶液和质量分数为10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但质量分数为10%蔗糖溶液的渗透压小，故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。

（2）水分子的移动方向是双向移动，但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。

（3）渗透平衡≠浓度相等。

渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。

（4）只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原。

　细胞吸水和失水状况分析

【典例】（2014·

全国课标Ⅱ理综，4）将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组（每组的细条数相等），取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。

假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则（　　）

A.实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高

B.浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的

C.a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组

D.使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5（mol·

L－1）之间

[慧眼识图　获取信息]

答案　D

【对点小练】

（2016·

四川广元段考）图甲是人的红细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞的体积（V）与初始体积（V0）之比的变化曲线；

图乙是某植物细胞在一定浓度的NaCl溶液中细胞失水量的变化情况。

下列分析正确的是（　　）

A.从图甲可见250（mmol·

L－1）NaCl溶液不影响人红细胞的代谢

B.图乙中植物细胞体积的变化是先减小后增大

C.图乙中A点细胞失水量最大，此时细胞吸水能力最小

D.人红细胞长时间处在300（mmol·

L－1）NaCl溶液中可能死亡，图乙中的处理时间内细胞一直有生物活性

解析　图甲中，250（mmol·

L－1）NaCl溶液中红细胞体积与初始体积之比小于1，说明人红细胞失水皱缩了，会影响人红细胞的代谢，A错误；

植物细胞由于细胞壁的存在，细胞体积几乎不变，B错误；

图乙中，A点细胞失水量最大，细胞液浓度最大，此时细胞吸水能力最强，C错误。

1.物质跨膜运输的其他实例

番茄和水稻吸收无机盐离子的比较：

科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiO

的培养液中培养，结果及分析如下：

（1）实验结果

图中显示：

①不同植物（每种离子中黑白柱相比），对同一种无机盐离子的吸收速率不同。

②同一种植物对不同种无机盐离子的吸收也有差异（三条白柱高低不同，三条黑柱高低也不同）。

（2）实验结论：

植物细胞对无机盐离子的吸收具有选择性。

（3）微生物吸收无机盐离子的特点

①不同微生物对无机盐离子的吸收有选择性。

②不同微生物对各种无机盐离子的需要量不同。

2.物质跨膜运输的方式（连线）

3.不同因素对物质跨膜运输的影响的曲线模型

影响物质跨膜运输的因素有多种，最常见的有：

内部因素——载体的种类、数量；

外部因素——物质的浓度、影响呼吸作用强度的因素

（如氧气浓度、温度等）

①物质浓度（在一定的范围内）

②氧气浓度

依据模式图确认物质出入细胞的方式及影响因素

（1）填写以下有关物质运输方式及结构的名称：

图2：

自由扩散；

图3：

协助扩散；

图4：

主动运输；

a：

载体蛋白。

图5：

胞吞、胞吐

（2）写出图1～图5中影响物质出入细胞的因素

①图中仅受“浓度差”制约的为图1、图2

②加入蛋白酶处理会受影响的是图3、图4、图5

③加入呼吸酶抑制剂处理，会受影响的是图4、图5

（3）甘油分子跨膜运输遵循图2所示模式，红细胞吸收葡萄糖与图3所示模式一致，多数离子跨膜方式应如图4所示方式。

（4）神经递质的释放应符合图5所示模式，该模式需（填“需”或“不需”）消耗能量，其运输机制与膜的流动性有关。

1.真题重组　判断正误

（1）下图中1～5依次为：

物质跨膜运输、主动运输、被动运输、自由扩散、协助扩散（2016·

北京卷，1C）（√）

（2）Na＋从红细胞外运入红细胞内的过程属于被动运输（2016·

海南卷，19D）（√）

（3）小肠上皮细胞吸收溶质发生障碍时，可导致小肠吸水减少。

（2015·

海南卷，16C）（√）

（4）小肠黏膜中的一些细胞可通过被动运输将某种蛋白分泌到肠腔（2015·

海南卷，16D）（×

）

（5）甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜（2014·

新课标Ⅰ，1C）（×

（6）植物细胞通过主动运输吸收不同矿质元素离子的速率都相同（2013·

新课标Ⅰ，3A）（×

以上内容着重考查了教材必修1P70～72物质跨膜运输的方式及实例，此属高考高频考点，备考时应侧重各类方式的比较与界定，尤其要关注题目曲线图解、关键词、表格数据等有效信息，学会用“顺藤摸瓜”法解决问题。

2.（教材必修1P76“画概念图”改编）下列是物质出入细胞方式概念图。

（1）请你具体指出①～⑦的内容。

（2）上述运输方式中可逆浓度梯度运输的是[　]________

（3）同一物质进出不同细胞的方式是否一定相同？

______________________。

提示　

（1）①～⑦依次为①分子大小、②胞吐、③胞吞、

④是否耗能、⑤主动运输、⑥是否需要载体、⑦协助扩散。

（2）上述运输方式中只有[⑤]主动运输可逆浓度梯度运输。

（3）不一定相同。

如葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，而进入小肠上皮细胞则是主动运输。

　物质出入细胞的方式、特点及实例

1.（2016·

全国课标卷Ⅰ，2）离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。

下列叙述正确的是（　　）

A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散

B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的

C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率

D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率

解析　离子泵通过消耗ATP进行离子的跨膜运输，属于主动运输，A错误；

主动运输一般为逆浓度梯度进行，B错误；

蛋白质变性剂会降低具有活性的载体数量，使离子泵跨膜运输离子的速率降低，D错误。

2.（2016·

海南期末）下列关于植物细胞通过主动运输方式吸收所需矿质离子的叙述，正确的是（　　）

A.吸收不同矿质离子的速率都相同

B.低温不影响矿质离子的吸收速率

C.主动运输矿质离子的过程只发生在活细胞中

D.叶肉细胞不能以主动运输的方式吸收矿质离子

解析　不同的植物细胞，细胞膜上吸收不同矿质离子的载体数量不同，故吸收不同矿质离子的速率也不同，A错误；

矿质离子的吸收需要细胞呼吸提供能量，低温会影响细胞的呼吸作用，从而影响矿质离子的吸收速率，B错误；

叶肉细胞吸收矿质离子的方式是主动运输，D错误。

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。

　借助图解、模型等考查物质出入细胞的方式及影响因素

【典例】（2016·

江苏卷，6）如图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。

下列相关叙述错误的是（　　）

A.载体①逆浓度运输溶质分子

B.载体②具有ATP酶活性

C.载体①和②转运方式不同

D.载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快

答案　B

1.（2017·

广东惠州调研）下图表示细胞膜的结构和物质进出细胞的方式，下列说法错误的是（　　）

A.与图②中曲线Ⅰ相符的过程是图①中的过程d

B.A物质决定着不同生物膜的功能差异

C.在图①中，e可以代表细胞分泌Na＋的过程

D.甘油、氧气进入细胞的方式是b

解析　图②中曲线Ⅰ与浓度差没有关系显示该物质可以逆浓度梯度运输，应为主动运输，图①中a、e均为主动运输，d为协助扩散。

答案　A

陕西宝鸡一模）下图表示物质进入细胞的四种方式，有关说法错误的是（　　）

A.温度只影响图中②和③过程的速率

B.吞噬细胞通过④过程吞噬病原体

C.小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是①

D.生长素极性运输进入细胞的方式是③

解析　由图可知，①为自由扩散，②为协助扩散，③为主动运输，④为胞吞。

温度影响膜的流动性，对①②③④均有影响，A错误。

1.“三看法”快速判定物质出入细胞的方式

2.实验探究物质跨膜运输的方式

（1）探究是主动运输还是被动运输

（2）探究是自由扩散还是协助扩散

1.实验原理

（1）成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。

（2）细胞液具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。

（3）引发质壁分离的两种原因

2.实验步骤

3.实验结论

【特别提醒】

（1）本实验存在两组对照实验

（2）本实验是教材中涉及“显微观察”实验中唯一的一个“只在低倍镜下”观察（不曾换“高倍镜”）的实验。

（3）质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。

这是由于细胞壁是全透性的且有水分子通过原生质层渗出来。

将若干生理状况基本相同，长度为3cm的鲜萝卜条分为四组，分别置于三种浓度的溶液（即0.3g/mL蔗糖溶液，0.3g/mLKNO3溶液及0.5g/mL蔗糖溶液）（实验组）和清水（对照组）中，测量每组萝卜条的平均长度，结果如图。

请思考：

（1）依据图示四条曲线变动趋势，推测a～d依次为哪种溶液？

（2）对照组中萝卜条长度增加较少的原因是什么？

（3）b曲线在用清水处理前即由下降趋势转为上升趋势，原因是什么？

与之相关的细胞器有哪些？

提示　

（1）a.清水　b.0.3g/mLKNO3溶液　c.0.3g/mL蔗糖溶液　d.0.5g/mL蔗糖溶液。

（2）细胞壁伸缩性较小，限制细胞胀大。

（3）K＋、NO

离子透过原生质层进入细胞液；

与之相关的细胞器有核糖体、线粒体、液泡。

1.（2014·

课标Ⅰ，4）下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是（　　）

A.与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察

B.用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察

C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同

D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察

解析　黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现象的观察，故B错误。

2.将质壁分离的洋葱紫色外表皮细胞放入清水中，液泡体积的变化如图所示。

A.与A点相比，B点时细胞的液泡颜色变深

B.与B点相比，C点时细胞的吸水速率大

C.C点时细胞膨胀，液泡内没有水分子进出

D.B点到C点过程中，细胞的吸水速率受细胞壁的影响

解析　将质壁分离的洋葱紫色外表皮细胞放入清水中，随着时间的推移，液泡的体积逐渐变大直至保持相对稳定，说明细胞在不断地吸水直至水分进出细胞达到动态平衡。

与A点相比，B点时细胞已吸入的水量较多，液泡的颜色变浅，A错误；

与B点相比，C点时细胞的体积不再增加，说明水分进出细胞达到动态平衡，细胞吸水速率小于B点时的，B、C错误。

质壁分离和复原实验的拓展应用

（1）判断成熟植物细胞的死活

（2）测定细胞液浓度范围

（3）比较不同植物细胞的细胞液浓度

（4）鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）

易错·

防范清零

[易错清零]

易错点1　误认为渗透平衡时“浓度相等”

点拨　渗透平衡≠浓度相等，上图为一个典型的渗透装置，当S1溶液浓度＞S2溶液浓度时，单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2的水分子数，总结果：

水由S2溶液流向S1溶液，故S1液面上升，然而当Δh停止上升，S1与S2达渗透平衡时，S1浓度仍大于S2浓度，如S1为蔗糖溶液，S2为清水时，即使达渗透平衡，被稀释后的S1中仍存在原有的蔗糖分子，其浓度绝不会与清水（S2）相等。

易错点2　不清楚选择透过性膜与半透膜（或人工膜）的特别之处

点拨　选择透过性膜与半透膜或人工膜

膜的种类

物质透过性

特点

半透膜

较小物质通过，较大物质不能通过

不具有选择性，无生物活性，即能透过时，则可透过

选择透

过性膜

要选择吸收的离子、小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子不能通过

具有选择性和生物活性，是生物膜，即能透过时，也未必透过需依据细胞主动选择

易错点3　误认为同种物质跨膜方式应一致

点拨　某物质进出细胞的方式并非固定一种。

如葡萄糖进入红细胞是协助扩散，而葡萄糖通过小肠上皮细胞细胞膜的方式为主动运输，要视具体情况而定。

再如静息电位形成时K＋外流与动作电位形成时Na＋内流均为协助扩散；

但K＋、Na＋在其他细胞中跨膜运输一般为主动运输，而即使是同一种物质，进出细胞的方式也不一定相同，如下图中Na＋、氨基酸进出肾小管上皮细胞方式均不相同。

[纠错小练]

河北三市联考）在如图所示的装置中，A、B、C中均为一定浓度的蔗糖溶液，溶液之间均用半透膜隔开，一段时间后达到渗透平衡形成一定的高度差，如图所示，h1＞h2，在达到平衡后，A、B、C中蔗糖溶液的浓度大小关系为（　　）

A.A＝B＝CB.A＞B＞C

C.A＞C＞BD.无法确定

解析　在达到渗透平衡后，单位时间内，水分子通过半透膜从A到B及从B到A扩散的速率相等，由于影响水分子扩散速率的因素有两个，即溶液的浓度和水柱h1形成的静水压，故A中溶液浓度大于B中溶液浓度。

同理可知，C中溶液浓度大于B中溶液浓度，但由于水柱h2形成的静水压比水柱h1形成的静水压小，故可推知A中溶液浓度大于C中溶液浓度。

因此，A、B、C中蔗糖溶液的浓度大小关系为A＞C＞B。

2.（2014·

北京理综，3）比较生物膜和人工膜（双层磷脂）对多种物质的通透性，结果如图。

据此不能得出的推论是（　　）

A.生物膜上存在着协助H2O通过的物质

B.生物膜对K＋、Na＋、Cl－的通透具有选择性

C.离子以易化（协助）扩散方式通过人工膜

D.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率

解析　因人工膜由双层磷脂组成，无蛋白质，所以离子不能以协助扩散方式通过人工膜，C错误。

3.如图为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程和将葡萄糖运出细胞的过程示意图。

其中●、▲的个数代表分子（离子）的浓度。

A.葡萄糖通过主动运输的形式进入此细胞，需要消耗ATP，这与葡萄糖进入红细胞方式不同

B.葡萄糖通过协助扩散的方式从此细胞中运出，不需要消耗ATP

C.钠离子进入此细胞时不存在载体饱和现象

D.载体■和载体◆的组成单位相同，但结构有差异

解析　由图可知，钠离子进入小肠上皮细胞时需要载体的协助，因此存在载体饱和现象。

载体的本质是蛋白质，组成单位都是氨基酸，但载体具有特异性，不同载体的结构不同，运输的物质也有差异。

随堂·

真题演练

海南卷，5）下列属于主动运输的是（　　）

A.动物肺泡细胞释放CO2

B.蔗糖通过植物细胞的细胞壁

C.苯分子进入人的皮肤细胞

D.丽藻细胞吸收SO

的过程

解析　CO2、苯分子通过细胞膜的方式为自由扩散；

蔗糖通过植物细胞壁并非“跨膜”运输方式，因细胞壁具“全透性”；

细胞吸收SO

离子应属主动运输。

海南卷，1）下列关于膜蛋白和物质跨膜运输的叙述，错误的是（　　）

A.膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的

B.膜蛋白不参与物质跨膜的被动运输过程

C.主动运输可以使被运输离子在细胞内外浓度不同

D.物质通过磷脂双分子层的扩散速率与其脂溶性有关

解析　被动运输中的“协助扩散”，必需载体蛋白（膜蛋白）“协助”，故B选项不正确。

3.（2015·

课标Ⅱ，3）下列过程中，不属于胞吐作用的是（　　）

A.浆细胞分泌抗体到细胞外的过程

B.mRNA从细胞核到细胞质的过程

C.分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞到胞外的过程

D.突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程

解析　抗体、分泌蛋白都是大分子物质，其分泌到细胞外的方式都为胞吐，突触小泡中的神经递质以胞吐的方式释放到突触间隙，A、C、D不符合题意；

mRNA通过核孔从细胞核进入细胞质，不属于胞吐作用，B项符合题意。

4.（2016·

天津卷，1）在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中，显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态。

A.由观察甲到观察乙须将5倍目镜更换为10倍目镜

B.甲、乙、丙可在同一个细胞内依次发生

C.与甲相比，乙所示细胞的细胞液浓度较低

D.由乙转变为丙的过程中，没有水分子从胞内扩散到胞外

解析　题图表示紫色洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离及复原的过程图。

观察质壁分离时只需用低倍镜，不必换高倍镜观察，A错误；

在实验中细胞一直保持活性，可以观察到甲、乙、丙的连续状态，B正确；

由甲到乙，细胞失水，细胞液浓度升高，C错误；

由乙转为丙，水是双向扩散的，只不过进入细胞的水多于扩散到细胞外的水。

5.（2016·

江苏卷，2）下列关于生物膜透性的叙述，正确的是（　　）

A.核糖体合成的分泌蛋白能够自由透过高尔基体膜

B.细胞质中合成的光合作用相关蛋白须通过内质网输入叶绿体

C.子叶细胞中包被脂肪颗粒的膜对葡萄糖具有选择透性

D.细胞外高浓度的超氧化物歧化酶可以自由扩散进入细胞

解析　核糖体合成的分泌蛋白通过内质网产生的囊泡运输至高尔基体，与高尔基体膜融合，进入高尔基体，不能自由透过高尔基体，A错误；

细胞质中合成的光合作用相关蛋白进入叶绿体，可依赖膜的流动性，不需经过内质网，B错误；

葡萄糖通过子叶细胞中包被脂肪颗粒的膜需载体协助，体现了膜的选择透过性，C正确；

超氧化物歧化酶是蛋白质，通过胞吞的方式进入细胞，D错误。

（时间：

25分钟　满分：

100分）

山东青岛检测）下列哪一种物质出入细胞膜的方式与其他三种方式不同（　　）

A.根从土壤吸收钾离子

B.红细胞吸收钾离子，排出钠离子

C.小肠对钙的吸收

D.浆细胞分泌抗体

解析　抗体是大分子蛋白质，以“胞吐”形式进出细胞，其他三类方式均为主动运输。

2.（2017·

湖南名校联考）盐碱地中生活的某种植物，其细胞的液泡膜上有一种载体蛋白，能将细胞质基质中的Na＋逆浓度梯度运入液泡，降低Na＋对细胞质基质中酶的伤害。