第06讲 细胞内物质输入和输出 课件

这是一份第06讲 细胞内物质输入和输出 课件，共60页。PPT课件主要包含了渗透作用，半透膜，S1S2，稳定在一定高度，细胞膜，细胞内液浓度，细胞吸水膨胀，中央大液泡，污水处理环境净化，糖醋蒜豆腐乳等内容，欢迎下载使用。
阐明细胞膜具有选择透过性举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞实验：观察植物细胞的质壁分离和复原活动：通过模拟实验探究膜的透性；
举例说明物质进出细胞的方式，基于对不同物质跨膜运输实例的分析，理解细胞成分、结构与物质运输功能相适应。
基于对不同物质跨膜运输发生条件的比较，归纳跨膜运输的方式与特点，并对物质进出细胞的方式进行推理和判断。
设计实验探究细胞膜的透性；分析细胞的吸水和失水实验原理，讨论实验现象和结果，交流实验心得。
依据渗透作用原理指导农业灌溉和施肥等生产实践，选择低盐饮食的健康生活方式。
实验：探究植物细胞的吸水和失水
(1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量浓度 (　　)(2)细胞吸水与失水的多少取决于细胞内外溶液浓度的差值 (　　)(3)达到渗透平衡后水分子不再通过半透膜 （ ）(4)将细胞放在等渗溶液中，将不再发生渗透现象 （ ）(5)细胞在吸水和失水过程中，水分子都是双向进出细胞 （ ）(6)将动物细胞放在低浓度溶液中，不一定会吸水涨破 （ ）(7)将植物细胞放在低浓度溶液中，细胞体积不会变大 （ ）(8)达到渗透平衡后半透膜两侧的浓度一定相等 （ ）(9)细胞吸水与失水的速度与细胞内外溶液浓度差成正相关（ ）
1.渗透作用是指__________________________________________________。2.原生质层由____________________________________________________。3.施肥过多造成植物“烧苗”的原因是__________________________________________________________________________________。4.低浓度饮料适合补水的原因是____________________________________。
水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散
细胞膜、液泡膜以及两层膜间的细胞质组成
施肥过多会使土壤溶液浓度高于细胞液浓度，从而导致植物细胞失水，叶片萎蔫
细胞能从低浓度饮料中吸收水分
常见渗透装置图分析①水分的流动判断：当溶液浓度_________时，水分就通过半透膜由S2流向S1；当溶液浓度_________时，水分就通过半透膜由S1流向S2。②在达到渗透平衡后，半透膜两侧 (填“有”或“没有”)水分子的进出若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度_____S2。因为液面高的一侧形成的净水压，会_______溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
③在B图所示的U形玻璃管内，左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。初始时两管中液面相平，假设溶质分子不能透过半透膜。a.一段时间后，两管中液面的变化为：左管液面 ，右管液面 。(均填“升高”“降低”或“不变”)
b.液面高度稳定后再同时向两管内加入等量的麦芽糖酶，两管中液面的变化分别为：左管液面 ，右管液面 ，最后 。
2．动物细胞的吸水和失水
3．植物细胞的吸水和失水
技巧：可根据重量或长度变化(如萝卜条)来判断：若重量增加或长度变长，则吸水；反之则失水。
1. 渗透系统的组成分析
2．渗透作用实验装置的拓展应用[科学探究](1)验证渗透作用发生的条件
注：漏斗内溶液浓度（A）、烧杯内溶液浓度（B）
(2)比较不同溶液浓度的大小
(3)探究物质能否通过半透膜的方法(以碘和淀粉为例)
3．溶质能通过半透膜的渗透装置分析
2．影响渗透作用中液面变化的因素分析
1.原生质层≠原生质体原生质层=细胞膜+液泡膜+两层膜之间的细胞质原生质体=植物细胞-细胞壁=整个动物细胞
2.半透膜和选择透过性膜的区别
3.溶液渗透方向和浓度判断
4.运用渗透作用原理解决生产、生活中的实际问题
生理盐水、肾透析、膜式人工肺
作物水肥管理种子活力测定
1．玻璃纸是一种半透膜，细胞膜能够控制物质进出细胞，有人说细胞膜与半透膜类似，又有所不同，你能说出其中的原因吗？提示：半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于微粒的大小；细胞膜属于选择透过性膜，选择透过性膜是具有活性的生物膜，不同物质的通过性不仅取决于分子大小，还与细胞的需求有关。因此细胞膜和半透膜类似，又有所不同。
2．对于动植物细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外液体的浓度一定相等吗？提示：不一定。对动物细胞来说，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外溶液的浓度相等。但植物细胞有细胞壁的支持和保护作用，限制植物细胞吸水，当单位时间内水分子进出植物细胞数量相等时，有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度。
3．温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率吗？请提出假设，并设计检验该假设的实验方案。提示：温度会影响水分通过半透膜的扩散速率。在一定温度范围内，提高温度会加快水分通过半透膜的速率；而降低温度则减缓水分通过半透膜的速率。实验方案设计如下：按教材第62页中的“渗透现象示意图”组装好三组装置。在第一组的烧杯外用酒精灯或水浴锅加热升温；第二组烧杯外加冰块降温；第三组留作对照。三组装置同时开始实验，记录液面变化及时间。
4．输液时为什么要用质量分数为0.9%的氯化钠溶液（生理盐水）或质量分数为5%的葡萄糖溶液？提示：温度会上述溶液的浓度与人体细胞内的浓度相等，可以维持人体细胞正常的形态和生理功能。
结合渗透作用的原理及应用考查科学思维
因为葡萄糖是单糖，蔗糖是二糖，所以在体积与质量分数相同的情况下，葡萄糖分子数目多于蔗糖分子数目，故开始时，水分子整体表现为由乙侧向甲侧流动，导致甲侧液面升高；由于葡萄糖能通过半透膜而蔗糖不能，故一段时间后，乙侧溶液浓度逐渐增大，最终水分子整体表现为由甲侧流向乙侧，乙侧液面高于甲侧液面。由于有液面高度差产生的静水压存在，所以乙侧溶液浓度高于甲侧，故选A。
1.把体积与质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液用半透膜(允许水分子和葡萄糖分子通过，不允许蔗糖分子通过)隔开(如图所示)，最终甲、乙两侧液面的情况及浓度关系是A.甲侧低于乙侧，且乙侧溶液浓度较高B.甲侧高于乙侧，且乙侧溶液浓度较低C.甲侧高于乙侧，且甲、乙两侧溶液浓度相等D.甲侧低于乙侧，且甲、乙两侧溶液浓度相等
结合细胞的吸水和失水，考查生命观念
对农作物施肥过多，根细胞外土壤溶液浓度过高，会导致质壁分离，引起“烧苗”，A正确；质壁分离过程中，原生质层(由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质构成)与细胞壁分离，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁，B正确；质壁分离复原过程中，细胞液浓度逐渐降低，吸水能力逐渐降低，C正确；1 ml/L NaCl溶液中，含1 ml/L的Na＋和1 ml/L的Cl－，即溶质微粒浓度为2 ml/L，而1 ml/L蔗糖溶液中，溶质为蔗糖分子，不可再拆分，故1 ml/L NaCl溶液的渗透压大于1 ml/L蔗糖溶液的渗透压，D错误。
2.(2021·湖南卷，3)质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是(　　)A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关B.质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁C.质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低D.1 ml/L NaCl溶液和1 ml/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
3.在无任何相反压力时，渗透吸水会使细胞膨胀甚至破裂，不同的细胞用不同的机制解决这种危机。下图表示高等动物、高等植物与原生生物细胞以三种不同的机制避免渗透膨胀，据此推断下列说法正确的是 A.动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白的协助 B.植物细胞吸水达到渗透平衡时，细胞内外溶液浓度相等 C.若将原生生物置于高于其细胞质浓度的溶液中，其收缩泡的伸缩频率会增加 D.三种细胞发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半透膜
动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白将离子转运到细胞外，以减小细胞内液的渗透压，防止细胞渗透吸水涨破，A正确；植物细胞在低浓度溶液中会发生吸水，但是由于细胞壁的支撑作用，吸水到一定程度后达到平衡，但此时细胞外溶液浓度仍可能小于细胞液浓度，B错误；
原生动物生活在低渗溶液中，会通过收缩泡将多余的水排到细胞外，若将原生动物置于高于其细胞质浓度的溶液中，其收缩泡的伸缩频率会降低，C错误；动物细胞和原生动物发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半透膜，而植物细胞发生渗透吸水的原理是原生质层相当于半透膜，D错误。
围绕细胞吸水与失水，考查科学探究能力
兔红细胞没有细胞壁，不会发生质壁分离，A错误；在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于水分子进出达到平衡，B错误；在低于0.9%NaCl溶液中，进入红细胞的水分子多于出红细胞的水分子，红细胞会因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂，C正确；渗透作用是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散，其中水分子是从其分子数相对较多处向相对较少处扩散，即从溶液浓度较低处向溶液浓度较高处进行扩散，D错误。
4．(2022·甘肃模拟)哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是(　　)A．在高于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离B．在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞C．在低于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂D．渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散
附加题：(多选) 取某一红色花冠的2个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞，将它们分别放置在甲、乙两种溶液中，测得细胞失水量的变化如图1，液泡直径的变化如图2，下列叙述正确的是(　　) A．第4 min后乙溶液中细胞由于失水过多而死亡 B．甲、乙两种溶液的浓度不同，溶质也不可能相同 C．第2 min前乙溶液中花瓣细胞的失水速率小于甲溶液 D．图2中曲线Ⅰ和图1中乙溶液细胞失水量曲线对应
第4 min后乙溶液中细胞吸水，发生了质壁分离复原，A错误；图1中两条曲线的差异是甲、乙溶液溶质不同造成的，甲溶液中的溶质不能被细胞吸收，乙溶液中的溶质可以被细胞通过主动运输的方式吸收，但两种溶液的浓度可能相同，B错误；据图1中第2 min 前两曲线的变化趋势可知，处于甲溶液中的花瓣细胞的失水速率大于乙溶液，C正确；分析图2可知，曲线Ⅰ中液泡先变小后恢复到原样，与乙溶液中细胞失水量曲线对应，曲线Ⅱ中液泡先变小后维持不变，与甲溶液中细胞失水量曲线对应，D正确。
提醒：质壁分离和复原实验的五个关键点(1)选材时应注意选用细胞液与原生质层的颜色对比度较大的材料，以便观察。(2)实验过程中要一边滴加溶液（或清水），一边观察视野中质壁分离和复原的过程。(3)单独观察处于质壁分离的静态图像，不能判断细胞是正在发生质壁分离还是质壁分离复原。(4)质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越强；质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度。(5)质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的，表现为进比出的水分子多。
本实验存在前后两组自身对照，自身对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照。
2．巧判细胞能否发生质壁分离和复原
1．质壁分离实验的拓展应用(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大小
(4)比较未知溶液的浓度大小
(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
1.为什么选用紫色洋葱鳞片叶的外表皮作为实验材料，而不用根尖分生区？
提示：　紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液泡呈现紫色，更有利于观察；根尖分生区的细胞无大液泡，质壁分离不明显，不能作为该实验的材料。
2.本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂，若浓度过高或过低对实验有何影响？
提示：选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂，既明显出现质壁分离现象，又不会杀死细胞。若浓度过高，质壁分离速度过快，细胞会因失水过多而死亡，不能再进行质壁分离复原；若浓度过低，不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。
3.若改变实验材料，选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂是否一定适合？
提示：不一定，关键要看0.3 g/mL的蔗糖溶液是否比实验材料的细胞液浓度适当高一些。
5.发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是何物质？
提示：因为细胞壁是全透性的，所以洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是外界溶液。
围绕实验原理、结果和结论，考查科学探究能力
据图分析，由甲到乙，细胞失水导致原生质层收缩，细胞发生了质壁分离，由乙到丙细胞发生了质壁分离复原，紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在质壁分离及复原过程中有活性，因此甲、乙、丙可能在同一细胞内依次发生，A正确；由题图可知，乙所示细胞的失水量最多，因此乙所示细胞的细胞液浓度大于丙所示细胞，B正确；由甲到乙的过程中细胞壁与原生质层发生了逐步分离现象，说明外界溶液浓度大于细胞液浓度，由甲到乙的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁，C错误；由乙到丙的过程中细胞正在发生质壁分离复原，水分子从细胞外进入细胞内的量大于从细胞内扩散到细胞外的量，D正确。
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。下列叙述错误的是(　　)A．甲、乙、丙可能在同一个细胞内依次发生B．与乙相比，丙所示细胞的细胞液浓度较低C．由甲到乙的内因是细胞液浓度小于外界溶液浓度D．由乙到丙的过程中，有水分子从细胞内扩散到细胞外
2．某同学用不同浓度的蔗糖溶液分别处理红山茶花的花瓣表皮临时装片，观察花瓣表皮细胞的吸水和失水。图1为0.35 g·mL－1蔗糖溶液的处理结果。该同学用显微镜连接计算机并通过相关软件分别计算不同蔗糖溶液浓度下花瓣表皮细胞和液泡的面积，求出液泡面积与细胞面积比值，得到平均值H，相关数据如图2所示。下列叙述正确的是(　　) A．图1丙区域表示细胞质基质，该面积可作为质壁分离的观察指标 B．图1甲区域为蔗糖溶液，乙区域和丙区域的溶液几乎不含蔗糖 C．用0.45 g·mL－1蔗糖溶液处理的装片，细胞失水量更大，图1乙区域平均面积更大 D．H 值可反映细胞的质壁分离程度，H值越小，细胞液的渗透压越小
图1丙区域表示原生质体，乙区域是细胞壁与原生质层之间的蔗糖溶液，A、B错误；由图2柱形图可知，用0.45 g·mL－1蔗糖溶液处理的装片，细胞失水量更大，图1乙区域平均面积更大，丙区域平均面积更小，C正确；H值可反映细胞的质壁分离程度，H值越小，细胞液浓度越高，渗透压越大，D错误。
借助实验拓展应用，考查创新应用能力
分析曲线可知，该实验的自变量是离子种类和生长发育时间，A错误；由题干知每天K＋和Mg2＋初始状态均为500 mg/L，由图中培养液中K＋和Mg2＋的剩余量可知，番茄在不同的生长发育时期均吸收K＋，在授粉期和坐果期K＋剩余量小于营养生长期，说明在授粉期和坐果期K＋吸收量增大，C错误；番茄以主动运输的方式吸收K＋和Mg2＋，因此，番茄对K＋和Mg2＋吸收量的差异可能与细胞膜上相应载体的数量有关，但同种植物的不同细胞中遗传物质相同，番茄对K＋和Mg2＋吸收量的差异的根本原因是基因的选择性表达，D错误。
3．某农科所用含K＋和Mg2＋的培养液培养番茄幼苗，每天K＋和Mg2＋初始状态均为500 mg/L，定时测定培养液中K＋和Mg2＋的剩余量，实验结果如图所示，据图分析正确的是(　　)A．该实验的自变量是离子浓度和生长发育时间B．番茄对K＋和Mg2＋的需求量在授粉期均大于营养生长期，二者的运输与氧分压有关C．番茄在营养生长期的前期及坐果期后对K＋几乎不吸收，在授粉期和坐果期吸收量增大D．番茄对K＋和Mg2＋吸收量的差异可能与细胞膜上相应载体的数量有关，其根本原因是吸收Mg2＋和K＋的细胞中遗传物质不同
分析题图，根细胞的细胞质基质中pH为7.5，而细胞膜外和液泡膜内pH均为5.5，细胞质基质中H+含量比细胞膜外和液泡膜内低，H+运输到细胞膜外和液泡内是逆浓度梯度运输，运输方式为主动运输；SOS1将H+运进细胞质基质的同时，将Na+排出细胞。NHX将H+运入细胞质基质的同时，将Na+运输到液泡内。(1)盐碱地土壤盐分过多，土壤溶液浓度大，甚至大于植物根部细胞细胞液浓度，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至萎蔫，故盐碱地上大多数植物很难生长。
4.研究表明，在盐胁迫下大量的Na＋进入植物根部细胞，会抑制K＋进入细胞，导致细胞中Na＋/K＋的比例异常，使细胞内的酶失活，影响蛋白质的正常合成。碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长，如图是耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图，其根细胞生物膜两侧H＋形成的电化学梯度，在物质转运过程中发挥了十分重要的作用。请回答下列问题：
(1)盐碱地上大多数植物很难生长，主要原因是土壤溶液浓度大于____________，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至萎蔫。
(2)细胞膜的功能主要由膜上的蛋白质种类和数量决定，所以耐盐植物根细胞膜具有选择透过性的基础是细胞膜上转运蛋白的种类和数量，转运蛋白空间结构的变化；Na+顺浓度梯度进入根部细胞的方式为协助扩散，图示H+浓度的运输需要借助于细胞膜上的SOS1和液泡膜上的NHX，因此示各结构中H+浓度分布存在差异，该差异主要由位于细胞膜和液泡膜上的H+-ATP泵转运H+来维持的。
(2)耐盐植物根细胞膜具有选择透过性的基础是___________________________________________________________。当盐浸入到根周围的环境时，Na＋以__________方
式顺浓度梯度大量进入根部细胞。据图分析，图示各结构中H＋浓度分布存在差异，该差异主要由位于________________上的H＋－ATP泵转运H＋来维持的。
细胞膜上转运蛋白的种类和数量，转运蛋白空间结构的变化
(3)耐盐碱水稻根部细胞的细胞液浓度比一般水稻品种（生长在普通土壤上）的高。实验设计时遵循对照原则和单一变量原则，利用质壁分离实验方法设计实验进行验证，可以通过设置一系列不同浓度的外界溶液，去培养各自的根细胞，观察比较每一浓度下发生质壁分离的情况，从而得出结论，因此其实验设计思路是：配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，分别取耐盐碱水稻根的成熟区细胞和普通水稻根的成熟区细胞，进行质壁分离实验，观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况。
(3)有人提出，耐盐碱水稻根部细胞的细胞液浓度比一般水稻品种(生长在普通土壤上)的高。请利用质壁分离实验方法设计实验进行验证(简要写出实验设计思路)。
配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，分别取耐盐碱水稻根的成熟区细胞和普通水稻根的成熟区细胞，进行质壁分离实验，观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况
(1)甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜(　　)(2)植物细胞通过主动运输吸收同种矿质离子的速率都相同(　　)(3)人体不同细胞吸收葡萄糖的方式都是主动运输(　　)(4)低温会影响矿质离子的吸收速率 (　　)(5)同种物质进出同一细胞的方式不一定相同(　　)(6)少数水分子借助水通道蛋白进出细胞(　　)(7)主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量(　　)(8)Na＋与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输 (　　)(9)以胞吐的方式排出细胞的物质不一定都是生物大分子(　　)
1.被动运输：_________________________________________________________________________________________________。3.协助扩散(易化扩散)：______________________________________________________________。1.主动运输的意义：__________________________________________________________________________________。3．低温会使物质跨膜运输速率下降，最可能的原因是____________________________________________________________________________________。2．农业生产上给作物松土能促进作物生长的道理是____________________________________________________________________________________________。
物质借助膜上的转运蛋白顺浓度梯度进出细胞的方式
物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质跨膜运输方式
主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质
温度可影响生物膜的流动性和呼吸有关酶的活性，进而影响物质运输的速率
松土可以增加土壤中O2含量，促进根系的有氧呼吸，有利于植物吸收无机盐离子
1．物质出入细胞方式的比较
2.影响物质跨膜运输因素的分析
[提醒]　影响物质跨膜运输的四点提醒(1)运输速率与O2浓度无关的除自由扩散外，还有协助扩散。(2)影响协助扩散运输速率的因素除转运蛋白数量外，还有浓度差。(3)抑制某转运蛋白的活性，只会导致该转运蛋白转运的物质运输受到影响，对其他物质的运输无影响。(4)抑制细胞呼吸，所有以主动运输方式跨膜的物质运输都会受到影响。
3．同一物质进出细胞的不同运输方式方式
4.物质运输方式的几个易错纠正
2．主动运输能量的三种来源
ATP驱动泵ATP 驱动泵（如Na+-K+泵）既是跨膜蛋白，也是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动。高中生物教学中讲的主动运输供能一般就是这种情况
偶联转运蛋白偶联转运蛋白同向或反向协同转运两种及以上物质时，其中一种溶质的电化学梯度动力为其他物质主动运输供能。 如小肠上皮细胞的Na+-葡萄糖同向转运蛋白顺浓度梯度吸收Na+产生的电化学势能，为葡萄糖的吸收供能
光能驱动泵光驱动泵主要在细菌细胞中发现，对溶质的主动运输与光能的输入相偶联，如菌紫红质利用光能驱动H+的转运。因为光能驱动比较少见，在此不作赘述。
3.三看法快速判断物质出入细胞的方式
4.探究物质跨膜运输方式的实验设计思路(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（已排除主动运输）
1.淡水中生活的原生动物，如草履虫，能通过伸缩泡排出细胞内过多的水，以防止细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水或海水中，推测其伸缩泡的伸缩情况，分别会发生什么变化？提示　放入蒸馏水中的草履虫，其伸缩泡的伸缩频率加快，放入海水中的则伸缩频率减慢。
2．影响离子泵运输离子的外界因素主要有O2浓度和温度，O2浓度和温度是如何影响离子泵运输的？
提示 离子泵运输离子需要消耗细胞内的ATP，细胞内产生ATP的过程为细胞呼吸，O2浓度能够影响细胞呼吸，进而影响离子泵运输离子；温度影响载体蛋白的运动和细胞呼吸中酶的活性，进而影响离子泵的运输。
2．柽柳是一种泌盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收的盐分排出，是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输？请设计实验加以探究。实验材料：柽柳幼苗若干；适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液；细胞呼吸抑制剂；蒸馏水。请写出实验步骤，并预期实验结果。
提示：实验步骤：①将柽柳幼苗随机分为甲、乙两组，分别培养在适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液中。②甲组柽柳幼苗的培养液中，加入一定量的细胞呼吸抑制剂，乙组柽柳幼苗的培养液中加入等量的蒸馏水，在适宜的条件下培养。③分别测定两组柽柳幼苗吸收Ca2＋和K＋的速率，并进行比较。
结果预测：若两组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率相同，则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输；若甲组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率明显小于乙组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率，则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输。
囊性纤维化是细胞中某种蛋白质结构异常，影响了Na＋和Cl－的跨膜运输，这一事例说明这种蛋白质属于细胞膜上的哪种蛋白？也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是怎样通过细胞膜来实现的？引起囊性纤维化疾病的直接原因和根本原因分别是什么？
提示：载体蛋白。细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过细胞膜上的转运蛋白的种类和数量或转运蛋白空间结构的变化来实现的。直接原因是转运氯离子的载体蛋白功能发生异常，根本原因是由于三个碱基缺失造成基因突变。
结合物质进出细胞方式，考查生命观念
水盐平衡的调节过程中，肾小管上皮细胞对水的重吸收属于被动运输，A正确；肌肉细胞中的葡萄糖彻底氧化分解的产物是CO2和H2O，二者进出细胞的方式都可以是自由扩散，B正确；血液中的碘浓度低于甲状腺滤泡上皮细胞中的碘浓度，因此血液中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞的方式为主动运输，C正确；神经细胞产生的某些小分子物质如神经递质通过胞吐方式被运出细胞，D错误。
1．下列关于人体内物质出入细胞方式的叙述，错误的是A．水盐平衡的调节过程中，肾小管上皮细胞对水的重吸收属于被动运输B．肌肉细胞中的葡萄糖彻底氧化分解的产物可以通过自由扩散运出细胞C．血液中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞的方式为主动运输D．神经细胞产生的小分子物质是以主动运输或者被动运输的方式被运出细胞的
2.(2022·安徽合肥调研)下列有关物质进出细胞的叙述，正确的是(　　) A.对细胞有害的物质都不能进入细胞 B.乙醇进出细胞需要消耗能量 C.离子的跨膜运输需要转运蛋白 D.蛋白质等大分子物质不能进出细胞
某些对细胞有害的物质如乙醇，可以通过自由扩散的方式进入细胞，A错误；乙醇进出细胞的方式是自由扩散，不需要转运蛋白也不需要消耗能量，B错误；离子的跨膜运输有两种方式：协助扩散、主动运输，这两种方式都需要转运蛋白的参与，C正确；蛋白质等大分子物质可以通过胞吞或胞吐的方式进出细胞，D错误。
围绕物质进出细胞方式，考查科学思维
Na＋在液泡中的积累能使液泡内Na＋浓度增大，有利于细胞吸水，进而提高拟南芥的耐盐能力，A正确；由图可知，液泡膜上的Na＋/H＋反向转运蛋白能将H＋转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na＋转运到液泡内，说明Na＋进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H＋电化学梯度，因此该过程Na＋进入液泡的方式为主动运输，B正确；由图可知，Cl－借助通道蛋白，以协助扩散的方式由细胞质基质进入液泡，C正确；H2O借助水通道蛋白以协助扩散的方式进出液泡，D错误。
3．(2021·湖北选择性考试模拟)拟南芥液泡膜上存在Na＋/H＋反向转运载体蛋白，它可利用液泡内外H＋的电化学梯度(电位和浓度差)将H＋转出液泡，同时将Na＋由细胞质基质转入液泡。部分物质跨液泡膜转运过程如图所示，据图判断，下列叙述错误的是(　　)
A．Na＋在液泡中的积累有利于提高拟南芥的耐盐能力B．Na＋以主动运输的方式由细胞质基质进入液泡C．Cl－以协助扩散的方式由细胞质基质进入液泡D．H2O以自由扩散的方式进出液泡
4．(2021·山东卷)液泡是植物细胞中储存Ca2＋的主要细胞器。液泡膜上的H＋焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H＋，建立液泡膜两侧的H＋浓度梯度。该浓度梯度驱动H＋通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输，从而使Ca2＋以与H＋相反的方向同时通过CAX进入液泡并储存。下列说法错误的是(　　) A．Ca2＋通过CAX的跨膜运输方式属于协助扩散 B．Ca2＋通过CAX的运输有利于植物细胞保持坚挺 C．加入H＋焦磷酸酶抑制剂，Ca2＋通过CAX的运输速率变慢 D．H＋从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输
根据题意可知，整个运输过程中，首先H＋通过主动运输从细胞质基质进入液泡，从而建立液泡膜两侧的H＋浓度梯度，然后H＋顺浓度梯度通过载体蛋白CAX经协助扩散运出液泡，同时H＋浓度梯度驱动Ca2＋通过主动运输进入液泡，A错误，D正确；Ca2＋通过CAX运输进入液泡后，增大了细胞液的渗透压，有利于植物细胞从外界吸水，使植物细胞保持坚挺，B正确；加入H＋焦磷酸酶抑制剂后，用于H＋主动运输的能量减少，液泡膜两侧的H＋浓度梯度不易建立，而Ca2＋通过CAX运输进入液泡需要H＋浓度梯度来驱动，故加入H＋焦磷酸酶抑制剂后，Ca2＋通过CAX的运输速率变慢，C正确。
附加题(不定项)(2021·江苏新高考适应性测试)Ca2＋参与神经冲动的传递、肌肉细胞的收缩等多种生理过程，血液中Ca2＋浓度稳态的维持具有重要意义。如图为维生素D促进血液中Ca2＋浓度升高的示意图，TRPV5、TRPV6为Ca2＋通道转运蛋白，PMCA为Ca2＋载体转运蛋白。下列相关叙述正确的是(　　)
TRPV5、TRPV6为Ca2＋通道转运蛋白，其运输方式为协助扩散，不需要消耗能量，增加通道蛋白的数量可促进对物质的运输，故细胞膜上TRPV6和TRPV5的增加分别可以促进Ca2＋的吸收和重吸收，A正确；血液中Ca2＋的浓度升高时，还受TRPV5、TRPV6或PMCA等蛋白质种类及数量的限制，故血液中Ca2＋浓度升高，不一定促进Ca2＋的吸收和重吸收，B错误；由图可知，维生素D在小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞中与受体VDR结合后，调控的基因不同，但都能促进血液中Ca2＋浓度升高，C正确；TRPV6和PMCA分布在细胞的腔面膜和底面膜，是因为它们发挥作用的部位不相同，小肠上皮细胞膜具有流动性，D错误。
A．细胞膜上TRPV6和TRPV5的增加分别可以促进Ca2＋的吸收和重吸收B．血液中Ca2＋浓度的升高，可以促进Ca2＋的吸收和重吸收C．维生素D在小肠和肾小管上皮细胞中调控的基因不同，但都能促进血液中Ca2＋浓度升高
D．TRPV6和PMCA分布在细胞的腔面膜和底面膜，是因为小肠上皮细胞膜没有流动性
围绕物质进出细胞方式，考查科学探究
K＋进入细胞的方式为主动运输，葡萄糖进入人成熟红细胞的方式为协助扩散，A正确；氧气进入人成熟红细胞与二氧化碳出人成熟红细胞的方式都为自由扩散，B错误；葡萄糖进入人成熟红细胞的方式为协助扩散，甘油进出人成熟红细胞的方式为自由扩散，C错误；氨基酸进入人成熟红细胞的方式为主动运输，大分子蛋白质进出细胞的方式为胞吞、胞吐，D错误。
5.(2022·北京通州高三一模)将生长状况良好的人成熟红细胞平均分为三组进行物质转运实验。甲组加入细胞呼吸抑制剂，乙组加入载体蛋白抑制剂，丙组不做处理，一段时间后测定物质转运速率。与丙组相比，甲组和乙组中物质的转运速度明显降低，甲、乙两组中的待转运物质是A.甲组：K＋；乙组：葡萄糖B.甲组：氧气；乙组：二氧化碳C.甲组：葡萄糖；乙组：甘油D.甲组：氨基酸；乙组：大分子蛋白质
(2)①取三个培养瓶，编号A、B、C，向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和5%的葡萄糖溶液。②向A瓶中加入5 mL蒸馏水，向B瓶中加入5 mL葡萄糖载体抑制剂，向C瓶中加入5 mL呼吸抑制剂。
6．某学校生物兴趣小组验证牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输。现提供如下材料：牛的成熟红细胞若干、培养瓶、葡萄糖浓度测试仪、蒸馏水、5%的葡萄糖溶液、5 mL葡萄糖载体抑制剂和5 mL呼吸抑制剂等，请完善如下实验过程：(1)实验原理：主动运输需要载体和消耗能量，协助扩散需要载体和具有浓度差。(2)实验步骤：①取三个培养瓶，编号A、B、C，向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和5%的葡萄糖溶液。②__________________________________________________________________________________________________。
向A瓶中加入5 mL蒸馏水，向B瓶中加入5 mL葡萄糖载体抑制剂，向C瓶中加入5 mL呼吸抑制剂
③在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后，利用葡萄糖浓度测试仪测定各培养瓶中葡萄糖的含量。(3)预期结果：若成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，则B组中葡萄糖的运输会受到抑制且C瓶中葡萄糖的运输不受限制，因此预期结果为：A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶。(4)实验结论：牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输。
③__________________________________________________________________________________________________。(3)预期结果：__________________________________________________。(4)实验结论：___________________________________________________________________。
在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后，利用葡萄糖浓度测试仪测定各培养瓶中葡萄糖的含量　
A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶
牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输
根据物质运输的实际应用，考查社会责任
液泡中积累Na＋能提高细胞液浓度，从而增强沙拐枣细胞的吸水能力，A正确；该载体蛋白特异性识别Na＋是由于该载体蛋白具有特异性，氨基酸无特异性，B错误。液泡大量吸收Na＋是逆浓度梯度过程，属于主动运输，需要线粒体供能，C正确；细胞质基质中的Na＋可能破坏酶的空间结构而干扰细胞代谢，D正确。
7.(2022·南京调研)沙拐枣耐盐碱，可用来保持水土、防风固沙、改良生态。研究发现，沙拐枣细胞的液泡膜上的载体蛋白可将细胞质基质中的Na＋逆浓度积累于液泡中，从而减轻Na＋对细胞质基质中多种酶(化学本质为蛋白质)的损伤。下列叙述错误的是(　　)A.液泡中积累Na＋能增强沙拐枣细胞的吸水能力B.该载体蛋白特异性识别Na＋主要取决于组成其氨基酸的特异性C.液泡大量吸收Na＋的过程属于主动运输，需要线粒体供能D.细胞质基质中的Na＋可能破坏酶的空间结构而干扰细胞代谢
(1)(必修1 P62)渗透作用：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。(2)(必修1 P63)原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。(3)(必修1 P65)被动运输：物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质跨膜运输方式。(4)(必修1 P66)自由扩散(简单扩散)：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。协助扩散(易化扩散)：物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的方式。(5)(必修1 P69)主动运输：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，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的物质跨膜运输方式。