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备战高考生物一轮复习优质课件 第06讲 细胞内物质输入和输出
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这是一份备战高考生物一轮复习优质课件 第06讲 细胞内物质输入和输出，共60页。PPT课件主要包含了被动运输等内容，欢迎下载使用。
实验：探究植物细胞的吸水和失水
探究植物细胞的吸水和失水
一些小分子物质（如水）能透过,而另一些较大物质则不能透过的多孔性薄膜。能否跨膜取决于物质的直径与孔径的大小。
细胞膜、核膜、细胞器膜
玻璃纸、鸡蛋的壳膜、鱼鳔、动物膀胱膜、肠衣
是指具有活性的生物膜，对物质的通过既具有半透膜的物理性质，还具有主动的选择性，如细胞膜。
选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。
物质分子从高浓度向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。神经递质在突触间隙中的迁移就是一种扩散。
(1)概念：指水分子(或其他溶剂分子)通过__________的扩散， 称为渗透作用。
②膜两侧溶液具有浓度差。
渗透作用所指的溶液浓度为物质的量浓度而非质量浓度。
1.漏斗管内的液面为什么会升高？
渗透压的大小取决于单位体积溶质微粒数目的多少，与溶质的相对分子质量、半径等特性无关。
两溶液的水分子双向运动，但由于蔗糖溶液渗透压越大，对水的吸引力越强，因此单位时间内，由清水进入蔗糖溶液的水分子数多于从蔗糖溶液进入清水的分子数，最终使漏斗管内的液面升高。
溶液中的溶质微粒对水的吸引力。与溶液浓度成正比。
2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？
蔗糖溶液对清水的渗透压（F1)
水柱产生的静水压（F2)
随着液面上升，水柱产生的静水压F2逐渐增大，当F2=F1时,该渗透系统（即该装置）达到渗透平衡，此时半透膜两侧水分子交换速率相等，液面不再升高。
3.渗透装置中，当漏斗内溶液不再上升时，半透膜两侧的溶液浓度相同吗？
不同。渗透作用达到平衡时，水分子通过半透膜的双向扩散速率相等，漏斗内蔗糖溶液的浓度仍高于烧杯中清水的浓度。
水由相对含量高的地方向相对含量低的地方扩散
A中水分子 少于 B中水分子
渗透作用所指的溶液浓度为物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压。
如果半透膜只允许水通过，一段时间后，水面高度如何变化？
如果半透膜允许水和葡萄糖分子通过，一段时间后，水面高度如何变化？
1ml/LNaCl溶液和1ml/L蔗糖溶液的渗透压大小相等？
1ml/LNaCl 溶液﹥ 1ml/L蔗糖溶液
二、动物细胞的吸水和失水
①细胞质浓度 > 外界溶液溶质的浓度 ，细胞吸水膨胀
②细胞质浓度 < 外界溶液溶质的浓度，细胞失水皱缩
③细胞质浓度 = 外界溶液溶质的浓度，细胞形态不变
动物细胞与外界溶液构成一个渗透系统。
细胞质与外界溶液具有浓度差
医用生理盐水浓度为0.9%，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，可以使人体细胞保持正常的形态和功能。
三、植物细胞的吸水和失水
有一定浓度，与外界溶液能形成一定的浓度差
伸缩性大，具有选择透过性
原生质层是指细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
成熟的植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液。
细胞液与外界溶液之间的浓度差
1. 【2022·辽宁沈阳期末】图为渗透实验装置,蔗糖不能透过半透膜,渗透平衡时烧杯中液面高度为a,漏斗中液面高度为b,液面差为m。有关叙述错误的是( )A.达到平衡时,水分子进出半透膜的速率相等B.若向漏斗中滴入清水,则重新平衡时m将增大C.若向漏斗中加入蔗糖分子,则重新平衡时m将增大D.把m段内的液体吸出后,重新平衡时m将减小
2.(2022北京海淀区高三)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
1.水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？
2.原生质层是否相当于一层半透膜？
水分进出植物细胞是通过渗透作用，原生质层相当于一层半透膜。
当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞就会失水，发生质壁分离；当外界溶液浓度低于细胞液浓度时，细胞就会吸水，发生质壁分离复原。
细胞通过渗透作用吸水或失水，液泡的大小、颜色会变化；原生质层与细胞壁会分离或复原。
① 成熟的植物活细胞，保证细胞具有中央大液泡和原生质层。
② 细胞液应具有颜色，紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液为紫色， 易于观察。
③ 还可以使用具有较多叶绿体的材料，如黑藻（绿到发黑）， 通过观察叶绿体分布情况判断是否发生质壁分离现象
刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜
如果细胞无色，可在外界溶液中加染料，便于观察
① 对细胞无害。盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞， 不适于用作实验试剂。
② 常选用质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液作为外界溶液，原因是 该浓度的蔗糖溶液既能使细胞发生明显的质壁分离，又不会导 致细胞过快死亡。
若蔗糖溶液过高，如0.5g/mL的蔗糖溶液，原生质层分离的速率虽快，但不久就会死亡，不能再进行质壁分离实验；若蔗糖溶液的浓度过低，则不能使细胞发生明显的质壁分离或质壁分离速率较慢。
植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。 P65第一段
逐渐变大，恢复原来大小
①细胞是活的（死细胞的细胞膜具有全透性），具有细胞壁。
③细胞外溶液的浓度高于细胞液浓度。
细胞发生质壁分离后，细胞壁与细胞膜之间的空隙充满的是外界溶液。
干种子的细胞、根尖分生区等未成熟的植物细胞、死细胞、动物细胞不能发生质壁分离。
原生质层具有选择透过性
细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性
外界溶液浓度大于细胞液浓度
宏观上：植物由坚挺→萎蔫
四、质壁分离与复原——补充
1.在一定浓度（溶质不能透过半透膜）的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象（只有用清水或低渗溶液处理，方可复原）。
2、在一定浓度（溶质可透过半透膜）的溶液中（如硝酸钾、甘油、尿素、乙二醇等）可发生质壁分离，并能自动复原，因为K+、NO3-、尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。
3.在质壁分离过程中，由于细胞失水，细胞液渗透压升高， 细胞对水的吸引力增强。
4.质壁分离复原过程中，细胞液渗透压下降，植物细胞吸水能力 逐渐减弱，失水能力逐渐增强。
5. 对于植物细胞而言，由于细胞壁的存在，细胞不可能无限吸水， 当细胞因吸水体积增大到细胞壁所能膨大的最大限度时，细胞将 不再吸水。
五、质壁分离与复原实验拓展
判断成熟植物细胞的死活
鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）
1.右图所示为渗透作用实验装置,实验开始时长颈漏斗内外液面平齐,记作零界面。实验开始后,长颈漏斗内部液面的变化趋势为(注:坐标原点处表示零界面,膀胱膜不变形）（ ）
2.植物体内有三个相邻的细胞a、b、c,已知它们的细胞液浓度大小关系是a>b>c,那么它们三者之间水分渗透的方向表示正确的是( )
3.在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中,某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。a、b表示该部位的溶液浓度,由此可推测( )A.a>b,细胞渗透吸水 B.a=b,渗透系统保持动态平衡C.a
5.（2022·全国·高考真题）植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是（ ）A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞cC．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
1.概念：物质以扩散方式进出细胞，________消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。
来自细胞内外物质的浓度差。
物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散，也叫简单扩散。
1.实例：①小分子物质：②脂溶性物质：
①顺浓度梯度进出细胞；
氧气、二氧化碳、氮气、尿素
苯、甘油、乙醇、脂肪酸、固醇
②不需要膜上转运蛋白参与；
二、自由扩散——影响因素
1.O2是怎样进入血液以及组织细胞？
2.O2从肺泡腔进入血液需要穿过几层生物膜？
（肺泡壁、毛细血管壁为单细胞层）
3.O2从肺泡腔进入组织细胞需要穿过 几层生物膜？
生物膜、磷脂分子层、磷脂双分子层
物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。
1.实例：离子和一些小分子物质，如葡萄糖进入红细胞、 钠离子进入神经细胞、水通过细胞膜等。
②转运蛋白的种类和数量。
②需要膜上转运蛋白参与；
三、协助扩散——影响因素
P点后，运输速率受转运蛋白数量限制
细胞内外浓度差、转运蛋白的种类和数量
O2、CO2、甘油、乙醇等
离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等
浓度高的一侧→浓度低的一侧
只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变。如运输糖、氨基酸、核苷酸等水溶性物质的载体蛋白，有专一性和饱和性。
只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。如水通道、钾离子通道，有专一性和快速性。
载体蛋白，需与运输分子结合，引起载体蛋白空间结构改变。包括主动运输、协助扩散
通道蛋白是在膜上形成跨膜的亲水通道，使离子或水从中通过，不需要与运输分子结合。只参与协助扩散
四、转运蛋白——载体蛋白
1.A表示的运输方式是 ，转运速率主要取决于膜两侧物质的 。
2.图B表示的运输方式可能是 ，ab段主要受 的影响，bc段受到 的限制，运输速率不能再上升。
3.C 表示的运输方式是 ，转运速率主要取决于膜两侧物质的 。
1.葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输速度存在一个饱和值，该值的大小取决于( ) A.细胞内的氧浓度 B.细胞膜外的糖蛋白数量 C.细胞膜上相应载体的数量 D.细胞内外葡萄糖浓度差值2.细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中，以自由扩散方式通过细胞膜的是( ) A.Na+ B.二氧化碳C.RNAD.胰岛素
3.图中甲、乙分别表示载体介导和通道介导的两种跨膜方式,其中通道介导的扩散速度比载体介导的快1 000倍。下列叙述正确的是 ( )
A.载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的B.载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性C.甲、乙两种方式中只有甲属于被动运输D.被动运输是细胞最重要的吸收和排出物质的方式
4.（2022·全国·高三专题练习）临床上常使用二氢吡啶类钙通道阻滞剂来治疗高血压，这类药物能抑制血管平滑肌和心肌细胞的钙离子内流，从而引起冠状动脉等全身血管的扩张、心肌的舒张，产生降压作用。下列有关说法错误的是（ ）A．血浆中钙离子的浓度保持相对稳定B．血管平滑肌和心肌细胞中钙离子的内流属于协助扩散C．若血液中钙离子含量太低，人会出现肌无力现象D．过量使用二氢吡啶类钙通道阻滞剂可能导致心力衰竭
(1)少数水分子借助水通道蛋白进出细胞，更多的水分子以自由扩散方式进出细胞( )(2)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的( )(3)分子或离子通过通道蛋白时，需要与通道蛋白结合( )(4)自由扩散只能顺浓度梯度，而协助扩散既可以顺浓度梯度也可以逆浓度梯度( )
过去人们普遍认为，水分子都是通过自由扩散进出细胞的，但后来的研究表明，水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的。
1.概念：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，这种方 式叫做主动运输。
ATP→ADP+Pi+
①逆浓度梯度进出细胞；
②需要膜上载体蛋白参与；
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、Na+ 、K+等。
甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中的高20~25倍。人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍。轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。
主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，细胞通过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，保证了细胞和个体生命活动的需要。
一、主动运输——影响因素
载体蛋白的数量、能量
P点后，运输速率受载体蛋白数量限制
a点后，胞外<胞内逆浓度梯度运输
顺浓度梯度 高浓度→低浓度
O2、CO2 、H2O、脂溶性小分子
葡萄糖进入红细胞，水等
小肠吸收葡萄糖、氨基酸，Na+ 、K+等离子
顺浓度梯度 高浓度→低浓度
逆浓度梯度 低浓度→高浓度
要消耗能量，不需要载体蛋白。
细胞膜的流动性、温度和能量等。
但是在人体内胆固醇通常包裹在LDL（低密度脂蛋白）中，这样可在一定程度上避免胆固醇因水溶性低而沉积在血管壁上。
胆固醇理论上可以穿过磷脂双分子层，为什么?
物质跨膜运输与细胞结构的关系
一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质，因此，细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用
膜具选择透过性的结构基础
①小分子物质的运输方式不一定都是被动运输或主动运输， 神经递质的释放方式是胞吐。②生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的， 如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。③无机盐离子的运输方式不一定是主动运输， 如兴奋产生过程中的K＋外流和Na＋内流的方式均为协助扩散。
三种（类）常考物质进出细胞的方式
直接穿过磷脂双分子层： 自由扩散
水通道蛋白介导： 协助扩散
通过离子通道蛋白顺浓度进行：协助扩散
一般为协助扩散，如进入红细胞
小肠上皮细胞、肾小管上皮细胞等：主动运输
关键：是否需要 水通道蛋白
关键：转运蛋白类型、 浓度梯度
探究物质跨膜运输的实验设计
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.下图表示几种常见的物质进出细胞的方式，下列相关说法不正确的是（ ）A.同种生物不同细胞的细胞膜上转运 蛋白的种类和数量不同B.①和②均属于被动运输，需要相应 的蛋白质进行协助C.③属于主动运输，能够逆着浓度梯度转运物质且消耗能量D.胰岛素是大分子蛋白质，以③方式出组织细胞发挥作用
2.研究表明，主动运输根据能量的来源不同分为三种类型，如图中a、b、c所示，■、▲、●代表跨膜的离子或小分子。下列叙述正确的是（ ）A.a类型中Y离子转运所需的能量来自于X离子的转运过程B.肌细胞吸收氨基酸分子是通过c类型进行的C.蓝细菌、水绵、叶肉细胞、萤火虫发光 器细胞内均可发生c类型D.温度、酸碱度、氧气浓度均会影响a、b、c三种类型的运输速率
实验：探究植物细胞的吸水和失水
探究植物细胞的吸水和失水
一些小分子物质（如水）能透过,而另一些较大物质则不能透过的多孔性薄膜。能否跨膜取决于物质的直径与孔径的大小。
细胞膜、核膜、细胞器膜
玻璃纸、鸡蛋的壳膜、鱼鳔、动物膀胱膜、肠衣
是指具有活性的生物膜，对物质的通过既具有半透膜的物理性质，还具有主动的选择性，如细胞膜。
选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。
物质分子从高浓度向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。神经递质在突触间隙中的迁移就是一种扩散。
(1)概念：指水分子(或其他溶剂分子)通过__________的扩散， 称为渗透作用。
②膜两侧溶液具有浓度差。
渗透作用所指的溶液浓度为物质的量浓度而非质量浓度。
1.漏斗管内的液面为什么会升高？
渗透压的大小取决于单位体积溶质微粒数目的多少，与溶质的相对分子质量、半径等特性无关。
两溶液的水分子双向运动，但由于蔗糖溶液渗透压越大，对水的吸引力越强，因此单位时间内，由清水进入蔗糖溶液的水分子数多于从蔗糖溶液进入清水的分子数，最终使漏斗管内的液面升高。
溶液中的溶质微粒对水的吸引力。与溶液浓度成正比。
2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？
蔗糖溶液对清水的渗透压（F1)
水柱产生的静水压（F2)
随着液面上升，水柱产生的静水压F2逐渐增大，当F2=F1时,该渗透系统（即该装置）达到渗透平衡，此时半透膜两侧水分子交换速率相等，液面不再升高。
3.渗透装置中，当漏斗内溶液不再上升时，半透膜两侧的溶液浓度相同吗？
不同。渗透作用达到平衡时，水分子通过半透膜的双向扩散速率相等，漏斗内蔗糖溶液的浓度仍高于烧杯中清水的浓度。
水由相对含量高的地方向相对含量低的地方扩散
A中水分子 少于 B中水分子
渗透作用所指的溶液浓度为物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压。
如果半透膜只允许水通过，一段时间后，水面高度如何变化？
如果半透膜允许水和葡萄糖分子通过，一段时间后，水面高度如何变化？
1ml/LNaCl溶液和1ml/L蔗糖溶液的渗透压大小相等？
1ml/LNaCl 溶液﹥ 1ml/L蔗糖溶液
二、动物细胞的吸水和失水
①细胞质浓度 > 外界溶液溶质的浓度 ，细胞吸水膨胀
②细胞质浓度 < 外界溶液溶质的浓度，细胞失水皱缩
③细胞质浓度 = 外界溶液溶质的浓度，细胞形态不变
动物细胞与外界溶液构成一个渗透系统。
细胞质与外界溶液具有浓度差
医用生理盐水浓度为0.9%，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，可以使人体细胞保持正常的形态和功能。
三、植物细胞的吸水和失水
有一定浓度，与外界溶液能形成一定的浓度差
伸缩性大，具有选择透过性
原生质层是指细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
成熟的植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液。
细胞液与外界溶液之间的浓度差
1. 【2022·辽宁沈阳期末】图为渗透实验装置,蔗糖不能透过半透膜,渗透平衡时烧杯中液面高度为a,漏斗中液面高度为b,液面差为m。有关叙述错误的是( )A.达到平衡时,水分子进出半透膜的速率相等B.若向漏斗中滴入清水,则重新平衡时m将增大C.若向漏斗中加入蔗糖分子,则重新平衡时m将增大D.把m段内的液体吸出后,重新平衡时m将减小
2.(2022北京海淀区高三)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
1.水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？
2.原生质层是否相当于一层半透膜？
水分进出植物细胞是通过渗透作用，原生质层相当于一层半透膜。
当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞就会失水，发生质壁分离；当外界溶液浓度低于细胞液浓度时，细胞就会吸水，发生质壁分离复原。
细胞通过渗透作用吸水或失水，液泡的大小、颜色会变化；原生质层与细胞壁会分离或复原。
① 成熟的植物活细胞，保证细胞具有中央大液泡和原生质层。
② 细胞液应具有颜色，紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液为紫色， 易于观察。
③ 还可以使用具有较多叶绿体的材料，如黑藻（绿到发黑）， 通过观察叶绿体分布情况判断是否发生质壁分离现象
刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜
如果细胞无色，可在外界溶液中加染料，便于观察
① 对细胞无害。盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞， 不适于用作实验试剂。
② 常选用质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液作为外界溶液，原因是 该浓度的蔗糖溶液既能使细胞发生明显的质壁分离，又不会导 致细胞过快死亡。
若蔗糖溶液过高，如0.5g/mL的蔗糖溶液，原生质层分离的速率虽快，但不久就会死亡，不能再进行质壁分离实验；若蔗糖溶液的浓度过低，则不能使细胞发生明显的质壁分离或质壁分离速率较慢。
植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。 P65第一段
逐渐变大，恢复原来大小
①细胞是活的（死细胞的细胞膜具有全透性），具有细胞壁。
③细胞外溶液的浓度高于细胞液浓度。
细胞发生质壁分离后，细胞壁与细胞膜之间的空隙充满的是外界溶液。
干种子的细胞、根尖分生区等未成熟的植物细胞、死细胞、动物细胞不能发生质壁分离。
原生质层具有选择透过性
细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性
外界溶液浓度大于细胞液浓度
宏观上：植物由坚挺→萎蔫
四、质壁分离与复原——补充
1.在一定浓度（溶质不能透过半透膜）的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象（只有用清水或低渗溶液处理，方可复原）。
2、在一定浓度（溶质可透过半透膜）的溶液中（如硝酸钾、甘油、尿素、乙二醇等）可发生质壁分离，并能自动复原，因为K+、NO3-、尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。
3.在质壁分离过程中，由于细胞失水，细胞液渗透压升高， 细胞对水的吸引力增强。
4.质壁分离复原过程中，细胞液渗透压下降，植物细胞吸水能力 逐渐减弱，失水能力逐渐增强。
5. 对于植物细胞而言，由于细胞壁的存在，细胞不可能无限吸水， 当细胞因吸水体积增大到细胞壁所能膨大的最大限度时，细胞将 不再吸水。
五、质壁分离与复原实验拓展
判断成熟植物细胞的死活
鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）
1.右图所示为渗透作用实验装置,实验开始时长颈漏斗内外液面平齐,记作零界面。实验开始后,长颈漏斗内部液面的变化趋势为(注:坐标原点处表示零界面,膀胱膜不变形）（ ）
2.植物体内有三个相邻的细胞a、b、c,已知它们的细胞液浓度大小关系是a>b>c,那么它们三者之间水分渗透的方向表示正确的是( )
3.在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中,某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。a、b表示该部位的溶液浓度,由此可推测( )A.a>b,细胞渗透吸水 B.a=b,渗透系统保持动态平衡C.a
5.（2022·全国·高考真题）植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是（ ）A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞cC．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
1.概念：物质以扩散方式进出细胞，________消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。
来自细胞内外物质的浓度差。
物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散，也叫简单扩散。
1.实例：①小分子物质：②脂溶性物质：
①顺浓度梯度进出细胞；
氧气、二氧化碳、氮气、尿素
苯、甘油、乙醇、脂肪酸、固醇
②不需要膜上转运蛋白参与；
二、自由扩散——影响因素
1.O2是怎样进入血液以及组织细胞？
2.O2从肺泡腔进入血液需要穿过几层生物膜？
（肺泡壁、毛细血管壁为单细胞层）
3.O2从肺泡腔进入组织细胞需要穿过 几层生物膜？
生物膜、磷脂分子层、磷脂双分子层
物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。
1.实例：离子和一些小分子物质，如葡萄糖进入红细胞、 钠离子进入神经细胞、水通过细胞膜等。
②转运蛋白的种类和数量。
②需要膜上转运蛋白参与；
三、协助扩散——影响因素
P点后，运输速率受转运蛋白数量限制
细胞内外浓度差、转运蛋白的种类和数量
O2、CO2、甘油、乙醇等
离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等
浓度高的一侧→浓度低的一侧
只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变。如运输糖、氨基酸、核苷酸等水溶性物质的载体蛋白，有专一性和饱和性。
只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。如水通道、钾离子通道，有专一性和快速性。
载体蛋白，需与运输分子结合，引起载体蛋白空间结构改变。包括主动运输、协助扩散
通道蛋白是在膜上形成跨膜的亲水通道，使离子或水从中通过，不需要与运输分子结合。只参与协助扩散
四、转运蛋白——载体蛋白
1.A表示的运输方式是 ，转运速率主要取决于膜两侧物质的 。
2.图B表示的运输方式可能是 ，ab段主要受 的影响，bc段受到 的限制，运输速率不能再上升。
3.C 表示的运输方式是 ，转运速率主要取决于膜两侧物质的 。
1.葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输速度存在一个饱和值，该值的大小取决于( ) A.细胞内的氧浓度 B.细胞膜外的糖蛋白数量 C.细胞膜上相应载体的数量 D.细胞内外葡萄糖浓度差值2.细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中，以自由扩散方式通过细胞膜的是( ) A.Na+ B.二氧化碳C.RNAD.胰岛素
3.图中甲、乙分别表示载体介导和通道介导的两种跨膜方式,其中通道介导的扩散速度比载体介导的快1 000倍。下列叙述正确的是 ( )
A.载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的B.载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性C.甲、乙两种方式中只有甲属于被动运输D.被动运输是细胞最重要的吸收和排出物质的方式
4.（2022·全国·高三专题练习）临床上常使用二氢吡啶类钙通道阻滞剂来治疗高血压，这类药物能抑制血管平滑肌和心肌细胞的钙离子内流，从而引起冠状动脉等全身血管的扩张、心肌的舒张，产生降压作用。下列有关说法错误的是（ ）A．血浆中钙离子的浓度保持相对稳定B．血管平滑肌和心肌细胞中钙离子的内流属于协助扩散C．若血液中钙离子含量太低，人会出现肌无力现象D．过量使用二氢吡啶类钙通道阻滞剂可能导致心力衰竭
(1)少数水分子借助水通道蛋白进出细胞，更多的水分子以自由扩散方式进出细胞( )(2)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的( )(3)分子或离子通过通道蛋白时，需要与通道蛋白结合( )(4)自由扩散只能顺浓度梯度，而协助扩散既可以顺浓度梯度也可以逆浓度梯度( )
过去人们普遍认为，水分子都是通过自由扩散进出细胞的，但后来的研究表明，水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的。
1.概念：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，这种方 式叫做主动运输。
ATP→ADP+Pi+
①逆浓度梯度进出细胞；
②需要膜上载体蛋白参与；
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、Na+ 、K+等。
甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中的高20~25倍。人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍。轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。
主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，细胞通过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，保证了细胞和个体生命活动的需要。
一、主动运输——影响因素
载体蛋白的数量、能量
P点后，运输速率受载体蛋白数量限制
a点后，胞外<胞内逆浓度梯度运输
顺浓度梯度 高浓度→低浓度
O2、CO2 、H2O、脂溶性小分子
葡萄糖进入红细胞，水等
小肠吸收葡萄糖、氨基酸，Na+ 、K+等离子
顺浓度梯度 高浓度→低浓度
逆浓度梯度 低浓度→高浓度
要消耗能量，不需要载体蛋白。
细胞膜的流动性、温度和能量等。
但是在人体内胆固醇通常包裹在LDL（低密度脂蛋白）中，这样可在一定程度上避免胆固醇因水溶性低而沉积在血管壁上。
胆固醇理论上可以穿过磷脂双分子层，为什么?
物质跨膜运输与细胞结构的关系
一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质，因此，细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用
膜具选择透过性的结构基础
①小分子物质的运输方式不一定都是被动运输或主动运输， 神经递质的释放方式是胞吐。②生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的， 如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。③无机盐离子的运输方式不一定是主动运输， 如兴奋产生过程中的K＋外流和Na＋内流的方式均为协助扩散。
三种（类）常考物质进出细胞的方式
直接穿过磷脂双分子层： 自由扩散
水通道蛋白介导： 协助扩散
通过离子通道蛋白顺浓度进行：协助扩散
一般为协助扩散，如进入红细胞
小肠上皮细胞、肾小管上皮细胞等：主动运输
关键：是否需要 水通道蛋白
关键：转运蛋白类型、 浓度梯度
探究物质跨膜运输的实验设计
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.下图表示几种常见的物质进出细胞的方式，下列相关说法不正确的是（ ）A.同种生物不同细胞的细胞膜上转运 蛋白的种类和数量不同B.①和②均属于被动运输，需要相应 的蛋白质进行协助C.③属于主动运输，能够逆着浓度梯度转运物质且消耗能量D.胰岛素是大分子蛋白质，以③方式出组织细胞发挥作用
2.研究表明，主动运输根据能量的来源不同分为三种类型，如图中a、b、c所示，■、▲、●代表跨膜的离子或小分子。下列叙述正确的是（ ）A.a类型中Y离子转运所需的能量来自于X离子的转运过程B.肌细胞吸收氨基酸分子是通过c类型进行的C.蓝细菌、水绵、叶肉细胞、萤火虫发光 器细胞内均可发生c类型D.温度、酸碱度、氧气浓度均会影响a、b、c三种类型的运输速率
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