高考生物一轮总复习学案：第2单元 细胞的基本结构 第5讲 物质跨膜运输的实例与方式

第5讲　物质跨膜运输的实例与方式

考纲考情

知识整合

一、成熟的植物细胞的失水和吸水

1.成熟植物细胞的结构

2.成熟的植物细胞吸水、失水的原理

(1)

(2)

3.植物细胞质壁分离的现象与原因

(1)现象：________与________分离；

(2)外因：____________浓度＞____________浓度，导致细胞________；

(3)内因：_____________________________________________________。

二、生物膜的功能特性

三、物质进出细胞的方式

将物质跨膜运输的方式、特点、实例正确连线

特点　　　　       　方式　　　　　　 　实例

　　  a.主动运输　　 

      b.自由扩散　    

        c.协助扩散     

      d.胞吞和胞吐    

考点突破

考点1　渗透系统的组成分析

1.验证渗透作用发生的条件

(渗透系统的组成如图所示)

(1)具有半透膜

(2)具有浓度差

2.半透膜和选择透过性膜

半透膜是指某些物质可以通过，而另一些物质不能通过的多孔性薄膜。它往往是只能让小分子物质透过，大分子物质则不能透过，不具有选择性，不是生物膜。

选择透过性膜是指水分子能自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的生物膜。细胞膜、液泡膜和原生质层都属于选择透过性膜。这些膜具有选择透过性的根本原因在于这些膜上具有运载不同物质的载体。当细胞死亡之后，膜的选择透过性便消失。

例1　如图为某同学进行的实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。在乙图实验的基础上继续实验，向a、b两试管分别加入等量的蔗糖酶溶液，来探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。以下判断正确的是(　　)

　　 图甲　　　　　　　　　　　　　图乙

①若蔗糖的水解产物能通过半透膜，a、b两管液面高度差变小但不可能变为0

②若蔗糖的水解产物能通过半透膜，a、b两管液面高度差变小也可能变为0

③若蔗糖的水解产物不能通过半透膜，a、b两管液面高度差变小

④若蔗糖的水解产物不能通过半透膜，a、b两管液面高度差变大

  A.①③  B.②④  C.①④  D.②③

1.下列有关选择透过性和半透性关系的叙述，正确的说法是(　　)

①具有半透性一定具有选择透过性　②具有选择透过性一定具有半透性　③活的生物膜才具有选择透过性　④只有活的生物膜才具有半透性

  A.①③  B.①④  C.②③  D.②④

考点2　物质进出细胞的方式及

特点的判断方法

1.物质进出细胞的方式及相关模型、曲线分析

2.物质进出细胞的方式及特点的判断方法

(1)根据分子大小与是否需要载体蛋白、能量：

(2)根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。

(3)不同因素对主动运输的影响不同：

主动运输需要载体蛋白参与，消耗呼吸作用释放的能量，因此抑制某载体蛋白活性，则只会导致以该载体蛋白转运的物质运输停止，对其他物质运输不受影响；抑制呼吸作用，将导致所有以主动运输方式跨膜的物质运输停止。

(4)胞吞、胞吐

是大分子和颗粒物质进出细胞的方式，例如，白细胞吞噬大肠杆菌、变形虫吞噬有机物颗粒、胰岛细胞分泌胰岛素等。

3.影响跨膜运输的因素

(1)影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。

(2)影响协助扩散的因素：

①细胞膜内外物质的浓度差。

②细胞膜上运载物质的载体数量。

(3)影响主动运输的因素：

①载体：是细胞膜上的一类蛋白质。

a.载体的种类具有特异性，运输不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数目也不同。

b.载体的数量具有饱和现象，当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时，细胞吸收该物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。

c.载体的活性

②能量：凡影响细胞内产生能量的因素，都影响主动运输，如氧气浓度、温度等。

例2　(2017·上海高考)下图表示物质被动运输的一种方式，下列关于该方式的叙述中正确的是(　　)

  A.被运输物质必须与细胞膜上的载体结合  B.大部分离子以该方式跨膜运输

  C.该方式的运输速度不存在饱和值        D.该方式也能逆浓度梯度输送特定分子

2.下列物质出入细胞膜的方式中，不仅需要载体还需要消耗能量的是(　　)

  A.K＋进入小肠上皮细胞     B.胰岛素分泌出细胞的过程

  C.水进入红细胞            D.CO2进入毛细血管壁细胞

例3　(2017·江苏高考) (多选)下图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述错误的是(　　)

  A.蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输

  B.单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞

  C.ATP生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输

  D.蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞

3.(2016·江苏高考)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

考点3　观察植物细胞的质壁分离及复原

1.实验原理

成熟的植物细胞构成渗透系统可以发生渗透作用。

2.质壁分离与复原实验流程

3.质壁分离的原因

(1)外因：外界溶液浓度>细胞液浓度

(2)内因：①原生质层相当于一层半透膜；②细胞壁的伸缩性小于原生质层

4.表现

5.注意

(1)在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原现象的观察。

(2)不选动物细胞做实验材料是因为动物细胞无细胞壁，不会在失水时发生质壁分离现象。

(3)本实验采用了自身前、后对照。

(4)质壁分离复原需要将发生质壁分离的植物细胞再置于低浓度的溶液或蒸馏水中，但如果放置于以可吸收的物质做溶质(如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等)的溶液时，质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。

(5)质壁分离时，原生质层的外界面是细胞膜。

(6)质壁分离后，在原生质层和细胞壁之间的间隙，充斥的是外界溶液。

(7)原核生物不会发生质壁分离，但会发生渗透作用。要发生质壁分离内因：要有细胞壁、大液泡和一定的细胞液浓度；“质壁分离”的外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度；多数原核生物虽然有细胞壁，但通常无大液泡。

6.质壁分离实验的拓展应用及方法

(1)判断细胞的死活

镜检,Ｆ

(2)测定细胞液浓度范围

待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别镜检,Ｆ细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。

(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度大小

不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液镜检,Ｆ刚刚发生质壁分离时所需时间的比较―→判断细胞液浓度大小(时间越短，细胞液浓度越小)。

(4)比较一系列溶液的浓度的大小

同一植物的相同成熟细胞＋未知浓度的溶液镜检,Ｆ记录刚刚发生质壁分离所需时间―→比较所用时间长短―→判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。

(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)

镜检,Ｆ

例4　(2017·上海高考)洋葱表皮细胞质壁分离和复原实验过程中，液泡的体积会随外界溶液浓度的变化而改变，如图所示。图中①、②两处滴加的溶液分别是(　　)

  A.清水、清水          B.清水、30%蔗糖溶液

  C.30%蔗糖溶液、清水  D.30%蔗糖溶液、30%蔗糖溶液

4.(2016·天津高考)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。下列叙述正确的是(　　)

  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

请根据下列关键词的提示，归纳构建本课时知识体系

跨膜运输　简单扩散　易化扩散　主动运输　方向　条件　案例　胞吞　胞吐　渗透作用　质壁分离　质壁分离复原　

随堂演练

1.(2016·苏北四市三模)如图为物质跨膜运输方式模式图，有关叙述正确的是(　　)

第1题图

  A.胰岛B细胞分泌胰岛素可以通过该方式进行

  B.图示的物质运输过程与细胞膜的流动性无关

  C.图中所示的物质跨膜运输方式为协助扩散

  D.膜上蛋白质分子都可以参与物质的跨膜运输

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

3.(2017·盐城三模)下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是(　　)

  A.葡萄糖进出各种细胞的方式相同

  B.细胞的胞吞和胞吐过程都需要消耗能量

  C.经过糖腌过的番茄通过自由扩散进行物质运输

  D.只要有载体蛋白的参与，都可以实现逆浓度运输物质

4.(2016·盐城三模)(多选)如图表示物质进出细胞有关的图像或曲线。下列有关叙述正确的是(　　)

        甲        乙           丙           丁               戊

第4题图

  A.图甲与图丙代表的运输方式相同

  B.图丁可代表红细胞或肌细胞吸收葡萄糖的方式

  C.环境中氧浓度变化对图示代表的所有运输方式均有影响

  D.抗体和神经递质的释放方式均与戊图代表的方式相同

5.如图为甲同学进行的一项实验的基本操作步骤，其中叙述错误的是(　　)

第5题图

  A.B步骤是观察细胞质大小及细胞壁的位置

  B.E步骤滴加的是清水

  C.该实验是观察植物细胞的质壁分离与复原

  D.实验前后的处理形成了自身对照

6.(2018·百校联考)观察植物细胞的质壁分离和复原，选用紫色洋葱鳞片叶外表皮作实验材料时效果较好，主要原因是(　　)

  A.紫色洋葱表皮细胞的液泡特别大，易于观察

  B.其细胞液呈紫色，质壁分离以后紫色体积变小，容易与初始状态区分

  C.其细胞液与外界溶液之间浓度差大，质壁分离现象比较明显

  D.细胞对缺水的耐受力较强，不易死亡，易于观察复原现象

7.如图甲表示某生物膜结构，图中A、B、C表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。图乙和图丙表示物质运输曲线，请据图回答：

                 甲                         乙                  丙

第7题图

(1)若图甲是癌细胞的细胞膜，则膜上含量较正常细胞减少的物质是________。

(2)若图甲是线粒体膜，b和c过程运输的气体分别是________。b、c运输方式符合图________所表示的物质运输曲线。

(3)若图甲表示人体红细胞。则表示Na＋、K＋运输的分别是图甲中________。K＋的运输方式符合图________(图乙或丙)所示曲线。

(4)已知红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，而有人认为小肠上皮细胞以主动运输的方式吸收葡萄糖，请设计实验加以确定。

①实验步骤：

第一步：取甲、乙两组生长状况相同的小肠上皮细胞，放入适宜浓度的含有葡萄糖的培养液中。

第二步：甲组细胞给予正常的呼吸条件，________________________________________。

第三步：________________________________________________________________。

②预测实验结果并分析：

a.若甲、乙两组细胞对葡萄糖的吸收速率基本相同，则

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

b.________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。