1、物质跨膜运输的实例、方式 对点讲义（2）(一) 细胞吸水和失水的原理渗透作用1.据渗透装置图，分析回答下列问题(1)若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2S1的水分子数多于S1S2，外观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。(2)图B中在达到渗透平衡后，若存在液面差h，则S1溶液浓度仍大于S2。因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。1.牢记渗透作用发生的两个必备条件2.明辨渗透作用的两个易误点(1)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。(2)渗透平衡只意味着半透膜两侧水分
2、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。(二)细胞吸水和失水的实例植物细胞的质壁分离及其复原2.填写成熟植物细胞结构示意图，并回答下列问题(1)原理和现象：外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原现象。(2)质壁分离的原因：外因：细胞液浓度N若漏斗内液面不变，则MN若漏斗内液面下降，则MS2；半透膜允许K、NO通过，渗透平衡时液面差为0，S1的浓度等于S2的浓度。方法规律| 命题点2细胞吸水和失水情况的判断2(海南高考)取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机
3、分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，则关于这一实验结果，下列说法正确的是()A实验前，丙的浓度乙的浓度甲的浓度B乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等C实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散D甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的解析：选D成熟的植物细胞是一个渗透系统，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时细胞失水发生质壁分离现象，反之发生质壁分离复原现象，两者浓度相等时，吸水量与失水量相等，水分进出达到平衡状态；分析实验结果可知，实验过程中，甲吸水、乙水分进出平衡、丙
4、失水，所以实验前甲的浓度乙的浓度丙的浓度；乙的浓度不变是因为细胞外蔗糖浓度与乙的细胞液浓度相等，水分进出平衡；实验中细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于自由扩散；甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的。观察植物细胞的质壁分离和复原命题点1考查实验的操作步骤1(2014江苏高考)在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如图所示)。下列有关叙述正确的是()A第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域B第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处C吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头D为了节约实验时间，
5、通常可以省略第一次显微观察步骤解析：选B第一次观察时未滴入蔗糖溶液，细胞还没有发生质壁分离，较易观察到的是紫色大液泡，细胞质基质所占区域很小；第二次观察时已经通过引流法使紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞浸润在蔗糖溶液中，可以发现在细胞的角隅处首先发生质壁分离；吸水纸的主要作用是吸引蔗糖溶液(或清水)；第一次显微观察是为了获得实验前的现象，以便于和实验中的现象变化作对照，不能省略。拓展归纳|实验的操作过程及观察指标命题点2考查质壁分离与溶液种类的关系2用物质的量浓度为2 molL1的乙二醇溶液和2 molL1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如图所示。下列表述
6、正确的是()A该细胞可能是某种植物根尖分生区的细胞BAB段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大CEC段表明该细胞开始因失水过多而逐渐死亡D用一定浓度的KNO3溶液，可得到类似蔗糖溶液的结果解析：选B观察质壁分离现象应用成熟的植物细胞，根尖分生区细胞未成熟，不能用于观察质壁分离；AB段曲线显示原生质体体积变小，表明细胞失水，细胞液浓度在逐渐增大；EC段表明该细胞开始吸水而自动复原，细胞并未死亡；用一定浓度的KNO3溶液，可得到类似乙二醇溶液的结果，而不能得到类似蔗糖溶液的结果。迷点误点|有关“质壁分离”的两点提醒(1)并非所有细胞都可发生质壁分离：具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。死
7、细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。(2)并非所有溶液都使植物细胞发生质壁分离及复原：一定浓度的溶质不能透膜的溶液中只会发生质壁分离现象，不能自动复原，如0.3 g/mL蔗糖溶液。一定浓度的溶质可透膜的溶液中可发生质壁分离后自动复原现象，如KNO3溶液、甘油等。在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。命题点3考查质壁分离与复原实验的应用3(2017泰州调研)将甲、乙、丙三个未发生质壁分离的成熟植物细胞置于同一蔗糖溶液中，在显微镜下持续观察它们的状态，直到细胞形态不再发生变化时，三个细胞的状态如表所示：细胞种类细胞状态甲细胞刚发生质
8、壁分离乙细胞没有发生质壁分离丙细胞质壁分离现象明显下列判断正确的是()A细胞形态不再发生变化是因为细胞已经死亡B实验前甲、乙、丙三个细胞的细胞液浓度关系是乙甲丙C实验后甲、乙、丙三个细胞的细胞液浓度关系是乙甲丙D细胞形态不再发生变化时三个细胞的细胞液浓度相等解析：选B细胞形态不再发生变化并不代表细胞已经死亡，可能正处于水分子进出细胞的动态平衡状态；细胞内外浓度差越大，质壁分离现象越明显，而实验所用蔗糖溶液浓度相同，故实验前丙细胞的细胞液浓度最小，乙细胞的细胞液浓度最大；达到动态平衡时，三个细胞的细胞液浓度与外界溶液浓度分别相等，三个细胞的细胞液浓度不相等，质壁分离越明显的细胞失水越多，外界溶液
9、浓度越小，故实验后丙细胞的细胞液浓度最小。拓展归纳质壁分离与复原实验的拓展应用(1)判断成熟植物细胞是否是活细胞： (2)测定细胞液浓度范围：（3）比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度： (4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)：物质出入细胞方式的判断命题点1据物质跨膜运输的特点判断1(2016全国乙卷)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：
10、选C由题意可知，离子通过离子泵进行跨膜运输需要消耗能量，而协助扩散不需要消耗能量。消耗能量的物质跨膜运输一般是逆浓度梯度进行的。动物一氧化碳中毒会影响红细胞运输氧气，进而影响有氧呼吸，影响ATP的合成，从而降低离子泵跨膜运输离子的速率。离子泵是一种蛋白质，因此加入蛋白质变性剂会破坏离子泵的结构，进而降低离子泵跨膜运输离子的速率。2据报道，一种称作“瘦素穿肠蛋白”的药物治疗肥胖，可口服使用，以减轻肥胖症患者肌肉注射的痛苦。小肠上皮细胞吸收该药物最可能的方式为()A渗透作用B胞吞C协助扩散 D主动运输解析：选B瘦素穿肠蛋白是一种蛋白质，属于生物大分子，其吸收方式最可能是胞吞。方法规律| 一看浓度低
11、浓度高浓度主动运输高浓度低浓度不需载体自由扩散需载体协助扩散 ,二看能量不耗能被动运输需载体协助扩散不需载体自由扩散耗能据分子大小大分子胞吞、胞吐小分子主动运输 ,三看物质种类水、脂溶性物质、气体自由扩散氨基酸一般为主动运输命题点2跨膜运输模型与曲线中物质运输方式的判断3下图表示与自由扩散、协助扩散和主动运输有关的图例及曲线。下列选项对应正确的是()A肺泡上皮细胞吸收氧气B红细胞吸收葡萄糖C根尖细胞吸收矿质离子D肌肉细胞吸收水解析：选C表示三种跨膜运输方式，分别是自由扩散、协助扩散和主动运输，表示三种影响因素曲线，分别对应自由扩散、协助扩散或主动运输、主动运输。肺泡上皮细胞吸收氧气和肌肉细胞吸
12、收水的方式均是自由扩散，都对应；红细胞吸收葡萄糖属于协助扩散，对应；根尖细胞吸收矿质离子属于主动运输，对应或。方法规律不同情景中运输方式的判断(1)运输模型中的运输方式判断：甲为主动运输；乙为自由扩散；丙、丁为协助扩散。(2)运输曲线中的运输方式判断：有饱和点的曲线表示协助扩散或主动运输。运输速率与细胞外浓度成正比关系的曲线表示自由扩散。运输速率与呼吸作用或氧浓度有关系的曲线表示主动运输。命题点3实验法探究物质跨膜运输的方式4(2016长春二模)科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时，做了下述实验：先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na，不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na，如果
13、在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP，测得周围溶液中24Na的量如图所示。据图作出下列推断，错误的是()A加入某药物后，溶液中24Na的量不再增加B加入ATP后，细胞中24Na的量减少C“某药物”的作用机理是抑制ATP水解D“某药物”的作用机理是抑制细胞呼吸解析：选C由题图知，在神经纤维膜外溶液中先加入某药物后，测得周围溶液中24Na的量停止增加；加入ATP后，周围溶液中24Na的量迅速增加，说明Na从神经细胞排出需要消耗能量，属于主动运输，而该药物的作用是抑制呼吸作用的进行。方法规律|探究物质运输方式的方法(1)探究是主动运输还是被动运输的方法： (2)探究是自由扩散还是协助扩散的方法
14、： 常考的生物图示之(四)影响物质跨膜运输的因素曲线分析图示解读信息解读(1)曲线1、2表示物质浓度对跨膜运输速率的影响，其中曲线1表示的运输方式为自由扩散，曲线2表示的运输方式是协助扩散或主动运输。曲线2中P点之后运输速率不变的原因是膜上载体蛋白的数量有限。(2)曲线3、4表示O2浓度对跨膜运输速率的影响，其中曲线3表示的运输方式为自由扩散或协助扩散，曲线4表示的运输方式为主动运输。曲线4中P点之后运输速率不变的限制因素是载体蛋白的数量。(3)若曲线3表示哺乳动物成熟红细胞的物质运输，还可表示主动运输(哺乳动物成熟红细胞无线粒体，进行无氧呼吸提供能量)。读图技法(1)分析此类曲线题时，要注意
15、区分横坐标表示的意义，如曲线2和曲线4横坐标不同，表示的物质运输方式不完全相同。(2)解答此类问题时，要明确自由扩散、协助扩散和主动运输三种跨膜运输方式的区别和联系，主要从是否需要能量和载体蛋白两个方面考虑。演练冲关1(2017辽宁六校联考)甲、乙分别为物质进出细胞的坐标图和模式图，下列相关说法正确的是()A甲、乙所代表的物质运输方式没有共同点B甲、乙代表的物质运输方式体现了细胞膜的结构特点C图乙中运输的物质可能是葡萄糖D婴幼儿肠道吸收乳汁中抗体的过程可用图乙中的跨膜运输方式表示解析：选C据图分析，甲所代表的物质跨膜运输方式与氧气浓度有关，即需要消耗能量，为主动运输；乙所代表的运输方式是从高浓
16、度到低浓度，且需要载体协助，为协助扩散。主动运输和协助扩散都需要载体；甲、乙所代表的物质运输方式体现了细胞膜的功能特点选择透过性；红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散；婴幼儿肠道吸收乳汁中抗体的过程为胞吞，不需要跨膜。2.将某活组织放入适宜的完全营养液中，置于适宜的条件下培养。培养液中甲、乙两种离子的浓度保持相等且恒定，定期测得细胞中两种离子的含量，得到如图所示曲线。据图分析，下列叙述正确的是()A该组织细胞吸收甲、乙两种离子的方式分别是自由扩散和主动运输B该组织细胞运输甲离子的载体数量比运输乙离子的数量多C两种离子均只能从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧D曲线MN段和PQ段表明两种离子不再进入细胞
17、解析：选B从图中可以看出，最终细胞内甲、乙两种离子的浓度超过细胞外甲、乙两种离子的浓度，因此细胞对这两种离子的吸收方式都是主动运输；由图可知，在相同的时间内，细胞对甲离子的吸收量较多，主要原因是该组织细胞运输甲离子的载体数量相对较多。细胞外浓度大于细胞内浓度时，甲、乙两种离子也能被该组织细胞吸收；曲线MN段和PQ段表明两种离子进出细胞应该是处于平衡状态。3在物质进出细胞的方式中，符合下图曲线的物质可能是()红细胞从血浆中获得K白细胞吞噬病菌神经细胞中K外流肾小管细胞吸收原尿中的葡萄糖ABC D解析：选C图1可表示协助扩散或主动运输，图2可表示哺乳动物成熟红细胞的主动运输或其他组织细胞的被动运输
18、方式。相关叙述中是主动运输，是胞吞，是协助扩散，是主动运输。高考真题集中研究找规律1(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解析：选B观察甲、乙、丙三种细胞状态所用显微镜倍数没有发生变化；甲乙丙表示质壁分离和质壁分离复原的过程，只要细胞不死亡，此过程可在一个细胞内依次发生；与甲相比，乙细胞发生质壁分离，细胞液浓度升高，渗透压升高；细胞膜是
19、选择透过性膜，水分子可以自由通过，在由乙转变为丙的过程中，既有水分子扩散到细胞外，又有水分子扩散到细胞内，只是扩散到细胞内的多于扩散到细胞外的。2(2016浙江高考)当人体血糖浓度偏高时，质膜中的某种葡萄糖载体可将葡萄糖转运至肝细胞内，血糖浓度偏低时则转运方向相反。下列叙述正确的是()A该载体在血糖浓度偏低时的转运需要消耗ATPB转运速率随血糖浓度升高不断增大C转运方向不是由该载体决定的D胰岛素促进葡萄糖运出肝细胞解析：选C当人体血糖浓度偏高时，质膜中的某种葡萄糖载体可将葡萄糖转运至肝细胞内，血糖浓度偏低时则转运方向相反，两种转运都是由高浓度处至低浓度处，转运方式均为易化(协助)扩散，故该载体
20、在血糖浓度偏低时的转运不需要消耗ATP。由于易化(协助)扩散受质膜上载体数量的限制，转运速率不随血糖浓度升高而不断增大。由题干信息可知，转运方向由质膜两侧的葡萄糖浓度差决定，而不是由该载体决定。胰岛素能降低血糖浓度，促进葡萄糖进入肝细胞。3(全国卷)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BmRNA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：选B胞吐是指细胞需要外排的大分子等物质，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处与细胞膜融合，将大分子等排出细胞的现象。细胞胞吐的是大分子等物质，此过程需要消耗能量。浆细
21、胞分泌抗体、胰腺的腺泡细胞向胞外分泌蛋白、突触小泡向突触间隙释放神经递质都属于胞吐。mRNA是通过核孔从细胞核到细胞质的，不属于胞吐。4(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载体逆浓度运输溶质分子B载体具有ATP酶活性C载体和转运方式不同D载体转运溶质分子的速率比自由扩散快解析：选B载体是逆浓度梯度将溶质分子由胞外向胞内转运；载体是顺浓度梯度将溶质分子由胞内转运到胞外，不需要消耗ATP，载体不具有ATP酶活性；图中载体和分别参与溶质分子逆浓度梯度和顺浓度梯度的运输，前者是主动运输，后者是协助扩散；依赖载体蛋白顺浓度梯度转运溶质分子的速率要比自由扩散快
22、。5(2014全国卷)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：选B红色花瓣的色素存在于液泡中，便于观察细胞的质壁分离现象。用黑藻叶片进行质壁分离实验时，能够以叶绿体为标志观察到原生质体的收缩，有利于实验现象的观察。由于不同部位的细胞液浓度不同，故用同一浓度的蔗糖溶液做实验，观察到的质壁分离程度可能不同。紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素，有利于观察液泡大小的变化。