1、第3节 物质的跨膜运输 高频考点突破 实验专题探究 命题视角剖析 第3节 物质的跨膜运输基础自主梳理 即时达标训练 基础自主梳理 2渗透：_从浓集区域通过细胞膜向稀少区域的扩散现象。二、植物细胞的质壁分离及复原现象1质壁分离：指当把具有_的植物细胞放入_的溶液中时，由于_作用，细胞会因失水而出现_与细胞壁分离的现象。(3)特点物质_浓度梯度进出细胞不需要消耗细胞代谢释放的能量顺水分子液泡高浓度渗透原生质层质壁分离的复原：当把已经发生质壁分离的植物细胞放入_的溶液中会因吸水恢复原状的现象。2质壁分离及复原的条件(1)半透膜：由_、细胞质和液泡膜所构成的原生质层。(2)浓度差：位于_内侧的_和外界
2、溶液之间存在的浓度梯度。低浓度细胞膜原生质层细胞液思考感悟1只要是活细胞就一定会发生质壁分离吗？【提示】不一定，只有成熟的植物细胞，才会发生。三、主动运输1含义运输方向：物质_梯度条件需要膜上_需要消耗细胞代谢释放的_逆浓度载体蛋白能量2举例：植物根细胞对_的吸收，葡萄糖、氨基酸进入动物小肠绒毛上皮细胞。3意义：矿质元素思考感悟2主动运输是否可以从高浓度向低浓度运输？【提示】可以，主动运输的本质特点是消耗细胞代谢产生的能量，这一特点区别于被动运输。四、细胞的内吞作用和外排作用1_物质和_物质主要通过内吞作用进入细胞。2细胞内小囊泡中的物质分泌到细胞外的方式叫_。大分子颗粒性外排作用高频考点突破
3、 物质进出细胞的方式 1简单扩散、易化扩散和主动运输的比较物质出入细胞的方式 被动运输 主动运输 简单扩散 易化扩散 运输方向 高浓度低浓度 高浓度低浓度 低浓度高浓度 是否需要载体 不需要 需要 需要 是否消耗能量 不消耗 不消耗 消耗 物质出入细胞的方式 被动运输 主动运输 简单扩散 易化扩散 图例 举例 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入细胞 红细胞吸收葡萄糖 小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 表示曲线(一定浓度范围内)【易误警示】同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细胞吸收葡萄糖为易化扩散，小肠细胞吸收葡萄糖则是主动运输。在跨膜运输方式中，只有主动运输需要能量，且能
4、逆浓度梯度运输。2影响跨膜运输的因素(1)物质浓度(在一定的浓度范围内)(2)氧气浓度(3)温度 温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会影响物质跨膜运输的速率。即时应用(随学随练，轻松夺冠)1(2011年江苏常州第一次调研)下图有关概念的分析，正确的是()A和所示的过程都需要消耗细胞内ATP水解释放的能量B只有所示的过程能逆浓度梯度运输物质C大分子只有通过所示的过程才能进入细胞D腌制蜜饯时蔗糖进入细胞与过程和有直接关系解析：选B。表示主动运输，表示易化扩散，易化扩散是顺浓度梯度运输物质，不消耗能量。一些大分子物质可通过内吞和外排进出细胞。蜜饯腌制过程中细胞因失水过多死亡，此时细胞的选择透过
5、性丧失。内吞(胞吞)外排(胞吐)条件 细胞摄取或排出大分子和颗粒性物质的方式 原理 生物膜的流动性 特点 物质通过小泡转移，需要消耗能量，不需要载体 方向 由细胞外向细胞内 由细胞内向细胞外 实例 变形虫吞食食物颗粒，白细胞吞噬病菌等 胰腺细胞分泌胰岛素 大分子物质出入细胞的方式内吞与外排【易误警示】内吞与外排也是物质出入细胞的一种常见的方式，它是一些大分子或颗粒性物质出入细胞的特殊方式。内吞、外排与跨膜运输的不同点是，在出入细胞时通过膜泡的形式进行，例如分泌时形成囊泡与细胞膜融合，把分泌物释放到细胞外。(3)内吞、外排与跨膜运输都依赖细胞膜的流动性。(4)物质分泌到细胞外时，物质穿过的磷脂分
6、子层数、磷脂双分子层数和膜层数均为0。即时应用(随学随练，轻松夺冠)2如图所示细胞对大分子物质“胞吞”(内吞)和“胞吐”(外排)的过程。下列与此有关的叙述错误的是()Aa与b均要以膜的流动性为基础才可能发生Ba要有细胞表面识别和内部供能才可能完成Cb表示细胞分泌的同时导致膜成分的更新Db与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式解析：选D。“胞吞”(内吞)和“胞吐”(外排)是大分子物质与颗粒性物质出入细胞的方式，与跨膜运输一样都是以膜的流动性为基础。“胞吞”和“胞吐”不是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式，跨膜运输的主动运输可以按照生命活动摄取所需营养物质和排出代谢终产物。实验专题探究 植物细胞
7、的质壁分离与质壁分离复原1实验原理成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞液具有一定的浓度，能够渗透失水和吸水。2实验流程3质壁分离的原因分析4实验结论成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。实战演练(专项提能，小试牛刀)如图为洋葱表皮细胞在不同溶液中，细胞吸水力和原生质相对体积(正常状态为1.0)的相互关系图解，据图回答问题：(注：试题中涉及到要用的试剂应从所给的试剂中选择)材料和用具：紫色洋葱、显微镜、载玻片、盖玻片、吸水纸、滴管等；供选择试剂：清水、质量浓度为0.1 g/mL的KNO3溶液、质量浓度为
8、0.3 g/mL的蔗糖溶液、质量浓度为0.5 g/mL蔗糖溶液。(1)由BC的过程中，细胞应处于哪种试剂中？_，细胞液的浓度变化是_。(2)若BA过程发生后可自动发生AB过程，应怎样完成实验操作？第一步：将一小块紫色洋葱表皮平展在载玻片中央的清水中，盖上盖玻片，在显微镜下观察，可看到原生质层紧紧地贴着细胞壁。第二步：_。说明选择该试剂的原理是：_。(3)若选择一种试剂在完成BA过程后，无论再用哪种试剂，AB过程都不能发生，则所选择的试剂是：_，原因是：_。答案：(1)清水 逐渐变小(2)在盖玻片一侧滴入质量浓度为0.1 g/mL的KNO3溶液，另一侧用吸水纸吸引，这样重复几次，使洋葱表皮浸入到
9、KNO3溶液中，用显微镜观察 K和NO会通过主动运输进入细胞内，使细胞液浓度逐渐升高后，外界的水会自动进入细胞内，质壁分离会自动复原(3)0.5 g/mL的蔗糖溶液 该溶液浓度过高，在该溶液内细胞过度失水死亡，质壁分离不能复原命题视角剖析 紧扣教材重点 质壁分离和复原判断细胞是否发生质壁分离及复原的规律1从细胞角度分析(1)具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。(2)死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离现象。2从溶液角度分析(1)在溶质可穿膜的溶液中细胞会发生先质壁分离后自动复原现象。(2)在溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象，不能自动复原。(3)在高浓度溶液
10、中细胞可发生质壁分离现象，但会因过度失水而死亡不再复原。(2010年高考上海卷)下图为显微镜下某植物细胞在30%蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是()A若将细胞置于清水中，A仍保持不变B若该细胞处于40%蔗糖溶液中，B/A值将变小CB/A值能表示细胞失水的程度DA、B分别表示细胞和液泡的长度例1【尝试解答】_D_【解析】植物细胞在30%的蔗糖溶液中已经发生质壁分离，用B表示原生质体的长度，A表示细胞(壁)长度，质壁分离过程中，原生质体逐渐变小，细胞壁伸缩有限，A长度基本不变，B/A值体现质壁分离程度；将其放入清水中将发生质壁分离复原，但细胞壁长度A基本不变；若放入40%的蔗糖溶液中，质壁分
11、离更加明显，B/A值变小。变式训练(2011年苏北第一次调研)某同学在做植物细胞质壁分离实验时，观察到紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐缩小，这说明()A洋葱表皮细胞是活细胞B细胞液的溶质透出细胞C蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度D细胞壁收缩导致中央液泡失水解析：选A。植物细胞质壁分离实验中，由于蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水，又因为原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，所以可观察到紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐缩小。细胞膜和液泡膜是选择透过性膜，细胞液的溶质不能透出细胞。如果洋葱表皮细胞失活，原生质层失去选择透过性，细胞不能质壁分离。所以选A。判断物质运输方式的方法1据分子大小判断洞察高考热点 2
12、根据运输方向判断：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。(2010年高考上海卷)下图表示一种物质的跨膜运输方式，下列叙述中正确的是()A该膜中载体也能运输蔗糖B碘以该方式进入海带细胞C该方式不会出现饱和现象D该方式发生在被运输物质从高浓度到低浓度时【尝试解答】_D_例2【解析】从图中得出，该过程需要载体协助，不需要能量，属于被动运输中的易化扩散，只能进行顺浓度梯度运输，D项正确。载体蛋白具有特异性，因此载体蛋白只能运输一种或一类化合物，A项错；碘进出细胞的方式为主动运输，B项错；细胞膜上载体蛋白的数量是有限的，所以易化扩散和主动运输过程均存在一个最大运输速率，C项错。变式训练(2010年高考广东
13、卷)下图是植物根从土壤中吸收某矿质离子示意图。据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为()A简单扩散 B易化扩散C主动运输D被动运输解析：选C。分析该物质跨膜运输的示意图可知，该矿质离子的跨膜运输是由低浓度到高浓度，不仅需要载体蛋白的协助，还需要消耗能量，故为主动运输。对物质进出细胞的图解、曲线辨析不清1需要载体协助的运输方式除主动运输外不要漏掉易化扩散。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从高浓度到低浓度运输方式除简单扩散外不要漏掉易化扩散。突破易错疑点 4影响易化扩散运输速度的因素除载体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
14、所核糖体。6运输速度与O2浓度无关的运输方式除简单扩散外不要漏掉易化扩散。自我挑战(2011年河南信阳第一次模拟)科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用四种曲线表示：在研究具体的物质X时，发现与曲线和相符，试问：细胞膜运输物质X的方式是()A主动运输B简单扩散C胞吞和胞吐D无法判断【尝试解答】_A_【解析】解答本题时应先分析每一条曲线可表示哪种运输方式，再判断物质X的运输方式。曲线物质运输速率与物质浓度成正相关，不受其他因素的影响，应为简单扩散。曲线在一定浓度范围内，随物质浓度升高运输速率加快，当达到一定浓度后，运输速率不再增加，说明这种运输需要载体，由于受载体数量的影响，运输
15、速率存在最大值，故可表示主动运输。曲线O2浓度的高低可影响细胞呼吸，进而影响能量的供应，该运输速率与O2浓度无关，说明这种运输方式不需要能量，应为被动运输。曲线运输速率与O2浓度有关，说明这种运输方式需要能量，应为主动运输。结合对上述曲线的分析，我们可以看出运输物质X的方式是主动运输。即时达标训练 解题方法指导(1)同位素标记法在中学生物学的应用同位素可以指示化学元素在生物体生理变化中的元素转移情况，因此，在生物学上有较多方面的应用。1揭示物质代谢过程中化学元素的转移(1)用14C、18O研究光合作用过程C和O元素的转移情况，从而揭示光合作用的发生机理。(2)用14C、18O和3H研究呼吸作用
16、过程化学元素的转移情况，从而揭示呼吸作用的发生机理。2揭示生理过程中涉及的场所(1)用含3H标记的亮氨酸的培养液培养豚鼠的胰腺腺泡细胞，研究细胞向外分泌蛋白质时，所涉及的细胞结构。(2)用含15N标记的脱氧核苷酸培养液培养洋葱根尖，探究细胞分生区的生理作用。(3)用32P标记含P化合物示踪根尖吸收无机盐的主要部位是成熟区。3探究化合物的功能用同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质示踪，证明遗传物质是核酸(DNA)，蛋白质不是遗传物质。4探究化学元素在生态系统的循环用同位素标记化学元素，示踪化学元素在生物体的传递和与无机环境之间的循环。如15N标记含氮化合物，示踪植物吸收、合成、转化及在动物
17、体的合成、转化、与代谢。即时应用(随学随练，轻松夺冠)1科学家利用“同位素标记法”弄清了许多化学反应的详细过程。下列有关说法正确的是()A用15N标记核苷酸，弄清了分裂期染色体形态和数目的变化规律B用3H标记亮氨酸，分析出分泌蛋白的合成和分泌途径C用18O标记CO2，探明了光合作用中产生的O2来自于CO2D用35S标记噬菌体的DNA并以此侵染细菌，证明了DNA是遗传物质解析：选B。不需要标记任何物质，只需要对染色体进行染色，在显微镜下就可观察到分裂期染色体形态和数目的变化规律，A错误；光合作用过程中，O2自来于H2O而不是CO2，C错误；在噬菌体侵染细菌的实验中，用35S标记噬菌体的蛋白质，用
18、32P标记DNA，证明了DNA是遗传物质，D错误。2用含32P磷酸盐的营养液培养动物细胞，一段时间后，下列有关构成线粒体的哪些结构或化合物不具有放射性()A脱氧核糖 B线粒体内外膜CRNA D线粒体基质解析：选A。脱氧核糖只含有C、H、O三种元素，不含P元素。内外膜中有磷脂分子。线粒体基质中含有DNA、RNA等物质。3科学家用含3H标记的亮氨酸的培养液培养豚鼠的胰腺腺泡细胞，下表为在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表。下列叙述中正确的是(多选)()细胞结构 附有核糖体的内质网 高尔基体 靠近细胞膜的囊泡 时间/(min)3 17 117 A.形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成B高尔基
19、体膜向内与内质网膜相连，向外与细胞膜相连C高尔基体具有转运分泌蛋白的作用D靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成解析：选CD。分泌蛋白的多肽最早在核糖体上合成，高基体并不直接和细胞膜相连，而是通过囊泡间接连接。4(2011年江苏淮安模拟)不同的细胞的分泌物分泌方式有差异。分泌物形成后，如果随即被排出细胞，这种方式称为连续分泌；如果先在分泌颗粒中贮存一段时间，待相关“信号”刺激影响时再分泌到细胞外，称为不连续分泌。如图表示几种分泌蛋白合成和分泌的途径。下列说法中，正确的是()氨基酸脱水缩合过程发生的场所是核糖体对蛋白质加工的结构是和如果该细胞为胰腺细胞，在条件反射中引起胰液分泌的“信号”是神经递质用3
20、H标记的亮氨酸注射到细胞中，可以发现放射性元素出现的先后顺序是以上过程涉及的具膜细胞器有内质网、高尔基体、细胞膜和线粒体，线粒体为整个过程提供动力ABCD解析：选B。图中的、分别是核膜、核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜。表示的过程是分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程。合成场所是，、对合成的蛋白质进行加工和运输，最后通过细胞膜分泌到细胞外，整个过程经过的结构是。细胞膜不是细胞器，所以说法错误。5若用15N标记的胸腺嘧啶处理活的洋葱根尖，1 h后洗去游离的15N标记的胸腺嘧啶，几小时后，检测放射性；若用15N标记的尿嘧啶处理另一同样的材料，1 h后洗去游离的15N标记的尿嘧啶，几小时后，检测放射
21、性。其结果是()A二者所有细胞都能检测到放射性B二者都只有部分细胞能检测到放射性C前者只有部分细胞能检测到放射性，后者所有细胞都能检测到放射性D前者所有细胞都能检测到放射性，后者只有部分细胞能检测到放射性解析：选C。洋葱根尖的结构包括分生区、伸长区、成熟区等。分生区细胞具有旺盛的分裂能力，能发生DNA复制、转录和翻译等过程；伸长区、成熟区只发生转录、翻译等过程。胸腺嘧啶是合成DNA的原料，只有发生DNA复制的细胞才利用胸腺嘧啶，而尿嘧啶是合成RNA的原料，凡是能够合成蛋白质的细胞都要利用尿嘧啶。6(2011年徐州第一次联考)如图是甲状腺细胞摄取原料合成甲状腺球蛋白的基本过程，试回答：(1)若含
22、18O的氨基酸在甲状腺细胞内的b过程中产生了HO，那么水中的18O最可能来自氨基酸的_(基团)。(2)细胞内的碘浓度远远高于血浆中碘浓度，这表明a过程是一种_方式。(3)与c过程有关的细胞器是_。(4)细胞内各种生物膜具有重要的作用。比较下图中的内外膜蛋白质含量发现内膜的蛋白质含量明显高于外膜，原因主要是_。若该细胞为胰腺细胞，神经调节引起胰液分泌的信号分子是_，接受信号的结构基础是_。(5)将含3H标记的氨基酸注射到如图细胞中，则出现3H的部位依次为_(填序号)。答案：(1)COOH(2)主动运输(3)内质网、高尔基体、线粒体(4)内膜上含有许多与有氧呼吸有关的酶 神经递质 糖蛋白(5)本部分内容讲解结束 点此进入课件目录按ESC键退出全屏播放谢谢使用
