1、第3讲 物质跨膜运输的实例和方式考点1 考点2 栏目导航 考点3 随堂巩固 达标检测 考纲要求 核心素养 1.物质出入细胞的方式2实验：通过模拟实验探究膜的透性3实验：观察植物细胞的质壁分离和复原 科学思维 通过比较物质进出细胞的方式，形成归纳与概括的科学思维方法。科学探究 结合植物细胞质壁分离及其复原的实验操作，初步形成分析实验结果及结论的能力。考点1 细胞的吸水和失水基础突破抓基础，自主学习1渗透作用(1)条件：具有；膜两侧具有。(2)实例：单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子由蔗糖溶液进入清水中的水分子，导致蔗糖溶液液面。半透膜浓度差多于上升2动植物细胞的吸水和失水(1)动物细胞的吸水
2、和失水原理“半透膜”浓度差与外界溶液间具有浓度差现象a.外界溶液浓度细胞质浓度细胞。c.外界溶液浓度细胞质浓度水分进出平衡。细胞膜细胞质失水皱缩(2)成熟植物细胞的吸水和失水当时，细胞失水，发生现象。当ACC.如果上图是各细胞处在不同的外界溶液中相同的时间得到的，则所处的外界溶液浓度BACD.三个细胞最有可能死亡的是B细胞解析：图中A细胞处于质壁分离状态，所以处的液体是高浓度溶液。B液泡中溶液浓度最高，A第二，C最小，失去的水越多，抵抗失水的能力越强，故抵抗失水的能力，依次是BAC。质壁分离程度越大，代表外界溶液浓度越高。质壁分离程度过大，可能导致细胞死亡。答案：A6取一段长5 cm的鳞茎、将
3、其纵切到4 cm处，由于纵切的鳞茎使薄壁细胞的皮层细胞摆脱了厚壁的表皮细胞的束缚，皮层细胞扩张得更快，从而使鳞茎向表皮外弯曲，切后的形状如图，将它作为对照。再取另外四节鳞茎做同样的处理，将它们分别置于a至d的不同浓度的蔗糖溶液中，30分钟后，葱茎形状记录如图所示。据此判断蔗糖溶液浓度的大小为()A.abcd BacdbC.bdca Dbacd解析：根据题意可知，摆脱了厚壁的表皮细胞的束缚，皮层细胞扩张得更快，因此吸水越多向外弯曲程度越大，外界浓度越低，吸水就越多。答案：B考点2 物质出入细胞的方式基础突破抓基础，自主学习1物质跨膜运输的方式连线2根据图示确定物质跨膜运输的方式和影响因素(1)填
4、写以下有关跨膜运输方式及结构的名称：甲：；乙：；丙：；a：。(2)填写以下有关跨膜运输方式的影响因素：图甲：；图乙：；图丙：。自由扩散协助扩散主动运输载体蛋白浓度差浓度差和载体蛋白载体蛋白和能量重难突破攻重难，名师点拨1物质跨膜运输方式图解2不同因素对物质跨膜运输的影响的曲线模型(1)物质浓度(在一定的范围内)(2)氧气浓度特别提醒 有关物质出入细胞的7个“不要漏掉”(1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外不要漏掉协助扩散。(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)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散，有些主动运输也可以从高浓度到低浓度运输。(4)影响
5、协助扩散运输速率的因素除载体蛋白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所核糖体。(6)运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。(7)大分子物质的运输方式除胞吞和胞吐外，不要漏掉通过核孔运输，如RNA和蛋白质等大分子进出细胞核需通过核孔。题型突破练题型，夯基提能题型1 物质出入细胞方式的判断方法技巧“三步法”判断物质出入细胞的方式1(2018安徽安庆二模)利用荧光素双醋酸酯(FDA)染色法测定动物细胞的活力，其基本原理是FDA本身无荧光，可自由通过细胞膜，经细胞内酯酶分解产生荧光素，积累在细胞内并能发出绿色荧光，下列相关叙
6、述正确的是()A.实验中配制的FDA溶液是一种低渗溶液B.FDA通过胞吞方式进入细胞，需要消耗能量C.荧光素分子能以自由扩散的方式通过细胞膜D.一定范围内，荧光强度与细胞活力呈正相关解析：由题意可知，FDA进入细胞的方式是自由扩散，其由高浓度向低浓度扩散，故实验中配制的FDA溶液是一种高渗溶液，A错误；FDA通过自由扩散方式进入细胞，不需要消耗能量，B错误；荧光素分子是在细胞内产生的，在细胞内积累，不能出细胞，C错误；一定范围内，细胞活力越大，FDA通过细胞膜就越多，经细胞内酯酶分解产生荧光素就越多，D正确。答案：D2.甲()乙()两种物质在细胞膜两侧的分布情况如图(颗粒的多少表示浓度的高低)
7、，在进行跨膜运输时，下列说法正确的是()A.乙进入细胞一定有载体蛋白的参与B.乙运出细胞一定有载体蛋白的参与C.甲进入细胞一定需要能量D.甲运出细胞一定不需要能量解析：由图可知乙在细胞外浓度低于细胞内，进入细胞应该是主动运输，需要能量和载体蛋白参与，故A正确；乙出细胞是高浓度到低浓度，可能是通过自由扩散，不需要载体和能量，故B错误；甲在细胞膜外浓度高于细胞内，进入细胞可能是被动运输，不需要能量，故C错误；甲出细胞是从低浓度到高浓度，属于主动运输，需要能量，故D错误。答案：A3某细胞对氨基酸、钠离子、葡萄糖和氧气的吸收方式如图所示。已知细胞膜上的“”和“”为载体蛋白，氨基酸以主动运输的方式进入该
8、细胞。以下分析不正确的是()A.同一载体蛋白运输的物质可能不止一种B.葡萄糖进入该细胞的方式为主动运输C.氧气进入该细胞不需要载体，也不消耗能量D.氨基酸可逆浓度进入该细胞且不消耗能量解析：由题图可知，氨基酸和钠离子共用同一载体蛋白进入细胞，A正确；葡萄糖进入该细胞需要消耗能量和载体，所以其进入该细胞的方式为主动运输，B正确；氧气跨膜运输的方式为自由扩散，所以其进入该细胞不需要载体，也不消耗能量，C正确；氨基酸以主动运输的方式进入该细胞，所以其可逆浓度进入该细胞，并消耗能量，D错误。答案：D题型2 物质跨膜运输的影响因素及实验分析4.如图表示在一定范围内细胞膜外某物质浓度变化与该物质进入细胞膜
9、内速度的关系，据图分析，下列说法正确的是()A.该物质进入细胞的方式是自由扩散B.该物质通过膜时必须与载体蛋白结合C.该物质可能是水或甘油D.该物质只能从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动解析：据图分析，在一定范围内随着物质浓度增加，该物质运输速度增加，当物质浓度达到一定时，物质运输速度不再增加，说明受到载体数量限制，故该物质运输方式为协助扩散或主动运输，A错误；协助扩散的特点是需要载体，不需要能量，主动运输的特点是需要载体和能量，B正确；水和甘油通过自由扩散进入细胞，C错误；协助扩散是从高浓度到低浓度运输，主动运输能从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动，也能从浓度高的一侧向浓度低的一侧移动，D错误。
10、答案：B5用呼吸抑制剂处理人体红细胞，下列物质吸收量的变化曲线中，正确的是()解析：氨基酸进入红细胞是主动运输，其吸收需要载体蛋白和细胞呼吸提供的能量，葡萄糖进入红细胞是协助扩散，与能量无关，A错误；氨基酸和K的运输方式都是主动运输，能量降低会使其吸收速率下降，B正确；O2和H2O的运输方式都是自由扩散，抑制细胞呼吸对它们的吸收没有影响，C错误；甘油和脂肪酸的运输方式都是自由扩散，D错误。答案：B技法提炼实验探究物质跨膜运输的方式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图表突破析图表，融会贯通图甲、乙分别为物质进出细胞的坐标图和模式图，请分析：(1)甲、乙的物质进出细胞的方式是
11、否相同？说出理由。_。(2)图乙的物质运输方式_(填“能”或“不能”)逆浓度梯度进行，理由是_。(3)有同学提出消耗能量的运输方式一定是主动运输，你同意该同学的说法吗？说出你的理由。_。答案：(1)不相同。图甲中a点以后物质是逆浓度梯度运输，为主动运输；图乙中物质顺浓度梯度运输，需要载体蛋白，但不消耗能量，为协助扩散(2)不能 逆浓度梯度运输一定消耗能量(3)不同意。需要消耗能量的运输方式除了主动运输以外，还有胞吞和胞吐考点3 观察植物细胞的质壁分离与复原(实验)1实验原理(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层。(2)具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。(3)原生质层比细胞壁的伸缩性。半透膜细
12、胞液大得多2实验步骤1实验材料：要选择有大液泡且最好液泡带有颜色的细胞作为实验材料，以便观察，新鲜紫色洋葱鳞片叶外表皮是进行此项实验的较理想材料。2实验存在两组对照实验3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待测成熟植物细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液镜检 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度不同成熟植物细胞同一浓度的蔗糖溶液 镜检 发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之细胞液浓度越大(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)易错警示1并非所有细胞都可发生质壁分离。具有中央
13、大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。死细胞、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(1)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的蔗糖溶液。(2)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。(3)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。3质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。这是由于细胞壁有全透性且有水分子通过原生质层渗出来。1将植物细胞持续浸泡在蔗糖溶液中，使其出现质壁分离现象，约在10
14、分钟后达到平衡状态，不再变化。相关叙述不正确的是()A.浸泡之初，水分子的净移动方向为由细胞内向细胞外B.细胞内外的渗透压达到平衡时，液泡内充满了蔗糖溶液C.细胞出现质壁分离现象的过程中，细胞内渗透压持续变大D.细胞内外的渗透压达到平衡时，水分子仍然经细胞膜进行移动解析：因为发生质壁分离，所以从细胞内出来的水分子多于进入细胞内的，故A正确。达到渗透平衡时，液泡内的仍然是细胞液，蔗糖是不能通过原生质层进入到液泡内的，故B错误。细胞出现质壁分离过程中，细胞内不断失水，细胞内渗透压增大，故C正确。细胞内外的渗透压达到平衡时，水分子仍然在运动，只是进出一样多，故D正确。答案：B2如图表示完全相同的两个
15、植物细胞分别放置在A、B溶液中，细胞失水量随处理时间的变化情况，相关叙述正确的是()A.该实验可选取洋葱鳞片叶内表皮细胞来进行B.ab段表示植物细胞因失水过度而逐渐死亡C.10 min时两溶液中的植物细胞均有质壁分离现象D.两曲线走势的差异是由于A、B溶液浓度不同所致解析：分析曲线可知，本实验的因变量是细胞失水量，而不是液泡的大小或颜色变化，洋葱鳞片叶内表皮细胞为成熟植物细胞，可随外界溶液浓度变化发生吸水或失水过程，A 正确；a 点以前细胞失水量逐渐增多发生质壁分离，ab 段细胞失水量逐渐减少，b 点之后细胞吸水，不能说明细胞因失水过度而逐渐死亡，B 错误；10 min 时 B 溶液中的植物细
16、胞失水量为 0，没有质壁分离，处于 A 溶液中的植物细胞可能因失水过多而死亡，C 错误；两曲线走势的趋势不同是由于 A、B溶液种类不同所致，D 错误。答案：A3小蚌兰叶片正面呈绿色，背面呈紫红色，常用作盆栽观赏。某兴趣小组为探究细胞液浓度大小进行了如下实验：配制不同浓度的蔗糖溶液；制作小蚌兰叶片下表皮临时装片；用显微镜观察小蚌兰叶片下表皮细胞质壁分离程度；将小蚌兰叶片下表皮临时装片中的清水换成不同浓度的蔗糖溶液；观察并记录实验结果。结果如表(“”表示不能发生，“”表示能发生，“”越多表示程度越大)，分析回答：蔗糖浓度/(gmL1)0.200.250.300.350.400.450.500.55
17、质壁分离程度(1)选用小蚌兰下表皮作为实验材料的优点是_，植物细胞原生质层的选择透过性取决于_(结构)。(2)实验步骤的正确操作方法是_。(3)换用高倍物镜观察时，应转动_进行调焦。(4)小蚌兰叶片下表皮细胞液浓度与在_之间的蔗糖溶液浓度相当。(5)通过实验发现，细胞质壁分离程度越大，气孔张开程度越小甚至关闭。请据此拟定一个相关的研究课题：_。解析：(1)小蚌兰下表皮细胞的中央大液泡呈紫红色，便于观察，可以作为观察质壁分离和复原实验的材料，植物细胞原生质层具有选择透过性，由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质组成，其中细胞膜和液泡膜都具有选择透过性。(2)实验步骤不能直接将清水换成不同浓度的蔗糖
18、溶液，应该从盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复多次，使细胞完全浸在蔗糖溶液中。(3)在低倍镜下观察到物体后，换用高倍物镜观察时，应转动细准焦螺旋进行调焦，千万不能调节粗准焦螺旋以防压碎装片。(4)分析表格可知，小蚌兰叶片下表皮细胞为0.350.40 g/mL的蔗糖溶液中开始发生质壁分离，说明小蚌兰叶片下表皮细胞的细胞液浓度为0.350.40 g/mL。(5)在高浓度的蔗糖溶液中，细胞失水发生质壁分离，导致气孔关闭，所以气孔的开闭与细胞吸水和失水有关联。答案：(1)其细胞的中央大液泡呈紫红色，便于观察 细胞膜和液泡膜(2)从盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复多
19、次(3)细准焦螺旋(4)0.350.40 g/mL(5)探究气孔开闭与细胞吸水和失水的关系随堂巩固 达标检测 练小题提速度判断下列说法是否正确1细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性。()2植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。()3当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞一定会发生质壁分离。()4所有小分子物质均可通过细胞膜进入细胞。()5细胞对离子的吸收具有选择性。()6液泡中积累大量离子，故液泡膜不具有选择透过性。()7甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜。()8细胞外液中的K进入神经细胞属于自由扩散。()9在神经细胞上动作电位的产生与膜电位恢复过程中，Na流入和排出都是主动运输
20、。()10消耗能量的运输方式只有主动运输。()11同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同。()练真题明方向命题分析 1考查特点：近五年高考中，该部分考点主要体现在物质运输方式的特点、植物细胞的质壁分离及其复原等。2命题趋势：多为基础判断型选择题，有时也会出现图表曲线类情境型选择题，常与细胞代谢、生物膜系统等结合考查。1(2018高考全国卷)下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是()A.巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散B.固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输C.神经细胞受到刺激时产生的Na内流属于被动运输D.护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输解析：巨噬细胞摄入病原体的过程属于胞
21、吞，A错误；固醇类激素进入靶细胞的过程属于自由扩散，如性激素，B错误；神经细胞受到刺激时产生的Na内流，需要载体，不消耗能量，属于被动运输，C正确；护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于自由扩散，是一种被动运输，D错误。答案：C2(2016高考全国卷)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：由题意可知，离子通过离子泵进行跨膜运输需要消耗能量，
22、而协助扩散不需要消耗能量，故A项错误。消耗能量的物质跨膜运输一般是逆浓度梯度进行的，故B项错误。动物一氧化碳中毒会影响红细胞运输氧，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，故C项正确。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，故D项错误。答案：C3(2015高考全国卷)将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果如表：培养瓶中气体 温度()离子相对吸收量(%)空气 17 100 氮气 17 10 空气 3 28 下列分析正确的
23、是()A.有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收B.该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关C.氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATPD.与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收解析：由培养条件为空气和氮气且温度为17 的两组实验可知，有氧条件有利于幼根对该矿质元素离子的吸收，氮气环境不利于吸收，A项正确、D项错误；由培养条件为17 和3 且培养瓶中气体都为空气的两组实验可知，幼根对该矿质元素离子的吸收与温度有关，B项错误；氮气环境中幼根细胞需消耗无氧呼吸产生的ATP来吸收该矿质元素离子，C项错误。答案：A4(2017高考全国卷)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中
24、，发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是()A.04 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内B.01 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等C.23 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压D.01 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压解析：由图可知，原生质体的相对体积先下降后上升，所以该植物细胞发生了质壁分离后复原。能自动复原的原因是物质A能进入细胞，A错误；质壁分离过程中，原生质体的收缩比整个细胞的收缩要快，变化量更大，B错误；23 h内为质壁分离复原过程，物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压，C正确；01 h内发生质壁分离，细胞失水，液
25、泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压，D错误。答案：C5(2017高考江苏卷)如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。下列相关叙述正确的是()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合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解析：蔗糖分子通过胞间连丝进行运输，水解后形成单糖，通过单糖转运载体顺浓度梯度运输，速度加快，A正确；图示单糖通过单糖转运载体顺浓度梯度转运，B错误；图中蔗糖运输不消耗能量，单糖顺浓度梯度运输也不消耗能量，故ATP合成抑制剂对其运输没有影响，C错误；蔗糖属于二糖，不能通过单糖转
26、运载体转运，D错误。答案：A6(2016高考天津卷)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.由观察甲到观察乙需将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产生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：由甲、乙、丙三种细胞状态可知：甲乙为细胞失水过程，乙丙为细胞吸水过程。本实验的对照方法为自身对照，对比图中三种细胞的大小可知，在实验过程中显微镜放大倍数未改变，A项错误；实验过程中同一个细胞可依次发生失水和吸水过程，B项正确；与甲相比，乙所示细胞由于失水
27、，细胞液浓度增大，C项错误；质壁分离和复原过程中水分子的扩散是双向的，D项错误。答案：B7(2017高考海南卷)将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组，分别移入适宜的营养液中在光下培养，并给甲组的营养液适时通入空气，乙组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组。关于这一实验现象，下列说法错误的是()A.给营养液通入空气有利于该植物的生长B.根细胞对a离子的吸收过程属于自由扩散C.根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗D.根细胞的有氧呼吸有利于根对a离子的吸收解析：给营养液通入空气可保证细胞呼吸所需氧气的供应，这有利于该植物的生长，A正确；甲组通入空气，乙组不通入空气，结果甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组，这说明根细胞的有氧呼吸有利于根对a离子的吸收，而有氧呼吸能为生命活动提供能量，因此根吸收a离子时需要消耗能量，方式为主动运输，B错误，C、D正确。答案：B填网络串线索填充：选择透过性 胞吞、胞吐 自由扩散协助扩散 主动运输 浓度差细胞壁和原生质层的伸缩性不同 原生质层浓度差