物质跨膜运输的实例与物质跨膜运输的方式

关于物质跨膜运输的实例与物质跨膜运输的方式第1页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三一、物质跨膜运输的实例1.细胞的吸水和失水项目细胞失水细胞吸水成熟的植

物细胞动物细胞成熟的植物细胞动物细胞相当于半透膜①原生质

层②细胞膜③原生质

层④细胞膜第2页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三浓度关系外界溶液

浓度⑤高

于细胞液

浓度外界溶液

浓度高于

细胞质的

浓度外界溶液

浓度⑥低

于细胞液

浓度外界溶液

浓度低于

细胞质的

浓度现象质壁分离皱缩质壁分离

复原膨胀甚至

涨破原理渗透作用结论细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量梯

度跨膜运输的过程第3页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三2.物质跨膜运输的其他实例(1)物质跨膜运输的特点(判断)a.水分子是顺相对含量梯度跨膜运输的。(⑦√)b.水稻和番茄对无机盐离子的吸收具有选择性。(⑧

√)c.植物吸收无机盐离子后都会导致培养液中的离子浓

度降低。(⑨×)(2)生物膜的功能特性第4页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三a.细胞膜和其他生物膜都是⑩选择透过性膜,这种膜可

以让

水分子自由通过,一些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。b.生物膜的

选择透过性是活细胞的一个重要特征。二、物质跨膜运输的方式1.小分子和离子的跨膜运输方式第5页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三方式

被动运输

主动运输

自由扩散

协助扩散运输方向高浓度→低

浓度高浓度→低

浓度

低浓度→

高浓度载体协助不需要需要需要消耗能量不消耗不消耗

消耗第6页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三图例

举例O2、CO2、H

2O、甘油、

乙醇、苯等红细胞吸收

葡萄糖小肠细胞吸

收葡萄糖、

氨基酸和无

机盐等第7页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三表示曲线(一定浓度范围内)

第8页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三2.大分子、颗粒性物质出入细胞的方式方式方向载体蛋白能量消耗举例胞吐由膜内到膜外

不需要

需要分泌蛋白胞吞由膜外到膜内

不需要

需要变形虫吞食绿脓杆菌第9页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三核心突围技能聚合一、通过模拟实验探究膜的透性1.验证渗透作用发生的条件第10页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三

(1)具有半透膜第11页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三(2)具有浓度差第12页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三

规律精讲精析发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到

平衡状态,既不可看做没有水分子移动,也不可看做两

侧溶液浓度相等。第13页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三3.渗透作用的实质(1)从微观水平分析看:水分子可以通过半透膜,双向运

动。水既可以从低浓度溶液一侧向高浓度溶液运动,也

可以从高浓度一侧向低浓度一侧扩散,只不过相对量不

同。当膜两侧水分子的跨膜运动达到动态平衡时,水分

子的进出量相等。(2)从宏观水平分析看:水从低浓度的溶液流向高浓度

的溶液一侧,直至达到一个动态平衡。4.半透膜与选择透过性膜第14页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三(1)半透膜是指一些物质可以透过,另一些物质不能透

过的多孔性薄膜。物质能否透过半透膜取决于半透膜

孔径与物质分子的直径大小。不同的半透膜能透过的

物质是不同的。(2)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。像细胞膜、液泡膜

和原生质层都可以看做选择透过性膜。这些膜具有选

择透过性的根本原因在于膜上具有运载不同物质的载第15页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三体。不同的植物对同种离子的吸收量不同,同种植物对

不同离子的吸收量不同,都证明细胞膜具有选择透过性

。当细胞死亡后,膜的选择透过性便丧失,从而说明了

选择透过性膜是具有生物活性的。第16页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三

规律精讲精析选择透过性膜是生理学上的概念,它具有生物活性;半

透膜是物理学上的概念,物质能否通过取决于半透膜

孔隙的直径大小。第17页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三

典例1

某同学拟选择一种半透性的膜材料,用于自制渗透计。他采用如图1所示的装置(示意图),对收集到的四种材料甲、乙、丙和丁进行试验,得到了倒置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线(如图2)。据图分析,该同学应选择的膜材料是

(

)A.甲B.乙C.丙D.丁第18页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三【思路剖析】本题旨在考查获取信息的能力,完成图

文转换是解题的关键。由题意可知,要选的膜应该是

半透膜,要能让水分子通过,而蔗糖分子却不能通过,

这种膜能使漏斗内液面上升,最后达到平衡,而图2中

只有甲符合此要求。【答案】A第19页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三

典例2

淀粉和葡萄糖对半透膜的通透性不同(如图1),图2是设计的能证明图1物质扩散成立的实验装置示意图。下列有关叙述正确的是

(

)第20页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三A.图甲中水柱a将持续上升B.图甲中水柱a将保持不变C.图乙中水柱b将保持不变D.图乙中水柱b将先上升后下降第21页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三由于葡萄糖能透过半透膜,进入清水中,故后来水柱b

将下降。【答案】D【思路剖析】本题考查对半透膜透性的证明,意在考

查学生的信息提取与应用分析能力。甲中由于淀粉

不能透过半透膜,漏斗内溶液浓度大于烧杯中清水浓

度,故水柱a表现为先上升,后保持不变;乙中漏斗内溶

液浓度大于烧杯中清水浓度,水柱b表现出先上升,但第22页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三

渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成渗透系统图解

二、物质跨膜运输的实例1.对渗透系统的理解第23页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三基本条件①半透膜②浓度差①原生质层——可等效为选择透过性膜,相当于半透膜②浓度差——细胞液与外界溶液之间存在浓度差原理水分子通过半透膜的扩散作用细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透作用水分子扩散方向低浓度溶液(水分子相对含量多)→高浓度溶液(水分子相对含量少)第24页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三2.植物细胞的细胞壁为全透性,原生质层(包括细

胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质)具有选择透过

性。3.哺乳动物的红细胞在生理盐水(0.9%NaCl溶液)中细

胞形态不变。此时外界溶液浓度等于细胞质浓度,水分

进出细胞处于动态平衡。第25页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三

规律精讲精析物质跨膜运输的特点分析1.植物对水分的吸收和对无机盐的吸收是两个相对独

立的过程。2.同种植物对不同种类无机盐的吸收具有选择性。3.不同种植物对同一种无机盐的吸收具有选择性。4.不同微生物对无机盐离子的吸收具有选择性。5.物质的跨膜运输既有顺浓度梯度的,也有逆浓度梯度

的。第26页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三

典例3

(2012年广州质检)若右图表示植物细胞渗透作用的图解,下列说法中错误的是

(

)第27页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三A.植物细胞的原生质层相当于一层半透膜B.一定条件下,活的、成熟的植物细胞能发生渗透失水

或吸水C.当溶液甲的浓度>细胞液乙的浓度时,细胞发生渗透

失水,当细胞液乙的浓度>溶液甲的浓度时,细胞发生渗

透吸水D.当溶液甲的浓度=细胞液乙的浓度时,细胞处于动态

平衡状态,不发生水分子的移动第28页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三【思路剖析】本题考查“成熟植物细胞是一个渗透

系统”这一知识点,意在考查学生的对比分析能力。

解答本题的关键是明确渗透作用发生必须具备的两

个条件以及对成熟植物细胞结构的分析。渗透作用

是指水分子通过半透膜的扩散,当溶液甲的浓度等于

细胞液乙的浓度时,水分子仍进行扩散,只是水分进出

处于动态平衡状态。【答案】D第29页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三三、观察植物细胞的质壁分离和复原1.实验注意事项(1)实验材料必须选择中央液泡有颜色的植物细胞,且

颜色越深越好,细胞液呈一定颜色,质壁分离以后容易

与外界溶液区分。本实验选择的是紫色洋葱的外表皮

细胞,这是实验成功的关键。(2)换液时,不要一次滴液太多,避免溢至盖玻片上,污染

物镜。如果蔗糖液是从左侧滴入,右侧吸引,那么清水

应从右侧滴入,左侧吸引。这样实验速度可能会快一些。第30页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三(3)用显微镜观察时,先用低倍镜观察,再用高倍镜观察

。因成熟植物细胞的液泡比较大,一般低倍显微镜下观

察即可。(4)质壁分离过程中所用的外界溶液的浓度要适当,在

短时间内对细胞没有损伤作用。浓度过大,质壁分离速

度虽快,但会影响细胞活力,严重时有可能导致细胞失

水过多而死亡。如果浓度太低,则分离速度过慢,甚至

不发生分离。2.质壁分离实验的拓展应用第31页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三(1)判断成熟植物细胞是否有生物活性待测成熟植物细胞+一定浓度的蔗糖溶液

⇓镜检

(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

⇓镜检第32页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三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)比较不同植物细胞液浓度不同植物细胞+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,反之则细胞液浓度越大(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖)第33页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三成熟植物细胞+不同种类溶液

⇓镜检

3.细胞是否发生质壁分离及复原的判断(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(如根尖分第34页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三生区细胞)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(如KNO3、甘油等),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。第35页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三

典例5

(2012年吉林长春外国语学校月考)假定将甲、乙两个植物表皮细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中,两种溶液浓度均比细胞液的浓度高,蔗糖分子不能透过膜,甘油分子可较快地透过膜。在显微镜下连续观察,甲、乙两细胞的变化是

(

)第36页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三A.甲、乙两细胞发生质壁分离后,不发生质壁分离复原B.甲、乙两细胞发生质壁分离后,乙细胞随后发生质壁

分离复原C.甲、乙两细胞发生质壁分离后,甲细胞随后发生质壁

分离复原D.甲、乙两细胞均发生质壁分离,后又均发生质壁分离

复原第37页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三【思路剖析】本题考查不同溶液对质壁分离实验的

影响,意在考查学生的分析能力。解答本题的关键是

充分提取题中的有效信息“蔗糖分子不能透过膜,甘

油分子可较快地透过膜”。在高浓度外界溶液中,细

胞液中水分子可以通过原生质层进入外界溶液中,出

现质壁分离。因小分子物质如甘油可以透过膜,所以

能通过原生质层进入细胞液中,从而使细胞液浓度升

高,分离的细胞又慢慢自动复原。【答案】B第38页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三

典例6

下图为某学生进行某实验的基本操作步骤,相关叙述中错误的是

(

)第39页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三A.图中②步骤主要观察细胞质的大小以及细胞壁的位

置B.图中③步骤的操作是运用引流法使细胞处于一定浓

度的蔗糖溶液中C.该实验的目的是观察植物细胞的质壁分离和复原现

象D.本实验不需设立对照实验,因为在时间上形成了前后

自身对照第40页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三【思路剖析】本题借助实验操作的过程图解考查植

物细胞的质壁分离与复原实验,意在考查考生的实验

分析能力。解答本题的关键是明确并理解实验全过

程的操作步骤与目的。图中②是在低倍镜下观察洋

葱表皮细胞正常状态下的中央液泡的大小和原生质

层的位置;图中③的操作是在盖玻片一侧滴蔗糖溶液,

另一侧用吸水纸吸引,重复几次,使洋葱表皮细胞浸润

在蔗糖溶液中;图中⑤操作的目的则是使发生质壁分

离后的细胞复原;图中④是观察质壁分离的现象,图中

⑥是观察质壁分离复原的现象;本实验在时间上形成第41页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三了前后自身对照,质壁分离的现象与正常状态的现象

进行对照,质壁分离复原的现象与质壁分离的现象进

行对照。【答案】A第42页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三四、物质跨膜运输的方式1.主动运输能够按照细胞生命活动的需要,主动地、有

选择地吸收所需要的物质,排出代谢废物和对细胞有害

的物质,是物质跨膜运输的主要方式。第43页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三2.物质跨膜运输的影响因素(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细胞膜上运输物质的载体的数量。(3)影响主动运输的因素:①载体蛋白的种类和数量;②

能量,凡是能够影响能量供应的因素也都影响主动运输的速率,如温度、氧气浓度等。第44页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三

规律精讲精析1.载体是细胞膜上的一类蛋白质,它具有特异性,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量

也不同。2.载体具有饱和现象,当细胞膜上的载体达到饱和时,细

胞吸收该载体运载的物质的速率不再随物质的浓度的

增大而增大。第45页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三3.温度可影响生物膜的流动性和有关酶的活性,因而影

响物质运输速率。低温会使物质运输速率下降。4.大分子和颗粒性物质通过胞吞和胞吐的方式进出细胞,依赖膜的流动性完成,需消耗能量,穿过膜的层数为0

5.判断物质运输方式的方法(1)据分子大小判断第46页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三(2)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。第47页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三

规律精讲精析1.RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核是通过核孔,

而不是通过胞吞、胞吐。2.Na+、K+等无机盐离子一般以主动运输进出细胞,但

也可通过协助扩散或离子通道进出细胞。3.植物吸收水分的方式是自由扩散,而对无机盐离子则

以主动运输方式吸收,因此可以说植物对水分和无机盐

的吸收是两个相对独立的过程。第48页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三

典例7

(2012年江苏海安检测)下图是某些物质跨膜运输的图解,下列分析与实际不相符的是 (

)第49页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三A.图中跨膜运输情况反映了细胞膜的功能特性B.细胞之所以能吸收Cl-与它的遗传物质的表达有关C.水分子的移动趋势与细胞内外的浓度差有关D.若此细胞为动物细胞,则淀粉进入细胞的方式为胞吞第50页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三【思路剖析】本题考查物质跨膜运输的方式,意在考

查学生的识图分析能力。解答本题的关键是从细胞

膜对不同分子或离子的通透性分析其说明的问题,正

确认识主动运输、自由扩散和胞吞方式的特点。图

中信息显示Cl-与水分子可以通过细胞膜,淀粉这种大

分子物质不能通过,反映了细胞膜的功能特性——选

择透过性;细胞对Cl-吸收的方式是主动运输,需要相应

的载体和能量,而载体的合成受细胞内基因的控制;当

细胞内外溶液存在浓度差时,细胞会出现失水或吸水

的现象;淀粉是不能直接被动物细胞吸收的,它只有被第51页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三水解成葡萄糖后才能被吸收。故只有D的说法与实际

是不相符的。【答案】D第52页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三

典例8

(2012年浦东模拟)下图不能够表达的生理过程是

(

)A.肾小管细胞分泌K+

B.胰岛细胞分泌胰岛素C.突触小体释放神经递质D.肠腺细胞分泌肠液第53页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三【思路剖析】本题解题的关键是判断出图示为胞吐过程。分泌蛋白的分泌、神经递质的释放都通过胞吐的方式排到细胞外,而K+的分泌属于主动运输过程。【答案】A第54页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三

1.右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

(

)第55页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三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C.B/A值能表示细胞失水的程度D.A、B分别表示细胞和液泡的长度第56页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三于质壁分离状态的植物细胞。因细胞壁的伸缩性很

小,故若将该细胞置于清水中,A仍将保持不变。若该

细胞处于40%的蔗糖溶液中,与图示相比,A不变,但B

因失水更多而变小,所以B/A值将变小,可见B/A值能

表示细胞失水的程度。图中A表示的是细胞长度,但B

表示的并不是液泡的长度,而是失水后的原生质体的

长度。【答案】D【思路剖析】本题考查植物细胞的质壁分离过程,意

在考查考生对实验现象的理解分析能力。图示为处第57页，讲稿共63页，2023年5月2日，星期三2.(2013年日照月考)科学家预计在不久的将来,为减轻