课件48张PPT。第4章 细胞的物质输入和输出
第1节 物质跨膜运输的实例 栏目链接1.说出渗透作用发生的条件。
2.描述质壁分离与复原的过程。(重点)
3.说出植物细胞失水和吸水在实践中的应用。(难点)
4.举例说明细胞膜是选择透过性膜。
栏目链接 栏目链接(1)具有________。
(2)半透膜两侧具有溶液________。
二、细胞的吸水和失水
1．动物细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的________相当于半透膜。
(2)________与外界溶液之间有浓度差。
自主
学习一、渗透作用具备的条件
半透膜浓度差细胞膜细胞质 栏目链接2．动物细胞吸水失水的条件
(1)细胞质浓度______外界溶液浓度时，细胞吸水膨胀。
(2)细胞质浓度______外界溶液浓度时，细胞失水皱缩。
(3)细胞质浓度______外界溶液浓度时，水分进出细胞处于__________，细胞形态不变。
3．植物细胞的吸水和失水
大于小于等于动态平衡 栏目链接(1)成熟植物细胞的结构：
①图中a是________，其特点是具________：即水分子和溶解在水里的物质都能通过；伸缩性______。
②图中b是________，c是________，d为________，三者构成的结构是__________，相当于一层________，其伸缩性______。
③图中e是________，具有一定的浓度。
(2)质壁分离及复原的原理和现象：
①外界溶液浓度______细胞液浓度时，细胞失水，发生__________现象。
②外界溶液浓度______细胞液浓度时，细胞吸水，发生____________现象。
细胞壁全透性小细胞膜 液泡膜细胞质原生质层半透膜大细胞液大于质壁分离小于质壁分离复原 栏目链接(3)质壁分离与复原实验探究过程：
紫色原生质层0.3 g/mL 栏目链接细胞壁变浅 变大 清水分离加深变小 栏目链接三、物质跨膜运输的其他实例
1．细胞对无机盐离子的吸收实例
(1)水稻吸收________多，吸收______________较少，番茄吸收__________较多，吸收__________较少。说明不同植物对不同离子的吸收表现出较大差异。
(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显______血液中碘的含量。
(3)不同微生物对__________的吸收表现出较大的差异。
2．物质跨膜运输的特点
(1)物质跨膜运输并不都是____________进行的。
(2)细胞对于物质的输入和输出有________。
高于不同矿物质顺相对含量梯度选择性 栏目链接3．结论
细胞膜和其他生物膜都是__________膜，可以让________自由通过，一些______和________也可以通过，而其他的______、________和大分子则不能通过。
选择透过性 水分子离子小分子离子 小分子 栏目链接1．渗透作用
(1)概念：水分子(或者其他溶剂分子)通过半透膜，从相对含量高的地方向相对含量低的地方扩散。
(2)发生的条件：
①具有半透膜。可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜；也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。
②半透膜两侧的溶液具有浓度差。
要点
探究一、渗透作用及现象解析
栏目链接2．渗透现象的解释
栏目链接(1)液面上升的原因：蔗糖溶液中单位体积内的水分子数比清水中单位体积内的水分子数少，在单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数比由蔗糖溶液进入清水的水分子数多，因此，一段时间后，漏斗管内的液面会上升。
(2)液面停止升高的原因：随着液面的不断上升，漏斗管内液体的压力越来越大，从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速度加快，使水分子的进出速度越来越近，直到完全相等，液面不再升高，此时水分子的运动达到动态平衡。
栏目链接1．渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液的浓度大小。
2．半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，而不是单向运动，观测到的现象是由双向水分子运动的差别所导致的液面改变。
3．当半透膜两侧的溶液达到平衡时，是指两侧的水分子运动达到平衡，而两侧溶液的浓度并不一定相同，两侧的液面高度也不一定相同。
特别
提醒 栏目链接
二、对质壁分离现象的分析
1．能够发生质壁分离的细胞需同时具备三个条件
(1)必须是植物细胞，植物细胞才具有细胞壁；(2)必须具备中央液泡，细胞液与外界溶液形成浓度差；(3)必须是活细胞，原生质层才具有选择透过性。
2．质壁分离现象的分析
栏目链接细胞壁伸缩性小原生质层伸缩性 大 栏目链接3．质壁分离和复原证明的问题
(1)水分子是可以自由出入的物质。
(2)水分子进出细胞的方向取决于原生质层两边溶液的浓度，细胞吸水和失水是水分子顺相对浓度梯度进行跨膜运输的过程。
(3)由于蔗糖分子并未如水分子那样进出细胞，也证明了原生质层具有选择透过性，而细胞壁是全透性的。
(4)细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性。
栏目链接特别
提醒1．质壁分离：“质”为原生质层，“壁”为细胞壁，即原生质层与细胞壁的分离。
2．细胞发生质壁分离后，细胞壁与细胞膜之间的空隙充满的是外界溶液。
3．在质壁分离过程中，由于细胞失水，细胞液渗透压升高，细胞对水的吸引力增强。
栏目链接三、物质跨膜运输的其他实例解读
1．番茄和水稻吸收矿质离子的比较
科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiO的培养液中培养，一段时间后其结果如下图所示，分析如下：
栏目链接(1)不同植物细胞对同一无机盐离子与同一植物细胞对不同无机盐离子的吸收均有差异，说明植物细胞对无机盐离子的吸收具有选择性。
(2)水稻吸收水的相对速度比吸收Ca2＋、Mg2＋的大，造成培养液中Ca2＋、Mg2＋浓度上升；番茄吸收水的相对速度比吸收SiO大，造成培养液中SiO浓度上升。
(3)植物细胞在同一时间内吸收离子和吸收水的量不同，即吸收离子和吸收水是两个相对独立的过程。
2．人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点
人体甲状腺滤泡上皮细胞内的碘浓度比血液中的高20～25倍，说明碘进入甲状腺滤泡上皮细胞是从低浓度向高浓度运输，即逆浓度梯度进行。
栏目链接3．微生物吸收矿物质的特点
不同微生物对同种矿物质的吸收和同种微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异。
4．实例分析结论
(1)细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。
(2)物质通过生物膜的跨膜运输，有的是顺浓度梯度的，有的是逆浓度梯度的。
(3)细胞对于物质输入和输出的选择性是通过细胞膜的选择透过性实现的。
栏目链接半透膜和选择透过性膜的比较，见下表：
特别
提醒 栏目链接 栏目链接题型1 细胞的吸水和失水
例1 a、b、c是三个相邻的成熟的植物细胞，已知a细胞液浓度>b细胞液浓度>c细胞液浓度，下图中能正确表示三者关系的是( )
栏目链接名师点睛：原生质和原生质层的区别：
①从存在位置比较：原生质是动植物细胞都具有的，一个动物细胞就是一团原生质，植物细胞由原生质和细胞壁组成；而原生质层则仅存在于成熟的植物细胞中。
②从组成结构上比较：原生质包括细胞膜、细胞质和细胞核三部分；而在成熟的植物细胞内相当于半透膜的原生质层是由细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质所组成的。 栏目链接解析：当细胞液的浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水。由于a细胞液浓度>b细胞液浓度>c细胞液浓度，所以a细胞可以从b细胞和c细胞中吸水，b细胞可以从c细胞中吸水。
答案：C 栏目链接变式
训练1.如上图，在U形管中部c处装有半透膜，在a侧加入红色的细胞色素(相对分子质量为13000的蛋白质)的水溶液，b侧加入清水，并使a、b 两侧液面高度一致。经过一段时间后，实验结果将是( ) 栏目链接A．a、b 两液面高度一致，b侧为无色
B．a、b两液面高度一致，b侧为红色
C．a液面低于b液面，b侧为红色
D．a液面高于b液面，b侧为无色
答案：D 栏目链接题型2 质壁分离与质壁分离复原实验 例2 将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，1分钟后进行显微观察，结果如图。下列叙述错误的是( ) 栏目链接A．图中L是细胞壁，M是液泡，N是细胞质
B．将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原
C．实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异
D．洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料
栏目链接名师点睛：(1)用具大液泡且带有一定颜色的植物组织进行实验，便于观察实验现象。
(2)使用的溶液浓度不能过大(防止细胞失水过多而死亡。)。
(3)8%的食盐溶液、4%的硝酸钾溶液、一定浓度的尿素、甘油等也可使用。但后面三者在引起质壁分离后细胞可自动复原，因为K＋、NO、尿素分子、甘油分子进入了细胞，增加了细胞液浓度。
(4)不要让溶液流到显微镜上(防止污染显微镜)。
栏目链接解析：成熟的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中发生了质壁分离，据图可知，L是细胞壁，M是液泡，N是细胞壁与原生质体之间的部分；将视野中的细胞浸润在清水中，液泡会渗透吸水，原生质体逐渐复原；细胞膜具有选择透过性，蔗糖不能透过，而细胞壁允许蔗糖通过，具有全透性；洋葱根尖分生区细胞不具有大液泡，渗透吸水与失水不明显，因此不宜作为该实验的实验材料。
答案：A 栏目链接变式
训练2．植物细胞发生质壁分离时，水分子依次通过的结构是( )
A．细胞壁、细胞膜、细胞质、液泡膜
B．细胞膜、细胞质、液泡膜
C．液泡膜、细胞质、细胞膜、细胞壁
D．细胞膜、液泡膜、细胞质
答案：C 栏目链接题型3 物质跨膜运输的特点
例3 现有一种由人工膜制成的袋，为检测淀粉和碘能否透过该膜，现提供试剂和用品如下：铁架台、烧杯和人工膜袋各一个，1%的淀粉溶液、稀碘溶液和细棉线。
(1)请用上述试剂和用品，设计一个实验装置，探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能否通过该膜。请用示意图表示(加图注)。
栏目链接(2)实验结果预测及分析：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
栏目链接名师点睛：渗透作用实验题解题方法：①尽可能利用题干中提供的实验材料、用具；②把握半透膜的特点；③探究性实验，实验结果预测要多方面考虑。
栏目链接解析：本实验的设计应根据渗透作用的原理，半透膜透析袋内外分别为淀粉溶液和碘液，观察淀粉溶液和碘液是否变蓝及变蓝的情况，判断淀粉和碘是否能通过半透膜。
栏目链接答案：(1)见右图。
(2)①袋内外液体均不变蓝，表明淀粉和碘均不能通过 ②袋内外液体均变蓝，表明淀粉和碘均能通过 ③袋内液体变蓝，袋外液体不变蓝，表明碘能通过，淀粉不能通过 ④袋外液体变蓝，袋内液体不变蓝，表明碘不能通过，淀粉能通过(注：结果预测应与实验设计一致)
栏目链接变式
训练3．海带细胞中碘的浓度比海水中碘的浓度高很多倍，但仍能吸收碘，原因是( )
A．海带细胞能够随吸水而吸收碘
B．海带细胞膜上运载碘的载体蛋白少
C．海带细胞膜上运载碘的载体蛋白多
D．海带细胞不断消耗碘，细胞内碘浓度不断降低
答案：C 栏目链接题型4 生物膜的选择透过性
例4 用完全培养液在两个相同的容器内分别培养水稻和番茄苗，假设两植物的吸水速率相同，一段时间后，测定培养液中各种离子，与试验开始时各种离子浓度之比如下图所示，该试验的结果不能说明( )
栏目链接A．植物根对水分子的吸收和对矿质元素的吸收是两个相对独立的过程
B．植物对离子的吸收有选择性
C．植物对离子的吸收与溶液中离子的浓度有关
D．水稻吸收Si的载体多
栏目链接名师点睛：物质跨膜运输的特点
①无机盐必须溶解在水中呈离子状态如Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋等，才能被细胞吸收。
②吸收矿质离子的多少可以调节细胞液的浓度，影响对水分的吸收。
③矿质离子被吸收后随水分在导管中运输，蒸腾作用在促进水分运输的同时也促进矿质离子的运输。
④植物对离子的选择性吸收
栏目链接解析：题目中说两植物的吸水速率相等而吸收矿质元素的量有了变化，说明植物吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立的过程；从柱状图中可以看出不同离子的吸收速率有差异，说明植物对离子的吸收具有选择性，而离子的吸收多少与载体数量有关，所以硅离子明显降低，说明水稻吸收Si的载体多。因为离子的吸收是主动运输的过程，所以与溶液离子的浓度没有什么直接的关系。
答案：C 栏目链接变式
训练4．细胞膜既能保证细胞选择吸收所需的物质，又能排出细胞内的有害物质，这是因为细胞膜( )
A．是层半透膜 B．具有保护作用
C．具有选择透过性 D．具有透过性
答案：C
栏目链接本课总结
一、知识归纳 栏目链接二、要点回顾
1．渗透作用的原理和应用。
2．探究植物细胞质壁分离及复原的实验。 栏目链接课件33张PPT。第4章 细胞的物质输入和输出
第2节 生物膜的流动镶嵌模型 栏目链接1.简述生物膜的流动镶嵌模型的内容。
2.探讨在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步所起的作用。
3.探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。
栏目链接 栏目链接自主
学习一、对生物膜结构的探索历程
脂质脂质 脂质蛋白质 栏目链接连续的两层暗—亮—暗蛋白质—脂质—蛋白质荧光 流动性 流动镶嵌 栏目链接模型 栏目链接二、流动镶嵌模型的基本内容
(1)结构模型：
栏目链接磷脂双分子层基本支架具有流动性 蛋白质分子 镶 嵌入贯穿于运动 栏目链接糖蛋白糖被外表面细胞识别流动性 栏目链接要点
探究一、对生物膜结构的探索历程的认识
栏目链接 栏目链接1.细胞膜的分子结构只能在电子显微镜下才能看到，属于亚显微结构。磷脂双分子层在电子显微镜下观察其厚度约为4.5 nm，细胞膜在电子显微镜下观察其厚度约为7～8 nm。
2．在磷脂双分子层的两侧覆盖着许多膜蛋白，因此在电子显微镜下观察到细胞膜的结构是三合板式的结构。特别
提醒 栏目链接1．基本内容
(1)磷脂双分子层构成了膜的基本支架，磷脂双分子层具有流动性。
(2)蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。
(3)大多数蛋白质分子也是可以运动的。
(4)在细胞膜的外表有一层糖蛋白，叫糖被。与细胞识别、信息交流有关。
二、流动镶嵌模型
栏目链接2．特点
(1)镶嵌性：膜的基本结构是由磷脂双分子层和镶嵌蛋白构成的。
(2)流动性：膜结构中的蛋白质和脂质分子在膜中可做多种形式的移动。膜整体结构也具有流动性。流动性具有重要生理意义，物质运输、细胞融合等均与之相关。
(3)不对称性：膜两侧的分子性质和结构不相同。
3．细胞膜流动性和选择透过性的结构基础和代谢实例
栏目链接 栏目链接4.流动性和选择透过性的关系
(1)区别：流动性是细胞膜的结构特性，选择透过性是细胞膜的功能特性。
(2)联系：流动性是选择透过性的基础，因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。相反，细胞膜失去了选择透过性，也就意味着细胞已经死亡。
栏目链接特别
提醒1．膜的基本支架——磷脂双分子层(磷脂分子是可以运动的，具有流动性)。
2．蛋白质分子有的镶在表面、有的嵌入、有的横跨在磷脂双分子层(体现了膜结构内外的不对称性和流动性)。
3．膜在结构特性上具有流动性，功能特性上表现出选择透过性。 栏目链接 栏目链接题型1 生物膜模型的建立过程例1提出生物膜流动镶嵌模型的时间和科学家分别是( )
A．1959年，罗伯特森
B．1972年，桑格和尼克森
C．19世纪，施旺和施莱登
D．19世纪，欧文顿
名师点睛：注意牢记生物膜探索过程的时间、人物、结论。 栏目链接 解析：欧文顿提出膜是由脂质组成的，罗伯特森提出单位膜模型，施莱登和施旺提出细胞学说，桑格和尼克森提出生物膜的流动镶嵌模型。
答案：B 栏目链接变式
训练1．下列关于生物膜结构探索历程的说法中，不正确的是( )
A．最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的
B．三层结构模型认为生物膜为静态的结构
C．流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的
D．三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中的分布是不均匀的 栏目链接解析：三层结构模型认为生物膜结构是：蛋白质—脂质—蛋白质；认为蛋白质是均匀的、固定的。
答案：D 栏目链接题型2 流动镶嵌模型的基本内容 例2 生物膜的流动镶嵌模型认为生物膜是( )
①以磷脂双分子层为基本骨架 ②蛋白质—脂质—蛋白质的三层结构 ③静止的 ④流动
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
名师点睛：解题时注意细胞膜的结构特点：①镶嵌性；②流动性；③不对称性；④蛋白质极性。
栏目链接解析：生物膜的流动镶嵌模型认为：磷脂双分子层构成了膜的基本支架；磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性；大多数蛋白质也是可以运动的。
答案：C 栏目链接变式
训练2.将红色荧光染料标记的小鼠细胞与绿色荧光染料标记的人细胞融合后，放到0℃的恒温箱中培育40 min。其结果和说明的问题是( )
A．两种荧光点均匀分布，细胞膜具有一定的流动性
B．两种荧光点均匀分布，细胞膜流动性不受环境影响
C．两种荧光点不均匀分布，细胞膜具有选择透过性
D．两种荧光点不均匀分布，细胞膜流动性受温度影响
答案：D
栏目链接题型3 生物膜结构与功能相适应 例3 食物中的大分子物质，只有经消化后才能被小肠上皮细胞吸收的原因是( )
A．小肠中有各种消化酶
B．消化后的物质才溶于水
C．细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成
D．细胞膜是选择透过性膜
名师点睛：细胞膜的结构特点是流动性，细胞膜的功能特性是选择透过性。 栏目链接解析：大分子物质是不能进入细胞的，因为细胞的细胞膜具有选择透过性，小分子、离子等细胞所需要的物质可进入细胞，大分子的物质、有害物质、细菌、病毒等不能进入细胞。
答案：D 栏目链接3．人、鼠细胞融合实验是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体。下图是相关实验记录，据此不能得到的结论是( )
变式
训练 栏目链接A．温度增加到15℃以上，细胞膜流动性增强
B．该实验证明膜蛋白能够运动
C．温度对膜蛋白的运动有影响
D．图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多
答案：D
栏目链接本课总结
一、知识归纳 栏目链接二、要点回顾
1．对生物膜结构的实验分析。
2．细胞膜的流动性。 栏目链接课件35张PPT。第4章 细胞的物质输入和输出
第3节 物质跨膜运输的方式 栏目链接1.举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点。(重点)
2.正确分析坐标曲线图与相关表格数据。(难点)
栏目链接 栏目链接自主
学习一、被动运输 (1)概念：物质进出细胞时，顺浓度梯度的______。
(2)类型：扩散扩散作用载体蛋白质水 O2 甘油葡萄糖 栏目链接二、主动运输
(1)物质运输方向：大多数从________→________。
(2)基本条件：
①细胞膜上相应__________的协助。
②消耗细胞内化学反应所释放的______。
(3)生理意义：保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择地吸收所需要的________，排出________和对细胞________的物质。
低浓度高浓度 载体蛋白能量营养物质 代谢废物有害 栏目链接要点
探究一、物质跨膜运输的方式
1．被动运输的概念及类型
(1)被动运输的概念：顺物质的浓度梯度出入细胞，不需要消耗细胞能量的扩散。
(2)被动运输两种类型的比较，见下表：
栏目链接 栏目链接 栏目链接1．两种运输方式的动力均来自于细胞内外物质的浓度差，此外，协助扩散还与膜上载体蛋白的种类和数量有关。
2．被动运输的速率还与该物质分子的大小、脂溶性程度等有关。例如，分子越小、脂溶性越强，运输速率越快。
2．主动运输及影响因素
(1)概念：从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。
(2)特点：从低浓度一侧向高浓度一侧运输，需要载体，需要能量。
(3)物质：K＋、Na＋等无机盐离子，葡萄糖、氨基酸、核苷酸等小分子物质。
特别
提醒 栏目链接 (4)图例和曲线图。 栏目链接(5)主动运输的意义：保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。这对细胞的生命活动来说是非常重要的。
(6)影响主动运输的因素。
①载体的种类和数量：
栏目链接b．载体具有饱和性：当细胞膜上的载体已达饱和时，细胞吸收该载体运载的物质的速度不再随物质浓度增大而增大。
②能量。
凡是影响细胞产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。
③物质浓度。
栏目链接上图中ab段表示物质运输的速度随着物质浓度的升高而增大，说明该过程能量、载体都充足，物质的运输速度主要受物质浓度的影响；bc段曲线趋于平缓，即随着物质浓度的升高，物质运输的速度几乎不再增大，说明运输该物质的载体数量是有限的。
3．大分子物质运输的方式——胞吞和胞吐
(1)概念：胞吞——大分子物质附着在细胞表面，细胞膜内陷形成小囊，小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫胞吞。
胞吐——大分子物质在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。
栏目链接(2)原理：细胞膜的流动性。
(3)条件：需要消耗能量。
(4)细胞膜面积的变化：胞吞会引起细胞膜面积减小，胞吐会引起细胞膜面积增大。
栏目链接特别
提醒1．胞吐和胞吞实质上物质并没有跨膜，即没有从膜的一侧穿过膜到膜的另一侧。
2．胞吞需要糖蛋白的识别。
栏目链接二、自由扩散、协助扩散和主动运输的比较
栏目链接 栏目链接 栏目链接 栏目链接 1．注意提高解读图表数据的能力。如教材上“技能训练”中：①K＋和Mg2＋是通过主动运输进入细胞的。②Na＋和
Cl－是通过主动运输排出细胞的。③因为以上四种离子细胞膜内外的浓度差较大，细胞只有通过主动运输才能维持这种状况。
2．注意联系生活实际，理解研究物质跨膜运输的意义。如囊性纤维病等与细胞膜有关的疾病的研究。特别
提醒 栏目链接 栏目链接题型1 跨膜运输的方式例1 下图是植物从土壤中吸收某矿物质离子示意图。据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为( )
栏目链接A．自由扩散 B. 协助扩散
C. 主动运输 D. 被动运输
名师点睛：物质进出细胞方式的归纳如下： 栏目链接 解析：据图示可以看出，该矿质离子的跨膜运输有两个特点：一是逆浓度梯度，二是消耗ATP，故应为主动运输。
答案：C 栏目链接变式
训练1．下图为物质出入细胞的3种方式示意图，请据图回答([ ]内填序号)：
栏目链接(1)物质利用载体出入细胞的运输方式是图[ ]________和[ ]__________。①协助扩散 ③主动运输(2)物质出入细胞需消耗能量的运输方式是图[ ]____________。
(3)物质从细胞膜低浓度一侧运到高浓度一侧的运输方式是图[ ]__________。
(4)物质从细胞膜高浓度一侧运到低浓度一侧的运输方式是图[ ]和[ ]。
(5)①、②两种运输方式合称为________。
栏目链接③主动运输③主动运输①②被动运输题型2 主动运输与被动运输的区别 例2 由图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下列表述正确的是( )
栏目链接
A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输
B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面
C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关
D．抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响
栏目链接名师点睛：要确定某种物质的运输方式，必须抓三个关键：
①分析被运输的物质是否通过细胞膜；
②明确被运输物质微粒的性质(大分子、小分子、离子)；
③分析物质通过细胞膜的转运方向(高浓度→低浓度，低浓度→高浓度)，是否需要载体协助，是否需要消耗能量。 栏目链接解析：a为自由扩散，b为协助扩散(或主动运输)。脂溶性小分子物质通过自由扩散(即方式a)运输；方式a与载体无关，只与浓度有关；方式b的最大的转运速率与载体的种类和数量有关。抑制细胞呼吸，能量供应不足，导致主动运输受阻，而与自由扩散(协助扩散)无关。
答案：C 栏目链接变式
训练2．保证活细胞能够按照生命活动的需要，吸收营养物质、排出代谢废物和对细胞有害物质的跨膜运输方式是( )
A．自由扩散 B．协助扩散
C．主动运输 D．胞吞、胞吐
答案：C
栏目链接本课总结
一、知识归纳 栏目链接二、要点回顾
1．物质跨膜运输方式的判断。
2．物质跨膜运输的影响因素。 栏目链接
专题1 关于生物膜
?专题归纳
1．组成成分及其在膜中的分布
2．结构特点
流动性。如变形虫的变形运动、细胞融合、内吞、外排、载体对物质的转运等。
3．功能特点
选择透过性。如植物根系对无机盐离子的选择吸收、神经细胞对K＋的吸收和Na＋的排出、肾小管的重吸收和分泌、小肠的吸收等。
?例题分析
下图为物质进出细胞膜的示意图，据图回答：
(1)在生物膜的流动镶嵌模型中[ ]________构成了细胞膜的基本支架，与细胞信息交流有关的是[ ]______。
(2)流动镶嵌模型与三层结构模型的相同点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)细胞膜从功能上来说，它是一层______膜，用荧光标记细胞膜融合的实验表明________________________________________________________________________。
(4)K＋、葡萄糖、CO2进入红细胞的方式分别是________、______ 、__________。
解析：磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架，蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层的表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层，磷脂双分子层具有流动性。糖蛋白与细胞信息交流、保护和润滑作用、细胞识别作用等有关。物质跨膜运输方式有三种：自由扩散、协助扩散、主动运输。
答案：(1)B 磷脂双分子层 D 糖蛋白 (2)二者都由脂质和蛋白质构成 (3)选择透过性 细胞膜具有流动性 (4)主动运输 协助扩散 自由扩散
?跟踪训练
1．对细胞膜的选择透过性起主要作用的物质是( )
A．水 B．蛋白质
C．磷脂 D．糖类
答案：B
2．关于细胞膜的组成、结构、功能之间的关系，逻辑顺序正确的一组是( )
①膜主要由磷脂和蛋白质分子组成 ②膜具有流动性 ③膜具有选择透过性 ④膜内蛋白质和磷脂分子大都是运动的 ⑤主动运输得以正常进行
A．①④②⑤③ B．①②④③⑤
C．①④②③⑤ D．①②④⑤③
答案：C
专题2 影响物质运输速率的因素
?专题归纳
1．自由扩散中物质运输速率和浓度梯度的关系
由上图可解读以下信息：
(1)A图中物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运，不消耗能量也不需载体协助，所以此图是指物质通过细胞膜时的自由扩散过程。
(2)可以预测，A图中随着细胞膜外物质浓度的降低，自由扩散的速率会越来越慢。
(3)A图中箭头表示当细胞外物质的浓度高于细胞内时的物质转运方向。
(4)B图表示物质的运输速率与物质浓度差呈正比关系，说明自由扩散过程只受物质浓度差的影响。
2．协助扩散中物质运输速率和浓度梯度的关系
由上图可解读以下信息：
(1)A图代表协助扩散过程，物质从高浓度向低浓度转运，不消耗能量，但需要载体蛋白协助。
(2)可以预测，A图中物质转运速率会受细胞膜上载体蛋白的制约，如B图ab段，即物质浓度再大，物质运输速率也不再增加。
(3)B图Oa段随浓度梯度的升高，物质运输速率逐渐加快，说明此段的限制因素是物质浓度梯度．而载体蛋白是充足的。
3．主动运输中物质的运输速率与氧分压的关系
由上图可解读以下信息：
(1)由A图可判断为主动运输，因为此物质的运输是由低浓度到高浓度，并且需要能量和载体蛋白。
(2)B图中，a点表示氧气浓度为零时，也可发生主动运输(所需能量来自无氧呼吸)；ab段表示随氧分压的升高，物质运输速率逐渐增加，此时，限制物质运输速率的直接因素是能量；bc段随氧分压的升高，物质运输速率不再增加，此时限制物质运输速率的直接因素是细胞膜上载体蛋白的数量。
(3)由C图可知，主动运输中物质运输的方向既可逆浓度梯度，也可顺浓度梯度。
?例题分析
科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用下图中四条曲线表示，在研究具体的物质X时，发现与曲线②和④相符。试问：细胞膜运输物质X的方式是( )
A．自由扩散 B．主动运输
C．协助扩散 D．胞吐
解析：图①表示物质出入细胞是顺浓度梯度进行的，随物质浓度增加，运输速度加快，是被动运输。图②表示在浓度较低时，物质浓度增加，运输速度加快，但达到一定浓度以后，不再随浓度的变化而出现明显变化，是主动运输。图③说明该物质的运输与氧气浓度无关，说明物质跨膜运输不消耗能量，是被动运输。图④表示该物质的运输需要消耗能量，且受到细胞膜上载体的限制，是主动运输。
答案：B
?跟踪训练
3．有关生物膜结构与功能的叙述，正确的是( )
A．膜载体蛋白的合成不需要ATP
B．葡萄糖跨膜运输不需要载体蛋白
C．线粒体外膜与内膜的主要功能不同
D．变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同
答案：C
4．在培养玉米的溶液中加入某种阴离子，结果发现玉米根细胞在吸收该种阴离子的同时，对Cl－的主动吸收减少了，而对K＋的主动吸收并没有影响，原因是( )
A．该种阴离子妨碍了ATP的形成
B．该种阴离子抑制了主动运输
C．该种阴离子抑制了呼吸作用
D．该种阴离子和Cl－所需的载体相同第5章 细胞的能量供应和利用
答案：D
第1节 物质跨膜运输的实例
?达标练习
1．将人的红细胞置于不同浓度的食盐溶液中，浸泡半小时之后的结果如下图所示，依照红细胞外形的变化判断食盐溶液的浓度由高到低的顺序，下列正确的是( )
A．甲>乙>丙>丁 B．丁>甲>乙>丙
C．丙>丁>甲>乙 D．丙>乙>丁>甲
答案：D
2．用紫色洋葱鳞片叶表皮细胞做质壁分离的实验，若发生质壁分离前观察的细胞如下图甲，则发生质壁分离时所观察到的细胞是乙图中的( )
答案：A
3．如右实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过，倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。最可能的实验现象是( )
A．漏斗中液面开始时先上升，加酶后，再上升又下降
B．在玻璃槽中会测出蔗糖和蔗糖酶
C．漏斗中液面开始时先下降，加酶后一直上升
D．在玻璃槽中会测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶
答案：A
4．下列能够表示洋葱表皮细胞在质壁分离和复原实验中，液泡体积变化的图形是( )
答案：B
5．(2014·江门高一检测)若如图表示植物细胞渗透作用的图解，下列说法中错误的是( )
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，细胞处于平衡状态，水分子不再通过原生质层
解析：渗透作用是水分子通过半透膜的扩散，当溶液甲的浓度＝细胞液乙的浓度时，水分子仍进行扩散，只是水分进出平衡。
答案：D
6．某同学用30%的蔗糖溶液来处理某生物细胞，在操作步骤完全正确的情况下，细胞没有出现质壁分离现象。试分析该同学所使用的实验材料可能是( )
①根尖分生区细胞 ②动物细胞 ③死细胞 ④去除了细胞壁的植物细胞
A．②④ B．①②④
C．②③④ D．①②③④
解析：浸泡在30%的蔗糖溶液中，存在着浓度差，在操作步骤完全正确的情况下，细胞没有出现质壁分离现象，可能的原因有：一是死细胞；二是动物细胞或去除了细胞壁的植物细胞；三是没有大液泡的非成熟区的细胞，如根尖分生区的细胞。
答案：D
?提升练习
7. (多选)家庭养花，一次施肥过浓，引起花卉萎蔫，可采取的措施是( )
A．加强光照 B．改善空气流通
C．适当浇灌清水 D．更换盆中泥土
答案：CD
8．(多选)下列关于物质跨膜运输实例的叙述中，错误的是( )
A．细胞吸水和失水是水分子顺相对含量梯度跨膜运输的过程
B．水分子跨膜运输的方向是由高浓度溶液向低浓度溶液运输
C．无机盐离子可以逆相对含量梯度进行跨膜运输
D．生物膜是选择透过性膜，小分子物质能通过，而大分子物质则不能通过
解析：生物膜是选择透过性膜，细胞需要的离子、小分子物质都可以通过，而细胞不需要的物质则不能通过。
答案：BD
9．(易错题)将新鲜萝卜切削成酒杯形，放在两个烧杯中，如图所示。萝卜的内外有两种液体，只知道其中一种是清水，另一种是30%的蔗糖溶液，开始时两个液面等高。一段时间以后，液面变化如图所示。请回答：
(1)液体A是________，液体B是________。
解析：由于A、B开始时液面等高，一段时间后A的液面升高，说明液体A浓度高于细胞液，从细胞液中吸取水分，所以液体A应为蔗糖溶液，液体B为清水。
答案：蔗糖溶液 清水
(2)乙图中C处的细胞正处于________状态，此时它的细胞液浓度应该比B溶液的浓度________。
解析：乙图中C处的细胞处于清水中，所以会吸水，细胞液浓度高于清水。
答案：吸水 高
(3)乙图中D处的细胞正处于________状态，此时它的细胞液浓度应该比A溶液的浓度________。
解析：乙图中D处的细胞处于30%的蔗糖溶液中，细胞液浓度低于蔗糖溶液浓度，所以表现为失水。
答案：失水(或质壁分离) 低
(4)萝卜细胞的原生质层包括________________________________________________________________________
______________________。通过上述现象说明萝卜细胞的原生质层相当于________。
解析：萝卜细胞的原生质层从细胞膜到液泡膜，也就是水分子从细胞外运输到细胞液要经过的结构，它相当于半透膜。
答案：细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质 半透膜
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
?达标练习
1．一位科学家发现，当温度升高到一定程度时，细胞膜的厚度变小而面积增大，这是由于细胞膜的什么特性所决定的( )
A．具有一定的流动性 B．是选择透过性膜
C．具有专一性 D．具有运输物质的功能
答案：A
2．组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子的排布有下述特点，其中描述细胞膜基本支架的是( )
A．膜两侧的分子结构和性质不尽相同
B．磷脂排布成双分子层
C．蛋白质分子附着和镶嵌于磷脂双分子层中
D．蛋白质和磷脂分子具有一定的流动性
答案：B
3．罗伯特森的关于生物膜模型的构建：所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间亮层是脂质分子，两边暗层是蛋白质分子。这一观点的局限性最主要在于( )
A．不能解释生物膜的化学组成
B．不能解释生物膜成分的相似性
C．不能解释脂质类物质较容易跨膜运输
D．不能解释变形虫的变形运动
答案：D
4．下列是神经细胞的细胞膜结构模式图，正确的是( )
答案：A
5．实验表明，正常情况下维生素D可以优先通过细胞膜进入到细胞内部，这是因为( )
A．细胞膜上含有蛋白质分子
B．细胞内维生素D的浓度过低
C．细胞膜的基本支架是磷脂双分子层
D．细胞膜上维生素D的载体较多
解析：维生素D属于脂质，细胞膜中的磷脂分子也是脂质，故根据化学上“相似相溶”的原理，维生素D可以优先通过细胞膜。
答案：C
6．能体现生物膜结构特点的实例包括( )
①O2、CO2等分子进入细胞 ②吞噬细胞吞噬抗原 ③唾液腺细胞分泌唾液 ④变形虫的自主运动 ⑤小鼠细胞与人细胞融合
A．①②③④⑤ B．②③④⑤
C．②③④ D．①②③
解析：O2、CO2等分子进入细胞是通过自由扩散的方式，小鼠细胞与人细胞融合体现了膜的流动性，吞噬细胞吞噬抗原、唾液腺细胞分泌唾液和变形虫的自主运动均体现了细胞膜的流动性。
答案：B
?提升练习
7．(多选)细胞膜常常被脂质溶剂和蛋白酶处理后溶解，由此可以推断细胞膜的化学成分主要是( )
A．磷脂 B．蛋白质 C．多糖 D．核酸
答案：AB
8．(多选)一系列实验证明细胞膜具有流动性。荧光抗体免疫标记实验就是其中的一个典型例子。如图表示了人、鼠细胞融合过程，研究中分别将带有绿色荧光能与人细胞膜上HLA抗原特异结合的抗体和带有红色荧光能与小鼠细胞膜上H－2抗原特异结合的抗体加入细胞培养液，对人、鼠细胞进行标记。下列有关该实验的叙述正确的是( )
A．要使实验现象明显，可以适当提高细胞培养液的温度
B．选取不同生物细胞进行融合是因为不同生物细胞表面抗原差异较大
C．实验表明不同种细胞可以融合，而同种生物细胞不能进行融合
D．实验结果可以直接证明细胞膜上的蛋白质分子可以运动
解析：细胞膜的流动性与细胞代谢旺盛程度、环境温度等呈正相关；由于不同细胞的细胞膜结构基本相似，因而同种或不同种生物细胞可以相互融合；人鼠细胞融合实验中，由于采用了免疫荧光标记法，而同种生物细胞膜上的蛋白质相似程度很大，因而难以找到特异性蛋白，采用异种生物细胞可以达到这一目的。
答案：ABD
9．如下图是细胞膜结构图，已知物质跨膜运输有被动运输和主动运输两种方式，主动运输是在载体的协助下、消耗细胞内的ATP将物质逆浓度梯度运输的方式。下表是海水和某海洋植物细胞液的离子浓度对照表。据图表的内容回答下列问题：
被测物质
钾离子(相对值)
氯离子(相对值)
海水
0.01
0.50
细胞液
0.59
0.04
(1)图中1是____________，2是________，3是________。
答案：磷脂双分子层 蛋白质分子 多糖分子(糖侧链)
(2)图中1是构成细胞膜的________。图中2在钾离子、氯离子通过该植物细胞膜时起________作用。
答案：基本支架 载体
(3)从表中数据可知，植物细胞从海水中吸收________________________________________________________________________
离子并向海水中排出________离子。由此可见，该细胞膜对离子的通过具有__________性。
答案：钾 氯 选择
(4)钾离子和氯离子通过细胞膜的方式是____________，作出此判断的依据是________________________________________________________________________。
答案：主动运输 钾、氯离子从低浓度向高浓度运输
第3节 物质跨膜运输的方式
?达标练习
1．下列关于细胞中化学元素的叙述，正确的是( )
A．细胞中一种元素的作用能被其他元素替代
B．细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素
C．主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定
D．细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要
答案：C
2．用呼吸抑制剂处理红细胞，其对下列物质吸收显著减少的一组是( )
A．葡萄糖、氨基酸 B．K＋、氨基酸
C．O2、H2O D．甘油、脂肪酸
答案：B
3．某物质从低浓度向高浓度跨膜运输，该过程( )
A．没有载体参与 B．为自由扩散
C．为协助扩散 D．为主动运输
答案：D
4．下列有关物质跨膜运输方式的叙述错误的是( )
A．K＋的跨膜运输需要载体并消耗能量是主动运输
B．主动运输、胞吞和胞吐均需要消耗能量
C．人成熟红细胞主动运输吸收葡萄糖的过程消耗能量
D．在生长激素合成与分泌的过程中，生物膜发生了结构与功能上的联系
答案：C
5．(易错题)如图为某种物质S通过细胞膜的示意图，从图中能得出( )
A．M代表离子
B．膜外一定是低浓度，膜内一定是高浓度
C．这种物质的跨膜运输方式一定是主动运输，因为有M和能量的参与
D．图中M的这种移动方式是错误的，它应是固定不变的
解析：图中的M是存在于细胞膜上的，所以它应为载体蛋白，S代表的是被运输的物质，由于S的运输既需要能量又需要载体蛋白，所以一定为主动运输，M为载体蛋白，其运动的特性是作为载体的必要条件。
答案：C
6．(2014·东莞高一检测)某物质跨膜运输的方式如甲图，则该过程与下列的哪条曲线相符( )
解析：甲图中表示的是主动运输过程。氧气通过影响有氧呼吸的强度来影响主动运输，当氧气浓度为0时，主动运输速率不为0，还有无氧呼吸为其提供能量。
答案：D
?提升练习
7．(多选) 新生儿小肠上皮细胞通过消耗ATP，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖，这两种物质被吸收到血液中的方式分别是( )
A．胞吐 B．胞吞
C．被动运输 D．主动运输
答案：BD
8．(多选)下图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的两种运输方式，下列叙述中不正确的是( )
A．细胞膜功能的复杂程度主要由③决定
B．细胞膜上具有识别作用的是①
C．b可表示肌细胞吸收氧气
D．细胞膜的选择透过性与②有关，与③无关
解析：细胞膜功能的复杂程度主要与细胞膜上②蛋白质的种类和数量密切相关；与识别作用相关的是细胞膜上的①糖蛋白；由图中可以判断b表示的物质出细胞的方式为自由扩散，且为由细胞内向细胞外运输；细胞的选择透过性是以分子运动为基础的，所以②③的运动均与选择透过性有关。
答案：ACD
9．下图表示物质跨膜运输的几种方式，请据图回答：(请在 [ ]内填入图中的序号或字母)
(1)细胞膜的基本支架是[ ]________。组成细胞膜的A、B两种物质通常不是静止的，而是处于________状态的。
解析：流动镶嵌模型中的基本支架是磷脂双分子层，而且构成膜的分子大都是运动的。
答案：[A]磷脂双分子层 流动(运动)
(2)如果该图代表小肠上皮细胞的细胞膜，则葡萄糖和甘油出入此细胞膜的方式依次是[ ]________、[ ]________。前者运输方式的特点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：图中①②③依次表示的跨膜运输方式为自由扩散、主动运输、协助扩散。葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，脂溶性的甘油通过自由扩散的方式进出细胞，两种跨膜方式的条件不同。
答案：[②]主动运输 [①]自由扩散
需要载体和能量， 且主动运输的方向可以从低浓度向高浓度运输
(3)人们设计出一种膜结构，这种膜结构能将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低污水中的有毒重金属离子对水的污染，这是模拟生物膜的__________性。
解析：让水分子通过而有毒重金属离子不能通过，体现了膜的选择透过性。
答案：选择透过
(4)癌细胞转移与细胞膜上的糖蛋白减少有关。这种物质存在于细胞膜________表面。
解析：由于糖蛋白有识别作用，因此分布在细胞膜的外侧。
答案：外
