物质跨膜运输的实例与物质跨膜运输的方式

第3章细胞的基本结构

细胞的物质输入和输出

第3讲物质跨膜运输的实例和方式考纲要求(考点)物质跨膜运输实例方式细胞的吸水和失水其他实例如K+、Ca2+等被动运输主动运输自由扩散协助扩散离子等动物细胞植物细胞质壁分离和复原实验胞吐蛋白质等两组相近概念比较(1)半透膜、选择透过性膜区别：①半透膜是无生命的物理性薄膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。②选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。议一议：半透膜与选择透过性膜有哪些异同点？答案：①相同点：某些物质可以通过，另一些物质不能通过。②不同点：选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。(2)原生质层、原生质体①原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟的植物细胞中。②原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，常用作植物细胞融合的材料。1．只有成熟的植物细胞才发生质壁分离现象。2．动物细胞无细胞壁，会发生吸水涨破现象，但植物细胞有细胞壁不会因吸水而涨破。3．渗透作用特指水分子等溶剂分子透过半透膜，由低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。4．自由扩散是物质顺浓度梯度进出细胞的方式，包含细胞渗透吸水和失水。5．主动运输是细胞按照生命活动需要主动摄取或排出物质的跨膜运输方式，需要载体协助并消耗ATP。6．胞吞、胞吐的物质通常是大分子物质、颗粒状物质或液体，通过膜泡运输，非跨膜运输。考点一：渗透系统和细胞吸水思考与比较：①渗透与扩散的关系？②半透膜与选择透过性膜的区别？注意：①若溶质分子能通过半透膜，则先是浓度高的一侧液面升高，随后另一侧液面上升，最后达到渗透平衡。②上图中，在达到渗透平衡后，只要存在液面差Δh，则S1溶液的浓度仍大于S2溶液的浓度。③若S1为10%蔗糖溶液，S2为10%葡萄糖溶液，则水分子由漏斗进烧杯使漏斗液面先下降后上升。④水分子的移动方向：双向移动，但最终结果是单位体积内水分子数多(低浓度)溶液流向单位体积内水分子数少(高浓度)溶液。

⑤水分子的运输方向：①低浓度溶液→高浓度溶液

②低渗透压溶液→高渗透压溶液③水分子多溶液→水分子少溶液（水分子也是一种自由扩散）3．动物细胞构成渗透系统可发生渗透作用动物细胞膜相当于一层半透膜。

(1)外界溶液浓度③________细胞质浓度时，细胞吸水膨胀外界溶液浓度④________细胞质浓度时，细胞失水皱缩外界溶液浓度⑤________细胞质浓度时，细胞水分进出 平衡，形态不变＜

＞

＝

(2)细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜两侧溶液中水的相对含量的_____。3．植物细胞的吸水和失水差值4．与渗透作用模型对比分析成熟植物细胞是一个渗透系统低原生质层半透膜高4．成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用当细胞液浓度＜外界溶液浓度时，失水，质壁分离。当细胞液浓度＞外界溶液浓度时，吸水，质壁分离复原。原生质层与原生质体的区别？细胞液:植物细胞液泡内的水状液体，含有细胞代谢活动的产物，其成分有糖类、蛋白质、有机酸、色素、生物碱、无机盐等。其浓度决定植物细胞的渗透压。细胞内液:指人或高等动物细胞内的液体，“质”与“壁”各指什么？原生质层是指植物细胞中，细胞膜、液泡膜、以及它们之间的物质，总的叫原生质层。

原生质体是指植物细胞去除细胞壁以后，剩下的所有部分。细胞液与细胞内液的区别？注意：

①分生区细胞和干种子细胞因无大液泡，不能发生渗透作用（吸胀吸水），无质壁分离和复原现象。(成熟、活的，植物细胞才能发生质壁分离)②植物细胞有细胞壁的存在，不管失水还是吸水，细胞体积变化不大（液泡体积变化较大）。但动物细胞体积会发生明显变化。A组

B组

考点突破：特别提醒①发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达平衡状态，既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度相等。②溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但10%蔗糖溶液的物质的量浓度小，故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。成熟的植物细胞细胞膜

液泡膜两膜间的细胞质原生质层外界溶液细胞液1．原理：成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。

考点二：植物细胞的质壁分离及复原实验务实基础：实验结果：变小脱离细胞壁基本不变逐渐恢复原来大小恢复原位基本不变清水蔗糖溶液中央液泡大小原生质层位置细胞大小细胞失水细胞吸水质壁分离现象：外界溶液浓度细胞液的浓度，质壁分离复原现象：外界溶液浓度细胞液浓度，3.实验现象：D巩固练习： 渗透作用的原理及应用(2013·江苏单科，27)下图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时的液面差为Δh，此时S1和S2浓度大小关系为________。S1大于S2(1)由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧浓度大小是a________b(大于、小于、等于)。由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在________，最终液面不再上升。当液面不再上升时，c两侧浓度大小是a________b。(2)图丙中相当于图甲中c结构的是________(填序号)，结构②当中充满的液体是________。此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是________。A．细胞液>外界溶液 B．细胞液<外界溶液C．细胞液＝外界溶液 D．都有可能小于下降小于③④⑤外界溶液D(3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中，发现细胞液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水？________，原因是__________________________。(4)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中，发现细胞液泡体积在增大。当液泡体积不再增大时，细胞液浓度是否一定和外界溶液浓度相等？______________。不能细胞壁对原生质层有支持和保护的作用不一定B-27-C4．质壁分离的原因分析(1)原因(2)表现外界溶液浓度＞细胞液浓度

外因内因原生质层相当于一层半透膜细胞壁的伸缩性小于原生质层宏观微观植株：坚挺→萎蔫液泡：大→小细胞液颜色：浅→深原生质层：与细胞壁分离考点突破：1．实验成功的关键实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察。2．质壁分离和质壁分离复原中水分子移动是双向的，结果是双向水分子运动的差别所导致的现象。3．质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，因细胞壁是全透性且有水分子通过原生质层渗出来。4．若用50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因为细胞过度失水而死亡。5．若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验会出现自动复原现象，因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。6、质壁分离实验的拓展应用C巩固练习：D考点三：其他物质的跨膜运输务实基础：不同

不同

选择性

水分子

离子和小分子

离子、小分子和大分子

考点突破：①物质的跨膜运输并不都是顺相对含量浓度梯度的，而且细胞对于物质的输入和输出有选择性。②细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，其结构基础为膜上载体蛋白的种类和数量，有饱和性现象。③高浓度的盐、醋、糖等溶液能使细胞脱水而死亡，杀菌也是这个道理。④吸水和吸收矿质离子是何种关系？

考点四：物质跨膜运输的方式务实基础：1、判断物质进出细胞的方式①根据分子大小与是否需要载体蛋白、能量

自由扩散协助扩散主动运输②根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。(2)不同因素对主动运输的影响不同由于主动运输需要载体蛋白参与和消耗呼吸作用释放的能量,因此抑制某载体蛋白活性，则只会导致以该载体蛋白转运的物质运输停止，对其他物质运输不影响；但抑制呼吸作用，所有以主动运输跨膜的物质运输受影响。2、物质跨膜运输与膜的流动性和选择透过性有关，选择透过性的结构基础是膜上载体蛋白的种类和数量。3、影响物质跨膜运输的因素(1)物质浓度(在一定浓度范围内)自由扩散协助扩散或者主动运输(2)O2浓度(3)温度温度可影响生物膜的流动性和有关酶的活性，因而影响物质的运输速率，如低温会使物质跨膜运输速率下降。

2、大分子的跨膜运输比一比：自由扩散、协助扩散和主动运输与胞吞、胞吐有何主要区别？答案：前三种物质运输方式是小分子和离子的运输方式，不包括大分子，且他们是穿膜运输。胞吞、胞吐是大分子或颗粒性物质的运输方式，运输是通过膜融合实现转移的，被运输的物质不直接穿过生物膜。巩固练习：B

解析：B不对！静息状态下的神经细胞也需要进行呼吸作用，也必须要摄取葡萄糖进行氧化分解供能！1．把哺乳动物成熟的红细胞置于清水中是获取细胞膜的最佳方法，根据渗透作用的原理，请分析在此过程中，细胞的吸水能力的变化情况是()A．逐渐增强B．逐渐降低C．保持不变D．先升高后降低B考点过关演练2．将洋葱表皮细胞置于30%的蔗糖溶液中，细胞中含水量的变化用下面哪个图表示()CA解析：根据表格中质量转变百分率可知，四组马铃薯条分别在Ⅰ～Ⅳ四种液体中发生了吸水、失水、失水和吸水失水达到动态平衡四种情况，由此可推知外界四种溶液浓度大小为Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅰ。

4．下列关于物质运输的说法正确的是()A．钾离子主动运输进入细胞，对维持细胞内液渗透压起重要作用B．尿液中的尿素含量远高