细胞的物质输入和输出

一、细胞的吸水和失水

1．渗透作用原理

(1)发生渗透作用的条件：①

；②

。

(2)渗透作用的实质：单位时间由清水进入蔗糖溶液中的水分子

蔗糖溶液进入清水中的水分子，导致蔗糖溶液液面

。具有半透膜膜两侧溶液具有浓度差多于上升目前一页\总数一百零七页\编于十八点2．动物细胞的吸水和失水

(1)人成熟红细胞中发生渗透作用的条件：①

相当于半透膜；②

之间存在浓度差。

(2)引起细胞失水与吸水的条件：外界溶液与细胞质之间存在

差。细胞膜细胞质与外界溶液浓度目前二页\总数一百零七页\编于十八点3．植物细胞的吸水和失水(1)植物细胞吸水、失水的原理：细胞壁原生质层细胞膜液泡膜细胞质大液泡目前三页\总数一百零七页\编于十八点大于失水小于吸水等于不吸水也不失水(2)植物细胞质壁分离的现象与原因：①现象：

与

分离；②外因：

浓度＞

浓度，导致细胞

；③内因：

。细胞壁原生质层外界溶液细胞液失水细胞壁的伸缩性小于原生质层目前四页\总数一百零七页\编于十八点[想一想]细胞吸水过程中，所有水分子都只能由外界溶液进入细胞液吗？提示：不是。水分子在细胞膜上总是双向运动的，细胞吸水时，由外界溶液向细胞液扩散的水分子总数多于由细胞液向外界溶液扩散的水分子总数。目前五页\总数一百零七页\编于十八点二、物质跨膜运输的其他实例

1．不同物质的跨膜运输特点

(1)水分子：

(高→低)。

(2)离子和小分子：依据细胞生命活动需要进行

。

2．水稻和番茄吸收不同离子的特点

(1)同种生物细胞对不同物质的吸收具有

，与其含有离子载体的

有关。

(2)不同种生物细胞对同种物质吸收具有

。顺相对含量梯度选择吸收选择性种类和数量差异性目前六页\总数一百零七页\编于十八点[知识体系构建]目前七页\总数一百零七页\编于十八点①原生质层②浓度差③外界溶液浓度大于细胞液浓度④细胞壁的伸缩性小于原生质层⑤选择透过性目前八页\总数一百零七页\编于十八点渗透系统和渗透作用(1)(2012·上海卷T22A)相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压，因为动物细胞没有细胞壁，对培养基的渗透压更敏感。()(2)(2012·上海卷T22C)相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压，因为动物细胞没有成熟大液泡，渗透压调节能力差。()√×目前九页\总数一百零七页\编于十八点(3)(2011·全国新课标卷T1C)将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，其主要原因是蒸馏水大量进入红细胞。()(4)(2011·全国新课标卷T4C)分别用完全营养液、蒸馏水浸泡处理来自同一洋葱鳞片叶大小、数目和生理状态一致的甲、乙两组外表皮细胞，相同时间后，将其同时放入浓度为0.3g/mL蔗糖溶液中处理一段时间后表皮细胞中的水分不再减少时，甲组细胞水分渗出量比乙组细胞低，水分出入细胞的方式是被动运输。()√√目前十页\总数一百零七页\编于十八点渗透作用的条件及原理分析应用1．渗透作用模型和成熟植物细胞与外界溶液形成的渗透系统的比较渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成渗透系统图解目前十一页\总数一百零七页\编于十八点渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成渗透系统基本条件半透膜、浓度差原生质层——选择透过性膜浓度差——细胞液与外界溶液之间的浓度差值原理水分子通过半透膜的扩散作用水分子通过原生质层在细胞液与外界溶液之间发生扩散水扩散方向低浓度溶液→高浓度溶液目前十二页\总数一百零七页\编于十八点2．常见渗透装置图形分析目前十三页\总数一百零七页\编于十八点(1)若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2，外观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。

(2)在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2。因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。目前十四页\总数一百零七页\编于十八点3．验证渗透作用发生的条件

(1)实验设计：

(2)结论：

A组和B组对比说明渗透作用要有半透膜。

A组和C组对比说明发生渗透作用时半透膜两侧的溶液必须具有浓度差。目前十五页\总数一百零七页\编于十八点4．探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)烧杯内盛淀粉溶液漏斗内盛碘液结论变蓝不变蓝碘能通过半透膜，而淀粉不能不变蓝变蓝淀粉能通过半透膜，而碘不能变蓝变蓝淀粉和碘都能通过半透膜不变蓝不变蓝淀粉和碘都不能通过半透膜目前十六页\总数一百零七页\编于十八点高考地位本考点知识有一定难度，关键在于理解，是高考中的常考点之一，多结合具体实验过程，考查渗透作用的原理条件等命题角度(1)以实验装置图形式考查对渗透作用实验现象的预测分析，如典例1；(2)运用渗透作用装置考查渗透作用过程及图文转化能力，如图典例2。目前十七页\总数一百零七页\编于十八点[典例1]右图装置的玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先加入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。最可能的实验现象是(

)

A．在玻璃槽中会测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶

B．漏斗中液面开始时上升，加酶后继续上升

C．漏斗中液面开始时上升，加酶后，再上升后又下降

D．漏斗中液面开始时先上升，加酶后不上升直接下降目前十八页\总数一百零七页\编于十八点[解析]实验开始时，蔗糖不能透过半透膜，所以单位时间内通过半透膜渗透进入长颈漏斗中的水分子数比渗透出来的多，漏斗内液面上升。而加入酶后，将蔗糖分解为单糖，进一步提高了漏斗内的浓度，所以液面再上升，但由于单糖分子能透过半透膜进入玻璃槽中，使玻璃槽内液体浓度升高，一段时间后，水分子从长颈漏斗内渗出的较多，漏斗内液面下降。[答案]C目前十九页\总数一百零七页\编于十八点[典例2]右图所示的渗透装置中，开始时的液面高度为a，停止上升时的高度为b，若每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部分吸出，则a、b液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数之间的关系是(

)目前二十页\总数一百零七页\编于十八点[解析]每吸出一次，蔗糖溶液浓度就减小一次，而a、b液面的高度差是由半透膜内外溶液浓度差决定的，随着吸出次数的增加，膜内外浓度差越来越小，所以a、b液面高度差也越来越小。[答案]B目前二十一页\总数一百零七页\编于十八点目前二十二页\总数一百零七页\编于十八点目前二十三页\总数一百零七页\编于十八点二、实验步骤目前二十四页\总数一百零七页\编于十八点三、易误点拨

(1)实验选材：①选用的植物细胞要有中央大液泡，质壁分离及复原现象明显；②细菌细胞也能发生质壁分离，但现象不明显；③动物细胞没有细胞壁，不发生质壁分离现象。

(2)实验试剂的使用：①若使用浓度过高的蔗糖溶液，则质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，使细胞过度失水而死亡；目前二十五页\总数一百零七页\编于十八点(3)操作注意事项：观察细胞质壁分离状态时，时间不要过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响复原现象的观察。目前二十六页\总数一百零七页\编于十八点[高考实验对接](2011·天津高考)将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中，1分钟后进行显微观察，结果见右图，下列叙述错误的是(

)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目前二十七页\总数一百零七页\编于十八点选项分析对接教材A图示细胞已发生质壁分离，图中L是细胞壁、M是紫色液泡，N处是原生质层与细胞壁分离的空隙，存在的是外界溶液，故A项错误显微镜下对细胞结构的识别B将视野中处于正在发生质壁分离的细胞放入清水中，细胞会吸水使质壁分离的细胞复原，故B项正确与教材实验过程及观察到现象相符C植物细胞的细胞壁具有全透性，而由细胞膜、液泡膜及二者之间的细胞质构成的原生质层具有选择透过性，二者在物质透性上存在显著差异。故C项正确与教材实验原理相一致D洋葱根尖分生区细胞还未成熟，不具有大型液泡，不宜作为该实验的生物材料，故D项正确与教材实验选材要求相符目前二十八页\总数一百零七页\编于十八点[多维思考](1)若题目中所用蔗糖溶液浓度远大于0.3g/mL，会对实验造成怎样的结果？提示：可导致细胞过度失水而死亡，不能完成质壁分离复原过程。

(2)题中B项在原生质体逐渐复原过程中，洋葱表皮细胞吸水能力和紫色液泡体积如何变化？提示：洋葱细胞吸水能力逐渐减小，紫色液泡体积逐渐增大。目前二十九页\总数一百零七页\编于十八点自身对照指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不另设对照。自身对照方法简便，关键是看清实验处理前后现象变化的差异。1．模拟图示目前三十页\总数一百零七页\编于十八点2．信息解读

(1)此细胞正处在质壁分离状态，因原生质层与细胞壁之间有空隙。

(2)此细胞的运动状态是不确定的，即可能正处于发生质壁分离的过程，也可能正处在发生质壁分离复原过程，也可能处于此状态的稳定过程中。

(3)此细胞对水分子运动方向可能存在三种情况：目前三十一页\总数一百零七页\编于十八点3．示例分析“植物细胞的吸水和失水”实验中的自身对照

(1)实验对象：同一成熟的植物细胞。

(2)观察指标：液泡大小、颜色深浅及原生质层位置的变化。

(3)实验中的两次对照：目前三十二页\总数一百零七页\编于十八点目前三十三页\总数一百零七页\编于十八点(4)注意事项：①实验材料在整个实验过程中必须保持一定的生理活性，高浓度溶液的浓度不能过高。②持续观察记录实验操作前、后实验对象的状况，控制好观察时间。目前三十四页\总数一百零七页\编于十八点[高考随堂体验]1．(2012·广东高考)小杨对4种实验材料的研究及观察记录见下表，正确的是(双选)(

)选项实验材料观察到的结构或现象A胚胎干细胞同源染色体联会B紫色洋葱鳞片叶外表皮质壁分离及复原C黑藻叶片叶绿体移动D大肠杆菌有核仁目前三十五页\总数一百零七页\编于十八点解析：同源染色体的联会只发生在减数分裂过程中，胚胎干细胞不能进行减数分裂；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞处于高渗溶液中时会发生质壁分离，已发生质壁分离的细胞处于低渗溶液中会发生质壁分离复原；黑藻叶片细胞中具有叶绿体，通过显微镜可以观察到叶绿体随着细胞质的流动而移动；大肠杆菌是原核细胞，没有细胞核，无法观察到核仁。答案：BC目前三十六页\总数一百零七页\编于十八点2．(2011·全国卷)将紫色洋葱在完全营养液中浸泡一段时间，撕取外表皮，先用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，立即将外表皮放入蒸馏水中，直到细胞中的水分不再增加。若在该实验过程中，蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓度为甲，细胞中的水分不再增加时外表皮细胞液的浓度为乙，则甲、乙的关系以及实验过程中水分进出细胞的方式为(

)A．甲<乙，被动运输 B．甲>乙，被动运输C．甲>乙，主动运输

D．甲＝乙，主动运输目前三十七页\总数一百零七页\编于十八点解析：蔗糖溶液处理前的细胞放在蒸馏水中能吸收水分，而处理后发生质壁分离复原的细胞中水分不再增加，故细胞液的浓度降低了，即甲>乙。水分进出细胞的方式是自由扩散，属于被动运输。答案：B目前三十八页\总数一百零七页\编于十八点3.(2010·上海高考)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(

)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目前三十九页\总数一百零七页\编于十八点解析：图示为处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。若在40%的蔗糖溶液中，与图示相比，A不变，但因失水更多而B变小，所以B/A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目前四十页\总数一百零七页\编于十八点4．(2009·海南高考)已知鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的20%蔗糖溶液、排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10%蔗糖溶液的烧杯中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是(

)目前四十一页\总数一百零七页\编于十八点解析：鱼鳔内蔗糖溶液浓度大于烧杯内蔗糖溶液浓度，故水分子由烧杯进入鱼鳔的速度大于由鱼鳔进入烧杯的速度，烧杯内蔗糖溶液浓度随时间延长逐渐增大，直到稳定在某一浓度上。答案：B目前四十二页\总数一百零七页\编于十八点5．(2012·北京高考)科学家为了研究蛋白A的功能，选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验，处理及结果见下表。实验组号在等渗溶液中进行的处理在低渗溶液中测定卵母细胞的水通透速率(cm/s×10－4)Ⅰ向卵母细胞注入微量水(对照)27.9Ⅱ向卵母细胞注入蛋白A的mRNA210.0Ⅲ将部分Ⅱ组细胞放入含HgCl2的等渗溶液中80.7Ⅳ将部分Ⅲ组细胞放入含试剂M的等渗溶液中188.0目前四十三页\总数一百零七页\编于十八点(1)将Ⅰ组卵母细胞放入低渗溶液后，水分子经自由扩散(渗透)穿过膜的____________进入卵母细胞。(2)将蛋白A的mRNA注入卵母细胞一定时间后，该mRNA________的蛋白质进入细胞膜，使细胞在低渗溶液中体积________。(3)与Ⅱ组细胞相比，Ⅲ组细胞对水的通透性_______，说明HgCl2对蛋白A的功能有_______作用。比较Ⅲ、Ⅳ组的结果，表明试剂M能够使蛋白A的功能_______。推测HgCl2没有改变蛋白A的氨基酸序列，而是破坏了蛋白A的_____。目前四十四页\总数一百零七页\编于十八点(4)已知抗利尿激素通过与细胞膜上的________结合，可促进蛋白A插入肾小管上皮细胞膜中，从而加快肾小管上皮细胞对原尿中水分子的________。(5)综合上述结果，可以得出_________________________的推论。目前四十五页\总数一百零七页\编于十八点解析：(1)细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，水分子以自由扩散的方式通过细胞膜的磷脂双分子层，不需要载体蛋白的协助。(2)向卵母细胞注入蛋白A的mRNA，导致水通透速率提高，这是因为该mRNA翻译产生的蛋白质进入细胞膜后成为了水通道蛋白，导致低渗溶液中水分子大量进入细胞，使细胞体积迅速增大。(3)Ⅲ组与Ⅱ组相比，唯一变量为Ⅲ中等渗溶液中含有HgCl2，Ⅲ组细胞在低渗溶液中对水的通透速率明显下降，说明HgCl2对蛋白A的功能有抑制作用。Ⅳ组中，将部分Ⅲ组细胞放入含试剂M的等渗溶液目前四十六页\总数一百零七页\编于十八点中，细胞对水的通透速率又有所提高，但未达到Ⅱ组的水平，说明试剂M能使蛋白A的功能部分恢复。可见，HgCl2没有改变蛋白A的氨基酸序列，只是改变了蛋白A的空间结构。(4)抗利尿激素作用于靶细胞膜上的受体，使肾小管对水的通透性增强，是因为其能促进蛋白A插入肾小管上皮细胞膜中，从而加快肾小管上皮细胞对原尿中水分子的重吸收。(5)通过实验组Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的相互比较可以得出，蛋白A为水通道蛋白。目前四十七页\总数一百零七页\编于十八点答案：(1)磷脂双分子层(2)翻译迅速增大(3)明显降低抑制部分恢复空间结构(4)受体重吸收(5)蛋白A是水通道蛋白目前四十八页\总数一百零七页\编于十八点6．(2010·浙江高考)为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化，请根据以下提供的实验材料与用具，写出实验思路，设计记录实验结果及原因分析的表格，并填入相应内容。材料与用具：兔红细胞稀释液、质量分数为1.5%的NaCl溶液、蒸馏水、试管、显微镜等。目前四十九页\总数一百零七页\编于十八点(要求：答题时对NaCl溶液的具体配制、待观察装片的具体制作不作要求)(1)实验思路：①⋮(2)设计一张表格，并将预期实验结果及原因分析填入该表中。目前五十页\总数一百零七页\编于十八点解析：实验目的为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化，所以自变量是不同浓度的NaCl溶液，因变量是红细胞的形态变化。答案：(1)①配制质量分数由低到1.5%的NaCl溶液，分别等量加入各支试管中。②向上述各支试管中分别加入等量的兔红细胞稀释液，放置一定时间。③取兔红细胞稀释液和上述试管中的红细胞稀释液制作装片，用显微镜观察并比较红细胞形态的变化。目前五十一页\总数一百零七页\编于十八点(2)不同浓度NaCl溶液对兔红细胞形态的影响：NaCl溶液的浓度红细胞形态的变化原因分析低于一定浓度的NaCl溶液体积变大甚至涨破红细胞吸水一定浓度的NaCl溶液形态未变进出红细胞的水分子数相等高于一定浓度的NaCl溶液皱缩，体积变小红细胞失水目前五十二页\总数一百零七页\编于十八点7．(2008·江苏高考)某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。目前五十三页\总数一百零七页\编于十八点增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。(1)设计出继续实验的简要步骤：①__________________；②______________。(2)预测实验现象并作出结论：________________________________________________________________________。目前五十四页\总数一百零七页\编于十八点解析：(1)蔗糖是大分子物质，不能透过半透膜，故b管液面会上升。蔗糖在蔗糖酶作用下产生葡萄糖和果糖，葡萄糖和果糖是还原性糖，可以和斐林试剂共热产生砖红色沉淀。因此，要探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜，可以向a、b管中加入等量蔗糖酶溶液，然后各吸取少量与斐林试剂共热，观察有无砖红色沉淀的产生。(2)如果蔗糖水解产物能通过半透膜，则a、b两管液面高度差会缩小，均能与斐林试剂共热产生砖红色沉淀。如果蔗糖水解产物不能通过半透膜，则两管液面高度差会增大，且只有b侧管中液体能与斐林试剂共热产生砖红色沉淀。目前五十五页\总数一百零七页\编于十八点答案：(1)①向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热(或隔水加热)U型管至适宜温度，观察a、b两管内液面的变化②吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入斐林试剂，(60℃～65℃)水浴加热，观察A、B试管内有无砖红色沉淀(2)如果a、b两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果a、b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀、B试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜。“课时达标检测”见“限时集训（七）”目前五十六页\总数一百零七页\编于十八点1．组成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质

分子都是可以运动的，体现了生物膜具

有一定的流动性的结构特点。

2．糖被只分布于细胞膜外侧，是判断细胞

膜内外侧的标志。3．生物膜选择透过性的物质基础是生物膜上载体蛋白。4．自由扩散、协助扩散的动力来自膜内外浓度差。5．主动运输、胞吐、胞吞均需消耗能量。6．主动运输、协助扩散均需要载体蛋白。目前五十七页\总数一百零七页\编于十八点一、生物膜的流动镶嵌模型[据图填空](1)据图填写细胞膜的组成物质：a．

；b．

；c．

。(2)图中c的分布形式：①镶在[b]

的表面；②部分或全部

b中；③

于整个b中。糖蛋白磷脂双分子层蛋白质磷脂双分子层嵌入贯穿目前五十八页\总数一百零七页\编于十八点(3)补充模型中有关结构或功能特点：①基本支架：[b]

；②结构特点：

；③生理特性：

；④a分布于细胞膜的

，具有保护、

和

作用。磷脂双分子层具有一定的流动性选择透过性外侧润滑识别目前五十九页\总数一百零七页\编于十八点[想一想]脂溶性物质易透过细胞膜，而非脂溶性物质不易透过细胞膜的原因是什么？提示：构成细胞膜的主要成分是磷脂，细胞膜以磷脂双分子层为基本支架。目前六十页\总数一百零七页\编于十八点二、物质跨膜的方式(b为ATP)[据图填空](1)填写有关跨膜方式及结构名称：甲：

；乙：

；丙：

；a.

。自由扩散协助扩散主动运输载体蛋白目前六十一页\总数一百零七页\编于十八点(2)写出影响甲、乙、丙三种运输速率的因素：①制约甲的因素是膜两侧的

；②决定乙的因素之一是a的

；③决定丙的动力是

。(3)实例分析(填写甲、乙、丙三种跨膜运输方式)：①水分子进入红细胞的方式是

；②葡萄糖进入红细胞的方式是

；③K＋进入红细胞的方式是

。浓度差种类和数量能量(ATP)甲乙丙目前六十二页\总数一百零七页\编于十八点[想一想]

消耗能量的物质运输方式一定是主动运输吗？提示：不一定。胞吞、胞吐也需要消耗能量，属于非跨膜运输。目前六十三页\总数一百零七页\编于十八点[知识体系构建]目前六十四页\总数一百零七页\编于十八点目前六十五页\总数一百零七页\编于十八点生物膜的结构功能的关系(1)(2011·海南卷T1D)细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的。()(2)(2011·海南卷T1B)细胞融合与细胞膜的流动性有关。

()(3)(2010·全国卷T1A)不直接依赖细胞膜流动性就能完成的是胰岛B细胞分泌胰岛素。()(4)(2010·山东卷T4A)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定。()√×√√目前六十六页\总数一百零七页\编于十八点1．生物膜的组成、结构、功能关系图解目前六十七页\总数一百零七页\编于十八点2．生物膜的结构特点——具有一定的流动性

(1)结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的。

(2)实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞噬作用等。

(3)膜的流动性受温度影响，在一定温度范围内，随温度升高，膜的流动性加快。目前六十八页\总数一百零七页\编于十八点3．细胞膜的功能特点——选择透过性目前六十九页\总数一百零七页\编于十八点4.细胞膜的流动性和选择透过性的关系

(1)区别：具有一定的流动性是细胞膜的结构特点；选择透过性是细胞膜的功能特性，是指细胞膜对进出细胞的物质具一定的选择性。

(2)联系：细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。因为只有细胞膜具有流动性，只有它是运动的，才能运输物质，才能表现出选择透过性。目前七十页\总数一百零七页\编于十八点高考地位本考点知识较为简单，关键在于理解生物膜结构与功能的关系，是高考中命题热点之一命题角度(1)运用流动镶嵌模式图为信息载体，综合考查生物膜组成结构与功能的关系，如典例1；(2)以生物膜结构为切入点，综合考查相关生理过程与生物膜的关系，如典例2。目前七十一页\总数一百零七页\编于十八点[典例1]下图是细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示构成细胞膜的物质。有关说法错误的是(

)目前七十二页\总数一百零七页\编于十八点A．③构成细胞膜的基本骨架

B．细胞膜结构特点是选择透过性

C．细胞识别与物质①有关

D．由②参加的物质运输不一定为主动运输[解析]由图可以得出①为糖蛋白，与细胞间的识别有关；②为蛋白质，与物质进出细胞的运输有关(主动运输或协助扩散)；③为磷脂分子(磷脂双分子层)，它构成了细胞膜的基本骨架(支架)。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特性是选择透过性。[答案]B目前七十三页\总数一百零七页\编于十八点[典例2]

(2013·安徽“江南十校”联考)下列有关生物膜的叙述不正确的是(

)A．原生质体融合成杂合体细胞与生物膜的特点有关

B．在叶绿体类囊体膜上能实现能量的转换

C．细胞分化以后，其细胞膜的通透性不会改变

D．细胞内的ATP有的是在生物膜上合成的.目前七十四页\总数一百零七页\编于十八点[解析]质生质体融合成杂合体细胞与细胞膜有一定的流动性有关，A项正确。在叶绿体类囊体膜上有光能→电能→化学能的转换，B项正确。细胞内的ATP有的是在生物膜上合成的，比如线粒体内膜上合成ATP，D项正确。细胞分化以后，形态、功能发生改变，其细胞膜的通透性也会随之改变，C项不正确。

[答案]C目前七十五页\总数一百零七页\编于十八点(1)(2012·海南卷T11C)细胞外液中的K＋进入神经细胞属于自由扩散。()(2)(2012·安徽卷T2D)在神经细胞上动作电位产生与膜电位恢复过程中，Na＋流入和排出都是主动运输。()物质运输方式及影响因素××目前七十六页\总数一百零七页\编于十八点(3)(2012·浙江卷T1)人体肝细胞内CO2分压和K＋浓度高于细胞外，而O2分压和Na＋浓度低于细胞外，O2和K＋通过主动运输进入肝细胞。()(4)(2011·北京卷T3A)叶绿体合成的ATP通过核孔进入细胞核。()(5)(2010·山东卷T3D)抑制细胞呼吸对自由扩散和主动运输的转运速率均有影响。()×××目前七十七页\总数一百零七页\编于十八点1．物质跨膜运输方式的辨析物质跨膜运输的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散物质运输方向高浓度→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ATP目前七十八页\总数一百零七页\编于十八点物质跨膜运输的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散图例模型举例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等红细胞吸收葡萄糖小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等目前七十九页\总数一百零七页\编于十八点2．影响物质跨膜运输的因素及模型构建(1)物质浓度：目前八十页\总数一百零七页\编于十八点(2)氧气浓度：(3)温度：目前八十一页\总数一百零七页\编于十八点3．物质非跨膜运输方式胞吞(内吞)胞吐(外排)条件细胞摄取或排出大分子和颗粒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，不需要载体方向细胞外→内细胞内→外实例变形虫吞食食物颗粒，白细胞吞噬病菌等胰岛B细胞分泌胰岛素目前八十二页\总数一百零七页\编于十八点高考地位本考点知识属于理解层次，是高考命题的常考点之一命题角度(1)结合细胞膜流动镶嵌模型图示，综合考查物质

跨膜运输方式的判断，如典例3；(2)运用曲线作为信息载体考查不同物质跨膜运输

的方式，如典例4。目前八十三页\总数一百零七页\编于十八点[典例3]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，下列对细胞膜结构和功能的叙述错误的是(

)目前八十四页\总数一百零七页\编于十八点A．若图示为肝细胞膜，则尿素的运输方向是Ⅱ→ⅠB．细胞间的识别、免疫、细胞的癌变与①有密切的关系

C．适当提高温度将加快②和③的流动速度

D．b过程不需要ATP，a过程未体现膜的选择透过性这一生理特性目前八十五页\总数一百零七页\编于十八点解析：据图中①糖蛋白的分布，可判断图中Ⅰ为膜外侧，Ⅱ为膜内侧，肝细胞内合成尿素，通过肝细胞膜运出到细胞外；糖蛋白是细胞间的识别、免疫功能的物质基础，细胞癌变后，细胞膜上的糖蛋白减少；图中②是蛋白质，③是磷脂双分子层，组成细胞膜的磷脂分子、大多数蛋白质分子是可以运动的，适当提高温度，分子运动速度加快；图中a方式是由低浓度向高浓度，需载体协助的主动运输，b方式是由高浓度向低浓度，不需要消耗能量。主动运输需要消耗ATP，还需载体蛋白的协助，体现了膜的选择透过性，故D项错误。答案：D

目前八十六页\总数一百零七页\编于十八点物质进出细胞的方式及特点的判断方法

(1)根据分子大小与是否需要载体蛋白、能量：

(2)根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。目前八十七页\总数一百零七页\编于十八点[典例4]

(2010·山东高考)右图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下列表述正确的是(

)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目前八十八页\总数一百零七页\编于十八点解析：由图可知，曲线a表示物质的转运速率与被转运分子的浓度成正比，因此曲线a表示的是自由扩散的跨膜运输方式；曲线b表示在一定范围内物质的转运速率与被转运分子的浓度成正相关，而超过一定的范围，物质的转运速率不再随被转运分子的浓度增加而增大，这时候主要受细胞膜上载体数量的限制，因此曲线b表示的是主动运输或协助扩散的跨膜运输方式。脂溶性小分子物质以自由扩散的方式进出细胞；方式a表示的是自由扩散，如果需要载体蛋白的参与，那么与之有关的载体蛋白应贯穿于细胞膜中构成蛋白质通道；抑制细胞呼吸对方式b的转运速率有影响，而对方式a的转运速率无影响。答案：C目前八十九页\总数一百零七页\编于十八点探究某种物质的跨膜运输方式可依据浓度高低、是否需要能量、是否需要载体蛋白三个方面展开分析。(1)浓度从低到高——主动运输；浓度从高到低——协助扩散或自由扩散。(2)抑制呼吸作用，物质跨膜中止——主动运输；抑制呼吸作用，物质跨膜无影响——协助扩散或自由扩散。(3)抑制载体蛋白，物质跨膜中止——主动运输或协助扩散；抑制载体蛋白，物质跨膜无影响——自由扩散。目前九十页\总数一百零七页\编于十八点[典例]下图为某种植物吸收某种物质的跨膜运输示意图，其中△表示某种物质，a、b为构成细胞膜的物质或结构，c是能源物质，A、B为细胞膜的两侧。该物质的浓度能够控制且转运速度能检测。请探究该物质的跨膜方式。目前九十一页\总数一百零七页\编于十八点(1)如果A是膜内，该物质是从B→A运输，能否判断该物质跨膜运输方式是主动运输？提示：能，因为该物质从B→A运输，即从低浓度向高浓度运输，可直接判断为主动运输。

(2)如果A是膜外，该物质的浓度与细胞膜转运该物质速度一直呈正相关，能确定其跨膜运输方式吗？提示：能，该跨膜运输方式为自由扩散，因为自由扩散的速度取决于细胞内外溶液的浓度差。目前九十二页\总数一百零七页\编于十八点(3)如果在一定范围内随着该物质浓度的增加，其转运速度也随之增加，当增加到某一浓度时，其吸收速率不再增加，此时能判断该物质的运输方式吗？怎样设计实验确定其跨膜运输方式？提示：①可能为协助扩散，也可能是主动运输。②将发育状况相同的该植物等分成甲、乙两组，放入适宜浓度的该物质的相同溶液中，甲组给予抑制根部呼吸的条件，乙组给予正常呼吸的条件，其余条件相同且适宜，一段时间后测定根部的吸收速率。若甲、乙组转运速率相等，则为协助扩散，若甲组的转运速率小于乙组，则为主动运输。目前九十三页\总数一百零七页\编于十八点[高考随堂体验]一、选择题(每小题5分，共60分)1．(2012·海南高考)在动物细胞的物质运输中，属于自由扩散的是(

)A．红细胞中的Na＋进入血浆B．细胞外液中的O2进入肌细胞C．细胞外液中的K＋进入神经细胞D．血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞目前九十四页\总数一百零七页\编于十八点解析：人红细胞中的Na＋只有血浆中的1/6，为了维持Na＋细胞外高浓度、K＋细胞内高浓度，细胞靠主动运输运出Na＋，运进K＋；O2的跨膜运输是自由扩散；甲状腺滤泡上皮细胞中碘浓度比血浆中的浓度高，血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞属于主动运输。答案：B目前九十五页\总数一百零七页\编于十八点2．(2011·北京高考)下列与细胞内物质运输有关的叙述，正确的是