暑期預(yù)習(xí)2023高中生物：物質(zhì)的跨膜運輸知識精講新人教版必修1

第二單元生命活動結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)專題06物質(zhì)的跨膜運輸☆知識腦圖☆☆目標導(dǎo)航☆1．了解滲透作用的原理；2．觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原；3．理解物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞?。☆知識點貫通☆一、被動運輸1．滲透作用原理（1）發(fā)生滲透作用的條件①具有半透膜。②膜兩側(cè)溶液具有濃度差。（2）滲透作用的實質(zhì)：單位時間內(nèi)由清水進入蔗糖溶液中的水分子數(shù)多于由蔗糖溶液進入清水中的水分子數(shù)，導(dǎo)致蔗糖溶液液面上升。2．動植物細胞的滲透吸水和失水（1）動物細胞①細胞膜：相當于半透膜②細胞質(zhì)：有一定濃度，和外界溶液發(fā)生滲透作用，當外界溶液濃度＜細胞質(zhì)溶液濃度時，細胞吸水膨脹，反之細胞失水皺縮。（2）成熟植物細胞的吸水和失水①當外界溶液濃度＞細胞液濃度時，細胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。②當外界溶液濃度＜細胞液濃度時，細胞吸水，失水的細胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。3．觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原（1）實驗原理①成熟的植物細胞的原生質(zhì)層相當于一層半透膜。②細胞液具有一定的濃度，能滲透吸水和失水。③原生質(zhì)層比細胞壁的伸縮性大得多。（2）實驗步驟①制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片。②用低倍顯微鏡觀察：有一個紫色的中央大液泡；原生質(zhì)層緊貼細胞壁。③在蓋玻片的一側(cè)滴加0．3g/mL的蔗糖溶液，另一側(cè)用吸水紙吸引。④用低倍顯微鏡觀察：中央液泡逐漸變小，顏色變深；原生質(zhì)層與細胞壁逐漸分離。⑤在蓋玻片的一側(cè)滴加清水，另一側(cè)用吸水紙吸引。⑥用低倍顯微鏡觀察：中央液泡逐漸變大，顏色變淺；原生質(zhì)層逐漸貼近細胞壁。4．自由擴散和協(xié)助擴散（1）自由擴散：物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞的方式，如氧氣、二氧化碳等。（2）協(xié)助擴散：借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白進出細胞的物質(zhì)擴散方式，如葡萄糖等。轉(zhuǎn)運蛋白包括載體蛋白和通道蛋白兩種。二、主動運輸1．物質(zhì)進出細胞方式的比較物質(zhì)類別出入細胞方式物質(zhì)轉(zhuǎn)運方向載體蛋白耗能情況離子和小分子物質(zhì)被動運輸自由擴散高濃度→低濃度不需要不耗能協(xié)助擴散需要主動運輸?shù)蜐舛取邼舛群哪茴w粒和大分子物質(zhì)胞吞細胞外→細胞內(nèi)細胞外→細胞內(nèi)不需要胞吐細胞內(nèi)→細胞外細胞內(nèi)→細胞外2．物質(zhì)跨膜運輸方式圖解☆重難點突破☆（一）不同滲透裝置中水分子運動情況及液面變化1．要點精析（1）溶質(zhì)不能通過半透膜的情況①若S1溶液濃度大于S2溶液濃度，則單位時間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)多于由S1→S2的，外觀上表現(xiàn)為S1溶液液面上升；若S1溶液濃度小于S2溶液濃度，則情況相反，外觀上表現(xiàn)為S1溶液液面下降。②在達到滲透平衡后，若存在如圖所示的液面差Δh，則S1溶液濃度仍大于S2溶液濃度。因為液面高的一側(cè)形成的壓強，會阻止溶劑由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)擴散。（2）溶質(zhì)能通過半透膜的情況若S1溶液濃度大于S2溶液濃度，則最初單位時間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)多于由S1→S2的，隨著溶質(zhì)的擴散，最終S1和S2溶液濃度相等，外觀上表現(xiàn)為S1溶液液面先上升后下降，最終S1和S2溶液液面持平；若S1溶液濃度小于S2溶液濃度，則情況相反。2．考場突破如圖甲、乙所示是滲透作用裝置，其中半透膜為膀胱膜（蔗糖分子不能通過，水分子可以自由通過）。圖中溶液A、B、a、b均為蔗糖溶液，實驗開始前其濃度分別用MA、MB、Ma、Mb表示。一段時間達到平衡后，甲、乙裝置中漏斗的液面上升高度分別為h1、h2，下列正確的是（）A．若Ma=Mb>MA>MB，則h1＞h2 B．若h1>h2，MA=MB，則Ma<MbC．若h1>h2，MA=MB，則Ma>Mb D．一段時間后，漏斗內(nèi)外的溶液濃度相等答案：C解析：若Ma=Mb＞MA＞MB，則甲吸收的水分少于乙，所以h1＜h2，A錯誤；若h1＞h2，說明甲吸收水分多于乙，即甲半透膜兩側(cè)溶液的濃度差大于乙半透膜兩側(cè)的溶液濃度差，而MA=MB，則說明Ma＞Mb，B錯誤；C正確；一段時間后，當液面不再升高時，水分的進出達到動態(tài)平衡，則A→a與a→A、B→b與b→B的水分子擴散速率均相等，但漏斗內(nèi)外的溶液濃度不相等，D錯誤。筆記：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（二）“三步法”判斷物質(zhì)出入細胞的方式1．要點精析（1）第一步，看分子的大小。若為大分子有機物，則是非跨膜運輸；若為離子或小分子物質(zhì)，則為跨膜運輸。（2）第二步，看物質(zhì)出入細胞的方向。非跨膜運輸中，若物質(zhì)出細胞，則為胞吐，若物質(zhì)入細胞，則為胞吞?？缒み\輸中，若為逆濃度梯度運輸，則為主動運輸。（3）第三步，看是否需要載體。若需要載體，則為協(xié)助擴散或主動運輸；若不需要載體，則為自由擴散。2．考場突破下圖①~④表示物質(zhì)出入細胞的不同方式，下列相關(guān)敘述正確的是（）A．圖②方式比圖①方式運輸物質(zhì)的速率要快B．圖①是細胞最重要的吸收或排出物質(zhì)的方式C．圖④排出細胞物質(zhì)時穿過了一層質(zhì)膜 D．圖③方式由于有能量的供給，可實現(xiàn)逆著濃度梯度轉(zhuǎn)運物質(zhì)答案：D解析：易化擴散比擴散作用速率要快，A錯誤；主動轉(zhuǎn)運是細胞最重要的吸收或排出物質(zhì)的方式，B錯誤；通過胞吐排出細胞物質(zhì)時物質(zhì)沒有穿過質(zhì)膜，C錯誤；主動轉(zhuǎn)運方式需要消耗能量，可實現(xiàn)逆濃度梯度轉(zhuǎn)運物質(zhì)，D正確。筆記：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（三）影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)娜笠蛩?．要點精析（1）物質(zhì)濃度（在一定濃度范圍內(nèi)）（2）O2濃度（3）溫度2．考場突破圖1至4表示不同情況下某些物質(zhì)跨膜運輸速度的曲線圖。下列相關(guān)敘述，不正確的是（）A．可用圖1與圖3表示甘油進入人的皮膚細胞B．可用圖2與圖4表示人體小腸細胞吸收葡萄糖C．圖中A、C兩點的限制運輸速度的主要因素不相同D．圖中B、D兩點的限制運輸速度的主要因素不相同答案：D解析：圖1與圖3說明該物質(zhì)的運輸方式是自由擴散，甘油進出細胞的方式是自由擴散，A正確；圖2與圖4表示運輸方式為主動運輸，人體小腸細胞吸收葡糖的方式是主動運輸，B正確；限制圖中A、C兩點的運輸速度的主要因素分別是物質(zhì)濃度和氧氣，C正確；B、D兩點的限制因素都是載體的數(shù)量，D錯誤。筆記：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿☆易錯辨析☆（一）有關(guān)物質(zhì)出入細胞的易錯分析1．易混點辨析（1）需要載體蛋白協(xié)助的運輸方式除主動運輸外，還有協(xié)助擴散。（2）消耗能量的運輸方式除主動運輸外，還有胞吞和胞吐。（3）從高濃度到低濃度的運輸方式除自由擴散外，還有協(xié)助擴散，有些主動運輸也可以從高濃度到低濃度運輸。（4）與主動運輸有關(guān)的細胞器除供能的線粒體外，還有載體蛋白的合成場所——核糖體。（5）胞吞（吐）的大分子物質(zhì)穿過細胞膜的層數(shù)為0，因為該過程是通過膜的融合將物質(zhì)轉(zhuǎn)入（出）細胞的。2．考場突破下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運輸?shù)臄⑹鲥e誤的是（）A．協(xié)助擴散過程中，需要載體蛋白協(xié)助，但不需要ATP供能B．人的紅細胞吸收葡萄糖的過程，需要載體蛋白和ATP供能C．質(zhì)壁分離復(fù)原過程中，水分子進入細胞導(dǎo)致細胞內(nèi)濃度降低D．胰島素分泌過程中，囊泡膜經(jīng)融合成為細胞膜的一部分答案：B解析：協(xié)助擴散是物質(zhì)從高濃度一側(cè)運輸?shù)降蜐舛纫粋?cè)，需要載體蛋白的協(xié)助，但是順濃度梯度進行，不需要消耗細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，A正確；人體紅細胞吸收葡萄糖是協(xié)助擴散，需要載體蛋白，不需要ATP供能，B錯誤；質(zhì)壁分離復(fù)原過程中，水分子內(nèi)流導(dǎo)致細胞內(nèi)溶劑相對增多，滲透壓降低，C正確；胰島素分泌過程屬于胞吐，高爾基體產(chǎn)生的囊泡到達細胞膜時，囊泡膜與細胞膜融合，成為細胞膜的一部分，D正確。筆記：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿☆鞏固練習(xí)☆1．顯微鏡觀察人口腔上皮細胞的臨時裝片，如果用9％的鹽水取代生理鹽水，觀察到的細胞發(fā)生的現(xiàn)象為（）A．質(zhì)壁分離 B．質(zhì)壁分離復(fù)原 C．皺縮 D．破裂【答案】C【解析】將人口腔上皮細胞從與其等滲的生理鹽水（0．9%）換為濃度為9%的鹽水中時，外界溶液濃度高于細胞的，口腔上皮細胞將滲透失水，又因為人的細胞沒細胞壁所以現(xiàn)象是細胞皺縮而不是質(zhì)壁分離。ABD錯誤，C正確。2．下圖為紫色洋蔥表皮細胞質(zhì)壁分離時的模式圖，在其變化過程中顏色由淺變深，圖中三部分濃度關(guān)系分別是（）A．①>②>③ B．③>②>① C．②>①>③ D．③>①>②【答案】D【解析】滲透作用的原理為：水分子從水勢高的系統(tǒng)通過半透膜向水勢低的系統(tǒng)移動的現(xiàn)象，就稱為滲透作用。故圖中三部分濃度關(guān)系分別是③>①>②。3．下列關(guān)于膜蛋白和物質(zhì)跨膜運輸?shù)臄⑹觯e誤的是（）A．膜蛋白參與物質(zhì)的主動運輸過程B．膜蛋白不參與物質(zhì)的被動運輸過程C．主動運輸可以使被運輸離子在細胞內(nèi)外濃度不同D．物質(zhì)通過磷脂雙分子層的擴散屬于自由擴散【答案】B【解析】有些膜蛋白能參與物質(zhì)跨膜運輸?shù)闹鲃舆\輸過程，如載體蛋白，A正確；被動運輸中的協(xié)助擴散需要載體蛋白的協(xié)助，所以膜蛋白能參與物質(zhì)的被動運輸過程，B錯誤；主動運輸是由低濃度向高濃度運輸，可以使被運輸離子在細胞內(nèi)外濃度不同，C正確；脂溶性物質(zhì)通過磷脂雙分子層的擴散屬于自由擴散，D正確。4．下圖表示番茄隨環(huán)境中氧濃度的變化，從培養(yǎng)液中吸收Ca2＋和SiO4－的曲線。影響A、B兩點與B、C兩點吸收量的主要因素分別是（）A．離子濃度、載體數(shù)量 B．離子濃度、能量C．載體數(shù)量、離子濃度 D．載體數(shù)量、能量【答案】D【解析】從圖中可以看出番茄細胞對于鈣離子和硅離子的吸收都隨著氧濃度的升高而增多，因此表明番茄對這兩種離子的吸收都需要能量，為主動運輸。A、B兩點表示在相同氧濃度下，番茄對于鈣離子的吸收多于硅離子，這主要是由于番茄細胞膜上這兩種離子的運輸載體數(shù)量不同所致。B、C兩點表示番茄在不同的氧濃度下吸收鈣離子的差別，這主要是氧濃度不同引起的呼吸作用強度不同而導(dǎo)致的。所以影響A、B兩點與B、C兩點吸收量的主要因素分別是載體數(shù)量、能量，綜上所述，D正確，ABC錯誤。5．如圖甲是物質(zhì)A通過細胞膜的示意圖，圖乙是與物質(zhì)跨膜運輸相關(guān)的曲線圖。請據(jù)圖回答問題：（1）由圖甲可知，物質(zhì)A跨膜運輸?shù)姆绞绞莀_______，判斷理由是_______________________。其運輸方式也可用圖乙中的曲線________（填數(shù)字）表示。如果物質(zhì)A釋放到細胞外，則轉(zhuǎn)運方向是________（填“Ⅰ→Ⅱ”或“Ⅱ→Ⅰ”）。圖中物質(zhì)B指的是________。（2）圖乙中曲線①反映出物質(zhì)運輸速率與________________有關(guān)，若曲線②表示番茄吸收Mg2+的速率，曲線不再上升時影響物質(zhì)運輸速率的因素可能有________和________?！敬鸢浮浚?）主動運輸物質(zhì)運輸逆濃度梯度進行②Ⅱ→Ⅰ載體蛋白（2）膜兩側(cè)物質(zhì)的濃度差