2024高考生物一輪復(fù)習(xí)第二單元細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的跨膜運輸?shù)?講物質(zhì)的跨膜運輸教案新人教版

PAGE16-第7講物質(zhì)的跨膜運輸考點一細(xì)胞的吸水和失水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):單位時間由清水進(jìn)入蔗糖溶液中的水分子多于由蔗糖溶液進(jìn)入清水中的水分子,導(dǎo)致蔗糖溶液液面上升。2.動物細(xì)胞的吸水和失水(1)原理(2)現(xiàn)象3.植物細(xì)胞的吸水和失水(1)成熟植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)(2)原理和現(xiàn)象①當(dāng)外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度時,細(xì)胞失水,發(fā)生質(zhì)壁分別現(xiàn)象。②當(dāng)外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度時,細(xì)胞吸水,失水的細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別復(fù)原現(xiàn)象。[糾誤診斷](1)滲透作用中膜兩側(cè)溶液的濃度指的是質(zhì)量百分比濃度。(×)提示:該濃度是指物質(zhì)的量濃度。(2)植物細(xì)胞的原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。(×)提示:原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、液泡膜及兩膜之間的細(xì)胞質(zhì)。(3)將動物細(xì)胞放入確定濃度的外界溶液中,不能發(fā)生滲透作用。(×)提示:動物細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜,將動物細(xì)胞放入確定濃度的外界溶液中,能發(fā)生滲透作用。(4)質(zhì)壁分別過程中水分子擴(kuò)散只能單向進(jìn)行。(×)提示:質(zhì)壁分別過程中水分子擴(kuò)散是雙向進(jìn)行的。(5)成熟的植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別過程中,細(xì)胞的吸水實力漸漸減小。(×)提示:發(fā)生質(zhì)壁分別過程中,細(xì)胞的吸水實力漸漸變大。1.兩種裝置的滲透作用分析A、B分別表示滲透作用裝置,據(jù)圖探究下列問題:(1)水分的流淌方向推斷:圖A中當(dāng)溶液濃度S1>(填“>”或“<”)S2時,流向S1的水分多于流向S2的水分,水分通過半透膜由S2流向S1;當(dāng)溶液濃度S1<(填“>”或“<”)S2時,流向S2的水分多于流向S1的水分,水分通過半透膜由S1流向S2。滲透達(dá)到平衡,半透膜兩側(cè)的水分子不是(填“是”或“不是”)靜止不動的。(2)溶液的濃度大小推斷:Δh不變時,S1、S2濃度的大小關(guān)系為:S1>(填“>”或“<”)S2(S1、S2中溶質(zhì)不能通過半透膜),緣由是液面高的一側(cè)形成的壓強(qiáng)會阻擋水分由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)擴(kuò)散。(3)在B圖所示的U形玻璃管內(nèi),左右管內(nèi)分別裝入質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等的葡萄糖、麥芽糖溶液。初始時兩管中液面相平,假設(shè)溶質(zhì)分子不能透過半透膜。①一段時間后,兩管中液面的變更為:左管液面上升,右管液面降低。②猶如時再向兩管內(nèi)加入等量的麥芽糖酶,兩管中液面的變更分別為:左管液面下降,右管液面上升,最終穩(wěn)定在確定高度。2.如圖甲是一個典型的滲透裝置,作為成熟植物細(xì)胞也應(yīng)符合滲透系統(tǒng)的全部條件。請指出圖乙中與圖甲a、b、c對應(yīng)的分別是什么?提示:a對應(yīng)①細(xì)胞液,b對應(yīng)⑥原生質(zhì)層,c對應(yīng)外界溶液。[深度思索]對于植物細(xì)胞來說,單位時間內(nèi),水分子進(jìn)出細(xì)胞的數(shù)量相等時,細(xì)胞內(nèi)外液體的濃度確定相等嗎?提示:不確定。植物細(xì)胞有細(xì)胞壁的支持、愛護(hù)作用,當(dāng)單位時間內(nèi)水分子進(jìn)出植物細(xì)胞數(shù)量相等時,有可能細(xì)胞液濃度大于細(xì)胞外溶液濃度。題型一滲透作用現(xiàn)象分析1.某同學(xué)制作了如圖1所示的滲透作用裝置,S1和S2分別為漏斗內(nèi)外不同濃度的蔗糖溶液。試驗起先后,長頸漏斗內(nèi)液面的變更如圖2所示,滲透平衡時漏斗內(nèi)外液面差為m,下列說法不正確的是(D)A.長頸漏斗內(nèi)部液面的上升說明膀胱膜是半透膜B.滲透平衡時,S1溶液的液面高于S2溶液的液面C.將S1和S2溶液換成不同濃度的KNO3溶液,滲透平衡時m值為0D.圖2結(jié)果說明,小分子物質(zhì)都能通過生物膜,而大分子物質(zhì)則不能解析:依據(jù)題意,膀胱膜兩側(cè)存在濃度差,故長頸漏斗內(nèi)部液面的上升說明膀胱膜是半透膜;水分子通過滲透作用進(jìn)入漏斗,滲透平衡時S1溶液的液面高于S2溶液的液面;將S1和S2溶液換成不同濃度的KNO3溶液,則滲透平衡時不會出現(xiàn)液面差,因為K+和N可以通過半透膜;蔗糖屬于小分子,圖2結(jié)果只能說明蔗糖不能通過膀胱膜,不能說明小分子都能通過,而大分子不能。2.(2024·山東濰坊二模)細(xì)胞中的酶與代謝親密相關(guān)。某同學(xué)進(jìn)行了如下操作:在一支U形管底部中心放置了不允許二糖通過的半透膜(對單糖的通透性未知);將U形管左側(cè)和右側(cè)分別倒入等量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等的蔗糖溶液和麥芽糖溶液;在U形管的兩側(cè)同時滴入等量的麥芽糖酶溶液;視察右側(cè)液面的變更狀況。下列敘述錯誤的是(C)A.液面的變更狀況取決于半透膜的通透性B.液面可能會始終上升至確定高度后停止C.液面可能先下降后再上升至確定高度停止D.該試驗可用來驗證酶的專一性解析:若單糖分子不能通過半透膜,則U形管的兩側(cè)同時滴入等量的麥芽糖酶溶液后,右側(cè)液面上升,然后穩(wěn)定;若單糖分子能通過半透膜,則U形管的兩側(cè)同時滴入等量的麥芽糖酶溶液后,右側(cè)液面先上升后下降。不會出現(xiàn)右側(cè)液面先下降后再上升至確定高度停止的狀況。有關(guān)滲透作用的3個易錯點(1)滲透系統(tǒng)的溶液濃度指物質(zhì)的量濃度而非質(zhì)量濃度,實質(zhì)是指滲透壓,如質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的葡萄糖溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的蔗糖溶液的質(zhì)量濃度相等,但質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%蔗糖溶液的滲透壓小,故水可通過半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移動。(2)水分子的運輸特點:無論細(xì)胞吸水或失水,水分子的移動方向都是雙向的。(3)滲透平衡≠濃度相等。滲透平衡只意味著半透膜兩側(cè)水分子移動達(dá)到平衡狀態(tài),既不行看作沒有水分子移動,也不行看作兩側(cè)溶液濃度相等。題型二動植物細(xì)胞的吸水和失水3.(2013·福建卷)為探究茉莉酸(植物生長調(diào)整劑)對離體培育的成熟胡楊細(xì)胞質(zhì)壁分別的影響,將細(xì)胞分別移至不同的培育液中接著培育3天,結(jié)果如表。下列敘述錯誤的是(C)組別培育液中另添加的成分結(jié)果NaCl茉莉酸①+-部分細(xì)胞質(zhì)壁分別②++細(xì)胞正常,無質(zhì)壁分別③--細(xì)胞正常,無質(zhì)壁分別注:“+”表示有添加,添加后NaCl濃度為100mmol·L-1,茉莉酸濃度為10-3mg·L-1;“-”表示無添加。A.胡楊細(xì)胞通過滲透作用吸水和失水B.質(zhì)壁分別的胡楊細(xì)胞液泡體積變小C.NaCl為自變量,茉莉酸為因變量D.茉莉酸對NaCl引起的胡楊細(xì)胞質(zhì)壁分別有抑制作用解析:植物細(xì)胞吸水和失水的方式是滲透作用;質(zhì)壁分別是細(xì)胞失水(液泡中水分子滲出)的結(jié)果,其液泡體積變小;依據(jù)試驗?zāi)康募氨碇行畔⒖芍?①②組對比自變量是茉莉酸,而①③組對比自變量是NaCl;由①②組比照可知,在無茉莉酸時有部分細(xì)胞質(zhì)壁分別,而存在茉莉酸時無質(zhì)壁分別發(fā)生,說明茉莉酸對NaCl引起的胡楊細(xì)胞質(zhì)壁分別有抑制作用。4.(2024·山東青島檢測)將甲、乙兩種植物的塊莖切成形態(tài)、大小相同的細(xì)條,分別置于質(zhì)量濃度為0.3g/mL蔗糖溶液中,繪制的失水量曲線如下。下列敘述錯誤的是(C)A.與圖相關(guān)細(xì)胞的原生質(zhì)層會有確定程度的收縮B.由圖推知甲植物細(xì)胞液濃度小于乙植物細(xì)胞液濃度C.4min時細(xì)胞液的滲透壓大于外界溶液的滲透壓D.8min時水分子跨膜運輸進(jìn)出細(xì)胞達(dá)到平衡解析:甲、乙兩種植物的塊莖切成形態(tài)、大小相同的細(xì)條,分別置于質(zhì)量濃度為0.3g/mL蔗糖溶液中,細(xì)胞發(fā)生失水,因此細(xì)胞的原生質(zhì)層會有確定程度的收縮;由圖看出甲細(xì)胞失水較多,因此推知甲植物細(xì)胞液濃度小于乙植物細(xì)胞液濃度;4min時,細(xì)胞仍在失水,因此4min時細(xì)胞液的滲透壓小于外界溶液的滲透壓;8min時失水量不再變更,水分子跨膜運輸進(jìn)出細(xì)胞達(dá)到平衡。考點二試驗:視察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分別和復(fù)原1.試驗原理(1)成熟的植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。(2)細(xì)胞液具有確定的濃度,能滲透吸水和失水。(3)原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大得多。2.試驗步驟3.試驗現(xiàn)象及結(jié)論(1)現(xiàn)象(2)結(jié)論:成熟植物細(xì)胞能與外界溶液構(gòu)成滲透系統(tǒng)并發(fā)生滲透作用。當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時,細(xì)胞失水;當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時,細(xì)胞吸水。1.關(guān)于質(zhì)壁分別和復(fù)原試驗的三個留意點(1)將發(fā)生質(zhì)壁分別的植物細(xì)胞置于低濃度的溶液或蒸餾水中,植物細(xì)胞會發(fā)生質(zhì)壁分別的復(fù)原,但假如所用溶液為葡萄糖、KNO3、尿素、乙二醇等能被細(xì)胞汲取的物質(zhì),發(fā)生質(zhì)壁分別后因細(xì)胞主動或被動汲取溶質(zhì)而使細(xì)胞液濃度增大,植物細(xì)胞會吸水引起質(zhì)壁分別后的自動復(fù)原。(2)質(zhì)壁分別過程中,外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度,植物細(xì)胞吸水實力漸漸增加;質(zhì)壁分別復(fù)原過程中,外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度,植物細(xì)胞吸水實力漸漸減弱。(3)本試驗用顯微鏡視察了三次,第一次與其次次形成比照,第三次與其次次形成比照,該比照方法為自身比照。2.質(zhì)壁分別試驗的拓展應(yīng)用(1)推斷成熟植物細(xì)胞是否有生物活性待測成熟植物細(xì)胞+確定濃度的蔗糖溶液 ↓ 鏡檢(2)測定細(xì)胞液濃度范圍待測細(xì)胞+一系列濃度梯度的蔗糖溶液細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分別和剛發(fā)生質(zhì)壁分別的蔗糖溶液濃度之間。(3)比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度不同植物細(xì)胞+同一濃度的蔗糖溶液發(fā)生質(zhì)壁分別所需時間越短,細(xì)胞液濃度越小,反之細(xì)胞液濃度越大。(4)比較未知濃度溶液的濃度大小同一植物的成熟細(xì)胞+未知濃度的溶液記錄剛剛發(fā)生質(zhì)壁分別所需時間→比較所用時間長短→推斷溶液濃度的大小(時間越短,未知溶液的濃度越大)。題型一試驗原理、步驟和結(jié)果視察1.(2024·山東煙臺檢測)在“視察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分別和復(fù)原”試驗中,對紫色洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片進(jìn)行了三次視察和兩次處理。下列有關(guān)敘述正確的是(D)A.第一次視察為低倍鏡視察,后兩次為高倍鏡視察B.第一次處理滴加的液體為清水,其次次滴加的液體為0.3g/mL的蔗糖溶液C.若將紫色洋蔥鱗片葉的外表皮換成內(nèi)表皮,則不會發(fā)生質(zhì)壁分別D.紫色洋蔥鱗片葉外表皮中不屬于原生質(zhì)層的有細(xì)胞壁和細(xì)胞液解析:“視察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分別和復(fù)原”試驗中,一般須要進(jìn)行三次顯微視察,第一次是正常細(xì)胞的視察,其次次是質(zhì)壁分別細(xì)胞的視察,第三次是質(zhì)壁分別復(fù)原細(xì)胞的視察。三次視察均為低倍鏡視察;第一次處理滴加的液體為0.3g/mL的蔗糖溶液,視察質(zhì)壁分別現(xiàn)象,其次次滴加的液體為清水,視察質(zhì)壁分別復(fù)原現(xiàn)象;紫色洋蔥鱗片葉的內(nèi)表皮也會發(fā)生質(zhì)壁分別,但不含色素,現(xiàn)象不明顯;原生質(zhì)層是指細(xì)胞膜、液泡膜及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì),紫色洋蔥鱗片葉外表皮中不屬于原生質(zhì)層的有細(xì)胞壁和細(xì)胞液。2.(2024·河北衡水金卷)如圖是某同學(xué)進(jìn)行“視察洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分別及質(zhì)壁分別復(fù)原”活動時拍攝的顯微鏡下的細(xì)胞圖像。下列敘述正確的是(C)A.①所指暗線是細(xì)胞壁,它兩側(cè)的蔗糖溶液濃度會有較大的差異B.②所指亮區(qū)是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),視察不到細(xì)胞器是因為它們都是半透亮的C.③所指暗區(qū)是細(xì)胞液,它屬于細(xì)胞質(zhì),復(fù)原時也有水分子出液泡D.④所指亮區(qū)是細(xì)胞膜,該試驗證明白它的選擇透過性與細(xì)胞壁不同解析:分析圖可知,①為細(xì)胞壁,②為細(xì)胞壁與細(xì)胞膜之間的間隙,③為紫色大液泡(含細(xì)胞液),④為細(xì)胞膜與液泡膜之間的細(xì)胞質(zhì)。①所指暗線是細(xì)胞壁,由于它是全透性的結(jié)構(gòu),所以它兩側(cè)的蔗糖溶液濃度沒有明顯差異;③所指暗區(qū)是細(xì)胞液,它屬于細(xì)胞質(zhì),復(fù)原時也有水分子出液泡。題型二質(zhì)壁分別試驗的相關(guān)試驗分析及拓展應(yīng)用3.(2024·云南昆明質(zhì)檢)下列關(guān)于質(zhì)壁分別自動復(fù)原過程的分析,正確的是(B)A.水分子的擴(kuò)散確定是單向的B.細(xì)胞的吸水實力確定漸漸減弱C.溶質(zhì)分子進(jìn)入細(xì)胞的方式確定是主動運輸D.質(zhì)壁分別自動復(fù)原后,原生質(zhì)層兩側(cè)的溶液濃度確定相等解析:細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別自動復(fù)原時,水分子的擴(kuò)散是雙向的,只是擴(kuò)散進(jìn)細(xì)胞的水分子數(shù)目多于擴(kuò)散出細(xì)胞的水分子數(shù);在質(zhì)壁分別自動復(fù)原過程中,細(xì)胞液的濃度漸漸減小,細(xì)胞吸水實力漸漸減弱;溶質(zhì)分子進(jìn)入細(xì)胞的方式可能是主動運輸也可能是被動運輸;因為細(xì)胞壁的伸縮性較小,細(xì)胞壁的阻擋作用,使細(xì)胞不能再吸水,因此當(dāng)質(zhì)壁分別自動復(fù)原后,原生質(zhì)層兩側(cè)的溶液濃度不確定相等。4.現(xiàn)有A、B、C三瓶外觀一樣但沒有標(biāo)簽的溶液,已知三種溶液是質(zhì)量濃度為0.1g/mL的蔗糖溶液、0.3g/mL的蔗糖溶液和0.1g/mL的葡萄糖溶液。某同學(xué)利用如圖所示的裝置設(shè)計了兩組試驗。(注:圖中半透膜允許溶劑和葡萄糖分子通過,不允許蔗糖分子通過)試驗Ⅰ:同時將等量的A液和B液分別放入U形管的左、右兩側(cè),一段時間后,左側(cè)的液面上升;試驗Ⅱ:將等量的B液和C液分別放入U形管的左、右兩側(cè),一段時間后,液面發(fā)生了下列變更:右側(cè)先上升后降低。(1)本試驗應(yīng)用的原理是,推斷的依據(jù)是。

(2)依據(jù)試驗現(xiàn)象得出結(jié)論:A液是,B液是。

(3)用紫色洋蔥鱗片葉探究植物細(xì)胞吸水和失水方式的試驗中,常選用溶液,視察指標(biāo)主要有、及細(xì)胞大小。

(4)為了清晰地視察細(xì)胞質(zhì)壁分別和復(fù)原現(xiàn)象,若用不含色素的洋蔥內(nèi)表皮作試驗材料,可采納的方法是

。

(5)為探究洋蔥表皮細(xì)胞的細(xì)胞液濃度,須要設(shè)計相關(guān)試驗,請寫出設(shè)計思路。解析:(1)圖中試驗裝置具有半透膜,膜兩側(cè)溶液具有濃度差,能夠發(fā)生滲透作用,即應(yīng)用了滲透作用原理。(2)圖中左側(cè)液面上升,說明左側(cè)液體的滲透壓大于右側(cè)液體的。由于半透膜允許溶劑和葡萄糖分子通過,不允許蔗糖分子通過,所以左側(cè)液面不行能是0.1g/mL的葡萄糖溶液(若左側(cè)液體是0.1g/mL的葡萄糖溶液,則左側(cè)液面應(yīng)當(dāng)是先上升后降低),A液只可能是0.3g/mL的蔗糖溶液,B液只可能是0.1g/mL的蔗糖溶液。(3)0.3g/mL的蔗糖溶液是視察植物細(xì)胞質(zhì)壁分別現(xiàn)象的最佳溶液濃度,通過視察中心液泡的大小和原生質(zhì)層的位置可以推斷是否發(fā)生質(zhì)壁分別。(4)若用不含色素的洋蔥內(nèi)表皮作試驗材料,為了看清晰原生質(zhì)層的位置,可以在外界溶液中加入色素,如紅墨水。(5)探究洋蔥表皮細(xì)胞的細(xì)胞液濃度時,應(yīng)當(dāng)將外界溶液(蔗糖溶液)的濃度作為自變量,質(zhì)壁分別的狀態(tài)作為因變量。答案:(1)滲透作用圖中裝置具有半透膜,且膜兩側(cè)溶液具有濃度差(2)0.3g/mL的蔗糖溶液0.1g/mL的蔗糖溶液(3)0.3g/mL的蔗糖中心液泡的大小原生質(zhì)層的位置(4)在蔗糖溶液中加入紅墨水(5)配制一系列具有濃度梯度的蔗糖溶液,并利用系列溶液分別重復(fù)上述試驗,視察細(xì)胞質(zhì)壁分別的狀態(tài)?？键c三物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式及影響因素1.物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗茖W(xué)家將番茄和水稻分別放在含有Ca2+、Mg2+和Si的培育液中培育,結(jié)果如圖所示。(1)試驗結(jié)果:①不同植物對同種無機(jī)鹽離子的汲取有差異。②同種植物對不同無機(jī)鹽離子的汲取也有差異。(2)試驗結(jié)論:植物細(xì)胞對無機(jī)鹽離子的汲取具有選擇性。2.物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞?連線)提示:①—b—Ⅰ②—c—Ⅱ③—a—Ⅲ④—d—Ⅳ3.依據(jù)圖示確定物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞胶陀绊懸蛩?1)填寫以下有關(guān)跨膜運輸方式及結(jié)構(gòu)的名稱甲:自由擴(kuò)散;乙:幫助擴(kuò)散;丙:主動運輸;a:載體蛋白。(2)填寫以下有關(guān)跨膜運輸方式的影響因素甲:濃度差;乙:濃度差和載體蛋白的種類和數(shù)量;丙:載體蛋白種類、數(shù)量和能量。[糾誤診斷](1)甘油是極性分子,所以不能以自由擴(kuò)散的方式通過細(xì)胞膜。(×)提示:甘油是脂溶性小分子,其通過細(xì)胞膜的方式為自由擴(kuò)散。(2)通過載體蛋白的物質(zhì)轉(zhuǎn)運屬于主動運輸。(×)提示:幫助擴(kuò)散也通過載體蛋白轉(zhuǎn)運物質(zhì)。(3)在神經(jīng)細(xì)胞上動作電位產(chǎn)生與膜電位復(fù)原過程中,Na+流入和排出都是主動運輸。(×)提示:Na+流入為被動運輸。(4)胞吐運輸?shù)奈镔|(zhì)不確定是大分子有機(jī)物。(√)提示:胞吞胞吐運輸?shù)牟淮_定是大分子物質(zhì),也可能是小分子物質(zhì),如神經(jīng)遞質(zhì)的釋放。(5)主動運輸使膜內(nèi)外物質(zhì)濃度趨于一樣,維持了細(xì)胞的正常代謝。(×)提示:主動運輸是把物質(zhì)從低濃度一側(cè)運輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)。1.分析幾種因素對物質(zhì)運輸?shù)挠绊?1)物質(zhì)濃度和細(xì)胞的能量供應(yīng)①圖中甲表示自由擴(kuò)散,運輸?shù)膭恿κ莾蓚?cè)溶液的濃度差。在確定濃度范圍內(nèi),隨物質(zhì)濃度的增大,其運輸速率與物質(zhì)濃度成正比。②圖中乙表示幫助擴(kuò)散或主動運輸,共同點是都須要載體蛋白幫助,在物質(zhì)濃度較低時,隨物質(zhì)濃度的增大,運輸速率也漸漸增大,到達(dá)確定物質(zhì)濃度時,由于受膜上載體蛋白數(shù)量的限制,運輸速率不再隨物質(zhì)濃度的增大而增大。③圖中丙表示主動運輸,運輸方向通常由低濃度一側(cè)到高濃度一側(cè),隨著能量供應(yīng)的增加,由于受膜上載體蛋白數(shù)量的限制,運輸速率不會始終增大。(2)氧氣濃度(哺乳動物成熟紅細(xì)胞的主動運輸與O2濃度無關(guān))①一般狀況下,圖中甲表示自由擴(kuò)散和幫助擴(kuò)散,它們統(tǒng)稱為被動運輸,其運輸方向都是從高濃度一側(cè)到低濃度一側(cè),其運輸?shù)膭恿Χ际菨舛炔?不須要能量,因此與氧氣濃度無關(guān),運輸速率不隨氧氣濃度增大而變更。②圖中乙表示主動運輸,特點是既須要載體蛋白幫助又須要消耗能量。a.在氧氣濃度為零時(圖中Q點),細(xì)胞通過無氧呼吸供能,但無氧呼吸產(chǎn)生能量較少,所以運輸速率較低;b.在確定范圍內(nèi)隨氧氣濃度上升,有氧呼吸加強(qiáng),產(chǎn)生的能量漸漸增多,所以運輸速率不斷加快,當(dāng)氧氣濃度足夠高時(圖中P點),能量供應(yīng)足夠,但由于受到載體蛋白的限制,運輸速率不再隨氧氣濃度增大而加快。(3)溫度溫度影響物質(zhì)運輸速率時,既與分子的運動有關(guān),也與細(xì)胞呼吸有關(guān)。2.2003年諾貝爾化學(xué)獎授予了探討細(xì)胞膜水通道蛋白的科學(xué)家,水通道蛋白與載體蛋白有何異同?提示:相同點:化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì);都分布在細(xì)胞膜上;都有限制特定物質(zhì)跨膜運輸?shù)淖饔谩２煌c:(1)通道蛋白參加的是被動運輸,是從高濃度的一側(cè)運輸?shù)降蜐舛鹊囊粋?cè),不消耗能量;載體蛋白參加的是主動運輸或被動運輸,是從低濃度的一側(cè)運輸?shù)礁邼舛鹊囊粋?cè)或從高濃度的一側(cè)運輸?shù)降蜐舛鹊囊粋?cè),消耗能量或不消耗能量。(2)通道蛋白在運輸過程中不與被運輸?shù)奈镔|(zhì)結(jié)合;載體蛋白與被運輸?shù)奈镔|(zhì)結(jié)合。3.檉柳是一種泌鹽植物,葉子和嫩枝可以將汲取的鹽分排出,是強(qiáng)耐鹽植物。檉柳從土壤中汲取無機(jī)鹽的方式是主動運輸還是被動運輸?請設(shè)計試驗加以證明。試驗材料:檉柳幼苗若干、相宜濃度的含Ca2+和K+的完全培育液、細(xì)胞呼吸抑制劑、蒸餾水,請寫出試驗步驟,并預(yù)期試驗結(jié)果。提示:試驗步驟:①將檉柳幼苗隨機(jī)分為甲、乙兩組,分別培育在相宜濃度的含Ca2+和K+的完全培育液中。②甲組檉柳幼苗的培育液中,加入確定量的細(xì)胞呼吸抑制劑,乙組檉柳幼苗的培育液中加入等量的蒸餾水,在相宜的條件下培育。③分別測定兩組檉柳幼苗汲取Ca2+和K+的速率,并進(jìn)行比較。結(jié)果預(yù)料:若兩組幼苗對Ca2+和K+的汲取速率相同,則檉柳從土壤中汲取無機(jī)鹽的方式是被動運輸;若甲組植株對Ca2+和K+的汲取速率明顯小于乙組植株對Ca2+和K+的汲取速率,則檉柳從土壤中汲取無機(jī)鹽的方式是主動運輸。[深度思索](1)同一種物質(zhì)進(jìn)入不同細(xì)胞的方式相同嗎?舉例說明。同一種物質(zhì)出入同一細(xì)胞的方式相同嗎?舉例說明。提示:①不確定相同,人的紅細(xì)胞汲取葡萄糖的方式是幫助擴(kuò)散,腎小管重汲取葡萄糖的方式是主動運輸。②不確定相同,神經(jīng)元汲取鉀離子的方式是主動運輸,而靜息時鉀離子外流的方式是幫助擴(kuò)散。(2)若對離體心肌細(xì)胞施用某種毒素,結(jié)果心肌細(xì)胞對Ca2+汲取量明顯削減,而對K+的汲取不受影響,其緣由最可能是什么?提示:運輸Ca2+的載體被破壞。題型一物質(zhì)出入細(xì)胞的方式、特點1.(2024·全國Ⅱ卷)下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運輸?shù)臄⑹?正確的是(C)A.巨噬細(xì)胞攝入病原體的過程屬于幫助擴(kuò)散B.固醇類激素進(jìn)入靶細(xì)胞的過程屬于主動運輸C.神經(jīng)細(xì)胞受到刺激時產(chǎn)生的Na+內(nèi)流屬于被動運輸D.護(hù)膚品中的甘油進(jìn)入皮膚細(xì)胞的過程屬于主動運輸解析:巨噬細(xì)胞攝入病原體的過程屬于胞吞;固醇類激素如性激素以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入靶細(xì)胞;靜息狀態(tài)時,神經(jīng)細(xì)胞膜外的Na+濃度高于膜內(nèi),受到刺激時產(chǎn)生的Na+內(nèi)流是由通道蛋白幫助的被動運輸;護(hù)膚品中的甘油屬于小分子脂溶性物質(zhì),以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入皮膚細(xì)胞。2.(2024·安徽定遠(yuǎn)重點中學(xué)一模)如圖表示物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞1和細(xì)胞2的過程示意圖。據(jù)圖分析正確的是(D)A.甲、丁物質(zhì)都是順相對含量梯度運輸?shù)腂.乙物質(zhì)的作用體現(xiàn)了細(xì)胞膜的選擇透過性C.乙物質(zhì)離開細(xì)胞1的方式不須要載體且都是大分子D.運輸甲和丙物質(zhì)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不同,但都具有專一性解析:據(jù)圖分析,甲物質(zhì)是順相對含量梯度運輸?shù)?丁是逆相對含量梯度運輸?shù)?乙物質(zhì)的作用體現(xiàn)了細(xì)胞膜的信息溝通功能;乙物質(zhì)離開細(xì)胞1的方式是胞吐,不須要載體,但通過胞吐分泌出細(xì)胞外的物質(zhì)不確定都是大分子;運輸甲和丙物質(zhì)的載體蛋白結(jié)構(gòu)不同,但都具有專一性。物質(zhì)運輸?shù)乃膫€“不確定”(1)消耗能量的運輸方式不確定是主動運輸,胞吐和胞吞也消耗能量。(2)無機(jī)鹽離子的運輸方式不確定是主動運輸,如神經(jīng)細(xì)胞的K+外流和Na+的內(nèi)流為幫助擴(kuò)散。(3)須要載體蛋白的不確定是幫助擴(kuò)散,主動運輸也須要載體蛋白。(4)胞吐和胞吞的不確定都是大分子物質(zhì),如神經(jīng)遞質(zhì)是小分子物質(zhì),通過胞吐排出細(xì)胞。題型二外界因素對物質(zhì)出入細(xì)胞的影響3.(2024·廣東茂名聯(lián)考)將某哺乳動物的兩種細(xì)胞置于確定濃度的Q溶液中,測定不同狀況下汲取Q的速率,結(jié)果如表所示。不考慮胞吞作用,由表中數(shù)據(jù)能得出的結(jié)論是(C)細(xì)胞類型沒通入空氣組的汲取速率通入空氣組的汲取速率胚胎干細(xì)胞3mmol/min5mmol/min成熟紅細(xì)胞3mmol/min3mmol/minA.兩種細(xì)胞汲取Q均取決于濃度差B.兩種細(xì)胞汲取Q均不需載體蛋白的參加C.胚胎干細(xì)胞汲取Q的方式為主動運輸D.成熟紅細(xì)胞汲取Q的方式為被動運輸解析:依據(jù)表格分析,胚胎干細(xì)胞對Q的汲取受通入空氣的影響,空氣是影響呼吸作用生成ATP的因素,說明運輸方式是主動運輸;哺乳動物成熟紅細(xì)胞對Q的汲取不受通入空氣的影響,但能進(jìn)行無氧呼吸,說明運輸方式可能與能量有關(guān),也可能無關(guān),說明運輸方式是主動運輸或被動運輸。主動運輸汲取Q須要消耗能量,與濃度差沒有干脆的關(guān)系;胚胎干細(xì)胞汲取Q確定須要載體蛋白的幫助。4.(2024·湖南衡陽模擬)如圖甲、乙分別是洋蔥根尖在不同含氧量及不同底物濃度狀況下(其他條件相宜),從含硝酸鉀的全養(yǎng)分液中汲取的速率曲線圖。相關(guān)描述不正確的是(D)A.A點時影響離子汲取速率的主要因素是能量B.B點時離子汲取速率不再增加是因為載體的數(shù)量有限C.C點時影響離子汲取速率的主要因素是底物濃度D.D點時離子汲取速率不再增大是因為底物濃度太高,細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別解析:洋蔥根尖汲取的方式是主動運輸,汲取速率受能量、載體和底物濃度的影響。A點時汲取速率未達(dá)到最大,限制因素是O2濃度,而O2濃度通過影響呼吸作用產(chǎn)生的能量影響汲取速率,故此時主要影響因素是能量;B點時離子汲取速率不再隨著O2濃度的增大而增大,此時的限制因素是載體的數(shù)量;C點時離子汲取速率未達(dá)到最大,此時影響離子汲取速率的主要因素是底物濃度;D點時離子汲取速率不再隨底物濃度增大而增大,其他條件相宜,則其主要是因為載體數(shù)量有限。題型三物質(zhì)出入細(xì)胞方式的試驗分析和探究5.(2024·全國Ⅱ卷)某種H+ATPase是一種位于膜上的載體蛋白,具有ATP水解酶活性,能夠利用水解ATP釋放的能量逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運H+。①將某植物氣孔的保衛(wèi)細(xì)胞懸浮在確定pH的溶液中(假設(shè)細(xì)胞內(nèi)的pH高于細(xì)胞外),置于暗中一段時間后,溶液的pH不變。②再將含有保衛(wèi)細(xì)胞的該溶液分成兩組,一組照耀藍(lán)光后溶液的pH明顯降低;另一組先在溶液中加入H+ATPase的抑制劑(抑制ATP水解),再用藍(lán)光照耀,溶液的pH不變。依據(jù)上述試驗結(jié)果,下列推想不合理的是(C)A.H+ATPase位于保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上,藍(lán)光能夠引起細(xì)胞內(nèi)的H+轉(zhuǎn)運到細(xì)胞外B.藍(lán)光通過保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上的H+ATPase發(fā)揮作用導(dǎo)致H+逆濃度梯度跨膜運輸C.H+ATPase逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運H+所需的能量可由藍(lán)光干脆供應(yīng)D.溶液中的H+不能通過自由擴(kuò)散的方