細胞的基本結構第二單元一輪總復習第三講：細胞的物質輸入和輸出考點一被動運輸水進出細胞的原理——滲透作用上升的液面清水蔗糖溶液玻璃紙（半透膜）半透膜：一類只允許離子和小分子物質通過（如水分子、O2、CO2、甘油、葡萄糖、氨基酸），而較大分子物質（如蔗糖、淀粉、蛋白質等）不能通過的一類多孔性膜（如膀胱膜、玻璃紙、羊皮紙），物質能否通過只與孔徑大小有關。辨析滲透作用與擴散作用滲透作用擴散作用區別概念水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散物質從相對含量多的地方到相對含量少的地方的自由運動物質是否穿膜方向聯系水等溶劑分子所有物質（溶劑、溶質分子及氣體分子）需穿過半透膜與半透膜無關宏觀：低濃度溶液→高濃度溶液分子密度高→分子密度低滲透作用是擴散作用的一種特殊方式微觀：水分子的移動是雙向一直進行的辨析半透膜與選擇性透過膜半透膜選擇透過性膜概念物質透過取決于特點實例允許一部分物質通過，不允許另一部分物質通過的多孔性膜玻璃紙（賽璐玢）、卵殼膜、膀胱膜、生物膜根據生命活動的需要，決定物質分子是否通過的生物膜半透膜上的孔徑大小①具有選擇性②不具生物活性（由孔徑大小決定）生物膜上載體蛋白的種類和數量①具有選擇透過性②具生物活性（根據生命活動需要進行）表現：水分子可自由通過，一些離子和小分子也可以通過，而其他離子、小分子和大分子不能通過生物膜滲透系統分析由于蔗糖溶液滲透壓越大，對水的吸引力越強，因此單位時間內，進入漏斗內的水分子數多于進入燒杯中的分子數，最終使漏斗管內的液面升高。不會。隨著液面上升，水柱產生的靜水壓逐漸增大，當其等于蔗糖對水分子的滲透壓時，該滲透系統達到滲透平衡，此時半透膜兩側水分子交換速率相等，液面不再升高。（1）漏斗管內的液面為什么會升高？（2）如果漏斗管足夠長，管內的液面會無限升高嗎？（3）滲透裝置中，當漏斗內溶液不再上升時，半透膜兩側的溶液濃度相同嗎？不同。滲透作用達到平衡時，水分子通過半透膜的雙向擴散速率相等，漏斗內蔗糖溶液的濃度仍高于燒杯中清水的濃度。滲透系統分析（注：溶質分子不能通過半透膜）溶液濃度單位時間內水分子移動數外觀表現S1>S2S1液面上升，上升速度為

，最終停止上升S1<S2S1液面下降，下降速度為

，最終停止下降在達到滲透平衡后，半透膜兩側仍有水分子的移動。若存在液面差Δh，則S1溶液濃度仍大于（或小于）S2。因為液面高的一側形成的壓強，會抑制水分子由低濃度一側向高濃度一側的擴散。S2→S1>S1→S2先快后慢S2→S1<S1→S2先快后慢驗證滲透作用發生的兩個條件滲透系統分析ABB液面更高。溶液體積大，吸收水多。液面一樣高，A先于B平衡，A半透膜面積大，吸水快滲透系統分析：“U”型管問題10%葡萄糖溶液的物質的量濃度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液較多，右側液面升高液面不變①半透膜只允許水分子通過右側液面繼續升高并達到新的平衡+蔗糖酶蔗糖被水解為兩分子單糖，導致左側濃度升高，水分子由10%葡萄糖溶液→10%蔗糖溶液較多，則左側液面升高，最終高于右側①半透膜只允許水分子通過液面穩定后，將右側液面高出部分吸走滲透系統分析：“U”型管問題滲透系統分析：“U”型管問題②半透膜允許水分子和溶質通過A半透膜B如圖U型管中，中央有一半透膜，允許水和葡萄糖分子通過，不允許蔗糖分子通過，試分析下列情況中A側液面高度變化情況。④A側為1mol·L-1淀粉溶液，B側為1mol·L-1蔗糖溶液③A側為質量分數10%葡萄糖溶液，B側為10%蔗糖溶液①A側為質量分數為10%蔗糖溶液，B側為20%蔗糖溶液A側液面下降、且最后保持不變，10%＜A側溶液濃度＜B側溶液濃度＜20%先A高于B，后B高于AA側液面不變②A側為質量分數為20%蔗糖溶液，B側為30%蔗糖溶液，一段時間后在A側加微量蔗糖酶（不影響溶液濃度）。A側液面先下降，后上升，最后又下降，最終低于B側葡萄糖溶液葡萄糖溶液B側液面先上升，后下降，最終與A側持平滲透系統分析：“U”型管問題“U”形管中水分子移動方向的判斷方法（1）膜兩側溶液中濃度高的一側滲透壓高，低的一側滲透壓低，水分子由低濃度一側向高濃度一側擴散。（2）兩側溶液中的溶質是否能通過半透膜，若不能，則只是高濃度一側液面升高；若能，則先是高濃度一側液面升高，隨后另一側液面升高，最后兩側液面持平。（3）如果溶質分子不能透過半透膜，則在達到滲透平衡時，一般兩側溶液的濃度并不相等，因為液面高的一側形成的靜水壓，會阻止溶劑分子由低濃度一側向高濃度一側擴散。滲透原理的應用：（一）比較不同溶液濃度的大小漏斗內燒杯內溶液濃度MN現象及結論①若漏斗內液面上升，則M>N②若漏斗內液面不變，則M＝N（無液面差時）③若漏斗內液面下降，則M<N滲透原理的應用：（二）探究物質能否通過半透膜燒杯內盛淀粉溶液漏斗內盛碘液結論變藍不變藍不變藍變藍變藍變藍不變藍不變藍碘能通過半透膜，而淀粉不能淀粉能通過半透膜，而碘不能淀粉和碘都能通過半透膜淀粉和碘都不能通過半透膜滲透原理的應用——即學即練例1.如圖A所示的甲、乙、丙三個滲透裝置中，三個漏斗頸的內徑相等，漏斗內盛有濃度相同的蔗糖溶液，且漏斗內液面高度相同，漏斗口均封以半透膜，置于同一個水槽的清水中。三個滲透裝置半透膜的面積和所盛蔗糖溶液的體積不同，如下表所示。圖B中曲線1、2、3表示漏斗液面高度隨時間的變化情況。曲線1、2、3與甲、乙、丙三個裝置的對應關系應是（）裝置編號甲乙丙半透膜面積SS/2S蔗糖溶液體積TT2TA.1—乙；2—甲；3—丙

B.1—丙；2—甲；3—乙C.1—甲；2—乙；3—丙

D.1—丙；2—乙；3—甲B水進出細胞的實例：動物細胞的吸水和失水原理：動物細胞與外界溶液構成一個滲透系統①半透膜：②濃度差：細胞膜細胞質與外界溶液具有濃度差醫用生理鹽水濃度為0.9%，其滲透壓與人體細胞外液的滲透壓相當，可以使人體細胞保持正常的形態和功能。細胞吸水膨脹細胞失水皺縮細胞形態不變細胞吸水還是失水取決于：外界溶液濃度與細胞質濃度的差值水進出細胞的實例：植物細胞的吸水和失水成熟的植物細胞全透性，伸縮性小原生質層有一定濃度，與外界溶液能形成一定的濃度差伸縮性大，具有選擇透過性成熟的植物細胞內的液體環境主要指的是液泡里的細胞液。水進出細胞的實例：植物細胞的吸水和失水當外界溶液濃度___細胞液濃度時，細胞發生質壁分離現象當外界溶液濃度___細胞液濃度時，細胞吸水膨脹，由于存在細胞壁，細胞不會漲破當外界溶液濃度___細胞液濃度時，細胞維持正常形態><=①半透膜：②濃度差：原生質層細胞液與外界溶液之間的濃度差原理：植物細胞與外界溶液構成一個滲透系統水進出細胞的實例：植物細胞的吸水和失水吸脹吸水滲透吸水舉例：未成熟植物細胞、干種子等細胞結構特點：沒有形成大的中央液泡條件：成熟的中央有液泡的植物細胞細胞結構特點：細胞質有大液泡；細胞壁具全透性；原生質層具選擇透過性；細胞液具有一定濃度原理：靠細胞內的親水性物質（蛋白質、淀粉、纖維素）吸收水分實例：成熟的植物細胞原理：具選擇透過性膜和濃度差主要的吸水方式植物細胞水進出細胞的實例——即學即練例1.以下哪種情況會發生滲透作用（）①干種子萌發時的吸水

②萎蔫的青菜放進清水中變得硬挺③根毛細胞吸水

④水由氣孔進入外界環境⑤插在花瓶中的花枝由瓶中吸水⑥洋蔥表皮細胞放在鹽水中發生質壁分離⑦兔的血液紅細胞放在鹽水中發生皺縮①②③⑤⑦

B.②③⑤⑥⑦C.②③④⑥⑦ D.②③⑥⑦D水進出細胞的實例——即學即練例2.[2020·全國卷Ⅱ]取某植物的成熟葉片，用打孔器獲取葉圓片，等分成兩份，分別放入濃度（單位為g/mL）相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙兩個實驗組（甲糖的相對分子質量約為乙糖的2倍）。水分交換達到平衡時，檢測甲、乙兩組的溶液濃度，發現甲組中甲糖溶液濃度升高。在此期間葉細胞和溶液之間沒有溶質交換。據此判斷下列說法錯誤的（）A.甲組葉細胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液濃度升高B.若測得乙糖溶液濃度不變，則乙組葉細胞的凈吸水量為零C.若測得乙糖溶液濃度降低，則乙組葉肉細胞可能發生了質壁分離D.若測得乙糖溶液濃度升高，則葉細胞的凈吸水量乙組大于甲組D物質進出細胞的方式：（一）被動運輸特點：物質順濃度梯度跨膜運輸，不消耗能量，無需膜轉運蛋白協助。a.方向：高濃度→低濃度b.動力：濃度差c.實例：氧氣、二氧化碳、氮氣、水、尿素、甘油、乙醇、苯等（氣體、水、脂溶性小分子）（1）自由擴散（簡單擴散）：物質通過簡單的擴散作用進出細胞的方式被動運輸：物質以擴散方式進出細胞，不需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量物質進出細胞的方式：（一）被動運輸物質進出細胞的方式：（一）被動運輸（2）協助擴散（易化擴散）：借助膜上的轉運蛋白進出細胞的物質擴散方式轉運蛋白類型特點實例載體蛋白通道蛋白①只容許與自身結合部位相適應的分子或離子通過。②每次轉運時都會發生自身構象的改變。分布在許多組織細胞膜上的葡萄糖轉運蛋白。①只容許與自身通道直徑和形狀相適配，大小和電荷相適宜的分子或離子通過。②運輸物質通過通道時，不需要與其結合。但通道蛋白具有開閉性。水通道離子通道水分子更多的的是借助細胞膜上的水通道蛋白以協助擴散的方式進出細胞水通道蛋白的結構模式圖物質進出細胞的方式——即學即練例1.毛細血管內被紅細胞運輸的O2進入組織細胞被利用需穿越幾層生物膜（）A.11B.9C.7D.6D例2.血漿中的葡萄糖分子被腎小球濾出形成原尿，原尿中葡萄糖分子被腎小管重吸收送回血漿共穿越幾層生物膜（）A.4B.8C.11D.16B教材課后習題P67

一、概念檢測1.物質跨膜運輸的方式與物質的特點和細胞膜的結構有關。判斷下列有關物質跨膜運輸的表述是否正確。（1）細胞膜和液泡膜都相當于半透膜。（）（2）水分子進入細胞，是通過自由擴散方式進行的。（）（3）載體蛋白和通道蛋白在轉運分子和離子時，其作用機制是一樣的。（）2.基于對植物細胞質壁分離原理的理解判斷，下列各項無法通過質壁分離實驗證明的是（）A.成熟植物細胞的死活 B.原生質層比細胞壁的伸縮性大C.成熟的植物細胞能進行滲透吸水 D.水分子可以通過通道蛋白進入細胞×√×D教材課后習題3.假如將甲乙兩個植物細胞分別放入蔗糖溶液和甘油溶液中，兩種溶液的濃度均比細胞液的濃度高，在顯微鏡下連續觀察，可以預測甲乙兩細胞的變化是（）A.甲乙兩細胞發生質壁分離后，不發生質壁分離復原B.甲乙兩細胞都發生質壁分離，但乙細胞很快發生質壁分離復原C.只有乙細胞發生質壁分離，但不會發生質壁分離復原D.甲乙兩細胞發生質壁分離，隨后都很快發生質壁分離復原B教材課后習題二、拓展應用1.細胞液中物質的濃度對于維持細胞的生命活動非常重要。現提供紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞，請設計實驗，測定該細胞的細胞液的濃度相當于多少質量分數的蔗糖溶液。寫出你的實驗思路，并分析其中的基本原理。2.溫度變化會影響水分通過半透膜的擴散速率嗎?請你提出假設，并設計檢驗該假設的實驗方案。可以配制出一系列濃度梯度的蔗糖溶液。將紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞置于配好的各種濃度的蔗糖溶液中適當時間后用顯微鏡觀察細胞質璧分離情況。記錄剛好發生質壁分離的細胞所用的蔗糖溶液濃度，以及剛好尚未發生質壁分離的細胞所用的蔗糖溶液濃度。據此推算出細胞液濃度應介于這兩個濃度之間。假設：溫度變化會影響水分子通過半透膜的擴散速率。可以借用本節“問題探討”中的滲透裝置進行實驗。將該滲透裝置置于不同溫度的環境中，通過比較不同溫度下漏斗管內液面上升速度的快慢，判定溫度是否影響水分子的擴散速率。實驗中要注意排除各種無關變量的干擾，如置于不同溫度中的漏斗內的蔗糖溶液的量和濃度必須相等，以確保實驗的準確性。第三講：細胞的物質輸入和輸出考點二實驗：探究植物細胞的吸水和失水實驗：探究植物細胞的吸水和失水（1）實驗材料的選擇：①

成熟的植物活細胞，保證細胞具有中央大液泡和原生質層。②

細胞液或細胞質應具有顏色，紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的細胞液為紫色。（2）外界溶液的選擇：①對細胞無害。鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細胞，不適于用作實驗試劑。②常選用質量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液作為外界溶液，原因是該濃度的蔗糖溶液既能使細胞發生明顯的質壁分離，又不會導致細胞過快死亡。實驗：探究植物細胞的吸水和失水（3）實驗原理：半透膜大液泡（大→小）細胞液顏色（淺→深）原生質層與細胞壁分離宏觀上：植物由堅挺→萎蔫微觀上：質壁分離表現實驗：探究植物細胞的吸水和失水（4）實驗步驟：紫色細胞壁質量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液縮小變深原生質層分離清水變大變淺貼近顯微鏡載物臺上操作觀察細胞的正常形態觀察質壁分離觀察質壁分離的復原實驗：探究植物細胞的吸水和失水（5）實驗現象：滴加蔗糖溶液滴加清水質壁分離質壁分離復原對照組實驗組對照組實驗組第二次對照第一次對照形成兩組自身前后對照實驗實驗：探究植物細胞的吸水和失水失水吸水

蔗糖溶液清水質壁分離內因：①原生質層伸縮性比細胞壁大②原生質層相當于半透膜具有選擇透過性外因：外界溶液濃度＞細胞液濃度質壁分離復原內因：同上外因：外界溶液濃度＜細胞液濃度問：若用適宜濃度的KNO3溶液進行該實驗，結果會發生質壁分離與復原嗎？請簡述原因。會。開始外界溶液濃度較大，細胞發生質壁分離；細胞主動運輸形式吸收K+和NO3-后，隨著細胞液濃度增大，質壁分離又會自動復原。實驗：探究植物細胞的吸水和失水將若干生理狀況基本相同，長度為3cm的鮮蘿卜條分為四組，分別置于三種濃度的溶液（即0.3g/mL蔗糖溶液，0.3g/mLKNO3溶液及0.5g/mL蔗糖溶液）（實驗組）和清水（對照組）中，測量每組蘿卜條的平均長度，結果如圖。（1）依據圖示四條曲線變動趨勢，推測a～d依次為哪種溶液？清水組a：蘿卜條長度增加，說明細胞吸水b：清水處理前已自行發生質壁分離復原，說明細胞會主動吸收該溶液的溶質KNO3溶液c：清水處理后發生質壁分離復原，說明細胞不會主動吸收該溶液的溶質0.3g/mL蔗糖溶液d：清水處理后不發生質壁分離復原，說明細胞質壁分離過度而死亡0.5g/mL蔗糖溶液（2）對照組中蘿卜條長度增加較少的原因是什么？細胞壁伸縮性較小，限制細胞脹大實驗：探究植物細胞的吸水和失水（1）從細胞角度分析：

①具有

才可發生質壁分離現象

②

不發生質壁分離現象（2）從溶液角度分析:

①在溶質可穿膜的溶液中細胞會發生質壁分離后自動復原現象

②在溶質不能穿膜的溶液中細胞只會發生質壁分離現象，不能自動復原

③在高濃度溶液中細胞可發生質壁分離現象，但會因過度失水而死亡不再復原

④鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細胞，不適于做質壁分離實驗的溶液（一定濃度的KNO3、尿素、甘油等）（3）質壁分離、質壁分離復原程度與植物細胞吸水能力關系？分離程度越大，吸水能力越強；復原程度越大，吸水能力越弱中央大液泡的成熟植物細胞死細胞、動物細胞及未成熟的植物細胞判斷細胞是否發生質壁分離及復原時的規律實驗：探究植物細胞的吸水和失水——原理應用（3）判斷細胞的死活（1）證明原生質層是半透膜（2）證明原生質層的伸縮性大于細胞壁實驗：探究植物細胞的吸水和失水——原理應用（4）比較不同植物細胞的細胞液濃度（5）比較未知濃度溶液的濃度大小實驗：探究植物細胞的吸水和失水——原理應用（6）測定細胞液濃度范圍（7）鑒別不同種類的溶液（如KNO3和蔗糖溶液）實驗：探究植物細胞的吸水和失水——即學即練例1.持續觀察在0.3g/mL蔗糖溶液中的洋蔥表皮細胞，發現中央液泡逐漸變小，說明（）A.細胞壁是一層半透膜

B.洋蔥表皮細胞已經死亡C.蔗糖溶液濃度小于細胞液濃度

D.細胞液的濃度逐漸增大D例2.將洋蔥鱗片葉放在0.45mol/L蔗糖溶液中，細胞發生質壁分離；放在0.35mol/L的蔗糖溶液中，細胞有脹大趨勢，放在0.4mol/L的蔗糖溶液中，細胞幾乎不發生變化，這表明（）A.洋蔥表皮細胞已經死亡

B.細胞膜不允許水分子自由通過C.蔗糖分子進入細胞導致滲透平衡

D.細胞液濃度為0.4mol/L左右D實驗：探究植物細胞的吸水和失水——即學即練例3.將不同植物的三個未發生質壁分離的細胞置于同一蔗糖溶液中，形態不再變化后的細胞圖像如下圖。則有關各細胞實驗前細胞液濃度的判斷，正確的是（）A.甲>乙>丙B.乙>甲>丙C.乙>丙>甲D.丙>甲>乙B實驗：探究植物細胞的吸水和失水——即學即練例4.[2022·全國甲卷]植物成熟葉肉細胞的細胞液濃度可以不同。現將a、b、c三種細胞液濃度不同的某種植物成熟葉肉細胞，分別放入三個裝有相同濃度蔗糖溶液的試管中，當水分交換達到平衡時觀察到：①細胞a未發生變化；②細胞b體積增大；③細胞c發生了質壁分離。若在水分交換期間細胞與蔗糖溶液沒有溶質的交換，下列關于這一實驗的敘述，不合理的是（）A.水分交換前，細胞b的細胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度B.水分交換前，細胞液濃度大小關系為細胞b>細胞a>細胞cC.水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度大于細胞a的細胞液濃度D.水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度等于外界糖溶液的濃度C實驗：探究植物細胞的吸水和失水——即學即練例5.[2023·長沙模擬]科研人員將A、B兩種植物的成熟葉片置于不同濃度的蔗糖溶液中，培養相同時間后檢測其重量變化，結果如圖所示。下列相關描述錯誤的是（）A.甲濃度條件下，A植物細胞的液泡體積變小B.乙濃度條件下，A、B兩種植物的成熟細胞處于質壁分離狀態C.兩種植物細胞液濃度的大小關系為B>AD.五種蔗糖溶液濃度的大小關系為丙>戊>甲>丁>乙D乙>丁>甲>戊>丙第三講：細胞的物質輸入和輸出考點三主動運輸與胞吞、胞吐離子跨膜運輸實例分析資料一：①該過程中水稻是否吸收Mg2＋、Ca2＋，番茄是否吸收SiO44－？培養一段時間后，水稻培養液中Ca2+和Mg2+濃度、番茄培養液中SiO44－離子濃度為何高于初始值？②該實驗方案中自變量什么？探究目的是什么？水稻吸收Ca2＋、Mg2＋，番茄也吸收SiO44－，植物吸收離子同時也在吸收水，對水的吸收量比相應離子多，從而導致培養液中相應離子的濃度增大

。離子種類（Mg2＋、Ca2＋、SiO44－）植物種類（番茄與水稻）探究不同植物對同一離子吸收狀況（不同）及同一植物對不同離子吸收狀況（不同）離子跨膜運輸實例分析資料一結論：①吸收水和無機鹽是兩個相對獨立的過程。②同一植物吸收不同離子與不同植物吸收同種離子是有差異的。資料二結論：①碘的跨膜運輸方向可以是逆相對含量梯度。資料三結論：①同一微生物吸收不同離子與不同微生物吸收同種離子是有差異的。離子跨膜運輸實例分析（1）水分子跨膜運輸是順相對含量梯度的。（2）其他物質的跨膜運輸并不都是順相對含量梯度，這取決于細胞生命活動的需要。（3）細胞對物質的輸入與輸出是有選擇性的。細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜結構基礎：細胞膜上載體蛋白的種類和數量不同（生物膜的功能特點）①水分子可以自由通過；②一些離子和小分子也可以通過；③其他的離子、小分子和大分子則不能通過。物質進出細胞的方式：（二）主動運輸主動運輸：物質逆濃度梯度跨膜運輸，需要載體蛋白的協助，同時還需要消耗細胞內化學反應釋放所釋放的能量。①

植物根部細胞吸收無機鹽離子②

甲狀腺細胞吸收碘離子③

動物細胞吸收鉀離子和排出鈉離子（Na-K泵）④小腸上皮細胞和腎小管上皮細胞吸收葡萄糖逆濃度運輸物質進出細胞的方式：（二）主動運輸Na+、K+和Ca2+等離子和其他物質在逆濃度梯度跨膜運輸時，首先要與膜上載體蛋白的特定部位結合。由于不同離子或分子的大小和性質不同，不同蛋白質的空間結構差別也很大，所以一種載體蛋白通常只適合與一種或一類離子或分子結合。離子或分子與載體蛋白結合后，在細胞內化學反應釋放的能量推動下，載體蛋白的空間結構發生變化，就將它所結合的離子或分子從細胞膜一側轉運到另一側并釋放出來，載體蛋白隨后又恢復原狀，又可以去轉運同種物質的其他離子或分子。像這樣，物質逆濃度梯度進行跨膜運輸，需要載體蛋白的協助，同時還需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量，這種方式叫作主動運輸。物質進出細胞的方式：（二）主動運輸Na+-K+泵H+泵ATP驅動泵既是載體同時也是催化ATP水解的酶①ATP驅動泵【ATP直接供能】物質進出細胞的方式：（二）主動運輸物質進出細胞的方式：（二）主動運輸鈉鉀泵：每次轉運三個Na+到細胞外，2個K+到細胞內，以維持細胞內高濃度的K+（低濃度的Na+）與細胞外高濃度的Na+，此過程需要消耗能量物質進出細胞的方式：（二）主動運輸正常氣管囊性纖維化氣管囊性纖維病患者支氣管被異常的黏液堵塞，常于幼年時死于肺部感染囊性纖維病患者CFTR蛋白（一種轉運蛋白）異常物質進出細胞的方式：（二）主動運輸②

協同（偶聯）轉運蛋白【ATP間接供能】如圖：小腸上皮細胞逆濃度吸收葡萄糖時，沒有直接消耗ATP，而是利用Na+濃度差的能量。但是Na+濃度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+—K+需要消耗ATP。物質進出細胞的方式：（二）主動運輸③光驅動泵主要在細菌細胞中發現，對溶質的主動運輸與光能的輸入相偶聯，如菌紫紅質利用光能驅動H+的轉運。因為光能驅動比較少見，在此不作贅述。物質進出細胞的方式：（二）主動運輸載體蛋白：能夠與特異性物質結合，通過自身構象的變化，將與它結合的物質轉移到膜的另一側。有高度的特異性有飽和現象有競爭抑制性載體上有結合位點，只能與某一種物質進行暫時、可逆的結合或分離。而且，一個特定的載體只運載一種類型的化學物質，甚至一種分子或離子。載體蛋白質分子的數目或每一載體分子上能與其物質結合的位點的數目是固定的，于是出現了飽和，不能使載運量隨底物濃度增加而無限增加。兩種物質的結構如果相似，它們會競相與載體結合，甲多結合一個，乙就少結合一個。物質進出細胞的方式：（二）主動運輸勢能的作用分子本身存在勢能，其大小主要決定于溶液濃度，平常所說的不消耗能量只是指分子勢能以外的能量。ATP泵的作用離子泵直接消耗ATP完成主動運轉。以鈉泵為例，沒有Na+由高濃度膜外進入膜內，就不會出現葡萄糖逆濃度梯度進入膜內。此過程所需能量來自膜內外Na+的勢能差，但造成這種勢能差的鈉泵活動是要分解ATP的，即能量間接來自ATP。電勢能的作用細胞膜在安靜狀態時，膜兩側存在一定的電位差，這種電位差一般能維持平衡狀態。而離子泵、載體等的活動會造成膜內、外離子的分布不均，從而打破原有的平衡，造成膜對某些離子通透性改變，使離子大量出入細胞以恢復原有的平衡狀態。物質進出細胞的方式：小結物質相應過程運輸方式水進人細胞葡萄糖進入紅細胞進入小腸上皮細胞和腎小管上皮細胞Na+進入神經細胞運出神經細胞K+進入神經細胞運出神經細胞自由擴散協助擴散（水通道）協助擴散（葡萄糖載體）主動運輸（Na+—葡萄糖共運輸）協助擴散（Na+通道）主動運輸（鈉鉀泵）主動運輸（鈉鉀泵）協助擴散（K+通道）物質進出細胞的方式：與生產生活的聯系（1）吃腌制咸菜時，口腔和唇的黏膜有何感覺？為什么？因土壤溶液濃度過高，超過根細胞液濃度，導致根不易吸水或因失水而造成“燒苗”。（3）白菜剁碎放鹽會有水滲出，為什么？在食品外面形成很高濃度的溶液，使微生物大量失水死亡。外界溶液濃度高于動物細胞質濃度，動物細胞失水。外界溶液濃度高于植物細胞液濃度，植物細胞失水。輪作是針對不同作物根系對礦質元素的選擇性吸收而采取的生產措施，如長期在同一塊田里種同種植物，地力下降，產量下降。（2）鹽堿地植物不易成活；一次施肥過多造成“燒苗”原因？（4）鹽漬食品不易變質，為什么？（5）輪作與作物根系對礦質元素的選擇性吸收有什么關系嗎？物質進出細胞的方式：與生產生活的聯系桐花樹的泌鹽現象海鳥（海鷗）的鹽腺鹽腺鹽液主動運輸的意義：保證了活細胞能夠按照生命活動的需要，主動選擇吸收所需要的營養物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質。物質進出細胞的方式——即學即練例1.水鹽調節過程中，抗利尿激素與腎小管、集合管細胞上受體結合后，通過調節作用導致頂端膜上水通道蛋白（AQP）的數量增加，增加對水的通透性(如圖)，引起細胞外液滲透壓下降。下列有關說法正確的是（）A.抗利尿激素由垂體釋放，通過體液定向運輸到腎小管、集合管發揮作用B.當細胞外液滲透壓升高時，水進入腎小管、集合管的方式屬于協助擴散C.當細胞外液滲透壓降低到正常水平后，抗利尿激素的合成量會明顯增加D.抗利尿激素通過催化細胞內一系列酶促反應，增加了水通道蛋白的數量B例2.美國科學家阿格雷和麥金農因研究細胞膜中的通道蛋白獲得諾貝爾獎。通道蛋白分為兩大類：水通道蛋白和離子通道蛋白。阿格雷成功分離了水通道蛋白，麥金農測得K+通道蛋白的立體結構。如圖為腎小管上皮細胞重吸收水分和K＋通道蛋白的立體結構的示意圖。下列與通道蛋白有關的敘述錯誤的是（）A．通道蛋白或貫穿、或嵌入、或覆蓋于磷脂雙分子層B．K+通道蛋白運輸物質的方式為協助擴散，不需要消耗ATPC．抗利尿激素對腎小管上皮細胞上水的通透性具有調節作用D．機體可通過調節細胞膜上通道蛋白的數量或開關來調節物質的運輸A物質進出細胞的方式——即學即練例3.鈉-葡萄糖共轉運蛋白（SGLT2）是一類葡萄糖轉運蛋白，可將腎小管腔中的葡萄糖轉運到腎小管上皮細胞中（如下圖）。研究發現，Ⅱ型糖尿病患者腎小管上皮細胞膜上的SGLT2數量增加。科學家據此推測，特異性的抑制SGLT2可以有效降低血糖，成為治療糖尿病的新途徑。下列說法錯誤的是（）A.Ⅱ型糖尿病患者的病因是胰島素分泌不足，患者的血漿滲透壓較正常人偏低B.SGLT2和GLUT2運輸葡萄糖的方式不相同C.Na+由腎小管腔到組織間隙的整個轉運過程需要消耗能量D.患者服用SGLT2抑制劑后尿糖現象會更加嚴重A物質進出細胞的方式——即學即練物質進出細胞的方式——即學即練例4.[2022·山東]NO3－和NH4+是植物利用的主要無機氮源，NH4+的吸收由根細胞膜兩側的電位差驅動，NO3－的吸收由H+濃度梯度驅動，相關轉運機制如圖。銨肥施用過多時，細胞內NH4+的濃度增加和細胞外酸化等因素引起植物生長受到嚴重抑制的現象稱為銨毒。下列說法正確的是（）A.NH4+通過AMTs進入細胞消耗的能量直接來自ATPB.NO3－通過SLAH3轉運到細胞外的方式屬于被動運輸C.銨毒發生后，增加細胞外的NO3－會加重銨毒D.載體蛋白NRT1.1轉運NO3－和H+的速度與二者在膜外的濃度呈正相關B物質進出細胞的方式：（三）胞吞、胞吐（1）概念①胞吞：當細胞攝取大分子時，首先是大分子與細胞膜上的

結合，從而引起這部分細胞膜內陷形成小囊，包圍著大分子。然后，小囊從細胞膜上分離下來，形成

，進入細胞內部。蛋白質囊泡物質進出細胞的方式：（三）胞吞、胞吐實例：吞噬細胞吞噬病原體，單細胞動物（草履蟲、變形蟲）吞噬食物顆粒。（嬰兒）物質進出細胞的方式：（三）胞吞、胞吐（1）概念②胞吐：細胞需要外排的大分子，先在細胞內形成囊泡，囊泡移動到

處，并與之融合將大分子排出細胞。細胞膜物質進出細胞的方式：（三）胞吞、胞吐接收信號刺激后分泌實例：分泌蛋白的分泌、變形蟲排出食物殘渣和廢物。物質進出細胞的方式：（三）胞吞、胞吐（2）特點：①主要運輸生物大分子，如蛋白質、多糖，也運輸小分子，如神經遞質等。②需要消耗能量。③不需要轉運蛋白協助，但需要特定的膜蛋白參與。④依賴膜的流動性。物質的跨膜運輸方式：小結項目自由擴散協助擴散主動運輸胞吞胞吐概念物質通過簡單的擴散作用進出細胞進出細胞的物質借助轉運蛋白的擴散物質從低濃度一側運輸到高濃度一側，需要載體蛋白的協助，同時也需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量的方式大分子附著在細胞膜表面，這部分細胞膜內陷形成小囊包圍著大分子，小囊從細胞膜上分離形成囊泡進入細胞內部，為胞吞，反之為胞吐特點方向順濃度梯度順濃度梯度逆濃度梯度胞外→胞內胞內→胞外是否需要轉運蛋白不需要需要需要不需要不需要是否耗能不耗能不耗能耗能耗能耗能影響因素濃度差濃度差、載體能量、載體能量能量代表例子氣體、水、脂溶性分子葡萄糖進入紅細胞、K+外流、Na+內流葡萄糖進入小腸上皮細胞大多數離子進入細胞白細胞吞噬細菌、細胞碎片分泌蛋白分泌神經遞質釋放判斷物質的跨膜運輸方式：（一）根據運輸特點主動運輸胞吞、胞吐（不需載體、不穿膜、體現膜的流動性）主動運輸性激素、甘油、脂肪酸、乙醇、苯水（若有信息說要借助水通道蛋白進出則為協助擴散）主動運輸進入紅細胞：協助擴散進入腎小管上皮細胞、小腸上皮細胞：主動運輸神經調節中K+外流、Na+內流：協助擴散判斷物質的跨膜運輸方式：（二）根據圖示a：b：c：d：e：主動運輸主動運輸協助擴散協助擴散自由擴散影響物質跨膜運輸的因素：（一）轉運蛋白數量與載體蛋白無關轉運蛋白數量轉運蛋白數量限制因素：載體蛋白數量限制因素：主要是能量有限轉運蛋白數量濃度差不設限影響物質跨膜運輸的因素：（二）物質濃度運輸速率僅與濃度差有關影響物質跨膜運輸的因素：（三）氧氣濃度影響有氧呼吸強度，進而影響供能氧氣含量對物質跨膜運輸的影響：與氧氣（能量）無關無氧呼吸提供能量限制因素：能量限制因素：主要是膜上載體蛋白數量有限哺乳動物成熟紅細胞的主動運輸不受氧氣濃度影響影響物質跨膜運輸的因素：（四）溫度流動性與物質跨膜運輸有關的六個“不要漏掉”（1）需要轉運蛋白協助的運輸方式除主動運輸外，不要漏掉協助擴散。（2）消耗能量的運輸方式除主動運輸外，不要漏掉胞吞和胞吐。（3）從高濃度到低濃度的運輸方式除自由擴散外，不要漏掉協助擴散。（4）影響協助擴散運輸速率的因素除載體蛋白數量外，不要漏掉濃度差。（5）與主動運輸有關的細胞器除供能的線粒體外，不要漏掉載體蛋白的合成場所——核糖體。（6）運輸速率與O2濃度無關的運輸方式除自由擴散外，不要漏掉協助擴散。設計實驗探究物質跨膜運輸方式主動運輸被動運輸協助擴散自由擴散（1）探究是主動運輸還是被動運輸：（自變量：有無能量供應）（自變量：有無載體蛋白）（2）探究是自由擴散還是協助擴散：物質進出細胞的方式——即學即練例1.人的某些細胞膜上的CFTR蛋白與Na+和Cl－的跨膜運輸有關。當CFTR蛋白結構異常時，會導致患者支氣管中黏液增多，肺部感染，引發囊性纖維病。如圖為某人體細胞內外不同離子的相對濃度示意圖。下列說法正確的是（多選）（

）A.由圖可知，Na+和K+進入細胞都屬于主動運輸B.囊性纖維病說明基因是通過控制蛋白質分子結構直接控制生物的性狀C.如果大量Cl－進入神經細胞，將抑制神經元動作電位的產生D.CFTR蛋白與兩種離子的跨膜運輸有關，說明載體蛋白不具特異性BC例2.研究發現，耐鹽植物藜麥的表皮鹽泡細胞中無葉綠體，其體積可達普通表皮細胞的1000倍左右，相關細胞之間Na＋和Cl－的轉運過程如圖所示，下列敘述錯誤的是（）A.藜麥的表皮鹽泡細胞的細胞膜上不存在葡萄糖轉運蛋白B.Na＋、Cl－進入藜麥的表皮鹽泡細胞的運輸方式是主動運輸C.Na＋、Cl－進入藜麥的表皮鹽泡細胞后，會被運送到液泡中儲存D.在鹽堿地上大面積種植藜麥等耐鹽植物，能減緩土壤鹽堿化程度A物質進出細胞的方式——即學即練物質進出細胞的方式——即學即練例3.[2023·太原模擬]動物細胞靠ATP水解供能驅動Na+—K+泵工作，結果使細胞膜兩側的K+、Na+不均勻分布，有助于維持動物細胞的滲透平衡，細胞的生命活動需要這種特定和相對穩定的離子濃度。如圖為Na+—K+泵的結構（左半部分）與工作模式（右半部分）示意圖。下列相關描述正確的是（）A.Na+—K+泵是一種具有ATP水解酶活性的載體蛋白B.在細胞內側β亞基與Na+結合促進

ATP水解，將Na+泵出細胞C.圖中K+、Na+順濃度梯度進行輸入和輸出的跨膜運輸方式為協助擴散D.使用烏苯苷取代K+后，不會影響到Na+—K+泵的功能A教材課后習題P72

一、概念檢測1.一種物質進行跨膜運輸的方式與該物質的分子大小等性質有關。判斷下列有關物質跨膜運輸的相關表述是否正確。（1）相對分子質量小的物質或離子都可以通過自由擴散進入細胞內。（）（2）大分子有機物要通過轉運蛋白的作用才能進入細胞內，并且要消耗能量。（）（3）被動運輸都是順濃度梯度進行的，既不需要消耗能量，也不需要借助膜上的轉運蛋白。（）（4）主動運輸都是逆濃度梯度進行的，既要消耗細胞的能量，也需要借助膜上的載體蛋白。（）×√××教材課后習題2.下列有關物質跨膜運輸的敘述，錯誤的是（）A.果脯在腌制中慢慢變甜，是細胞通過主動運輸吸收糖分的結果B.脂溶性物質較易通過自由擴散進出細胞C.葡萄糖進入紅細胞需要借助轉運蛋白但不消耗能量，屬于協助擴散D.大腸桿菌吸收K+既消耗能量，又需要借助膜上的載體蛋白，屬于主動運輸3.細胞內的生物大分子（如胃蛋白酶原）運出細胞的方式是（）A.胞吐 B.協助擴散C.自由擴散 D.被動運輸AA教材課后習題二、拓展應用1.淡水中生活的原生動物，如草履蟲，能通過伸縮泡排出細胞內過多的水，以防止細胞漲破。如果將草履蟲放入蒸餾水或海水中，推測其伸縮泡的伸縮情況，分別會發生什么變化?2.檉柳是強耐鹽植物，它的葉子和嫩枝可以將吸收到植物體內的無機鹽排出體外。檉柳的根部吸收無機鹽離子是