物质跨膜运输
一、结构基础：细胞膜的选择透过性
二、跨膜运输的实例：细胞的吸水和失水
原理：渗透作用。该作用必须具备两个条件：
（1）具有半透膜；（2）膜两侧溶液存在浓度差。
渗透系统的组成：完整的渗透系统，由两个溶液体系（A和B）以及两者之间的半
透膜组成。当容易浓度A＞B时，水分通过半透膜从B流向A, 当容易浓度A＜B时，
水分通过半透膜从A流向B，当溶液浓度A=B时，渗透体系处于动态平衡状态。
易混易错：
（1）发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子达到动态平衡，既不可看作没有
水分子移动也不可看做两侧溶液浓度相等。
（2）溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度；
1、动物细胞的吸水和失水：（以红细胞为例，动物细胞的细胞膜相当于半透膜）
①当细胞质浓度大于外界溶液浓度时，细胞质渗透压高于外界渗透压，细胞吸水膨
胀
②当细胞质浓度等于外界溶液浓度时，细胞质渗透压等于外界渗透压，水分子进出
细胞处于动态平衡。
③当细胞质浓度小于外界溶液浓度时，细胞质渗透压低于外界渗透压，细胞失水皱
缩
植物细胞的吸水和失水：
结构基础：
（1）细胞液：成熟植物细胞的中央大液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，因此细胞内的液体环境主要指液泡的细胞液。
（2）原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。相当于半透膜，具有选择透过性
（3）细胞壁的特性：全透性，伸缩性小
植物细胞的质壁分离和复原现象
①当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象
②当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原现象。
注意：如果质壁分离的细胞死亡，则不会发生质壁分离的复原。
实验探究：
材料选取：紫色洋葱鳞片叶（含有颜色为佳，也可选水绵细胞）
实验结果：质壁分离前，细胞呈现紫色，原生质层紧贴细胞壁；当加入蔗糖溶液后，液泡由大变小，颜色由浅变深，原生质层与细胞壁分离；对质壁分离的细胞加入清水后，液泡由小变大，颜色由深变浅，原生质层恢复原状。
思考：不含中央大液泡的植物细胞（如根尖分生区细胞、种子的胚细胞）能发生质壁分离的现象吗？
不能，因为不含大液泡的植物细胞不会失去较多的水，因此不会发生质壁分离的现象
细胞对无机盐离子的吸收实例：
1、水稻吸收SiO
44-多，吸收Ca2+和Mg2+少，番茄吸收Ca2+和Mg2+较多，吸收SiO
4
4-较少，
说明不同植物对不同的无机盐离子吸收表现出较大的差异。
2、人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显高于血液中碘的含量。
3、不同微生物对无机盐离子吸收表现出很大的差异。
物质跨膜运输的特点：
1、物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的。
2、细胞对于物质的输入和输出有选择透过性。
物质跨膜运输的方式
一、物质跨膜运输方式：
胞吞过程:大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子，然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡进入细胞内部。
胞吐过程：细胞需要外排的大分子先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜外，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。
判断某种物质的运输方式，必须抓三个关键：
1 分析被运输的物质是否通过细胞膜
2 明确被运输物质微粒的性质
3 分析物质通过细胞膜的转运方向（高浓度到低浓度/低浓度到高浓度），是否需要载体协助，是否需要消耗能量
易混易错：
（1）Na+、K+等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞，但也可通过协助扩散（或离子通道）进出细胞，如神经细胞维持静息电位时的K+外流和形成动作电位时的Na+内流。
（2）植物吸收水分的方式是自由扩散，而吸收无机盐离子的方式是主动运输，因此，可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。
（3）温度影响物质跨膜运输的速率，有两方面，一方面影响生物膜的流动性，另一方面影响酶活性，进而影响呼吸速率。
（4）渗透作用属于自由扩散的一种方式，溶液浓度高，单位体积溶液中溶质微粒多，水分子浓度低；溶液浓度低，单位体积溶液中溶质微粒少，水分子浓度高，故渗透作用中水由低浓度流向高浓度溶液，与自由扩散中水从高浓度一侧运输到低浓度一侧并不矛盾。
二、影响物质跨膜运输的因素：
（1）浓度（在一定范围内）对运输速率的影响
（2）氧气浓度对物质运输速率的影响曲线：
三、物质跨膜运输层数的分析判断
1、无膜：核糖体、中心体、染色体
2、单层膜：细胞膜、内质网、高尔基体、液泡膜
3、双层膜：线粒体、叶绿体、细胞核（核孔穿透核膜时，则穿过的膜层数为0）肺泡壁、毛细血管壁和消化道管壁都是由单层上皮细胞构成，且穿过1层细胞则需穿过2次细胞膜。
4、某些大分子从细胞核中出来，如mRNA从核孔出来，不涉及到穿膜；此外，细胞向外分泌消化酶、抗体，或蛋白类激素的外排作用以及细胞的内吞作用，都可看作是通过0层生物膜。
5、1层生物膜=1层磷脂双分子层=2层磷脂分子层
物质在细胞内不同细胞器之间的跨膜分析
由产生场所到利用场所共(1)线粒体与叶绿体之间的跨膜: 如在同一细胞中，O
2
跨4层膜。
(2)分泌蛋白形成过程中的跨膜问题 ----0层
①内质网上核糖体合成肽链后，肽链直接进入内质网中加工，不跨膜；
②蛋白质在内质网中完成初步加工后，经“出芽”形成囊泡与高尔基体融合，不跨膜；
③高尔基体对蛋白质进一步加工后，成熟蛋白也以囊泡形式分泌，并与细胞膜融合，以胞吐方式分泌出细胞，整个过程均不跨膜。
2．血浆、组织液等内环境与细胞之间的跨膜分析
(1)几种由单层细胞形成的结构人体中有很多由单层细胞构成的管状或泡状结构，如毛细血管、毛细淋巴管、小肠绒毛、肺泡、肾小球和肾小管等，这些非常薄的结构有利于物质交换，物质透过这些管壁或泡壁时，要经过两层细胞膜。
(2)物质由血浆进入组织液的跨膜葡萄糖、氧气等物质从血浆进入组织液，经过组织处的毛细血管，至少要跨毛细血管壁（一层上皮细胞，共2层细胞膜）。(3)物质由组织液进入细胞的跨膜物质由组织液进入细胞的跨膜，要分析该物质具体在细胞中被利用的场所，然后计算出跨膜层数。如葡萄糖利用的场所是细胞质基质，因此组织液中的葡萄糖只跨 1层膜，进入细胞质基质即被利用。氧气利用的场所在线粒体内膜上，它要跨3层膜，进入线粒体中被利用。
3．体外环境与血浆之间的跨膜分析
(l)物质由体外环境（肺泡、小肠等）进入血浆，至少要跨1层上皮细胞和1层毛
细血管壁细胞，即要跨4层膜，才能进入到血浆中。
(2)物质进入血浆后，由循环系统转运到全身各处，该过程不是跨膜。
巩固练习：
1对植物细胞质壁分离和复原实验进行分析，得不到证实的是( )
A. 原生质层具有选择性
B. 细胞处于生活状态或死亡状态
C. 细胞液和周围溶液的关系
D. 溶质分子进出细胞的方式
2. 将下列活细胞放入浓的蔗糖溶液中，能发生质壁分离现象的是（）
A. 根尖分生区细胞
B. 人的红细胞
C. 种子的胚细胞
D. 根毛细胞
3. 家庭养花，一次施肥过多引起花卉萎蔫，可采取的措施是（）
①加强光照②改善空气流通③适当浇灌清水④更换盆中泥土
A. ①③
B. ②④
C. ①②
D. ③④
4. 当根尖成熟区表皮细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度时，水分子的运输情况是（）
A. 水分子只进不出
B. 水分子只出不进
C. 单位时间内进入细胞的水分子数多于从细胞中出来的水分子数
D. 单位时间内从细胞内出来的水分子数多于进入细胞的水分子数
5. 下列有关原生质层的叙述中，正确的是（）
A. 植物细胞去掉细胞壁后剩下的是原生质层
B. 原生质层包括细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质
C. 原生质层包括细胞膜、细胞质及细胞核
D. 组成原生质层的主要生命物质是蛋白质和核酸
6. 将人体血液放置于9%的食盐溶液中制成装片后，用显微镜观察，可以发现血细胞呈现（）
A. 质壁分离
B. 正常状态
C. 细胞膜被破坏
D. 细胞皱缩
7. 可以做半透膜材料的是（）
A. 肠衣
B. 纱布
C. 玻璃
D. 尼龙布
8. 苋菜用清水怎么洗，清水中也不见红色物质，但若放入沸水中一烫，水立刻变成红色。这个现象是因为（）
A. 在清水中没有物质出入
B. 在清水中细胞膜没有选择透过性
C. 沸水中色素分解成小分子物质
D. 沸水使细胞膜失去选择透过性
9. 右图是一个洋葱表皮细胞浸润在30%的蔗糖溶液中出现的情况，那么在1所指的部位充满了（）
A. 清水
B. 蔗糖浓液
C. 空气
D. 细胞液
10. 将新鲜的番茄切开,拌以大量的白糖,几个小时后,番茄将( )
A. 变软,红色素流出细胞
B. 变硬,红色素不流出细胞
C. 变软,红色素不流出细胞
D. 变硬,红色素流出细胞
11. 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,这
是因为动物细胞( )
A.没有细胞壁,对培养基的渗透压更敏感
B.渗透压远高于细菌或植物细胞的渗透压
C.没有成熟大液泡,渗透压调节能力差
D.生长缓慢,各生长阶段对环境的渗透压要求不同
12.将人的红细胞放入 4 ℃蒸馏水中,一段时间后红细胞破裂,主要原因是( )
A.红细胞膜具有水溶性
B.红细胞的液泡体积增大
C.蒸馏水大量进入红细胞
D.低温时红细胞膜流动性增大
13.撕取紫色洋葱外表皮,分为两份,假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致,一份在完全营养液中浸泡一段时间,浸泡后的外表皮称为甲组;另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间,浸泡后的外表皮称为乙组。然后,两组外表皮都用浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理,一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小,以及水分运出细胞的方式是( )
A.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等,主动运输
B.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高,主动运输
C.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低,被动运输
D.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等,被动运输
14.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( )
15.为探究茉莉酸(植物生长调节剂)对离体培养的成熟胡杨细胞质壁分离的影响,将细胞分别移至不同的培养液中继续培养3天,结果如表。下列叙述错误的是( )
注:“+”表示有添加,添加后NaCl浓度为100 mmol·L-1,茉莉酸浓度为10-3mg·L-1;“-”表示无添加。
A.胡杨细胞通过渗透作用吸水和失水
B.质壁分离的胡杨细胞液泡体积变小
C.NaCl为自变量,茉莉酸为因变量
D.茉莉酸对NaCl引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用
16.关于植物细胞通过主动运输方式吸收所需矿质元素离子的叙述,正确的是( )
A.吸收不同矿质元素离子的速率都相同
B.低温不影响矿质元素离子的吸收速率
C.主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中
D.叶肉细胞不能以主动运输方式吸收矿质元素离子
17.在细胞生命活动中,不可能发生的过程是( )
A.神经递质由突触小泡分泌到胞外
B.mRNA从细胞核进入细胞质
C.老化受损的细胞器融入溶酶体中
D.O
通过主动运输进入线粒体
2
18.某哺乳动物神经细胞内外的K+和Na+浓度如表。下列属于主动转运的是( )
A.K+经钾离子通道排出细胞
B.K+与有关载体蛋白结合排出细胞
C.Na+经钠离子通道排出细胞
D.Na+与有关载体蛋白结合排出细胞
19.人体肝细胞内CO
2分压和K+浓度高于细胞外,而O
2
分压和Na+浓度低于细胞外,
上述四种物质中通过主动转运进入该细胞的是( )
A.CO
2 B.O
2
C.K+
D.Na+
20.蛙的神经元内、外Na+浓度分别是15 mmol/L和120 mmol/L。在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有Na+流入细胞,膜电位恢复过程中有Na+排出细胞。下列判断正确的是( )
A. Na+流入是被动运输、排出是主动运输
B. Na+流入是主动运输、排出是被动运输
C. Na+流入和排出都是被动运输
D. Na+流入和排出都是主动运输
21.下列与细胞内物质运输有关的叙述,正确的是( )
A.叶绿体合成的ATP通过核孔进入细胞核
B.氢离子可以通过扩散作用进入液泡内
C.溶酶体内的酶由内质网形成的小泡(囊泡)运入
D.内质网的膜结构成分可以转移到细胞膜中
22.关于哺乳动物红细胞和血红蛋白的叙述,错误的是( )
A.机体缺铁时,血红蛋白的合成量会减少
B.成熟红细胞中没有血红蛋白mRNA的合成
C.血浆中的氧和Na+通过主动运输进入红细胞
D.血红蛋白基因突变可导致镰刀型细胞贫血症
23.如图中曲线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
24.下列关于物质跨膜运输的叙述,错误的是( )
A.主动运输过程中,需要载体蛋白协助和ATP提供能量
B.在静息状态下,神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输
C.质壁分离过程中,水分子外流导致细胞内渗透压升高
D.抗体分泌过程中,囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分
25.下列关于物质跨膜运输的叙述,错误的是( )
A.植物细胞积累K+需消耗能量
B.细胞对离子的吸收具有选择性
C.海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁分离
D.液泡中积累大量离子,故液泡膜不具有选择透过性
26.如图表示一个动物细胞内外不同离子的相对浓度，由图分析可知维持细胞内外浓度依靠()
A．自由扩散B．主动运输
C．协助扩散D．渗透作用
27．关于概念图的分析正确的是()
A．①和②所示的过程都需要消耗细胞内释放的能量
B．只有①所示的过程能逆浓度梯度运输物质
C．大分子只有通过①所示的过程才能进入细胞
D．蜜饯腌制时蔗糖进入细胞与过程①和②有关
28．下图表示植物细胞正常生活过程中的细胞膜对物质的运输。物质运输的方向
如箭头所示，黑点的数量表示物质的浓度，则该物质可能是()
A．甘油
B．叶绿素
C．花青素
D．Na＋
29．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，上述四种物质通过主动运输进入细胞的是()
A．CO2B．O2
C．K＋D．Na＋
30．细胞内的生物大分子物质(如胃蛋白酶原)的出胞方式是()
A．胞吐B．自由扩散
C．协助扩散D．主动运输
31．下图表示在一定范围内细胞膜外某物质浓度变化与该物质进入细胞膜内速度的关系，据图分析，下列说法正确的是()
A．该物质进入细胞的方式是自由扩散
B．该物质通过膜时必须与载体蛋白结合
C．该物质可能是水或甘油
D．该物质只能从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动
32．物质的跨膜运输对细胞的生存和生长至关重要。如图为几种物质跨膜运输方式的示意图，请判断有关叙述中不正确的是()
A．组成细胞膜的A、B两种物质通常不是静止的
B．丙物质跨膜运输方式中物质一般要从低浓度一侧向高浓度一侧运输C．甲、乙、丙三种物质跨膜运输方式对于维持活细胞正常的生命活动均有重要意义
D．胆固醇跨膜运输以甲的方式进行是B物质的缘故
33．下图是几种物质进出细胞方式中运输速率与影响因素间的关系曲线图，下列与此图相关的叙述中，正确的是()
A．与水进出细胞相符的图有①③⑤
B．与葡萄糖进入红细胞相符的图有②④⑥
C．与K＋进入丽藻细胞相符的图有②③⑥
D．与蛋白质进出细胞相符的图有②③⑥
34．实验表明，K＋不能通过磷脂双分子层的人工膜，但如果在人工膜中加入少量的缬氨霉素(含12个氨基酸的脂溶性抗生素)时，K＋则可以通过膜从高浓度一侧移向低浓度一侧，这种物质通过膜的方式是()
A．自由扩散B．协助扩散
C．主动运输D．胞吞
35.细胞线粒体产生的C02，进入相邻细胞内参与光合作用，此过程中C02需穿过( )层膜
A.4
B.6
C.8
D.10
36.人小肠中的葡萄糖被吸收到体内组织细胞内彻底氧化分解，此过程中葡萄糖共穿过( )层膜
A.6
B.7
C.8
D.9
37.转录形成的mRNA 从细胞核内出来后，会附着在细胞质中的核糖体上，此过程中mRNA 需穿过( )层膜
A.0
B.1
C.2
D.4
38.大气中的氧气要进入红细胞与血红蛋白结合，需要穿过几层磷脂分子层（ ） A.3 B.5 C.6 D.10
39. 经内质网糖基化加工后的蛋白质分泌到细胞外需要经过的膜结构及穿过的膜层数分别为（ ） A 内质网→细胞膜，2层
B 内质网→高尔基体→细胞膜，3层
C 内质网→高尔基体→线粒体→细胞膜，4层
D 内质网→高尔基体→细胞膜，0层
40.外界空气中02进人人体细胞中被利用，至少要穿过的生物膜层数是( ) A ．5层 B ．10层 C ．11层 D ．12层 填空题
1.如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(S 1)和漏斗外溶液(S 2)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△h,此时S 1和S 2浓度大小关系为 。 (2) 图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的 ,两者在物质透过功能上的差异是 。
(3)为进一步探究两种膜的特性,某兴趣小组做了以下实验。
实验材料:紫色洋葱。
实验器具: 如图所示的渗透装置(不含溶液),光学显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,刀片,吸水纸,擦镜纸,滴管,记号笔等。
溶液。实验试剂: 蒸馏水,质量浓度为0. 3 g/mL 的蔗糖溶液和与其等渗的KNO
3
部分实验步骤和结果如下:
①选两套渗透装置,标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,分别在装置X 和Y 的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO
溶液,均调节漏斗内外液面
3
高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有(填代号)。
②选两片洁净的载玻片, ,在载玻片中央分别滴加,制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
溶液中的洋葱鳞片叶外表皮③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO
3
细胞发生的变化,两者都能出现的现象是。
(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是。
2 如图甲表示跨膜运输的几种方式，图乙表示物质通过膜运输的速率(纵坐标)随环境中O2浓度的变化。请据图回答：
甲乙
(1)人的红细胞吸收葡萄糖、心肌细胞吸收O2的跨膜运输方式依次是图甲中的________、________。
(2)图甲中a和c的主要区别是______________________________________
___________________________________________________________________ (3)图乙与图甲中的________代表的方式一致。图中曲线出现BC段的主要原因是______________________________________________________________。
(4)若对离体的心肌细胞施用某种毒素，结果Ca2＋的吸收显著减少，而K＋、C6H12O6等物质的吸收不受影响，其可能的原因是_______________________。
3．[实验探究]红细胞悬液为不透明的红色液体，而红细胞发生溶血(红细胞破裂)后，溶液会逐渐透明，所以可通过红细胞悬液澄清的速率判断红细胞溶血速率，进而根据红细胞溶血速率来判断物质进入红细胞的速率。
(1)实验目的：判断葡萄糖和甘油进入红细胞的速率。
(2)试剂与用具：稀释的羊的红细胞悬液、0.3 mol/L的葡萄糖溶液、0.3 mol/L的甘油溶液、试管、量筒、计时器、试管架、记号笔。
(3)实验步骤
第一步：取两支试管，分别标记A、B。
第二步：_______________________________________________________
____________________________________________________________。
第三步：________________________________________________________
__________________________________________________________。
(4)结果、结论
①如果加入葡萄糖溶液的试管内溶液透明所用的时间短，说明_________________________________________________________________。
②如果________________________________________________________，
说明甘油比葡萄糖进入红细胞的速率快。
③如果__________________________________________________，
说明__________________________________________________________。
(5)实验思考
根据研究得知，0.3 mol/L的葡萄糖溶液和0.3 mol/L的甘油溶液都和血浆浓度相等，为什么还会使红细胞发生溶血？
_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ______。
答案：
选择题：
1—5 DDDCB 6-10 DADAA 11-15 ACCCC 16—20 CDCCB 21—25 DCCBD 26—30 BBCCA 31—35 BDABA 36—40 BADDC
填空题：
1.（1）S1>S2
（2）原生质层原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能
（3）① X ②标号蒸馏水③质壁分离
（4）KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原
2.(1)c b
(2)a过程需要消耗ATP(或细胞代谢产生的能量)，而c过程不需要消耗ATP(或细胞代谢产生的能量)；a过程是将物质从低浓度向高浓度运输，而c过程是将物质从高浓度向低浓度运输
(3)a载体蛋白的数量是有限的
(4)该毒素抑制了Ca2＋载体蛋白的活性
3. (3)分别量取0.3 mol/L的葡萄糖溶液、0.3 mol/L的甘油溶液各10 mL，注入A、B两支试管分别量取1 mL稀释的羊的红细胞悬液注入A、B两支试管中，同时开始计时，记录溶液由不透明到透明所用的时间
(4)①葡萄糖比甘油进入红细胞的速率快②加入甘油溶液的试管内溶液透明所用的时间短③两支试管内溶液透明所用的时间相同葡萄糖和甘油进入红细胞的速率相同
(5)由于葡萄糖和甘油都是细胞选择吸收的物质，所以会逐渐进入细胞，使细胞内的溶液浓度增大，细胞大量吸水，最终导致细胞涨破
物质跨膜运输的实例练 习题 文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
计时双基练(七) 物质跨膜运输的实例 (计时：45分钟满分：100分) 一、选择题(每小题5分，共65分) 1．关于细胞膜和液泡膜的叙述，错误的是( ) A．小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质则不能通过 B．细胞膜和液泡膜都是选择透过性膜 C．细胞吸水或失水取决于细胞内外液体的浓度差 D．原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质 解析细胞膜和液泡膜都具有选择透过性，某些小分子物质可以以跨膜运输的方式通过细胞膜，其他小分子物质则不能通过，大分子物质可以通过胞吞方式进入细胞膜，A项错误。 答案A 2．在观察植物细胞质壁分离和复原的实验中，某同学取洋葱鳞片叶外表皮细胞制成临时装片，实验试剂有滴加了红墨水的质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液、蒸馏水等。如图是某同学根据光学显微镜所观察到的图像绘制而成的。下列对图和有关实验结果的分析，正确的是( ) A．该图绘制正确，处于该状态的细胞依然保持活性 B．该图所示细胞一定正在发生质壁分离，1内液体为红色 C．除图中5以外，其他细胞成分均属于原生质层的范畴 D．若将该图所示细胞放于清水中，预测会发生质壁分离复原 解析本题以植物细胞质壁分离和复原实验为背景，考查细胞的相关内容，意在考查考生的识图分析能力。光学显微镜下观察不到线粒体、高尔基体等亚显微结构，A错误；该图所示细胞也可能正在发生质壁分离复原，B错误；原生质层仅包括细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质，而细胞核不属于原生质层的范畴，C错误；红墨水未进入细胞质，说明该细胞依然保持活性，将其置于低渗溶液中将会发生质壁分离复原，D 正确。
《物质跨膜运输的实例》习题精选 一、选择题 1．植物细胞的质壁分离是指（）。 A．细胞质和细胞壁分离 B．原生质层和细胞壁分离 C．细胞质和液泡膜分离 D．细胞质和细胞膜分离 2．成熟区的外层细胞不断吸收水分到根内部的导管中去，水分由外向内逐层渗过各层细胞，从而导致各层细胞的细胞液浓度（）。 A．逐层降低 B．逐层升高 C．不变 D．取决于土壤液浓度 3．用0.3g/mL的蔗糖溶液浸泡下列细胞，可能发生质壁分离的是（）。 A．根尖分生区细胞 B．根尖成熟区细胞 C．干燥的种子细胞 D．茎的形成层细胞 4．除哪项外，下列其余各项都可以通过质壁分离实验加以鉴定？（） A．成熟植物细胞的死活 B．蛋白质、淀粉、纤维素的亲水性依次递减 C．能进行渗透吸水 D．原生质层和细胞壁伸缩性大小 5．将n块（n＞5）质量、体积相同并去皮的马铃薯块茎分别放在不同的质量浓度的蔗糖溶液中，15min后，测定马铃薯块茎的质量，并根据测定结果制成直角坐标图。在图4－1中，你认为能表示本实验结果的是（）。 图4－1 6．将新鲜的苔藓植物叶片，放入其中加有少量红墨水的质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，在显微镜下观察，你会看到苔藓细胞的状态如图4－2所示。此时，部位①和②的颜色分别是（）。 A．①无色、②绿色 B．①红色、②绿色 C．①红色、②无色 D．①红色、②红色 图4－2 7．酵母菌培养基中，常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而抑制了微生物的生长，原因是（）。 A．失水影响其生活 B．碳源太丰富 C．改变了酵母菌的pH D．葡萄糖不是酵母菌的原料
8．下列现象中，属于渗透作用的是（）。 A．氧分子通过细胞壁 B．葡萄糖分子通过细胞膜 K通过原生质层 D．水分子通过原生质层 C． 9．将成熟的植物细胞放在溶液中能够成一个渗透系统，主要原因是（）。 A．液泡膜内外溶液有浓度差 B．细胞内原生质层可看作一层选择透过性膜 C．细胞壁是全透性的 D．水分可以自由出入细胞 10．植物细胞发生质壁分离的内因是（）。 A．外界溶液浓度大于细胞液浓度 B．外界溶液浓度小于细胞液浓度 C．原生质层的伸缩性较大，细胞壁的伸缩性较小 D．原生质层的伸缩性较小，细胞壁的伸缩性较大 11．用蔗糖浸渍冬瓜，能使冬瓜变甜，这是因为（）。 A．蔗糖分子通过渗透作用进入细胞 B．蔗糖分子分解为葡萄糖分子进入细胞 C．蔗糖分子进入细胞间隙 D．细胞脱水死亡，细胞膜失去选择透过性，蔗糖分子进入细胞 12．若向日葵的某种细胞间隙的液体浓度为A，细胞浓浓度为B，细胞质基质的浓度为C，则当它因缺水而萎蔫时，三者之间的浓度关系为（）。 A．A＞B＞C B．A＞C＞B C．B＞C＞A D．B＞A＞C 13．在干旱地区正常生长的一棵植物，从理论上推测，其体内哪一部位的细胞细胞液浓度最低（）。 A．根毛区细胞 B．叶肉细胞 C．导管细胞 D．茎的皮层细胞 14．将已经发生质壁分离的细胞浸入清水中，其吸水力的变化应当是（）。 A．由大到小 B．由小到大 C．吸水力不变 D．吸水力等于0 15．下表表示某一洋葱表皮细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中发生变化的实验记录，该实 A．证明细胞膜具有一定的流动性 B．测定细胞液浓度为0.25g/mL左右 C．验证原生质具有选择透过性 D．证实细胞是有生命的 16．根毛细胞的原生质层是指（）。 A．细胞壁、细胞膜和液泡膜 B．细胞膜、细胞质和液泡膜 C．细胞膜、细胞质和细胞核 D．细胞膜、原生质和液泡膜 17．下列有关生物膜概念的叙述中，正确的是（）。 A．在细胞内组成具有膜结构的细胞器的膜 B．在细胞内所有细胞器都属于生物膜系统 C．在细胞内特指线粒体、高尔基体、内质网以及细胞膜 D．在细胞内组成细胞器的膜以及细胞膜、核膜的统称
物质跨膜转运主要有 3种途径：被动运输、主动运输、胞吞与胞吐作用（膜泡运输） 第一节膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输 一、脂双层的不透性和膜转运蛋白 细胞膜上存在2类主要的转运蛋白，即：载体蛋白（ carrier protein ）和通道蛋白（channel protein ）。 载体蛋白和通道蛋白识别转运物质的方式不同：载体蛋白只允许与其结合部位相适合的溶质分子通过，而且每次转运都发生自身构象的改变；通道蛋白主要根据溶质大小和电荷进行辨别，通道开放时，足够小和带适当电荷的溶质就能通过。 （一）载体蛋白及其功能 载体蛋白为多次跨膜蛋白，又称做载体（carrier ）、通透酶和转运器（transporter ），能够与 特定溶质结合，通过自身构象的变化，将与它结合的溶质转移到膜的另一侧。 载体蛋白既可以执行被动运输、也可执行主动运输的功能。 （二）通道蛋白及其功能 通道蛋白有3种类型：离子通道、孔蛋白、水孔蛋白（ AQP。只介导被动运输。 1. 选择性离子通道，具有如下显着特征： 离子选择性（相对的） 转运离子速率高没有饱和值大多数具门控性 分为：电压门通道、配体门通道、应力激活通道 电位门通道举例： 电位门通道（voltage gated channel ）是对细胞内或细胞外特异离子浓度发生变化时，或对 其他刺激引起膜电位变化时，致使其构象变化，“门”打开。 女口：神经肌肉接点由 Ach门控通道开放而出现终板电位时，这个电位改变可使相邻的肌细胞膜中存在的电位门 Na+通道和K+通道相继激活（即通道开放），引起肌细胞动作电位；动作电位传至肌质网，Ca2+通道打开引起Ca2+外流，弓I发肌肉收缩。 配体门通道举例一一乙酰胆碱门通道 N型乙酰胆碱受体是目前了解较多的一类配体门通道。它是由4种不同的亚单位组成的 5聚体， 总分子量约为 290kd。亚单位通过氢键等非共价键，形成一个结构为 a 23Y§的梅花状通道样结 构，其中的两个a亚单位是同两分子 Ach相结合的部位。 Ach （乙酰胆碱）门通道具有具有 3种状态：开启、关闭和失活。当受体的两个a亚单位结合Ach时，引起通道构象改变，通道瞬间开启，膜外Na+内流，膜内K+外流。使该处膜内外电位差接 近于0值，形成终板电位，然后引起肌细胞动作电位，肌肉收缩。 即使在结合 Ach时，Ach门通道也处于开启和关闭交替进行的状态，只不过开启的概率大一些（90%）。Ach释放后，瞬间即被乙酰胆碱酯酶水解，通道在约1毫秒内关闭。如果 Ach存在的时间 过长（约20毫秒后），则通道会处于失活状态。 应力激活通道（机械门通道） 细胞可以接受各种各样的机械力刺激，如摩擦力、压力、牵拉力、重力、剪切力等。细胞将机械刺激的信号转化为电化学信号最终引起细胞反应的过程称为机械信号转导 （mecha notran sduct ion ）。 内耳毛细胞顶部的听毛也是对牵拉力敏感的感受装置，听毛弯曲时，毛细胞会出现暂短的感受器电位。
第3讲物质跨膜运输的实例和方式 知识点一细胞的吸水和失水 1．渗透作用 2．动物细胞的吸水和失水 3．植物细胞的吸水和失水 知识点二物质进出细胞的方式 1．巧记细胞吸水和失水的“一、二、三”
2．一个实验：质壁分离和复原实验 3．辨析有关渗透作用的“三”个易错点 (1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖溶液其质量浓度相等，但质量分数为10%的蔗糖溶液的渗透压小，故水分子可通过半透膜由10%蔗糖溶液向10%葡萄糖溶液移动。 (2)水分子双向移动，最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。 (3)渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，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。 4．物质跨膜运输的三种方式 (1)自由扩散：高浓度→低浓度；不需载体蛋白；不需能量。 (2)协助扩散：高浓度→低浓度；需载体蛋白；不需能量。 (3)主动运输：低浓度→高浓度；需载体蛋白；需能量。 5．必记物质运输的三个“不一定” (1)小分子物质的运输方式不一定都是跨膜运输，如神经递质的释放是胞吐作用。 (2)生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。 (3)消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。 6．细胞发生质壁分离的四个条件 (1)具有细胞壁，如动物细胞不能发生质壁分离。 (2)具有大液泡，如根尖分生区细胞可以观察有丝分裂，但不能观察到质壁分离。 (3)必须是活细胞，无论质壁分离还是质壁分离复原，细胞都必须是活的。 (4)外界溶液浓度大于细胞液浓度。
物质的跨膜运输 现象：cell 内外离子浓度差原因 取决于膜转运蛋白活性脂双层的疏水特征 膜转运蛋白 载体蛋白(通透酶)特性① 1、多次跨膜蛋白； 2、载体蛋白与特异的溶质结合后，通过自身构象的改变以实现物质的跨膜转运； 3、对底物具有高度选择性，通常只转运一种类型的分子； 4、转运过程具有类似于酶与底物作用的饱和动力学特征，可被底物类似物竞争性抑制，也可被抑制剂非竞争性抑制； 5、对pH 有依赖性 通道蛋白特性②通道蛋白通过形成亲水性通道实现对特异溶质的跨膜转运 类型 离子通道(ion channel)特性③ 1、对离子的选择取决于通道的直径，形状 及通道内带电氨基酸的分布； 2、具有极高的转运速率； 3、与载体蛋白不同，离子通道没有饱和性； 4、非连续性开放，而是门控的 孔蛋白(porin) 分布④存在于革兰氏阴性细菌的外膜以及线粒体和叶绿体的外膜上特性⑤ 孔蛋白选择性很低，能通过较大的分子 水孔蛋白(AQP)研究模型-血红细胞 结构特征⑥转运特点⑦ 对水分子特异通透性，同时能有效阻止质子的通过，这可能与Asn-Pro-Ala 肽段有关 小分子物质跨膜转运类型 简单扩散 以热自由运动能方式顺着电化学梯度或浓度梯度直接穿过脂双层 影响简单扩散溶质的通透性因素 分子大小极性与非极性电荷量 被动运输/协助扩散 在膜转运蛋白协助下，顺着电化学梯度或浓度梯度的扩散方式 例子 葡萄糖转运蛋白(GLUT)水孔蛋白 主动运输 由载体蛋白所介导的物质逆化学梯度或浓度梯度进行跨膜转运的方式 根据能量来源分 ATP 驱动泵⑧ 协同转运/偶联转运蛋白同向协同 小肠上皮细胞肾小管上皮细胞反向协同Na +/H +交换载体 光驱动泵 菌紫红质 载体蛋白 通道蛋白 参与运输的类型 协助扩散、主动运输 被动运输 在膜上状态 可移动，转运底物 固定 类型 多，根据不同底物有不同的类型 离子通道、孔蛋白、水孔通道 运输方式 通过自身构象改变实现物质跨膜运输 通过形成亲水通道实现对特异溶质的跨膜运输 运输方向 逆化学梯度或者度梯度运输 顺化学梯度或浓度梯度运输 耗能 消耗ATP 不消耗能量 饱和性 具有饱和动力学特性 没有饱和性 选择性 对底物高度选择性 离子通道有选择性；孔蛋白选择性较低；水孔蛋白只允许水分子通过 相同点 化学本质均为蛋白质、分布均在细胞的膜结构中、都有控制特定物质跨膜运输的功能 ①载体蛋白特性(通透酶)： 1、多次跨膜蛋白； 2、载体蛋白与特异的溶质结合后，通过自身构象的改变以实现物质的跨膜转运； 3、对底物具有高度选择性，通常只转运一种类型的分子；
《物质跨膜运输的实例》教案 一、教学目标： 知识目标：1、说明物质进入细胞的方式及特点； 2、明确主动运输与被动运输的区别及对细胞生活的意义。 能力目标：1、尝试提出问题，做出假设，对探究活动进行设计。 2、进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。 情感目标：1、积极参与讨论，学会合作，踊跃发言，在交流中建立自信心。 2、培养学生善于动脑和严密分析的习惯，在发现过程中提高思维品质。 二、教学重点、难点及解决方法: 1、教学重点：举例说出细胞膜是选择透过性膜。 解决方法：（1）通过渗透作用的演示实验，组织引导学生分析渗透现象。归纳总结渗透作用的概念、条件、原理、结果，指出半透膜的特性。 （2）通过分析水分进出红细胞的状况，总结出细胞膜相当于半透膜。 2、教学难点：尝试提出问题，作出假设。 解决方法：充分利用学生已有的知识和生活经验，引导学生对有关知识现象深入思考，提出相关问题，开展合作学习，利用小组活动讨论确定有 价值的问题。 三、教学用具：课件（幻灯片）、导学案。 四、课时安排：2课时。 五、教学方法：直观教学法、讲述法、启示法、演示法、自学讨论法。 六、教学程序： 引言：细胞是一个开放的系统，每时每刻与环境进行着物质的交换，物质的进进出出都要细胞的边界——细胞膜。这一节课我们共同来探究水分进出细胞的情况。首先我们来探究渗透现象。 第1课时 （一）、渗透现象 [问题探讨]：演示“渗透作用实验”——介绍实验装置，指导观察实验结果。 在屏幕上打出渗透现象示意图提问： ⑴漏斗管内的液面为什么会升高？ ⑵如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？
⑶如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？ 学生小组代表展示导学案中自主预习成果，并结合导学案内容对上述问题讨论总结。 教师评价并归纳讲述： ⑴半透膜的特性：水分子等小分子可以通过，蔗糖等大分子则不能通过。 ⑵渗透作用的概念：渗透作用是指水分子或其它溶剂分子通过半透膜的扩散。 ⑶发生渗透作用的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液有浓度差。 ⑷原理：当溶液浓度S 1> S 2 时，水分子就通过半透膜由S 2 流向S 1 ；当溶液浓度S 1 < S 2时，水分子就通过半透膜由S 1 流向S 2 ；当溶液浓度S 1 ＝S 2 时，则处于动态平 衡。 ⑸渗透作用的结果：水分子可以通过半透膜进行双向扩散。从宏观观察，水分是 由低浓度溶液流向高浓度溶液，直到达到动态平衡。 （二）、动物细胞的吸水和失水 1、请同学们回忆细胞膜制备的实验。 分析“水分进出哺乳动物红细胞”的实验现象。 在屏幕上打出“水分进出哺乳动物红细胞的状况”示意图。 2、请同学们思考并讨论 ⑴红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？ ⑵红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？ ⑶当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？ ⑷红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ 3、学生小组代表展示导学案中自主预习成果，并结合导学案内容对上述问题讨论总结。 4、教师归纳讲述 ⑴动物细胞的吸水：外界溶液浓度小于细胞的浓度。 动物细胞的失水：外界溶液浓度大于细胞的浓度。 动物细胞既不吸水也不失水：外界溶液浓度等于细胞的浓度。 ⑵动物的细胞膜相当于半透膜 总结
《物质跨膜运输的实例》教学设计（第一课时） 运城中学冯建宇 一、教材分析 1、本节内容的分析 本节是人教版普通高中课程标准实验教科书生物必修1《分子与细胞》中第4章第1节的内容。这一节主要介绍的是以水和无机盐的跨膜运输为例，说明细胞膜是选择透过性膜。其中的“植物细胞的吸水和失水的探究”是全书的第一个“探究”活动，通过这项探究活动，学生可以在提出问题、作出假设、设计实验等环节得到一定的体验和感悟，从而为学习后面的探究活动奠定一定的基础。本节课既与前面学习过的组成细胞的分子和细胞的基本结构等内容相联系，同是又为即将学习的细胞膜的结构和物质跨膜运输的方式奠定了基础，因此具有承上启下的作用。 2、教学目标 （1）、知识目标 ①说出渗透作用的概念及发生条件； ②说出细胞在什么情况下吸水与失水； ③举例说明动物细胞膜和植物原生质层相当于半透膜； ④概述水的跨膜运输方向与水浓度的关系。 （2）、能力目标 ①尝试从生活现象中提出问题，作出假设； ②进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计。 （3）、情感目标 ①通过参与课堂学习，使学生养成积极思考、主动探究、合作交流的学习态度； ②体验科学探究过程，培养学生质疑、求实、创新的科学态度和精神。 3、教学重点和难点 （1）、重点： ①细胞吸水和失水的原理； ②尝试提出问题、作出假设。 （2）、难点： ①尝试提出问题、作出假设； ②进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计。 4、课时安排 本节课教学内容分2课时完成，为了适应教学实际，我把渗透作用、动物细胞的吸水和失水及“植物细胞的吸水和失水”的探究实验方案的设计作为第一课时，探究实验方案的实施及其他物质的跨膜运输实例作为第二课时。 二、学情分析 学生在初中做过或见过这样的实验：泡在盐水中的萝卜条会软缩，泡在清水中的萝卜条会更加硬挺。学生也有这样的生活经验：做菜馅时加入一些盐，蔬菜中的水分会大量渗出；对农作物施肥过多会造成“烧苗”现象等，这些生活经验对学习本节内容都有帮助。而本节内容需要学生从微观水平上理解细胞吸水、失水的过程，理解细胞膜是选择透过性膜，内容本身较抽象，难以理解，学生学习起来会有一定的困难，
物质的跨膜运输 使用说明： 1、阅读课本P46—P48页的内容，自主高效的预习，培养自己的学习能力； 2、将预习时有疑问的或不能解决的用红笔标记，在课堂上认真学习。 【学习目标】 1、掌握物质进出细胞及特点。 2、了解生物膜在生活中的应用。 3、掌握植物系细胞壁分离与复原的原理及过程。 【学习重、难点】掌握植物系细胞壁分离与复原的原理及过程。 『第一课时』一．被动运输 1、物质如何进出细胞取决于______________、_________________及____________________。 2、扩散：由于物质运动而产生的_______________，即一种物质从__________区域向________区域迁移的现象。一些____________________的物质，如_____________________等，可以通过扩散进出细胞。 3、这种不需要____________参加的扩散叫做__________。 4、另一些物质的扩散则需要_________的参与，如_______________________，这种扩散称为__________或者____________________. 5、简单扩散和易化扩散的动力都是________________________，物质顺____________进出细胞，________（需要还是不需要）消耗能量，将它们统称为了___________。 二．渗透 1.渗透：我们把水分子从___________通过____________,向水分子稀少的___________称为渗透。 2.植物细胞的细胞壁主要是由__________和______组成的，它是一种_______,水分子和脂质分子可以自由通过。 3.选择透过性膜：细胞膜和液泡膜是________，_______可以通过，细胞要选择吸收的一些______和______也可以通过，二其它的一些离子和分子不能通过，将这种生物膜我们叫做选择透过性膜。 4.半透膜：原生质层包括____、_____、_______相当于半透膜。 5.液泡中的细胞液、原生质层和细胞外液之间若有___________，便会发生_______________. 三、质壁分离 1、当把具有______的植物细胞放入________的液体中时，由于______作用，细胞会因_________出现____________的现象。 2、当把已经质壁分离的植物细胞放低浓度溶液中，由于_________，细胞会因吸水而出现______的现象。 『第二课时』 一、主动运输 1、主动运输：这些物质能________梯度进出细胞，不仅需要膜上____________的参与，还需要消耗___________________________,这种运输方式我们叫做主动运输。比如 ________________________________________________________________________是主动运输. 2、主动运输的意义：能保证活细胞按照生命活动的需要，主动地________________,排出________________,可见，主动运输对于活细胞完成各项生命活动具有重要意义。 二、细胞的内吞和外排 1、_____________和______________主要通过内吞作用进入细胞。 2、内吞作用：这些物质附着在_________，由_________________________，这些物质被__________.然后，小囊从______________形成小囊泡，进入细胞内部，这种现象叫内吞作用。 3、外排作用：与内吞作用相反，有些物质在细胞膜内被_____________，形成___________,______与_________融合在一起，小囊泡逐渐移到细胞表面，并且向细胞外张开，使内含物质排出细胞外的方式。 1、物质出入细胞的方式中，自由扩散区别于协助扩散的是（）。 A．由高浓度向低浓度扩散B．需要载体 C．由低浓度向高浓度扩散D．不需要载体 预习案 预习自测
第五章物质的跨膜运输 物质跨膜转运主要有3种途径：被动运输、主动运输、胞吞与胞吐作用（膜泡运输）。 第一节膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输 一、脂双层的不透性和膜转运蛋白 细胞膜上存在2类主要的转运蛋白，即：载体蛋白（carrier protein）和通道蛋白（channel protein）。 载体蛋白和通道蛋白识别转运物质的方式不同：载体蛋白只允许与其结合部位相适合的溶质分子通过，而且每次转运都发生自身构象的改变；通道蛋白主要根据溶质大小和电荷进行辨别，通道开放时，足够小和带适当电荷的溶质就能通过。 （一）载体蛋白及其功能 载体蛋白为多次跨膜蛋白，又称做载体（carrier）、通透酶和转运器（transporter），能够与特定溶质结合，通过自身构象的变化，将与它结合的溶质转移到膜的另一侧。 载体蛋白既可以执行被动运输、也可执行主动运输的功能。 （二）通道蛋白及其功能 通道蛋白有3种类型：离子通道、孔蛋白、水孔蛋白（AQP）。 只介导被动运输。 1. 选择性离子通道，具有如下显著特征： 离子选择性（相对的） 转运离子速率高没有饱和值 大多数具门控性 分为：电压门通道、配体门通道、应力激活通道 电位门通道举例： 电位门通道（voltage gated channel）是对细胞内或细胞外特异离子浓度发生变化时，或对其他刺激引起膜电位变化时，致使其构象变化，“门”打开。 如：神经肌肉接点由Ach门控通道开放而出现终板电位时，这个电位改变可使相邻的肌细胞膜中存在的电位门Na+通道和K+通道相继激活（即通道开放），引起肌细胞动作电位；动作电位传至肌质网，Ca2+通道打开引起Ca2+外流，引发肌肉收缩。 配体门通道举例——乙酰胆碱门通道 N型乙酰胆碱受体是目前了解较多的一类配体门通道。它是由4种不同的亚单位组成的5聚体，总分子量约为290kd。亚单位通过氢键等非共价键，形成一个结构为α2βγδ的梅花状通道样结构，其中的两个α亚单位是同两分子Ach相结合的部位。 Ach（乙酰胆碱）门通道具有具有3种状态：开启、关闭和失活。当受体的两个α亚单位结合Ach时，引起通道构象改变，通道瞬间开启，膜外Na+内流，膜内K+外流。使该处膜内外电位差接
第四章物质的跨膜运输 大家好！ 在我们的现实社会中，交通运输必不可少。比如每年春运壮观的铁路运输、日常的公路运输、快捷的空中运输、远洋的货轮集装箱运输、方便的快递。。。。这些都与我们的生活息息相关。 在我们的体内世界中，物质循环和交换也是忙忙碌碌。比如我们的血液循环系统日夜不停地进行着营养物质和代谢物的运送，片刻也不能耽搁。 同样，细胞为了生存和生长，必须与其所处的环境进行分子交换。细胞运输发生在生命体内我们肉眼所不能见的微观世界。例如,我们所熟悉的红细胞将新鲜的氧气送到各个组织器官，并将代谢产生的二氧化碳“废气”送走。 那么，细胞是如何完成物质的运输和交换的呢？ 带着这个问题，让我们首先看一下不同物质是如何进出细胞的。 我们在以前学习中已经知道，细胞是由细胞膜包裹的生命活动基本单位，进出细胞的各种物质必须要通过细胞膜，即：细胞跨膜运输。 不同种类的物质跨膜运输采用不同的方式。小分子的跨膜运输方式主要有：简单扩散、被动运输和主动转运，其中被动运输实际上也属于扩散的特殊形式；大分子和颗粒性物质的跨膜运输则通过膜泡运输进出细胞，具体包括：胞吞作用与胞吐作用。 本章将分以下三讲来给大家介绍物质的跨膜运输方式： ?扩散运输 ?主动转运 ?膜泡运输 4.1 细胞跨膜运输：扩散运输 在讲物质跨膜扩散运输之前，我们先来看看小分子物质通过细胞膜的一些基本特性。 细胞膜允许一定物质穿过的特性称为膜的通透性(permeability)。这一特性是跨膜扩散运输的前提。 细胞膜通透性的最显著特点是它的选择性，即有选择地允许或阻止一些物质通过细胞膜。 细胞膜的选择性通透对调节物质进出细胞具有决定性作用，从而维持膜内外离子电化学梯度，保证膜内外的渗透压平衡。这是细胞膜最主要的生理功能之一，对保证细胞及机体生命活动的正常运行具有极其重要的作用。 让我们想像一下：细胞膜就像一道由脂双层构造的栅栏，性质相近的疏水性分子可自由通行，亲水性分子也能挤过，少量大个子的极性分子只能勉强通过细胞膜，而荷电的离子则完全跨不通过细胞膜。 一般来说，分子量越小、脂溶性越强，通过细胞膜的速率越快。因此，膜对物质的通透性，既决定于物质本身的性质，也决定于细胞膜的结构属性。 一、简单扩散 简单扩散(simple diffusion)是最简单的一种跨膜运输方式，它既不需要消耗细胞本身的代谢能量，也不需要特定的膜蛋白分子参与，只要物质在膜两侧保持一定的电化学梯度，即可发生顺浓度梯度的简单扩散运输。脂溶性物质如苯、醇和甾类激素分子，以及O2、CO2和N2等气体，和部分极性小分子如尿素和甘油等，
【教学目标】 1、知识与技能目标 通过对渗透作用现象的观察，阐明渗透作用发生的条件，推导渗透作用的概念；说出水分子跨膜运输的特点；举例说明动物细胞膜和植物的原生质层相当于半透膜。 2、过程与方法目标 由“问题探讨”入手，从“扩散”迁移到“渗透”，理解动物细胞的吸水和失水；通过探究实验了解植物细胞的吸水和失水。 3、情感与价值观目标 尝试提出问题，作出假设，感受科学的严谨性；设计植物细胞吸水和失水的实验，体验探索的乐趣。 【教学重点】 细胞是一个渗透系统，动物细胞膜和植物的原生质层相当于半透膜。 解决方法：（1）通过渗透作用的演示实验，组织引导学生分析渗透现象。归纳总结渗透作用的概念、条件、原理、结果，指出半透膜的特性。（2）通过分析水分进出红细胞的状况，总结出细胞膜相当于半透膜。（3）通过相关探究实验的设计，理解植物的原生质层相当于半透膜。 【教学难点】 尝试提出问题，作出假设，进行探究植物细胞吸水和失水的实验设计。 解决方法：（1）通过名人名言使学生认识到提出问题的重要性。爱因斯坦曾说过，“提出一个问题比解决一个问题更重要。”（2）充分利用学生已有的知识和生活经验，引导学生对有关知识现象深入思考，提出相关问题，开展合作学习，利用小组活动讨论确定有价值的问题。 【教具准备】 多媒体课件，包括渗透作用的相关flash动画、大宝SOD蜜广告视频、红细胞在显微镜下吸水与失水的实拍视频 【教学方法】学生观察、讨论、合作探究与教师讲述和启发引导相结合。 【教学过程】 课前分组：4人一组。 创设情境激趣，诱发探究心理： 视频播放：大宝SOD蜜广告。 过渡：看完广告后，大家有没有买大宝的冲动？SOD是什么呢？我利用百度搜索了一下，网络告诉我（投影展示）： SOD（超氧化物歧化酶）是一种源于生命体的活性物质，能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质。对人体不断地补充SOD具有抗衰老的特殊效果。 大宝SOD 蜜，内含丰富的SOD 活性物质，并加入人参、黄芪等天然植物的有效成分，它极易被皮肤吸收，并在皮肤表面形成一层保护膜，能不断地对皮肤补充SOD 活性物，并能有效地防止角质层水分的散失。经常使用大宝SOD蜜，能延缓皮肤衰老，快速渗透，深入滋润，全家适用，四季皆宜。令您皮肤白皙，容颜娇美，青春永驻。
物质跨膜运输 一、结构基础：细胞膜的选择透过性 二、跨膜运输的实例：细胞的吸水和失水 原理：渗透作用。该作用必须具备两个条件： （1）具有半透膜；（2）膜两侧溶液存在浓度差。 渗透系统的组成：完整的渗透系统，由两个溶液体系（A和B）以及两者之间的半 透膜组成。当容易浓度A＞B时，水分通过半透膜从B流向A, 当容易浓度A＜B时， 水分通过半透膜从A流向B，当溶液浓度A=B时，渗透体系处于动态平衡状态。 易混易错： （1）发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子达到动态平衡，既不可看作没有 水分子移动也不可看做两侧溶液浓度相等。 （2）溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度； 1、动物细胞的吸水和失水：（以红细胞为例，动物细胞的细胞膜相当于半透膜） ①当细胞质浓度大于外界溶液浓度时，细胞质渗透压高于外界渗透压，细胞吸水膨 胀 ②当细胞质浓度等于外界溶液浓度时，细胞质渗透压等于外界渗透压，水分子进出 细胞处于动态平衡。 ③当细胞质浓度小于外界溶液浓度时，细胞质渗透压低于外界渗透压，细胞失水皱 缩 植物细胞的吸水和失水： 结构基础： （1）细胞液：成熟植物细胞的中央大液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，因此细胞内的液体环境主要指液泡的细胞液。 （2）原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。相当于半透膜，具有选择透过性 （3）细胞壁的特性：全透性，伸缩性小 植物细胞的质壁分离和复原现象 ①当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象 ②当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原现象。
注意：如果质壁分离的细胞死亡，则不会发生质壁分离的复原。 实验探究： 材料选取：紫色洋葱鳞片叶（含有颜色为佳，也可选水绵细胞） 实验结果：质壁分离前，细胞呈现紫色，原生质层紧贴细胞壁；当加入蔗糖溶液后，液泡由大变小，颜色由浅变深，原生质层与细胞壁分离；对质壁分离的细胞加入清水后，液泡由小变大，颜色由深变浅，原生质层恢复原状。 思考：不含中央大液泡的植物细胞（如根尖分生区细胞、种子的胚细胞）能发生质壁分离的现象吗？ 不能，因为不含大液泡的植物细胞不会失去较多的水，因此不会发生质壁分离的现象 细胞对无机盐离子的吸收实例： 1、水稻吸收SiO 44-多，吸收Ca2+和Mg2+少，番茄吸收Ca2+和Mg2+较多，吸收SiO 4 4-较少， 说明不同植物对不同的无机盐离子吸收表现出较大的差异。 2、人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显高于血液中碘的含量。 3、不同微生物对无机盐离子吸收表现出很大的差异。 物质跨膜运输的特点： 1、物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的。 2、细胞对于物质的输入和输出有选择透过性。
第7讲物质跨膜运输实例和方式 一、细胞失水和吸水的方式：渗透作用 1、渗透作用概念： 水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，称为渗透作用。 2、必备条件 ①具有半透膜； ②半透膜两侧的溶液之间具有浓度差。 3、概念辨析
二、动物细胞的吸水和失水 1、原理 ①：动物细胞的细胞膜相当于半透膜 ②：浓度差：细胞质与外界溶液（人：细胞内液与细胞外液） 2、现象 ①外界溶液浓度＞细胞质浓度细胞失水皱缩 ②外界溶液浓度＜细胞质浓度细胞吸水膨胀 ③外界溶液浓度=细胞质浓度水分进出动态平衡 注：细胞内外浓度差（物质的量浓度差） 三、植物细胞的吸水和失水 成熟的植物细胞就是一个渗透系统 四、植物细胞质壁分离与复原实验分析及应用 1、原理 ①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 ②细胞液具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。 ③原生质层比细胞壁的伸缩性大得多。 2、质壁分离与复原实验流程 略
3、结果与分析 （1）质壁分离 现象：液泡体积(变小)；液泡颜色(变深)；细胞大小基本不变 内因：原生质层收缩性大于细胞壁。 条件、外因：当外界溶液浓度＞细胞液浓度时，植物渗透失水，体积缩小。 ⑵质壁分离复原 现象：液泡体积(变大)；液泡颜色(变浅)，细胞大小基本不变。 条件、外因：当外界溶液浓度＜细胞液浓度，植物细胞通过渗透作用吸水，发生质壁分离的细胞会出现质壁分离复原现象。 4、易错警示 略 5、判断细胞是否发生质壁分离及复原时的规律 （1）.从细胞角度分析： ①具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。 ②死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离现象。 （2）.从溶液角度分析: ①在溶质可穿膜的溶液中细胞会发生质壁分离后自动复原现象。 ②在溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象，不能自动复原。 ③在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象，但会因过度失水而死亡不再复原。 6、质壁分离实验的拓展应用 略
第四章第一节物质跨膜运输的实例的教案 授课内容：细胞的吸水和失水 授课班级：高一某班 教师：XXX 授课时间：20**年*月*日 教材：高中《生物必修1》分子与细胞 1、学情分析 本节课授课对象是高一学生，在上一章中他们学习了细胞的基本结构，为本节课的学习打下了基础。通过本节课的学习对细胞膜有了更进一步的了解，为后面学习细胞膜的结构和功能奠定了基础。 学生在第三章对细胞膜有了一定的科学认识，但同时也会存在一些不科学的前科学概念，因此在教学过程中要创设情境暴露学生存在的问题，从而转变他们的错误观点。 学生可能存在的前科学概念如：动物细胞的吸水与失水同植物细胞的完全一样。 2教学内容分析 （1）知识结构： 本节课主要是探究性的实验即探究植物细胞的吸水和失水。探究植物细胞在什么情况下吸水、什么情况下失水，并比较其与动物细胞吸水与失水的异同。学生在已有知识的基础上对本节课的教学有一定的自主性，能提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、分析结果，得出结论、表达和交流、进一步探究来实现对知识点的学习。 本节课的知识结构如下图：
（2）本节课的生物学概念 半透膜：指水分子、一些离子及部分小分子物质可以自由通过，其他离子、小分子和大分子物质不能通过。 原生质层细胞膜与液胞膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。 质壁分离/复原：细胞在与自身浓度不同的溶液中表现出的细胞膜与细胞壁分离的现象称为质壁分离；在质壁分离的细胞中滴加比细胞所处环境底的溶液后细胞膜与细胞壁恢复原来形状的过程称为质壁复原。 3、学习动机的唤起和保持 实验前展示课件，帮助学生回忆第三章细胞膜的知识。让学生回答所给的问题，从而引入本节课的学习。 学生分成小组学习，争对本节课的知识体系主动参与学习，做到人人动手、动脑的分工合作。 实验过程中，观察学生的学习情况，及时解决学生遇到的问题。鼓励学生发散思维，提出问题、解决问题，从而调动学生的学习兴趣。 4、落实课程标准 本节课要实现高中生物学课程内容标准是： 第四章：“物质的跨膜运输” 5、教学目标 同过本节课的学习，学生能达到以下的目标： （1）知识目标
高考生物真题章节汇编：物质跨膜运输的实例和方式1．[2018·全国卷Ⅱ]下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是() A．巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散 B．固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输 C．神经细胞受到刺激时产生的Na＋内流属于被动运输 D．护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输 答案C 解析巨噬细胞摄入病原体的过程属于胞吞，不属于协助扩散，A错误；固醇类激素的化学本质是脂质，脂溶性物质以自由扩散的方式进入靶细胞，属于被动运输，B错误；神经细胞内的Na＋浓度比细胞膜外低，受刺激时，产生的Na＋内流是顺浓度梯度进行的，属于被动运输，C正确；甘油是脂溶性小分子物质，以自由扩散的方式进入细胞，属于被动运输，D错误。 2．[2018·全国卷Ⅰ]下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述，错误的是() A．在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的N2和NO－3 B．农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收 C．土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收 D．给玉米施肥过多时，会因根系水分外流引起“烧苗”现象 答案A 解析植物根细胞从土壤中能吸收无机盐，但无机盐需以离子形式存在，所以N2不能被直接吸收利用，A错误；根细胞吸收矿质元素的方式是主动运输，主动运输需要消耗能量，农田适时松土能促进根系的有氧呼吸，为根细胞吸收矿质元素提供更多的能量，因此农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收，B正确；土壤中微生物可以分解植物秸秆中的有机物，产生无机盐离子，从而可以被根系吸收，C正确；给玉米施肥过多时，会使土壤溶液浓度过高，大于根系细胞的细胞液的浓度，植物细胞失水，导致植物因失水而萎蔫，引起“烧苗”现象，D正确。 3．[2018·北京高考]细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中，以(自由)扩散方式通过细胞膜的是() A．Na＋B．二氧化碳 C．RNA D．胰岛素 答案B 解析以自由扩散方式跨膜运输的物质有O2、CO2、H2O和脂溶性物质等，B正确。] 4．[2018·海南高考]将水稻幼苗培养在含MgSO4的培养液中，一段时间后，发现营养液中Mg2＋和SO2－4的含量下降，下列叙述不合理的是() A．Mg2＋通过自由扩散进入根细胞 B．MgSO4必须溶解在水中才能被根吸收 C．根吸收的Mg2＋可以参与叶绿素的形成 D．降低温度会影响水稻根系对Mg2＋的吸收 答案A 解析Mg2＋通过主动运输进入根细胞，A错误；MgSO4必须溶解在水中呈现离子形式，才能被根吸收，B正确；Mg2＋可以参与叶绿素的形成，C正确；降低温度会影响膜的流动性和酶的活性，则对Mg2＋的吸收也会造成影响，D正确。
第一章细胞质膜 1、被动运输 是指通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。转运的动力来自于物质的浓度梯度，不需要细胞代谢提供能量。 2、主动运输 是由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由低浓度一侧向高浓度一侧进行跨膜转运的方式。转运的溶质分子其自由能变化为正值，因此需要与某种释放能量的过程相耦连。主动运输普遍存在于动植物细胞和微生物细胞中。 3、紧密连接 是封闭连接的主要形式，一般存在于上皮细胞之间。紧密连接有两个主要功能：一是紧密连接阻止可溶性物质从上皮细胞层一侧通过胞外间隙扩散到另一侧，形成渗透屏障，起重要封闭作用，二是形成上皮细胞质膜蛋白与质膜分子侧向扩散的屏障，从而维持上皮细胞的极性。 4、通讯连接 一种特殊的细胞连接方式，位于特化的具有细胞间通讯作用的细胞。介导相邻细胞间的物质转运、化学或电信号的传递，主要包括间隙连接、神经元间的化学突触和植物细胞间的胞间连丝。动物与植物的通讯连接方式是不同的，动物细胞的通讯连接为间隙连接,而植物细胞的通讯连接则是胞间连丝
5、桥粒 是一种常见的细胞连接结构，位于中间连接的深部。一个细胞质内的中间丝和另一个细胞内的中间丝通过桥粒相互作用，从而将相邻细胞形成一个整体，在桥粒处内侧的细胞质呈板样结构，汇集很多微丝，这种结构和加强桥粒的坚韧性有关。 物质跨膜运输的方式和特点 Ⅰ、被动运输 是指物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。转运的动力来自于物质的浓度梯度，不需要细胞代谢提供能量。主要分为两种类型： （1）简单扩散②不需要提供能量； 分子物质等。 （2）协助扩散②存在最大转运速率；在一定限度内运输速率同物质浓度成正比。如超过一定限度，浓度不再增加，运输也不再 ④不需要提供能量。属于这种运输方式的物质有某些离子和一些较大的分子如葡萄糖等物质 Ⅱ、主动运输 物质从浓度梯度从低浓度的一侧向高浓度的一侧方向跨膜运输的过程。此过程中需要消耗细胞生产的能量，也需要膜上载体协助。属于这种运输方式的物质有离
第五章：物质的跨膜运输与信号传递 1．比较主动运输与被动运输的特点及其生物学意义。 答：被动运输是指通过简单扩散或者协助扩散实现物质有高浓度向低浓度方向的跨膜转运。 动力来自物质的浓度梯度不需要细胞代谢的能量。被动运输为那些无需耗能跨膜的物质提供了一个快速跨膜的通道。 主动运输是指由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度，从浓度低的一侧香浓度高的一侧进行跨膜转运的方式。与能量偶联，为细胞提供需要的物质和维持细胞渗透压（Na-K泵制造反向压力）等。 2．小肠上皮细胞膜上的载体蛋白转运葡萄糖，什么时候是协同运输，什么时候是协助扩散？ 答：葡萄糖通过Na驱动的同向转运方式进入小肠上皮细胞是协同运输；由GLUT蛋白所介导的细胞对葡萄糖的摄取使葡萄糖进入血液是协助扩散。 3．两类膜转运蛋白工作原理的主要差别如何？ 答：两类膜转运蛋白是指载体蛋白和通道蛋白。 载体蛋白（carrier proteins），它既可介导被动运输，又可介导逆浓度梯度或电化学梯度的主动运输，如：氨基酸、核糖等通过载体蛋白选择结合跨膜转运，每种载体蛋白只能与特定的溶质分子结合。 通道蛋白（channel proteins），只能介导顺浓度梯度或电化学梯度的被动运输。选择性开启离子通道。通道蛋白所介导的被动运输不需要与溶质分子结合，横跨形成亲水通道，允许适宜大小的分子和带电荷的离子通过。 4．说明Na＋－K＋泵的工作原理及其生物学意义。 答：钠钾泵：（Na＋—K＋泵） 在细胞内侧a亚基与Na结合促进ATP水解， a亚基上的一个天门冬氨基酸残基磷酸化引起a亚基构象发生变化，将Na泵出细胞； 同时细胞外的K与a亚基的另一个位点结合，使其去磷酸化，a亚基构象再度发生变化将K泵进细胞，完成整个循环。 每消耗一个ATP分子，泵出3个Na和泵进2个K