第3讲 物质跨膜运输的实例与物质跨膜运输的方式
知识点一 细胞的吸水和失水
????
???????渗透作用发生的条件?
???
?具有① ② 两侧的溶液具有浓度差
动物细胞?????外界溶液浓度③ 细胞质浓度时，细胞吸水膨胀外界溶液浓度④ 细胞质浓度时，细胞失水皱缩
外界溶液浓度⑤ 细胞质浓度时，细胞水分进出平衡，形态不变
植物细胞
???????结构?????细胞壁：全透性原生质层??????
????⑥ 细胞质⑦ 具有选择透过性，相当于半透膜
条件：成熟植物细胞具有中央⑧ ，是一个渗透系统实验验证?????细胞液浓度＜外界溶液浓度――→失水⑨
细胞液浓度＞外界溶液浓度―
―→吸水○10 想一想：细胞吸水时，水分子跨膜运输的状态如何？
知识点二 物质跨膜运输的其他实例
?
??????其他实例
?
????（1）植物?????植物对无机盐离子的吸收????
?不同植物（如番茄、水稻）对同一离子的吸收能力 ?
同种植物对不同离子的吸收能力? （2）人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点：逆浓度梯度
（3）不同微生物对各种矿物质的需要量不同，吸收时各自都有? 结论?????细胞膜和其他生物膜一样都是选择透过性膜
它具有的特点?????a.? 可以自由通过b.一些需要的? 也可以通过
c.其他的? 则不能通过
议一议：半透膜与选择透过性膜有哪些异同点？
知识点三 物质进入细胞的方式
物质跨膜运输的方式?????????被动运输?????自由扩散????
?方向：物质分子从? 一侧运输到? 一侧原因：细胞膜两侧存在物质分子浓度差
实例：水、CO 2、甘油、乙醇
协助扩散?????方向：物质分子从? 一侧运输到? 一侧
原因?
???
?（1）细胞膜两侧存在物质分子浓度差
（2）细胞膜上○21 的协助实例：葡萄糖进入红细胞主动运输?????
方向：物质分子从○
22 一侧运输到○23 一侧原因??
?（1）细胞膜上相应的○
24 的协助（2）细胞新陈代谢产生的○25 实例：K ＋
、Na ＋
、Ca 2＋
、氨基酸
比一比：自由扩散、协助扩散和主动运输与胞吞、胞吐有何主要区别？
细胞吸水和失水
哺乳动物成熟的红细胞
成熟的植物细胞
1．只有成熟的植物细胞才发生质壁分离现象。
2．动物细胞无细胞壁，会发生吸水涨破现象，但植物细胞有细胞壁不会因吸水而涨破。 3．渗透作用特指水分子等溶剂分子透过半透膜，由低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。 4．自由扩散是物质顺浓度梯度进出细胞的方式，包含细胞渗透吸水和失水。
5．主动运输是细胞按照生命活动需要主动摄取或排出物质的跨膜运输方式，需要载体协助并消耗ATP 。 6．胞吞、胞吐的物质通常是大分子物质、颗粒状物质或液体，通过膜泡运输，非跨膜运输。自我校对：
①半透膜 ②半透膜 ③＜ ④＞ ⑤＝ ⑥细胞膜 ⑦液泡膜 ⑧大液泡 ⑨质壁分离 ○10质壁分离复原 ?不同 ?不同 ?选择性 ?水分子 ?离子和小分子 ?离子、小分子和大分子 ?高浓度
?低浓度 ?高浓度 ?低浓度 ○21载体蛋白 ○22低浓度 ○23高浓度 ○24载体蛋白 ○25能量(ATP) ○
26细胞膜 ○
27囊泡 ○28囊泡 ○29融合 想一想：水分子在细胞膜上总是双向运动的。只不过在细胞吸水时，由外向内扩散的水分子总数多于由内
向外扩散的水分子总数。
议一议：①相同点：某些物质可以通过，另一些物质不能通过。
②不同点：选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。
比一比：前三种物质运输方式是小分子和离子的运输方式，不包括大分子，且他们是穿膜运输。胞吞、胞吐是大分子或颗粒性物质的运输方式，运输是通过膜融合实现转移的，被运输的物质不直接穿过生物膜。
,渗透系统的组成分析及应用
高考地位：5年11考 （2011全国新课标卷、大纲版卷、天津卷，2011浙江……） 1
水分子通过半透膜的扩散作
2.两组相近概念比较
(1)半透膜、选择透过性膜
区别：①半透膜是无生命的物理性薄膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。
②选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。
共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。
(2)原生质层、原生质体
①原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟的植物细胞中。
②原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，常用作植物细胞融合的材料。
3．渗透系统的应用
(1)
(2)验证渗透作用发生的条件
①具有半透膜：
②具有浓度差：
(3)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)
特别提醒①发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达平衡状态，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。
②溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但10%蔗糖溶液的物质的量浓度小，故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。
★★本考点多以实验分析的形式与物质跨膜运输方式相结合进行命题，多为选择题。
【典例1】?(2011·新课标卷)撕去紫色洋葱外表皮，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的蔗糖溶液里处理，一段时间后外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
解析 考查物质运输方式及浓度差。甲组在完全培养液中培养一段时间后，与质量浓度为0.3 g/mL 的蔗糖溶液浓度差没有乙组和蔗糖溶液的浓度差大，所以甲组水分渗出量比乙组细胞低。H 2O 的运出方式是被动运输里的自由扩散。 答案 C
【训练1】?(2011·上海理综，20)某同学拟选择一种半透性的膜材料，用于自制渗透计。他采用如图1所示的装置(示意图)，对收集到的四种材料甲、乙、丙和丁进行试验，得到了倒置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线(如图2)。据图分析，该同学应选择的膜材料是( )。
A ．甲
B ．乙
C ．丙
D ．丁
解析 根据图1可知，漏斗内糖水的浓度高于烧杯中的水，因此，一定时间内，烧杯中的水将大量渗透到漏斗中而使其液面升高，但当液面差达到一定高度时，由于浓度差和压力差的综合作用使液面不再升高。 答案
A
,物质出入细胞的方式及影响因素
高考地位：5年13考 （2011重庆、江苏，2010年山东、安徽、广东、天津……） 1． 自由扩散、协助扩散和主动运输的比较
2.大分子物质出入细胞的方式
3.生物膜具有选择透过性的原因分析(1)内因——遗传因素
不同生物DNA不同――→
决定载体种类
数量不同
――→
决定选择性
吸收
――→表现?
????同种植物对不同离子的吸收能力不同不同植物对同一离子的吸收能力不同
(2)外因——主要是影响呼吸作用的因素
?
????土壤中氧气含量温度→呼吸酶活性――→影响呼吸作用ATP 生成――→影响主动
运输
4．影响跨膜运输的因素
(1)物质浓度(在一定的浓度范围内)
(2)氧气浓度
(3)温度
温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会影响物质跨膜运输的速率。
★★ 此考点是高考的常考点，考查各种运输方式的特点时，多以选择题形式出现；侧重能力考查时，往往以图表分析、曲线分析或实验分析形式进行综合考查，大题及选择题均有命题出现。
【典例2】?(2010·山东理综，13)由图中曲线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
解析 本题考查物质跨膜运输的方式的分析与坐标曲线的综合。分析坐标曲线可以看出，a 为自由扩散，b 为协助扩散(或主动运输)。脂溶性小分子物质通过自由扩散(即方式a )运输，因此A 错误；方式a 与载体无关，只与浓度有关，因此B 错误；方式b 的最大的转运速率与载体的种类和数量有关，因此C 正确。抑
制细胞呼吸，能量供应不足，导致主动运输受阻，而与自由扩散(协助扩散)无关，因此D错误。
答案 C
知识拓展(1)载体是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数量也不同；(2)载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体达到饱和时，细胞吸收该载体运载的物质的速率不再随物质的浓度的增大而增大。
【训练2】?(2012·菏泽统考)图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异。通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是( )。
A．Na＋ B．K＋ C．胰岛素 D．CO2
解析由图乙可知该物质的运输方向是由低浓度到高浓度，从细胞外运输到细胞内，消耗能量，为主动运输。由图甲可知，钾离子细胞外浓度低，细胞内浓度高，因此由细胞外运输到细胞内需要消耗能量，为主动运输。钠离子细胞内浓度低于细胞外浓度，由细胞外到细胞内运输不一定消耗能量。胰岛素的运输方式为胞吐，CO2的运输方式为自由扩散。
答案 B
观察植物细胞的质壁分离及复原
高考地位：5年12考（2011年全国卷、天津卷，2010全国卷、江苏卷，2009江苏卷……）
1．实验原理：成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。
2．质壁分离与复原实验流程
3．质壁分离的原因
?
????（1）外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度
（2）内因?
??
??原生质层相当于一层半透膜
细胞壁的伸缩性小于原生质层
??? 渗透失水质壁
分离 4．表现?????宏观：坚挺→萎蔫
微观?????液泡：大→小
细胞液颜色：浅→深原生质层：与细胞壁分离
提醒 (1)在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以免细胞因长期处于失水状态而死
亡，影响质壁分离复原现象的观察。
(2)不选动物细胞做实验材料是因为动物细胞无细胞壁，不会在失水时发生质壁分离现象。 (3)本实验所用的方法为引流法，采用了自身对照(前测和后测)。
(4)当以可吸收的物质做溶质时(如甘油、尿素、KNO 3、乙二醇等)，可出现质壁分离和自动复原现象。 (5)质壁分离时，原生质层的外界面是细胞膜。 质壁分离实验的拓展应用及方法 1．判断细胞的死活
待测细胞＋蔗糖溶液――→镜检?
????
发生质壁分离和复原→活细胞不发生质壁分离→死细胞
2．测定细胞液浓度范围
待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液――→分别镜检
细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。
3．比较不同植物细胞的细胞液浓度大小
不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液――→镜检
刚刚发生质壁分离时所需时间的比较―→判断细胞液浓度大小(时间越短，细胞液浓度越小)。 4．比较一系列溶液的浓度的大小
同一植物的相同成熟细胞＋未知浓度的溶液――→镜检
记录刚刚发生质壁分离所需时间―→比较所用时间长短―→判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。 5．鉴别不同种类的溶液(如KNO 3溶液和蔗糖溶液) 相同成熟植物细胞＋不同种类溶液――→镜检
?????只发生质壁分离现象→溶质不能通过原生质层的 溶液（如蔗糖溶液）
质壁分离后自动复原→溶质能通过原生质层的溶液 （如KNO 3
溶液）
★★ 本考点的命题规律为：一是通过联系水的渗透作用，全面考查对该实验所用试剂、原理、操作步骤、
结果等的掌握情况；二是以实验操作过程图的形式，考查对操作步骤的理解，或考查该实验的拓展应用。【典例】?(江苏高考试题改编)将浸润在0.3 g/L蔗糖溶液中的紫色洋葱表皮制成装片，放在显微镜下观察，结果如图所示。请据图回答下列问题。
(1)洋葱表皮细胞通过渗透作用失水，导致细胞发生质壁分离，原生质层在该过程中充当了________。以下结构或物质属于原生质层的是________。
A．液泡膜B．线粒体C．液泡色素
D．细胞核E．细胞壁
(2)请在坐标系中绘出细胞吸水力随质壁分离程度变化曲线。
(3)若将装片放在80 ℃的条件下处理一段时间(装片中的溶液仍保持0.3 g/L)后，放在显微镜下观察，在清晰看到细胞结构后为了更准确判断A处颜色，应该如何操作显微镜？
________________________________________________________________________。
(4)藓类小叶是否是观察线粒体的理想实验材料？________，为什么？___________________。
解析(1)成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质部分组成原生质层，充当了半透膜。细胞核、液泡内的成分不属于原生质层。(2)细胞随着质壁分离程度加大，细胞液浓度增加，细胞吸水力也增加。因细胞有最大分离程度，故吸水力也有最大值。(3)调节显微镜粗、细准焦螺旋可以使图像清晰，调节光圈、反光镜可以改变视野亮度。“在清晰看到细胞结构后为了更准确判断”，不需要调节粗、细准焦螺旋。(4)藓类叶肉细胞中有叶绿体，影响对被染成蓝绿色的线粒体的观察。
答案(1)半透膜AB (2)如图
(3)调节光圈、反光镜以改变视野亮度(4)不是细胞中有叶绿体，影响染色后的线粒体的观察
【训练1】?(2011·天津理综卷)将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞浸润在0.3 g/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
解析显微观察质壁分离的实验材料应选择具有大液泡的、成熟的植物细胞，洋葱根尖分生区细胞无大液泡，不宜作为该实验的实验材料；植物细胞的细胞壁是全透性的，蔗糖分子能够通过，细胞膜是选择透过性膜，蔗糖分子不能通过。0.3 g/mL的蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水，洋葱鳞片叶表皮细胞表现为质壁分离，结果如图。图中L是细胞壁，M是液泡，N是蔗糖溶液。N的成分说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异；将发生质壁分离的细胞浸润在清水中，细胞吸水，原生质体会逐渐复原。
答案 A
【训练2】?引起50%左右细胞发生初始质壁分离的浓度，我们称之为细胞液的等渗浓度。为了测定洋葱表皮细胞的细胞液的等渗浓度，有人把剪成小块的洋葱表皮细胞分别(等量)依次放入下面各组溶液中，并记
(1)该洋葱表皮细胞的细胞液的等渗浓度为________。
(2)如果再给你4组实验材料，请设计可以更精确地测定出细胞液的等渗浓度的方法。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析这类试题并不以实验能力为直接的考查目的，而是以实验作为问题情境，将实验的思想方法渗透于试题之中。根据题设条件可知洋葱表皮细胞的细胞液的等渗浓度在0.5～0.6 mol/L之间。如何设计一个更精确的测定方法，从题中设计思路推知，可通过缩小各组蔗糖溶液的浓度梯度来加以测定。
答案(1)0.5～0.6 mol/L之间
(2)可分别配制浓度为0.52 mol/L、0.54 mol/L、0.56 mol/L、0.58 mol/L的4组蔗糖溶液进行类似的实验
,物质跨膜运输的实例考查
1．(2011·大纲版全国卷)将紫色洋葱在完全营养液中浸泡一段时间，撕取外表皮，先用质量浓度为0.3 g/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。在该实验中，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
解析考查渗透作用相关知识。水分子过膜方式是自由扩散，属于被动运输。洋葱表皮细胞在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，说明细胞失水了。把发生质壁分离的细胞立即将外表皮放入蒸馏水中，直到细胞中的水分不再增加，此时细胞吸水且细胞液应该小于蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓度。
答案 B
2．(2011·重庆卷)下图为某种植物幼苗(大小、长势相同)均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况(其他条件相同且不变)。下列有关叙述，错误的是( )。
两组幼苗在KNO3溶液中的鲜重变化
A．3 h时，两组幼苗均已出现萎蔫现象，直接原因是蒸腾作用和根细胞失水
B．6 h时，甲组幼苗因根系开始吸收K＋、NO－3，吸水能力增强，使鲜重逐渐提高
C．12 h后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过处理前，乙组幼苗将死亡
D．实验表明，该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程
解析 3 h后，两组幼苗重量均已低于开始幼苗鲜重，即发生了萎蔫，一方面是因为蒸腾作用散失的水分，另一方面是因放在比根细胞浓度大的KNO3溶液中，根细胞通过渗透作用失水。根系从一开始就通过主动运输吸收K＋、NO－3，6 h后甲组幼苗鲜重增加说明根细胞吸收的水分比蒸腾作用散失的水分多，根细胞内离子浓度高于外界溶液浓度应在6 h前就开始了，只不过根细胞吸收的水分比蒸腾作用散失的水分少，所以鲜重还是在减少。根细胞内通过主动运输吸收的离子数量在增多，而吸水量也在增加，根细胞内离子浓度在变化，而根外溶液离子被吸收和水分的吸收也在变化，根细胞内外离子浓度差的变化不好确定，所以根的吸水能力不好判定。12 h后，由于甲组根系不断通过主动运输吸收K＋、NO－3，从而保持根细胞内外浓度差，使其吸水量大于蒸腾量而有可能超过处理前的鲜重量，而乙组放在比根细胞浓度大很多的KNO3溶液中，根细胞通过渗透作用和蒸腾作用不断大量失水造成严重萎蔫最后死亡。通过以上分析可知吸收离子与吸收水分是两个相对独立的过程。
答案 B
,物质跨膜运输的方式3.(2010·广东卷)下图是植物从土壤中吸收某矿物质离子示意图。据图
判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为( )。
A. 自由扩散
B. 协助扩散
C. 主动运输
D. 被动运输
解析考查学生获取信息的能力和理解能力。结合图示可以看出，该矿质离子的跨膜运输有两个特点：一是逆浓度梯度，二是消耗ATP，故应为主动运输。
答案 C
4．(2010·天津卷)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
解析物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。在静息状态下，神经细胞进行着K＋外流和其他的生命活动，需要能量
供给，进行着葡萄糖的跨膜运输和葡萄糖的分解。抗体分泌过程属于胞吐，高尔基体分泌的囊泡到达细胞膜时，囊泡膜与细胞膜融合，成为细胞膜的一部分。
答案 B
5．(2011·海南单科，27)原尿中葡萄糖、氨基酸等物质的浓度与血浆中的基本相同。原尿经肾小管上皮细胞的选择性重吸收和分泌作用后形成尿液。正常情况下尿液中不含葡萄糖。肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液。下图为肾小管壁及相关结构示意图。
回答问题。
(1)肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度________(高于、低于、等于)组织液中的。
(2)原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞的运输方式是________，需要________的参与。
(3)肾小管上皮细胞重吸收水分的原理是________，原尿中葡萄糖未能被完全重吸收从而导致尿量增加的原因是_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析(1)依据题干中提供的信息“肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液”可推测肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度高于组织液中的葡萄糖浓度。(2)依据题干提供的信息：“原尿中葡萄糖浓度与血浆中的基本相同”、“正常情况下尿液中不含葡萄糖”可推知原尿中葡萄糖进入肾小管上皮细胞的运输方式是主动运输，需要载体蛋白参与。(3)肾小管上皮细胞重吸收水分的原理是渗透作用。原尿中葡萄糖未能被完全重吸收，会使原尿渗透压增加，水分重吸收减弱带走大量水分。
答案(1)高于(2)主动运输载体蛋白和ATP (3)渗透吸水肾小管腔中液体的浓度高于正常水平，渗透压高，水分重吸收减弱，造成尿量增加
,综合实验探究
6.(2010·浙江卷，29，Ⅱ)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。
(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________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
(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。
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，所以需要设置不同梯度浓度的NaCl 溶液，实验原理是动物细胞的细胞溶液浓度为0.9%，在浓度低于0.9%的NaCl溶液中动物细胞会吸水膨胀甚至涨破，在浓度高于0.9%的NaCl溶液中动物细胞会失水皱缩，且浓度差越大，现象越明显。
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
(2)
7.(2009·广东生物，31)某实验小组为了探究细胞膜的通透性，将小鼠肝细胞在体外培养一段时间后，检测培养液中的氨基酸、葡萄糖和尿素含量，发现它们的含量发生了明显地变化(如下图)。请回答问题。
(1)由图可知，随培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨基酸含量________，尿素含量________。由于在原培养液中没有尿素，推测其是________的产物。
(2)培养液中的氨基酸进入细胞后，其主要作用是________；被吸收的葡萄糖主要通过________作用，为细胞提供________。
(3)转氨酶是肝细胞内参与氨基酸分解与合成的一类酶，正常情况下这类酶不会排出胞外，若在细胞培养液中检测到该类酶，可能的原因是________。
(4)由(1)和(3)可初步判断，细胞膜对物质的转运具有________的特性。
解析由图可看出培养液中氨基酸和葡萄糖下降，尿素是细胞中脱氨基作用后的产物，通过细胞代谢生成；氨基酸和葡萄糖进入细胞后，主要作用分别为合成蛋白质和呼吸供能；因为细胞膜有选择透过性，正常情况下转氨酶不会排到细胞外，一旦在细胞外检测到，必然是膜受损，失去了选择透过性。
答案(1)降低增加细胞代谢(代谢)
(2)作为蛋白质合成的原料呼吸(分解) 能量(ATP)
(3)肝细胞膜受损(或细胞裂解)
(4)选择透过(选择通透)
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。
物质跨膜运输的方式教学设计 一、教材分析 本节课选自普通高中课程标准实验教科书生物必修一第四章第3节。学生已经了解了细胞膜具有控制细胞物质交换的功能，本章前两节也已经介绍了生物膜的结构特点(流动性)及功能特性(选择透过性)，在此基础上，本节课继续探究细胞膜控制物质进出功能的方式和原理。本节教材以问题探讨为引导，通过比较无蛋白质的脂双层膜与生物膜在控制物质进出上的差异，从而大胆对物质跨膜运输的方式提出猜想。此外，本节的教学应注意培养学生探究问题的能力和解读图表数据的能力；由于内容较抽象，可通过直观的动画展示，增强学生的感性认识；还应注意与生活实际相联系，让学生理解研究物质跨膜运输的意义。 二、学情分析 “物质跨膜运输的方式”中的“膜”指是生物膜（这里主要是指细胞膜），而在这之前的第三章第一节学生已了解了细胞膜的成分和功能，本节就是更详细的介绍其功能之一：控制物质进出细胞。功能总与结构相关，本章的前两节已学习了生物膜的结构特点“流动镶嵌模型”，知道生物膜是一层选择透过性膜，但学生仍存许多疑问：各种小分子、离子进入细胞时又有什么不同？细胞产生一些大分子（如分泌蛋白）又是如何出细胞膜的？教师根据学生这样的知识背景很容易把学生带进课堂。 三、教学目标与核心素养 分析生命观念：说明物质进入细胞的方式及特点 科学思维：学会根据现象提出问题，分析原理，归纳概念的方法 科学探究：提高学生对图表数据的解读能力，探索使用图表描述生理活动的方法 社会责任：明确主动运输与被动运输的区别及对细胞生活的意义 四、教学重难点 教学重点：1、小分子物质和离子跨膜运输的方式：自由扩散、协助扩散和主动运输。 2、大分子物质进出细胞的方式：胞吞和胞吐。 教学难点：1、主动运输 2、自由扩散、协助扩散、主动运输的异同 五、教学设计思路 学生已经初步掌握了细胞膜的结构和功能，并学习了水跨膜运输的实例，为本节课的学习奠定了认知基础。高一学生具备了一定的观察、比较、分析、解决问题及表达的能力，基于这种学情，本节课结合生活实例，并充分利用教材的“问题探讨”和图表，以观察现象——提出问题——观察动画过程——总结概念和特征——能力提升——练习巩固为主线，引导学生积极的自主探究学习，最后以表格对比记忆，巩固所学知识，以画概念图的形式小结所学内容，帮助学生将知识系统化，精选课堂练习，检验学习效果并学以致用。
《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
忻州二中高一生物学科学案 （必修1）第4章细胞的物质输入和输出 第3节物质跨膜运输的方式（第1课时）（主编：冯宇娟审核：常双亮终审：编号：19018 启用：）【学习目标】 1、理解记忆三种物质跨膜运输方式的特点、实例。 2、会区分三种跨膜运输方式，会识别相关图表。 【文本研读】 研读要求： 1、读课本P70第1段，掌握主动运输和被动运输的区别。 2、读课本P70第2段，掌握自由扩散的概念、特点以及实例。 3、读课本P70第3段，掌握协助扩散的概念、特点以及实例；并思考 分析P71“思考与讨论”。 4、读课本P71最后两段，掌握主动运输的概念、特点、实例以及意义。 5、观察课本图4-7，图4-8，比较三种物质跨膜运输方式的异同。 6、读课本P72小字部分，掌握大分子物质进出细胞的两种方式的过程 及特点。 【思维导图】
【尝试探究】 DC复述识记题：列表比较物质（小分子、离子；大分子、颗粒性物质）进出细 胞方式的特点（方向、是否消耗量、是否需要载体）、实例。 DC阅读思考题：课本P73基础题1、2，拓展题 DC针对练习题： 1、下图为物质进出细胞膜的示意图，据图回答： （1）在生物膜的流动镶嵌模型中[ ] 构成了细胞膜的基本支架，与细胞信息交 流有关的是[ ] 。 （2）流动镶嵌模型与三层结构模型的相同点 是。 （3）细胞膜从功能上来说，它是一层 膜，用荧光标记细胞膜融合的实验表明。 （4）K+、葡萄糖、CO2进入红细胞的方式分别是：_____ __、___ 、_____。
(5)提取膜成分中的磷脂，将其铺在空气一—水界面上，测得磷脂占有面积为S， 请预测：细胞表面积的值接近于。 2、需要载体蛋白协助通过膜的一组物质是（） A.O2、CO2 B.H2O、K+ C.葡萄糖、氨基酸 D.胆固醇、脂肪酸 3、肾小管上皮细胞对原尿中的葡萄糖、无机盐等有很强的吸收能力，与其功能 相适应，在细胞内还有较多的细胞器是（） ①核糖体②线粒体③内质网④高尔基体 A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④ 4、如图是细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列与此有关的叙述 正确的是（多选）（） A.a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生 B.a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成 C.b表示细胞分泌的同时导致膜成分的更新 D.b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式 BA典型强化题： 1、下列物质中，不能横穿细胞膜进出细胞的是（） A.维生素D和性激素 B.水和尿素 C.氨基酸和葡萄糖 D.酶和胰岛素 2、某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用四种曲线表 示 在研究具体的物质X时，发现与曲线②和④相符，试问：细胞膜运输物质x的方式是（） A．主动运输 B．自由扩散 C．内吞和外排 D．无法判断 3、如图表示人体内某物质通过细胞膜的速度与该物质在溶液中的浓度的关系。 该物质（） A.是脂溶性的 B.过膜方式是主动运输 C.过膜时必须与膜上的载体结合 D.过膜时必须消耗能量
第4章细胞的物质输入和输出 第1节物质跨膜运输的实例 一、选择题 1.在“观察植物细胞的质壁分离和质壁分离复原”实验中,之所以用已经成熟的洋葱表皮细胞作实验材料,是因为这样的细胞具有() A.伸缩性很小的细胞壁 B.功能完善的细胞膜 C.能够流动的细胞质 D.大而醒目的液泡 解析:植物细胞质壁分离和复原的条件:植物细胞必须是活细胞;细胞液浓度与外界溶液的浓度必须有浓度差;植物细胞必须有大的液泡,最好细胞液中带有色素,这样便于观察。已经成熟的洋葱表皮细胞就能很好地满足这些条件。 答案:D 2.一个正在发生质壁分离复原的细胞,它的吸水能力、液泡逐渐() A.减小、增大 B.增大、减小 C.不变、增大 D.等于0、减小 解析:一个正在发生质壁分离复原的细胞,其液泡吸水,细胞液浓度逐渐降低,其吸水能力逐渐减小,液泡逐渐增大。 答案:A 3.下列关于物质跨膜运输实例的说法中,不正确的是() A.细胞膜、核膜等生物膜都是选择透过性膜 B.水分子进出细胞,取决于细胞内外溶液的浓度差 C.小分子物质都能通过细胞膜 D.细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程 解析:生物膜都是主要由脂质、蛋白质构成,都具有选择透过性。水分子可以自由通过;被选择的一些离子、小分子也可以通过;其他离子、小分子和大分子不能通过。细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程,水分子进出细胞,主要取决于细胞内外溶液的浓度差。 答案:C 4.以紫色洋葱鳞片叶表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象,下列叙述错误的是() A.在发生质壁分离的细胞中能观察到紫色中央液泡逐渐缩小 B.滴加质量浓度为0.3 g·mL-1的蔗糖溶液比质量浓度为0.2 g·mL-1的蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间短 C.发生质壁分离的细胞放入清水中又复原,说明细胞保持活性 D.用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起细胞质壁分离 解析:发生渗透作用的两个基本条件:半透膜和其两侧溶液的浓度差,而且浓度差越大,渗透速度越快。高浓度的NaCl溶液浓度大于细胞液浓度,能引起细胞通过渗透作用失水而发生质壁分离。 答案:D 5.用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片,观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述,正确的是() A.将装片中的材料浸润在质量分数为8%的HCl溶液中,然后再观察质壁分离现象 B.在盖玻片一侧滴入解离液,细胞吸水膨胀但不会破裂 C.用适当高于细胞液浓度的硝酸钾溶液处理细胞后,能观察到细胞质壁分离及自动复原 D.当质壁分离不能复原时,细胞仍具有正常生理功能 解析:本题考查观察植物细胞质壁分离与复原实验的操作和结果。实验过程中不需要对装片用质量分数为8%的HCl溶液处理,A项错。用适当高于细胞液浓度的KNO3溶液处理时,能观察到细胞发生质壁分离,而且一段时间后会自动复原。当质壁分离不能复原时,说明细胞因过度失水而死亡。 答案:C
第四章第3节物质跨膜运输的方式导学案备课人：杨润班级：姓名： 【学习目标】 1、能说出物质进出细胞的方式。 2、能进行图表数据的解读。【学习重点】 物质进出细胞的方式【学习难点】主动运输 【知识链接】 1.生物膜的成分及结构特点。 2.扩散：是物质从相对含量多的地方到相对含量少的地方的自由运动，如溶解。 3.载体蛋白位于细胞膜上，它能与特定的分子或离子，如糖类、氨基酸，或金属离子等结合，将这些分子或离子从膜的一侧转运到另一侧。载体蛋白具有高度的特异性，一种载体蛋白通常只能转运一类分子或离子。载体蛋白与分子或离子的结合是可逆的，即它转运到一侧后，就会与所运载的分子或离子分离。载体蛋白的转运速率与分子在膜两侧的浓度梯度的大小有关。 4.ATP的相关知识参考教材第5章第2节。 【学法指导】结合文字叙述，分析示意图理解相关内容。 【学习过程】 物质进出细胞，既有的扩散，统称为； 也有的运输，称为。 一、被动运输——包括和（阅读P71和图4-7）（一）自由扩散 1.概念： 2.特点：浓度梯度（顺/逆）；载体（需要/不需要）； 能量（需要/不需要） 3.举例：水、甘油、乙醇、CO2、O2 （二）协助扩散 1.概念： 2.特点：浓度梯度（顺/逆）；载体（需要/不需要）； 能量（需要/不需要） 3.举例：葡萄糖进入红细胞 思考1：自由扩散与协助扩散有什么异同？ 思考2：为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？ 二、主动运输（阅读P71-72和图4-8） 1.概念：
时间 细胞内浓度 2.特点： 浓度梯度（顺/逆）； 载体（需要/不需要）； 能量（需要/不需要） 3.举例：K +、Na +、Ca 2+等无机盐、氨基酸、葡萄糖通过细胞膜 4.意义：能够保证活细胞按照生命活动的需要， 吸收所需要的 ，排出代谢产生的 和对细胞 的物质。 归纳： 自由扩散、协助扩散和主动运输的异同 影响自由扩散的因素是：细胞膜内外物质的 _________； 影响协助扩散的因素是：细胞膜内外物质的 ___________； 细胞膜上运载物质的 __________ 数量。 影响主动运输的因素是： 和 能量 （ 、 ）。 P72小字部分） （一）胞吞 1.过程：大分子附着在细胞膜表面，这部分 内陷形成 ，包围着大 细胞外浓度 细胞外浓度
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。
第3节物质跨膜运输的实例 【学习目标】 1．举例说明物质进出细胞的类型、特点及过程 2．能进行图表数据的解读，区分三种运输方式。（重难点） 问题探讨：结合人工合成的无蛋白质的脂双层膜对不同分子的通透性。 思考1、什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能通过？ 2、葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？（提示：人工合成的无蛋白的脂双层与小肠上皮细胞的细胞膜有何区别） 一、物质跨膜运输的方式： 思考：脂溶性小分子如甘油能够通过自由扩散出入膜的原因是什么？ 二、物质Array出入细胞方式的图例比较 三、影响跨膜运输的因素 1、完成图像
（一）影响自由扩散的因素：。 （二）影响协助扩散的因素：1、。2、 （三）影响主动运输的因素：1、。2、 四、主动运输的意义： 五、大分子物质以和方式进出细胞，这与细胞膜的有关，属于／不属于跨膜运输。 1.胞吞：大分子或颗粒附着在细胞膜上，这部分_______________内陷形成小囊，然后小囊从细胞 膜上分离下来，形成_________________进入细胞内部，如白细胞的吞噬过程。 2.胞吐：大分子先在细胞内形成______________，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜___________， 将大分子排出，如：胰腺细胞分泌胰岛素 思考：1.胞吞、胞吐作用是否需要载体及能量？ 2.人体的白细胞能吞噬入侵的细菌、细胞碎片等，这是什么作用？对人体有什么意义？ 3.要确定某种物质的运输方式，关键应该抓住那些方面？ 六、物质穿膜层数的归纳总结——简图法 1．葡萄糖由小肠黏膜上皮细胞吸收进入肌肉细胞，至少需要穿过几层膜？（） A. 4层 B. 7层 C. 9层 D. 6层 2．人体组织细胞（如骨骼肌细胞）有氧呼吸时需要的O2从外界进入该细胞的线粒体参与反应，至少需要通过多少层生物膜（） A. 4 B.5 C.9 D. 11 练习：3．细胞核中转录而成的RNA要与核糖体结合来翻译相关蛋白质，需穿过几层膜？（） A. 0层 B. 3层 C. 8层 D. 6层 4.胰腺合成分泌的消化酶到十二指肠消化食物需穿过几层膜？（）A. 1层B. 4层C. 0层D. 8层 答案 问题探讨 思考1.氧气、二氧化碳、甘油、乙醇等小分子能通过，离子、大分子物质不能通过。
《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，
第四章第3节物质跨膜运输的方式导学案备课人：杨润 班级：___________ 姓名: 1■生物膜的成分及结构特点。 2扩散：是物质从相对含量多的地方到相对含量少的地方的自由运动，如溶解。 3■载体蛋白位于细胞膜上，它能与特定的分子或离子，如糖类、氨基酸，或金属离子等结合，将这些分子或离子从膜的一侧转运到另一侧。载体蛋白具有高度的特异性，一种载体蛋白通常只能转运一类分子或离子。载体蛋白与分子或离子的结合是可逆的，即它转运到一侧后，就会与所运载的分子或离子分离。载体蛋白的转运速率与分子在膜两侧的浓度梯度的大小有关。 4.ATP的相关知识参考教材第5章第2节。 【学法指导】结合文字叙述，分析示意图理解相关内容。 【学习过程】 物质进出细胞，既有___________ 的扩散，统称为________________ ； 也有__________________________ 的运输，称为___________________ 。 一、被动运输一一包括 _______________ 和______________ （阅读P71和图4-7） （一）自由扩散 1■概念： ________________________________________________________________ 2■特点： ___ 浓度梯度（顺/逆）；______ 载体（需要/不需要）； _______ 能量（需要/不需要） 3举例：水、甘油、乙醇、C02、02 （二）协助扩散 1■概念： _______________________________________________________________________ 2■特点： ___ 浓度梯度（顺/逆）；______ 载体（需要/不需要）； ________ 能量（需要/不需要）3■举例：葡萄糖进入红细胞 思考1:自由扩散与协助扩散有什么异同？ 思考2:为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输? 二、主动运输（阅读P71-72和图4-8） 1■概念： _______________________________________________________________________
高中生物物质跨膜运输的方式学案新人教版 必修1 【学习目标】 1、说明物质进出细胞的方式 2、尝试提出问题，作出假设，进行图表数据的解读 【预习部分】 回顾生物膜流动镶嵌模型的结构：（1）基本支架： ___________________（2）蛋白质分布：___________________（3）结构特点：___________________（4）功能特点： ___________________（5）功能越复杂的细胞膜，_______的种类和数量越多。 【走进课堂】 一、小分子或离子的跨膜运输 1、被动运输：（1）自由扩散：物质通过_____________作用进出细胞，叫做自由扩散。（2）协助扩散：进出细胞的物质，借助_____________的扩散，叫做协助扩散。 2、主动运输：由____浓度运输到______浓度，需要 _____________的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的___________，这种方式叫做主动运输。意义：保证了活细胞能够
按照生命活动需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。★讨论： 1、自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？ 2、自由扩散和协助扩散有什么异同？ 3、为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？ 3、列表比较自由扩散、协助扩散与主动运输的区别：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运输方向___浓度→___浓度___浓度→___浓度___浓度→___浓度是否需要载体是否消耗能量代表例子氧气、CO 2、N 2、水、苯、脂肪酸、甘油、乙醇等葡萄糖进入红细胞葡萄糖、氨基酸、核苷酸、离子通过细胞膜等典型图例★注意：（1）影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。（2）影响协助扩散的因素：①细胞膜内外物质的浓度差；②细胞膜上运载物质的载体数量。（3）影响主动运输的因素：①载体：是细胞膜上的一类蛋白质。a、载体具有特异性:不同物质的载体不同,不同生物细胞膜上的载体的种类和数目不同。b、载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体已经达到饱和，细胞吸收该载体运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。②能量：凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。二、大分子的运输
讲考纲 考纲概要考纲解读高考真题 1．渗透作用的原理及应用（Ⅱ）； 2．物质跨膜运输的方式（Ⅱ）。1．观察植物细胞的质壁分离与 复原； 2．理解物质跨膜运输的方式。 1．2017海南卷（9）、2017新课标Ⅱ卷（4）、 2016上海卷（3）、2016天津卷（1） 2．2017海南卷（6）、2017江苏卷（22）、2016 海南卷（1）、2016海南卷（5）、2016新课标Ⅰ 卷（2）、2016江苏卷（2）、2016江苏卷（6）、 2016浙江卷（1） 讲考点 考点一物质跨膜运输的实例 1．渗透作用原理 （1）发生渗透作用的条件 ①具有半透膜。 ②膜两侧溶液具有浓度差。 （2）渗透作用的实质：单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子数，导致蔗糖溶液液面上升。 2．动植物细胞的渗透吸水和失水 （1）动物细胞 ①细胞膜：相当于半透膜 ②细胞质：有一定浓度，和外界溶液发生渗透作用，当外界溶液浓度＜细胞质溶液浓度时，细胞吸水膨胀，反之细胞失水皱缩。 （2）成熟植物细胞的吸水和失水
①当外界溶液浓度＞细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。 ②当外界溶液浓度＜细胞液浓度时，细胞吸水，失水的细胞发生质壁分离复原现象。 【例1】（2017新课标Ⅱ卷，4）将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体（即植物细胞中细胞壁以内的部分）的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是（） A．0~4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内 B．0~1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等 C．2~3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压 D．0~1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压 【答案】C
《物质跨膜运输的方式》教学设计 一、【教材分析】 《物质跨膜运输的方式》是人教版必修一第四章细胞的物质输出和输入第3节的内容，本模块第三章细胞的基本结构已经介绍了细胞膜的化学组成和细胞膜结构以及大致的功能，本节着重介绍细胞膜控制物质进出这一重要功能，包括小分子或离子进出细胞的方式和大分子物质进出细胞的方式，通过对几种跨膜运输方式的探究，并运用数学坐标图来表达三种方式的规律和特征，可以培养学生对图表数据的解读能力，即信息解读和知识迁移转化的能力。这部分内容和前面所学的"分泌蛋白的合成和运输"有关联的地方，同时又是对生物膜具有流动性的一个很好的佐证。对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要的意义。 二、【教学目标】 根据教学大纲的要求和教材的具体内容，结合高二年级学生的认知结构、心理特征和现有的知识水平，拟定了下列几个教学目标： (1)知识目标： a.能举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点。 b.正确解读坐标数据图表。 (2)能力目标： 培养学生利用数学知识解决生物问题的能力以及学生的探究学习的能力。 (3)情感态度与价值观：学会交流和合作，体验成功的喜悦。 三、【学情分析】 本节的授课对象是高二的学生，在初中阶段，学生对物质交换有了很肤浅的了解，通过前几章的学习，学生已经具备了细胞膜的结构，水分子跨膜运输实例的基础，掌握了蛋白质多样性的知识，为新知识的学习奠定了认知基础。并且还具备了一定的认知能力，思维的目的性，连续性和逻辑性也已初步建立，能独立思考，对生活现象提出疑问，并通过多种途径找出解决的办法。同时经过前阶段的新课程学习，他们具备了群体讨论，并大胆说出自己的想法和理论依据的能力。对事物的探究有激情，但往往对探究的目的性及过程，结论的形成缺乏理性的思考，需要教师的引导。 四、【教学重点】
物质跨膜运输专题 1、渗透作用模型 2、渗透作用的发生： （1）当S 1浓度>S 2浓度时，单位时间内由S 2→S 1的水分子数 多于S 1→S 2的水分子数，水分子是可以双向运动的，外观上表现为S 1液面上升； （2）当S 1浓度
断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。 4.5、鉴别不同种类的溶液(如KNO 3溶液和蔗糖溶液) 相同成熟植物细胞＋不同种类溶液――→镜检 ?????只发生质壁分离现象→溶质不能通过原生质层的 溶液（如蔗糖溶液） 质壁分离后自动复原→溶质能通过原生质层的溶液 （如KNO3溶液） 5、半透膜与选择透过性膜的区别与联系 6、渗透作用变形记 变形1、若将渗透装置中的半透膜改为全透膜，如图所示： 分析：蒸馏水和蔗糖分子可以自由穿过全透膜，最终全透膜内外为浓度相同的蔗糖溶液，内外液 面相平。 变形2、半透膜两侧为等质量浓度的某种溶液。如图所示：
物质跨膜运输的方式教学设计 一、教学设计背景 （一）教材分析 本节课选自普通高中课程标准实验教科书生物必修一第四章第3节。学生已经了解了细胞膜具有控制细胞物质交换的功能，本章前两节也已经介绍了生物膜的结构特点(流动性)及功能特性(选择透过性)，在此基础上，本节课继续探究细胞膜控制物质进出功能的方式和原理。本节教材以问题探讨为引导，通过比较无蛋白质的脂双层膜与生物膜在控制物质进出上的差异，从而大胆对物质跨膜运输的方式提出猜想。此外，本节的教学应注意培养学生探究问题的能力和解读图表数据的能力；由于内容较抽象，可通过直观的动画展示，增强学生的感性认识；还应注意与生活实际相联系，让学生理解研究物质跨膜运输的意义。 （二）学情分析 “物质跨膜运输的方式”中的“膜”指是生物膜（这里主要是指细胞膜），而在这之前的第三章第一节学生已了解了细胞膜的成分和功能，本节就是更详细的介绍其功能之一：控制物质进出细胞。功能总与结构相关，本章的前两节已学习了生物膜的结构特点“流动镶嵌模型”，知道生物膜是一层选择透过性膜，但学生仍存许多疑问：各种小分子、离子进入细胞时又有什么不同？细胞产生一些大分子（如分泌蛋白）又是如何出细胞膜的？教师根据学生这样的知识背景很容易把学生带进课堂。 二、教学目标 （一）知识与技能 1、举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点。 2、说出被动运输与主动运输的异同点。 3、阐述主动运输对细胞生活的意义。 4、正确解读数据图表。 （二）过程与方法 1、运用类比与对比的方法进行学习。 2、培养学生自主学习、合作学习、解决问题的能力。
（三）情感态度与价值观 1、学生通过对细胞膜的结构和功能之间关系的讨论，感悟并认同生物体的结构和功能 相统一的观点。 2、学生在尝试运用物理化学原理讨论物质进出细胞时，对生命的物质性以及自然科学 之间的联系获得一定的感悟和体验。 3、通过分组探究，培养学生合作互助的精神。 4、体现社会主义核心价值观：平等受教、平等学习、自由发言、友善互助、营造和谐的课堂氛围 三、教学重难点 （一）重点 物质进出细胞的几种方式。 （二）难点 主动运输。 四、教具准备 多媒体课件，实验用具（红墨水、矿泉水瓶、水）。 五、教学设计思路 学生已经初步掌握了细胞膜的结构和功能，并学习了水跨膜运输的实例，为本节课的学习奠定了认知基础。高一学生具备了一定的观察、比较、分析、解决问题及表达的能力，基于这种学情，本节课结合生活实例，并充分利用教材的“问题探讨”和图表，以观察现象——提出问题——观察动画过程——总结概念和特征——能力提升——练习巩固为主线，引导学生积极的自主探究学习，最后以表格对比记忆，巩固所学知识，以画概念图的形式小结所学内容，帮助学生将知识系统化，精选课堂练习，检验学习效果并学以致用。 六、教学实施过程
【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。
物质跨膜运输公开课 教案
第四章细胞的物质输出和输入 第3节物质跨膜运输的方式 一、教学理念 倡导探究性学习，力图改变学生的学习方式，引导学生主动参与、乐于探究,逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等，突出创新精神和实践能力的培养。 二、教材的地位和作用 本节是普通高中课程标准实验教科书生物必修1《分子与细胞》模块第4章第3节的内容，是在学习了细胞膜的结构和功能的基础上，进一步介绍物质的输入和输出方式，是理解结构和功能相统一原理的很好内容。 三、学情分析 学生已经具备了细胞膜的结构、水跨膜运输的实例的基础，掌握了蛋白质多样性的知识，为新知识的学习奠定了认知基础。同时学生对探究有热情，但是对探究的目的性及过程，结论的形成缺乏理性的思考。 四、教学目标 （一）知识与技能 1、举例说明物质进出细胞的类型、特点及过程 2、说出被动运输与主动运输的异同点 3、简述主动运输对细胞生活的意义 （二）过程与方法 1、运用类比和对比的方法进行学习，抓住关键，掌握本质 2、运用表格进行对比、小结 3、运用画概念图进行总结 （三）情感态度与价值观 本节情感态度与价值观的教学价值方面不太明显，主要强调积极参与讨论，主动思考， 大胆回答问题，也可进行集体观念的教育等。
五、教学重点、难点及解决方法 （一）教学重点：物质进出细胞的方式。 解决方法： 1、介绍扩散现象，列举氧和二氧化碳进出细胞的现象，总结出自由扩散的概念。 2、葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，却能通过细胞膜，总结协助扩散的概念。 3、列举逆浓度梯度跨膜运输现象，总结出主动运输的概念。 （二）教学难点：主动运输 解决方法：通过列举逆浓度梯度跨膜运输的现象，播放相关的多媒体动画，讲清主动运输的概念及特点。 六、课时安排 1课时 七、教学策略 本节课的教学采用教师主导，学生自主、合作和交流讨论相结合的方法，使学生综合运用到课程标准所提到的“观察、描述、比较、概括、分析、解读图表”等技能，并配以多媒体辅助教学。 八、教具准备 相关多媒体动画课件，如自由扩散、协助扩散、主动运输的动画课件。 九、教学程序 （一）复习相关知识 回顾细胞膜结构：展示细胞膜结构图，提问细胞膜化学组成，结构特点，功能特点 （二）创设情境，导入新课 讲述：我们知道细胞是一个开放的系统，它每时每刻都在与外界环境进行物质交换。物质的进进出出都要经过细胞的边界——细胞膜。那么是否所有的物质都能自由通过细胞膜呢？哪些可以出入？这些物质又是以何种方式出入的呢？ 课件展示人工合成的无蛋白质的磷脂双分子层，学生交流以下三个问题： 1、什么样的物质能够通过脂双层？ 2、什么样的物质不能通过？ 3、图中葡萄糖是不能通过脂双层的，但细胞却需要不断补充葡萄糖以提供能量，这该如何解释呢？
《第三节物质跨膜运输的方式》教学设计 开课教师：蔡文春开课级别：县级 开课时间：2017-12-8 开课班级：高一（4）班 一、设计思路 教材分析： 本节为《普通高中课程标准实验教科书生物1必修分子与细胞》（人民教育出版社）第四章《细胞的物质输入和输出》中第3节内容。课程标准的要求是说明物质进出细胞的方式。和图表数据的解读。本节课在第一节《物质跨膜运输的实例》和《细胞膜流动镶嵌模型》的基础上，从微观层面介绍了不同物质通过细胞膜的机制，体现生命物质性观点，强调了生命活动具有的物质基础，帮助学生树立辩证唯物主义观点，同时体现了生物体结构和功能的统一性。 教材先介绍了小分子物质跨膜运输的不同方式，之后又简单介绍了大分子物质进出细胞膜的方式，完整呈现了物质通过细胞膜的各种方式。并通过图形、文字结合的方式，将微观问题宏观呈现、抽象问题具体呈现，有利于学生对内容的理解，又提供给授课教师较大的发挥空间，使授课教师可以根据教学对象的学习能力来进行有针对性的呈现、梳理和提升知识。本节教材有较多的图表，教师可以充分利用这些图表，培养学生的观察能力、图表转换能力、逻辑分析能力和表达能力。本节课主动运输方式需要能量，这能量来自哪里为后续课程《细胞的能量“通货”—ATP》的学习埋下伏笔，因此本节课的教学在学生知识体系建构中起到承上启下的作用。 学情分析： 学生通过前面三章和本章前两节课的学习，已经明白细胞膜是一种选择透过性膜，通过细胞膜模型的建构过程，学生初步建立结构与功能相适应的观点，因此对生物膜结构和功能有一定的知识贮备。本班学生中等生较多，对生物有钻研的偏少，因此对主动运输的特点及意义以及对图表数据的分析和转换能力及探究能力偏弱，需要利用本节课加强训练。 教学策略： 如何将这些抽象的、学生肉眼难以观察到的知识在学生脑海里建构出来，是本节课设计的难点。在教学过程中，本人充分利用教学图片、动画和实验数据等，采用提问、设计问题串、讨论等教学方法，使学生主动接近物质通过细胞膜的运输方式。 本人首先通过生活实例导入本节课题，引发学生兴趣，继而通过对细胞膜结构的的简单复习，让知识复现，为理解本节内容做铺垫。通过扩散的概念将生命现象引入到对生命的物质本质的讨论，然后引入自由扩散和协助扩散的教学，教学过程中通过两组实验数据的讨论，让学生理解这两种方式的异同。怎样让学生理解难以肉眼看见的主动运输对于生命的意义，是本节课的教学难点。本节课通过创设学生熟悉的生活情景：①木材（或竹捆）从河的上游随水漂到下游；②船装白糖（或食盐、化肥）从河的上游漂到下游（不开发动机）；③船装