第6讲物质的跨膜运输

第6讲物质的跨膜运输考纲、考情——知考向核心素养——提考能最新考纲1.物质出入细胞的方式（Ⅱ）。

2.实验：（1）通过模拟实验探究膜的透性；（2）观察植物细胞的质壁分离和复原。

生命观念物质与能量观：理解细胞内的物质运输与能量供应的关系全国卷考情2018·全国卷Ⅱ（2）、2017·全国卷Ⅱ（4）、2016·全国卷Ⅰ（2）、2015·全国卷Ⅱ（1）、2015·全国卷Ⅱ（3）、2014·全国卷Ⅰ（4）、2013·全国卷Ⅰ（3）科学思维归纳与演绎：分析不同物质跨膜运输实例，归纳物质跨膜运输的类型和特点科学探究实验设计与实验结果分析、模拟细胞膜透性实验、分析植物细胞的质壁分离与质壁分离复原实验考点一物质跨膜运输的实例1．渗透作用（1）概念：指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散过程。

（2）渗透作用产生的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。

2．动、植物细胞的吸水和失水（1）动物细胞的吸水和失水②现象a．外界溶液浓度＜细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀。

b．外界溶液浓度＞细胞质浓度⇒细胞失水皱缩。

c．外界溶液浓度＝细胞质浓度⇒水分进出平衡。

（2）植物细胞的吸水和失水（以成熟植物细胞为例）①条件：成熟植物细胞具有中央大液泡。

②原理（3）现象a．当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生质壁分离现象。

b．将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度高于外界清水，植物细胞就吸水，发生质壁分离复原现象。

3．物质跨膜运输的其他实例（1）植物对无机盐离子的吸收①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。

②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。

（2）人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆（填“逆”或“顺”）浓度梯度进行的。

（3）不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。

如图为某同学设计的验证渗透作用发生条件的一组实验装置，请分析：（1）请推测甲、乙、丙结果内容。

（2）设置图示3个装置是为了证明什么结论？试具体说明。

提示（1）甲Δh＝0乙Δh>0丙Δh＝0（2）甲乙对照可证明渗透作用发生需“浓度差”，乙丙对照可证明渗透作用发生必需有半透膜。

渗透系统与渗透作用的原理1．如图表示一中间隔以半透膜（只允许水分子通过）的水槽，两侧分别加入等质量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液，然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶。

在加入麦芽糖酶前后A、B两侧液面的变化理论上是（）A．加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并等于A侧高度B．加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并高于A侧高度C．加酶前后A、B两侧液面不变D．加酶前A、B两侧液面不变，加酶后B侧上升并高于A侧解析由题意知，加酶前，葡萄糖溶液和麦芽糖溶液的质量浓度相等，由于葡萄糖分子量小，则A侧物质的量浓度高，进入A侧的水分子多，A侧液面上升；半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶后，B侧1分子麦芽糖分解为两分子的葡萄糖，由于1分子麦芽糖质量小于两分子的葡萄糖质量，故B侧物质的量浓度大于A 侧物质的量浓度，据渗透作用原理可知，进入B侧的水分子增多，故加酶后B 侧上升并高于A侧高度。

答案 B2．下图中X、Y、Z分别为蒸馏水、30%葡萄糖溶液、30%淀粉溶液，且单糖能通过半透膜而二糖、多糖不能通过半透膜。

下列相关叙述错误的是（）A．装置A的现象是左侧液面先下降后上升，最终左右液面持平B．A装置左右侧替换为等量蔗糖溶液，左右侧分别加入相等且适量的蔗糖酶、淀粉酶，左侧液面先升后降最后不变C．装置B烧杯中溶液液面下降的速率逐渐减缓D．装置B达到渗透平衡后，由于液面差的存在，水分子向半透膜两侧扩散的速度不同解析装置A中X为蒸馏水、Y为30%葡萄糖溶液，一开始，由于装置A右侧溶液浓度高，水向右侧扩散的速率>水向左侧扩散的速率，左侧液面下降；随着葡萄糖从右向左通过半透膜，左侧溶液浓度不断上升，左侧液面上升；最终当葡萄糖在左右两侧含量相同时，水向右侧扩散的速率＝水向左侧扩散的速率，左右液面持平，A正确；由于酶具有专一性，蔗糖只能被蔗糖酶催化水解而不能被淀粉酶催化水解，左侧一分子蔗糖水解成两分子单糖，左侧溶液浓度上升，液面升高；随后单糖通过半透膜从左侧向右侧扩散，使左侧溶液浓度降低，液面下降；最终达到动态平衡，B正确；装置B中Z溶液（30%淀粉溶液）浓度>X溶液（蒸馏水）浓度，所以漏斗中溶液液面上升、烧杯中溶液液面下降，但随着液面差的增大，液柱对半透膜的压强阻碍了水分子向漏斗的扩散，烧杯液面下降的速率逐渐减缓，C正确。

答案 D有关渗透作用的“3”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，实质是指渗透压，如质量分数为10%葡萄糖溶液和质量分数为10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但质量分数为10%蔗糖溶液的渗透压小，故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。

（2）渗透平衡≠浓度相等。

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绝对相等。

（3）只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原。

细胞吸水和失水状况分析3．（2020·高考预测）将黄肉马铃薯和白肉马铃薯块茎切成形状、大小相同的长方体条，各取4条，分别放在不同浓度的蔗糖溶液（a～d代表蔗糖溶液浓度）中，一段时间后，取出马铃薯条称重，结果如图所示，下列相关说法正确的是（）A．四种蔗糖溶液的浓度大小顺序是c>d>a>bB．黄肉马铃薯细胞液的浓度小于白肉马铃薯细胞液的浓度C．黄肉马铃薯细胞液的浓度可能与a相当，白肉马铃薯细胞液的浓度可能与d 相当D．在浓度为d的蔗糖溶液中加入适量清水，一段时间后，白肉马铃薯的细胞液浓度几乎不变[慧眼识图获取信息]答案 C4．将a、b、c三组红细胞分别置于不同浓度的氯化钠溶液中进行实验，浸泡一段时间后其细胞形态如下图所示。

下列叙述错误的是（）A．图中所示细胞内液的渗透压，a组的比b组的高B．浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细胞失水量C．若向a组烧杯中加入少量葡萄糖，则其细胞可能会皱缩后恢复原状D．上述实验中引起细胞形态的改变而消耗ATP的数量比较：c>b>a解析根据图中信息，a组细胞基本可以维持原状、b组细胞吸水膨胀，c组细胞失水皱缩；与a组相比，b组细胞吸水，细胞内液渗透压降低；向a组烧杯中加入少量葡萄糖后，刚开始外界溶液渗透压大于细胞内液渗透压，细胞失水皱缩，后来葡萄糖通过协助扩散方式进入细胞内，造成细胞内液渗透压大于外界溶液，细胞吸水恢复原状；细胞形态的改变是细胞通过渗透作用失水或吸水造成的，不消耗ATP。

答案 D考点二物质跨膜运输的方式及影响因素1．物质跨膜运输的方式2．不同因素对物质跨膜运输的影响的曲线模型（1）物质浓度（在一定的范围内）（2）氧气浓度（3）温度如图甲为物质进出细胞的方式分类图，其中A、B和E为分类标准，C、D、G、H和F为具体的物质运动方式；图乙为部分图解，请思考：1．图甲中若A与B为“是否需要能量”与“是否需要载体”，则其余字母内容各是什么？提示若A与B为是否需要消耗能量，则C、D可表示协助扩散、自由扩散，F 为主动运输，G、H为胞吞、胞吐。

若A与B为是否需要载体蛋白，则C、D为协助扩散和主动运输，F为自由扩散，G、H为胞吞、胞吐。

2．若图甲中G、H表示“协助扩散和主动运输”与“自由扩散和协助扩散”，则其余字母应表示什么？提示若G、H表示“协助扩散和主动运输”，则F为自由扩散，A、B分别为大、小分子，C和D为胞吞、胞吐；若G、H表示“自由扩散和协助扩散”，则F为主动运输，A、B分别为大小分子，C和D为胞吞、胞吐。

3．图乙中①～④依次表示何类跨膜方式？其中①与②③④相比，其独特之处是什么？②与①③④相比，其独特之处呢？提示①主动运输，②自由扩散，③、④协助扩散。

①与②、③、④相比其需要能量，且可逆浓度梯度运输，②与①③④相比，其不需要载体蛋白。

4．图乙中未显示出的物质跨膜方式是？该方式与①相比有何异同？神经传导中产生动作电位时，Na＋内流应对应哪种方式？提示未表示胞吐、胞吞，该方式与①相比，共同处为均消耗能量，不同处为不需载体蛋白，而是借助膜流动性完成，且运输的分子一般为大分子（神经递质有小分子），动作电位形成时Na＋内流方式应与③相同（顺浓度梯度，且需蛋白质通道）。

教材VS高考1．高考重组判断正误（1）固醇类激素进入靶细胞的过程属于协助扩散（2018·全国卷Ⅱ，2B）（）（2）Mg2＋通过自由扩散进入根细胞（2018·海南卷，6A）（）（3）甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜（2014·全国卷Ⅰ，1C）（）（4）植物细胞通过主动运输吸收不同矿质离子的速率都相同（2013·全国卷Ⅰ，3A）（）（5）植物主动运输矿质离子的过程只发生在活细胞中（2013·全国卷Ⅰ，3C）（）提示（1）×固醇类等脂质物质以自由扩散方式通过生物膜（2）×根细胞通过主动运输方式吸收无机盐离子（3）×甘油为脂质分子，以自由扩散方式通过细胞膜（4）×植物细胞对不同无机盐离子的吸收速率有差异（5）√2．教材·拓展·拾遗（必修1教材P53“课题研究”拓展）为什么吃比较咸的食物口唇感觉比较干？提示这是因为与细胞内液相比，外界浓度高，口腔上皮细胞失水导致的。

结合物质出入细胞的方式、特点考查科学思维能力1．（2018·全国卷Ⅱ，2）下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是（）A．吞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解析吞噬细胞依赖细胞膜的流动性以胞吞的方式摄入病原体，A错误；固醇类激素属于脂质，以自由扩散的方式进入靶细胞，B错误；神经细胞受到刺激时，Na＋顺浓度梯度内流，属于被动运输，C正确；甘油以自由扩散的方式进入细胞，D错误。

答案 C2．下图是物质出入细胞方式概念图，下列相关叙述中正确的是（）A．性激素进入其靶细胞的方式是③B．④的含义是“是否消耗ATP”C．胰岛B细胞释放胰岛素的方式是⑤D．⑥的含义是“是否为逆浓度运输”解析性激素进入其靶细胞的方式是自由扩散，而③是胞吞，A错误；根据是否消耗能量，可把跨膜运输划分为主动运输和被动运输，因此④的含义是“是否消耗ATP”，B正确；胰岛B细胞释放胰岛素的方式是胞吐，应为②，C错误；⑥的含义是“是否需要载体协助”，D错误。

答案 B围绕物质出入方式结合相关信息考查科学思维能力3．（2019·安徽名校二联）钙是植物的必需元素，以Ca2＋的形式被吸收，植物缺钙会造成顶芽和根系的顶端不发育。