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(共91张PPT)
第1讲　物质进出细胞的运输方式
必修1 分子与细胞
第三单元　细胞代谢
一、植物细胞的质壁分离和复原现象
1．选择透过性膜
对物质进出具有____作用的膜，称为选择透过性膜。
2．原生质层
________和______以及两层膜之间的______称为原生质层。与______类似，能______地控制物质的进出。
3．细胞内的液体环境主要是指液泡中的______，细胞液的渗透压能随________渗透压的变化而变化。
选择
细胞质膜
液泡膜
细胞质
半透膜
选择性
细胞液
外界溶液
4．质壁分离现象
当植物细胞的细胞液渗透压____外界溶液渗透压时，______中的水分子会透过________进入________，细胞不断____，就会发生质壁分离现象。
5．质壁分离复原现象
当已经发生质壁分离的植物细胞处于渗透压____细胞液渗透压的外界溶液中时，________中的水分子会透过________进入______，细胞不断____，就会发生质壁分离复原现象。
小于
细胞液
原生质层
外界溶液
失水
小于
外界溶液
原生质层
细胞液
吸水
6．质壁分离与复原的原因
(1)原生质层具有__________。
(2)细胞液和外界溶液之间的________。
(3)原生质层和细胞壁的______不同(原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性__)。
选择透过性
渗透压差
伸缩性
大
二、细胞质膜对不同物质的通透性不同
1．一般来说，____分子(如O2、CO2、N2)、相对分子质量__的不带电的____分子(如尿素、乙醇)、______分子等容易通过细胞质膜。
2．____(如Na＋、K＋)因与水的结合而______大大降低；相对分子质量__的不带电的____分子(如葡萄糖)和各种____的____分子都________通过细胞质膜。
3．细胞内的其他细胞器膜和________一样，都是____________。
气体
小
极性
脂溶性
离子
脂溶性
大
极性
带电
极性
难以自由
细胞质膜
选择透过性膜
1．渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量分数。 ( )
提示：该浓度是指物质的量浓度。
2．在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜。 ( )
提示：半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子的扩散达到平衡。
3．植物细胞的原生质层包括细胞质膜、细胞质和细胞核。 ( )
提示：原生质层包括细胞质膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
×
×
×
4．质壁分离过程中水分子扩散只能单向进行。 ( )
提示：质壁分离过程中水分子扩散是双向进行的。
5．成熟的植物细胞发生质壁分离过程中，细胞的吸水能力逐渐减小。 ( )
提示：发生质壁分离过程中，细胞的吸水能力逐渐变大。
×
×
1．红细胞的细胞质膜相当于半透膜：习惯上说的半透膜是_______ ____________薄膜，物质能否通过取决于__________________；选择透过性膜是________________的生物膜，其对不同物质的通过性不仅取决于________________，还与________________有关。因此细胞质膜和半透膜类似，又有所不同。(必修1　P58“积极思维”)
提示：无生命的物理性　微粒的大小　具有活性　分子大小　细胞的需求
2．如果渗透实验中，烧杯内不是清水，而是同浓度的蔗糖溶液，漏斗管内液面还会升高吗？(必修1　P59“图2-3-2”)
提示：漏斗管内液面不会升高，因为半透膜两侧溶液没有浓度差。
3．渗透实验中，液面高度差会不会一直升高，为什么？(必修1　P59“图2-3-2”)
提示：不会。漏斗管中的液面升高时，液体产生的静水压也随之变大，当静水压增大到和渗透压相等时(以半透膜为界，二者的方向相反，静水压向外、渗透压向内)，单位时间内透过半透膜进出长颈漏斗的水分子数相等。因此，液面高度差不会一直升高。
1．对于植物细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外液体的浓度一定相等吗？为什么？
_______________________________________________________。
提示：不一定。植物细胞有细胞壁的支持、保护作用，当单位时间内水分子进出植物细胞数量相等时，有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度
2．成熟植物细胞在一定浓度的溶液中能发生质壁分离的原因是
_______________________________________________________。
提示：外界溶液的浓度大于细胞液浓度，且原生质层比细胞壁伸缩性大
1．右图是用显微镜观察某个植物细胞的状态，此时，细胞液渗透压与外界溶液渗透压的关系是_________________________________________________________________________________。
提示：细胞液的渗透压可能大于、等于或小于外界溶液的渗透压
2．温度的高低会提高或降低水分子通过半透膜的扩散速率吗？请你提出假设，并设计检验该假设的实验方案。材料及用具：有如图所示相同的渗透装置三个，酒精灯(或水浴锅)、冰块及用具若干。
(1)你的假设是______________________________________________________ _______________________________________________________。
(2)实验方法步骤：
①取上述三个相同的渗透装置编号分别为甲、乙、丙。
②____________________________________________________ _____________________________________________________。
③经过相同一段时间后，观察_______________________________ ________________________________________________________。
(3)预期结果：如果出现_____________________________________ ________________________________的现象，则你的假设是正确的。
提示：(1)一定温度范围内，随温度的升高水分子扩散速率加快
(2)②甲装置烧杯外用酒精灯(或水浴锅)加热升温，乙装置的烧杯外加适量的冰块降温，丙装置不作处理作为对照　 ③长颈漏斗中液面上升的高度
(3)各装置的长颈漏斗中的液面高度大小关系为：甲>丙>乙
考向1考查渗透作用的原理及应用分析
1．(2022·江苏南通高三专题练习)为探究不同纤维素酶浓度对黄瓜原生质体获得率的影响，科研人员进行了如下实验：等量黄瓜子叶在黑暗环境中酶解7 h→过滤、离心，取沉淀物→用适量原生质体清洗液洗涤、离心→统计原生质体获得率。相关叙述正确的是(　　)
A．酶解法获取原生质体的主要原理是酶催化具有高效性
B．酶解装置置于黑暗中的目的是防止光照影响纤维素酶活性
C．原生质体清洗液的渗透压应小于子叶细胞液渗透压
D．可在抽样、染色后，利用血细胞计数板统计有活性的原生质体数量
3
4
1
2
D　[酶解法获取原生质体的主要原理是酶催化具有专一性，A错误；酶解装置置于黑暗中的目的是防止细胞质膜破坏，影响原生质体活力，B错误；原生质体清洗液的渗透压应等于子叶细胞液渗透压，防止原生质体吸水或失水，C错误；将原生质体染色后，利用血细胞计数板统计有活性的原生质体数量，D正确。故选D。]
3
4
1
2
3
4
1
2
2．(2022·江苏扬州中学高三期末)图甲表示一个渗透作用的装置，将半透膜袋(只有水分子可以透过)缚于玻璃管的下端，半透膜袋内装有60 mL质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液；图乙表示放置在某溶液中的植物细胞失水量的变化情况；图丙表示植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化的过程。下列有关叙述正确的是(　　)
　
甲　　　　　　　　　乙
丙
3
4
1
2
A．图甲中，若将质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液换为0.3 g/mL的葡萄糖溶液，玻璃管内液面高度会升高
B．图乙中植物细胞所处外界溶液可能是0.3 g/mL的蔗糖溶液
C．图乙表示植物细胞在某溶液中处理10 min内发生质壁分离，10 min后发生质壁分离复原
D．ATP合成抑制剂会直接抑制图丙中蔗糖的运输
3
4
1
2
A　[葡萄糖的分子量小于蔗糖，与0.3 g/mL的蔗糖溶液，0.3 g/mL的葡萄糖溶液中溶质颗粒数目更多，浓度更大，所以，若将质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液换为0.3 g/mL的葡萄糖溶液，玻璃管内液面高度会升高，A正确；图乙植物细胞在溶液中先失水，一定时间后又吸水，说明该物质能够进入细胞，因此该溶液不是蔗糖溶液，B错误；图乙表示的植物细胞在某溶液中处理的10 min内处于质壁分离状态，但从A点细胞的失水量开始减少，说明此时细胞已经开始吸水，到10 min时，细胞已经处于复原的状态，C错误；蔗糖运输的方式是通过胞间连丝，不需要消耗ATP，所以ATP合成抑制剂不会直接抑制图丙中蔗糖的运输，D错误。故选A。]
考向2考查细胞的吸水和失水
3．(2022·江苏南京一模)下图表示高等动、植物与原生生物细胞以三种不同的机制避免渗透膨胀。下列有关叙述正确的是(　　)
3
4
1
2
A．植物细胞吸水达到渗透平衡时，都会发生质壁分离现象
B．三种细胞发生渗透吸水，均以细胞质膜充当发生渗透所需的半透膜
C．动物细胞避免渗透膨胀，不断将离子排出时，不需要载体蛋白协助
D．若将原生生物置于低渗溶液中，其伸缩泡的伸缩频率会加快
3
4
1
2
D　[成熟植物细胞在失水时会发生质壁分离，吸水达到渗透平衡时不会发生质壁分离现象，A错误；植物细胞发生渗透吸水的原理是原生质层相当于半透膜，B错误；动物细胞避免膨胀，需要载体蛋白协助将离子转运到细胞外，以减小细胞内液的渗透压，防止细胞渗透吸水涨破，C错误；原生动物生活在低渗溶液中，会通过伸缩泡将多余的水排到细胞外，其伸缩泡的伸缩频率会加快，D正确。故选D。]
3
4
1
2
4．(2022·江苏苏州模拟预测)下列有关“探究植物细胞的吸水和失水”实验的分析，正确的是(　　)
A．“原生质层比细胞壁的伸缩性大”是该实验依据的原理之一
B．引流蔗糖溶液时最好把临时装片放在实验桌上进行操作
C．滴入蔗糖溶液后可观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞体积明显缩小
D．把蔗糖溶液换成KNO3溶液一定能观察到质壁分离自动复原现象
3
4
1
2
A　[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，所以当细胞失水时，才会发生质壁分离，因此“原生质层比细胞壁的伸缩性大”是该实验依据的原理之一，A正确；为了保证在显微镜下看到同一细胞在滴加高浓度蔗糖溶液后的细胞结构变化，引流蔗糖溶液时最好把临时装片放在显微镜的载物台上操作，B错误；滴入蔗糖溶液后，细胞失水，原生质层体积减小，但细胞壁的伸缩性较小，因此可观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞体积变化不明显，C错误；K＋和 可通过主动运输被吸收，因此把蔗糖溶液换成一定浓度的KNO3溶液能观察到质壁分离自动复原现象，但若KNO3溶液的浓度过大，可能会导致细胞过度失水死亡，不再发生质壁分离复原，D错误。故选A。]
3
4
1
2
1．实验原理
半透膜
大
2．实验步骤
操作一：观察新制取的洋葱表皮
操作二：将洋葱表皮置于较高浓度的溶液中观察
①制作紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片
②低倍显微镜观察
有一个紫色的__________
原生质层紧贴______
中央大液泡
细胞壁
①
②低倍显微镜观察
中央液泡________（紫色加深）
原生质层与______________
逐渐变小
细胞壁逐渐分离
操作三：将操作二中的洋葱表皮置于清水中观察
①
②低倍显微镜观察
中央液泡________
原生质层______________
逐渐变大
逐渐贴近细胞壁
3．实验结论
1．关于质壁分离和复原实验的四个注意点
(1)将发生质壁分离的植物细胞置于低浓度的溶液或蒸馏水中，植物细胞会发生质壁分离的复原，但如果所用溶液为葡萄糖、KNO3、尿素、乙二醇等能被细胞吸收的物质，发生质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。
(2)质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越强；质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度。
(3)质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的，但结果是单向的。
(4)本实验用显微镜观察了三次，第一次与第二次形成对照，第三次与第二次形成对照，该对照方法为自身对照。
2．质壁分离实验的拓展应用
(1)判断成熟植物细胞是否有生物活性
待测成熟植物细胞＋一定浓度的蔗糖溶液
　　　　 　　
　　　　 　 镜检
发生质壁分离→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 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间。
(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液 发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之细胞液浓度越大。
镜检
镜检
(4)比较未知浓度溶液的浓度大小
同一植物的成熟细胞＋未知浓度的溶液 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)。
镜检
(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)
成熟植物细胞＋不同种类溶液
　　　 　
　　 镜检
只发生质壁分离→蔗糖溶液
质壁分离后自动复原→KNO3溶液
1．(2021·江苏选择性考试)采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，下列相关叙述正确的是(　　)
A．用镊子撕取的外表皮，若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验
B．将外表皮平铺在洁净的载玻片上，直接用高倍镜观察细胞状态
C．为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液
D．实验观察到许多无色细胞，说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡
A　[洋葱鳞片叶叶肉细胞有原生质层和大液泡，所以可以发生质壁分离，且细胞质中不含有叶绿体，而洋葱外表皮细胞呈紫色，所以即使洋葱鳞片叶外表皮上带有叶肉细胞，也不影响实验结果，A正确；质壁分离实验中全程只在低倍镜下观察，B错误；为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，重复几次，洋葱细胞就浸泡在蔗糖溶液中，C错误；紫色外表皮细胞中有一个紫色大液泡，那些无色的细胞应该是鳞茎细胞，不是鳞片叶外表皮，D错误。故选A。]
2．(2022·江苏无锡模拟预测)下图是将洋葱鳞片叶外表皮浸入某种浓度的X溶液后，显微镜下观察到的一个视野，据图分析下列推测合理的是(　　)
A．X溶液的初始浓度不一定大于细胞液浓度
B．若此时细胞液浓度与外界相等，则细胞已丧失选择透过性
C．若此时细胞液浓度大于外界，则X中溶质可主动运输进入细胞
D．此时显微镜下观察到的细胞液泡颜色一定比放入X溶液前颜色深
D　[据题图可知，各个表皮细胞都发生了质壁分离，说明X溶液的初始浓度一定大于细胞液浓度，A错误；若此时细胞液浓度与外界相等，则细胞可能仍然具有活性，B错误；若此时细胞液浓度大于外界，则X中溶质可进入细胞，增大细胞液浓度，但不一定是主动运输，C错误；此时显微镜下观察到的细胞液泡颜色一定比放入X溶液前颜色深，因为相比分离前细胞液中水分减少，颜色变深，D正确。故选D。]
3．(2022·全国甲卷)植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是(　　)
A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c
C．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度
D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
C　[由于细胞b在水分交换达到平衡时细胞的体积增大，说明细胞吸水，则水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A正确；水分交换达到平衡时，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c，B正确；由题意可知，水分交换达到平衡时，细胞a未发生变化，说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等；水分交换达到平衡时，虽然细胞内外溶液浓度相同，但细胞c失水后外界蔗糖溶液的浓度减小，因此，水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C错误；在一定的蔗糖溶液中，细胞c发生了质壁分离，水分交换达到平衡时，其细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，D正确。故选C。]
4．(2022·江苏木渎高级中学模拟预测)用物质的量浓度为2 mol/L的乙二醇溶液和2 mol/L的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如下图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．2 min后，处于蔗糖溶液中的植物细胞其细胞壁与原生质层之间充满了蔗糖溶液
B．前2 min，处于蔗糖溶液中的植物细胞吸水能力不断增强
C．C点的出现是由于乙二醇进入了植物细胞
D．所有植物细胞均可发生质壁分离
D　[细胞壁具有全透性，所以质壁分离时细胞壁与原生质层间充满了外界溶液——蔗糖溶液，A正确；前2分钟，细胞失水，细胞液的浓度不断升高，所以吸水能力增强，B正确；C点发生植物细胞的自动复原，细胞能自动复原是由于溶质乙二醇进入细胞使细胞液的浓度大于外界溶液的浓度，C正确；有大液泡的活植物细胞才能质壁分离，D错误。故选D。]
一、各种物质出入细胞方式的比较
物质出入细胞的方式 被动运输 主动 运输 胞吞 胞吐
简单扩散 协助扩散 图例
物质出入细胞的方式 被动运输 主动 运输 胞吞 胞吐
简单扩散 协助扩散 运输方向 高浓度→低浓度 ______________ 胞外→胞内 胞内→胞外
是否需要转运蛋白 否 __ __ __ 是否消耗能量 否 __ __ __ 低浓度→
高浓度
是
是
否
否
是
是
物质出入细胞的方式 被动运输 主动 运输 胞吞 胞吐
简单扩散 协助扩散 举例 O2、CO2、甘油、乙醇、苯的跨膜运输 人的红细 胞吸收葡 萄糖 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 巨噬细胞吞噬 抗原 胰岛素、
消化酶、
抗体的
分泌
二、两种类型的协助扩散
1．依赖通道蛋白的协助扩散
(1)定义：一些物质借助于细胞质膜上的________，______细胞代谢供能，______梯度进出细胞质膜的________方式，属于协助扩散。
(2)通道蛋白：主要是____通道蛋白。它们在生物膜中主要有__与__两种构型，相当于“门”。这种“门”的开与关被__________所诱导。
通道蛋白
不需要
顺浓度
被动运输
离子
开
关
不同的因子
2．依赖载体蛋白的协助扩散
(1)定义：一些物质依赖细胞质膜上的________进出细胞，也______细胞代谢供能，______梯度通过细胞质膜，这种________方式也属于协助扩散。
(2)载体蛋白：
①作用方式：先与被运输的____或____结合，然后通过________的变化或____完成物质运输。
②特点：具有____________，即载体蛋白上的结合位点只与_____ _________(如一种分子或离子)进行______、______的结合和分离，完成物质的被动运输。
载体蛋白
不需要
顺浓度
被动运输
离子
分子
自身构象
移动
高度的特异性
某种
或某类溶质
暂时性
可逆性
三、细胞的胞吞和胞吐
1．运输的物质
______、________、____等大分子以及部分______物质的运输。
2．特点
胞吞和胞吐涉及细胞内多种膜的____与____，是一个需要细胞代谢____的过程。
3．胞吞
(1)定义：胞吞是通过质膜的____运动将__________转运进细胞的过程。
(2)类型：____和____。
蛋白质
多核苷酸
多糖
颗粒性
破裂
融合
供能
变形
细胞外物质
吞噬
胞饮
4．胞吐
一般是指细胞将要外排的大分子形成____，囊泡移动到________处并与之结合，再将大分子____细胞的过程。
囊泡
细胞质膜
排出
1．分子或离子通过通道蛋白时，需要与通道蛋白结合。 ( )
提示：物质通过通道蛋白时不与通道蛋白结合。
2．少数水分子借助水通道蛋白进出细胞，更多的水分子以自由扩散方式进出细胞。 ( )
提示：水分子更多的是借助细胞质膜上的通道蛋白进出细胞。
3．Na＋与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输。 ( )
×
×
√
4．细胞外液中的K＋进入神经细胞属于简单扩散。 ( )
提示：K＋进入神经细胞属于主动运输。
5．同种物质进出同一细胞的方式一定相同。 ( )
提示：K＋进入神经细胞是主动运输，排出神经细胞的方式是协助扩散。
6．以胞吐的方式排出细胞的物质不一定都是生物大分子。 ( )
×
×
√
7．主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢。 ( )
提示：主动运输使膜内外物质的浓度差变大。
8．人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是需要转运蛋白的协助。 ( )
提示：红细胞吸收胆固醇是简单扩散。
×
×
1．当某个细胞的核糖体受损后，受影响的运输方式是__________。
原因是_____________________________________________________ ______________________________________________________________________________。(必修1　P62～64“正文信息”)
提示：协助扩散和主动运输　核糖体是蛋白质的合成场所，所以需要载体蛋白或通道蛋白协助的运输方式都会受影响
2．胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被________________降解。(必修1　P65“正文信息”)
提示：溶酶体
3．变形虫既能通过________________摄取单细胞生物等食物，又能通过________________排出食物残渣和废物。人体肠道寄生的变形虫——痢疾内变形虫，能通过________________作用分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁组织，通过________________作用“吃掉”肠壁组织细胞。(必修1　P65“图2-3-11”)
提示：胞吞　胞吐　胞吐　胞吞
1．细胞外的K＋可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下，根细胞对K＋的吸收速率降低，原因是_________________________________________________________。
提示：K＋通过载体蛋白逆浓度梯度运输需要细胞代谢供能，呼吸抑制剂使细胞呼吸作用产生的能量减少
2．免疫细胞行使免疫功能时，会涉及胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式，这两种方式的共同点有___________________________
_________________________________________(答出两点即可)。
提示：能运输生物大分子等；运输过程中形成囊泡；需要细胞代谢供能；不需要载体蛋白
3．据报道，一种名为“瘦素穿肠蛋白”的药物治疗肥胖，可口服使用，以减轻肥胖症患者肌肉注射的痛苦。小肠上皮细胞吸收该药物最可能的方式是____________，判断的依据是________________ _________________________________________________________。
提示：胞吞　“瘦素穿肠蛋白”是一种蛋白质，属于生物大分子
1．神经细胞质膜上的Na＋-K＋泵、K＋通道和Na＋通道
(1)细胞质膜上的Na＋-K＋泵不断地把K＋运入细胞内，同时把Na＋输出细胞外，维持细胞内K＋浓度显著高于细胞外，细胞外Na＋浓度显著高于细胞内。Na＋-K＋泵的运输是消耗ATP的主动运输。
(2)在静息状态下，K＋通道瞬时开放，K＋迅速外流，形成静息电位；神经细胞兴奋时，Na＋通道瞬时开放，Na＋迅速内流，形成动作电位；K＋通道和Na＋通道的运输是顺浓度梯度进行的，不消耗ATP，是协助扩散。
2．影响物质跨膜运输因素的分析
(1)浓度差对物质跨膜运输的影响
浓度差主要影响简单扩散和协助扩散。简单扩散中，浓度差越大，运输速率越大；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受载体数量的限制。
(2)氧气含量对物质跨膜运输的影响
通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。
①P点时：无氧呼吸为物质的吸收提供能量。
②PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量增多，主动运输的速率增大。
③Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，运输速率不再增加。
(3)温度
温度影响物质运输速率时，既与分子的运动有关，也与细胞呼吸有关。
1．影响离子泵运输离子的外界因素主要有O2浓度和温度，O2浓度和温度是如何影响离子泵运输的？
提示：离子泵运输离子需要消耗细胞内的ATP，细胞内产生ATP的过程为细胞呼吸，O2浓度能够影响细胞呼吸，进而影响离子泵运输离子；温度影响载体蛋白的运动和细胞呼吸中酶的活性，进而影响离子泵的运输。
2．柽柳是一种泌盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收的盐分排出，是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输？请设计实验加以探究。
实验材料：柽柳幼苗若干；适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液；细胞呼吸抑制剂；蒸馏水。请写出实验步骤，并预期实验结果。
实验步骤：
预期实验结果：
提示：①将柽柳幼苗随机分为甲、乙两组，分别培养在适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液中。②甲组柽柳幼苗的培养液中，加入一定量的细胞呼吸抑制剂，乙组柽柳幼苗的培养液中加入等量的蒸馏水，在适宜的条件下培养。③分别测定两组柽柳幼苗吸收Ca2＋和K＋的速率，并进行比较。　若两组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率相同，则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输；若甲组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率明显小于乙组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率，则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输。
考向1考查物质运输的方式及特点
1．(2022·江苏高邮第一中学模拟预测)下图为A、B、C、D四种物质的跨膜运输示意图，相关叙述错误的是(　　)
3
4
5
1
2
A．转运物质A的蛋白质复合体还具有催化功能
B．物质A的跨膜运输所需ATP可以产生于细胞质基质和线粒体
C．物质D的转运方式存在于高等动物细胞和高等植物细胞中
D．物质B和C的跨膜运输是通过载体蛋白进行的
3
4
5
1
2
C　[转运物质A的蛋白质复合体还具有催化功能，催化ATP水解释放能量，A正确；物质A的跨膜运输所需ATP可以产生于细胞质基质(有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸)和线粒体(有氧呼吸第二、第三阶段)，B正确；由于能吸收光，所以膜上含有光合色素，因此物质D的转运方式常存在于高等植物细胞中，但不存在与高等动物中，C错误；由图可知，物质B和C的转运都需要载体蛋白的参与，D正确。故选C。]
3
4
5
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2．(2022·江苏扬州模拟预测)高等植物体内光合产物以蔗糖形式从叶肉细胞经细胞外空间进入筛管—伴胞复合体，进而被长距离运输，其过程如下图所示。研究还发现，随着蔗糖浓度的提高，筛管-伴胞复合体膜上的蔗糖—质子共运输载体(SU 载体)
减少，反之则增加。下列相关叙述错误的是
(　　)
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A．蔗糖经 SU 载体进入筛管—伴胞复合体的方式属于被动运输
B．蔗糖浓度能调节 SU 载体的含量，体现了蔗糖的信息传递功能
C．SU 载体与 H＋泵相伴存在，有利于蔗糖运输进入筛管—伴胞复合体
D．与野生型相比，SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖
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A　[根据分析可知，蔗糖经 SU载体进入筛管—伴胞复合体依赖于质子的浓度梯度，属于主动运输，A错误；随着蔗糖浓度的提高，筛管—伴胞复合体膜上的蔗糖—质子共运输载体(SU载体)减少，反之则增加，体现了蔗糖的信息传递功能，B正确；SU载体与 H＋泵相伴存在，为蔗糖运输进入筛管—伴胞复合体提供能量，C正确；高等植物体内光合产物以蔗糖形式从叶肉细胞经细胞外空间进入筛管—伴胞复合体，SU功能缺陷突变体的细胞外空间中的蔗糖不能进入筛管-伴胞复合体，导致叶肉细胞中积累更多的蔗糖，D正确。故选A。]
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考向2物质运输的综合分析
3．(2022·江苏盐城模拟预测)下图表示葡萄糖和口服磺酰脲类药物刺激胰岛B细胞分泌胰岛素的示意图。下列有关叙述错误的是(　　)
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A．内环境中的葡萄糖与胰岛B细胞质膜上的受体结合后，以协助扩散的方式进入细胞
B．ATP含量增加时，导致对ATP敏感的K＋通道关闭，Ca2＋内流增加
C．磺酰脲类药物与K＋通道蛋白上的相应位点结合，促进K＋通道关闭，Ca2＋通道开放
D．磺酰脲类药物的作用机制是通过刺激胰岛B细胞分泌胰岛素降低血糖的浓度
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A　[据图可知，内环境中的葡萄糖与胰岛B细胞质膜上GLUT2载体结合后，以协助扩散的方式进入细胞，A错误；据图可知，细胞内ATP浓度增加，导致ATP敏感的K＋通道关闭，K＋外流受阻，进而触发Ca2＋大量内流，最终导致胰岛素分泌，B正确；由图可知，磺酰脲类的结合位点在K＋通道上，磺酰脲类药物能与K＋通道上的相应位点结合，从而控制K＋通道开放(促进K＋通道关闭)，则K＋外流减少，则Ca2＋内流增多，胰岛素的分泌增多，血糖浓度下降，因此磺酰脲类药物的作用机制是通过刺激胰岛B细胞分泌胰岛素降低血糖的浓度，C、D正确。故选A。]
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4．(2022·江苏连云港模拟预测)葡萄糖和Na＋进出小肠上皮细胞如图所示，下列说法错误的是(　　)
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A．Na＋通过Na＋通道打开而内流，是被动运输
B．葡萄糖和Na＋的运输既可以顺浓度梯度，也可以逆浓度梯度
C．Na＋-K＋泵的工作结果使小肠上皮细胞内K＋浓度明显高于膜外
D．葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是主动运输，其直接能量来源是ATP
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D　[分析图可知，小肠上皮细胞内Na＋浓度小于细胞外，所以Na＋通过Na＋通道打开而内流是顺浓度梯度，需要蛋白质的协助，为被动运输中的协助扩散，A正确；分析图可知，小肠上皮细胞内Na＋浓度小于细胞外，但Na＋可以通过蛋白质的协助顺浓度梯度或逆浓度梯度进出细胞，同样葡萄糖也可以顺浓度梯度或逆浓度梯度进出细胞，B正确；分析图可知，小肠上皮细胞内K＋浓度大于细胞外，通过Na＋-K＋泵K＋可以逆浓度进入细胞，其结果是使小肠上皮细胞内K＋浓度明显高于膜外，C正确；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是主动运输，其直接能量来源是顺浓度梯度运输Na＋提供的，并非来源于ATP，D错误。故选D。]
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“四看法”快速判断物质运输方式
5．(2022·江苏南通高三专题练习)正常细胞内K＋浓度约为细胞外的30倍，细胞外Na＋浓度约为细胞内的12倍。当细胞内外的Na＋浓度差、K＋浓度差减小时，细胞质膜上的Na＋/ K＋-ATP酶发挥作用，这种酶可以通过水解ATP，将细胞内的Na＋移出膜外，将细胞外的K＋移入膜内。具体过程如图1所示：
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图1
图2　　　　　　　　图3
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(1)膜内外Na＋具有浓度差，与膜的______________性有关。Na＋/K＋-ATP酶将细胞内的Na＋移出膜外的跨膜运输方式是_____________。
(2)在运输Na＋和K＋的过程中，Na＋/K＋-ATP酶的________________发生改变，有利于与离子的结合与分离。
(3)比较图2和图3，当Na＋和K＋____________________浓度差流过Na＋/K＋-ATP酶时，将ADP合成ATP；进行ATP合成或分解的反应条件取决于________________________。
(4)生物膜系统的____________________作用及能量是维系细胞有序性的基础，线粒体内膜上主要完成类似图________________(填编号)的过程。
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[解析]　(1)由题意可知，细胞外Na＋浓度约为细胞内的12倍，这与细胞质膜的选择透过性有关；Na＋/K＋-ATP酶将细胞内的Na＋移出膜外是从低浓度向高浓度运输，且需要ATP提供能量，属于主动运输。
(2)分析图1运输Na＋和K＋的过程图解可知，运输Na＋和K＋的过程中，Na＋/K＋-ATP酶的空间结构发生改变，有利于与离子的结合与分离。
(3)分析题图可知，当Na＋和K＋从高浓度向低浓度(顺浓度差)运输时，伴随ATP的合成过程，当Na＋和K＋从低浓度向高浓度运输时，伴随ATP的水解过程，说明ATP的合成与分解反应是可逆的；进行ATP合成或分解的反应条件取决于离子流动方向。
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(4)生物膜系统把各种细胞器分隔开，使细胞内的许多化学反应可以同时高效、有序地进行，因此生物膜系统的分隔作用是维系细胞有序性的基础；线粒体内膜上还原氢与氧气反应生成水，释放能量，该过程伴随ATP的合成过程，类似于图2过程。
[答案]　(1)选择透过　主动运输　(2)空间结构　(3)顺　离子浓度差(或离子流动方向)　(4)分隔　2
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1．核心概念
(1)选择透过性膜：指对物质进出具有选择作用的膜。
(2)原生质层：指细胞质膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
(3)简单扩散：物质通过细胞质膜进出细胞时，会顺着浓度从高浓度一侧向低浓度一侧移动，这样的过程称为简单扩散或自由扩散。
(4)主动运输：离子或小分子物质逆浓度梯度进出细胞，不仅需要膜上载体蛋白的参与，还需要细胞代谢供能的物质运输方式，称为主动运输。
2．结论语句
(1)植物细胞发生质壁分离及复原现象的原因：
①原生质层具有选择透过性。
②原生质层和细胞壁的伸缩性不同。
③细胞液和外界溶液之间的渗透压差。
(2)细胞质膜对不同物质的通透性不同。
(3)被动运输包括简单扩散和协助扩散，二者都是顺浓度梯度进行跨膜运输的。
(4)协助扩散需要转运蛋白，但不需要能量，可分为依赖通道蛋白的协助扩散和依赖载体蛋白的协助扩散。
(5)主动运输既需要能量，又需要载体，无机盐离子等主要以主动运输方式出入细胞。
(6)胞吞和胞吐与膜的流动性有关，它是大分子及部分颗粒性物质进出细胞的物质运输方式，既依赖膜上的蛋白质，还消耗细胞中的能量。

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