物质跨膜运输实例和方式知识点
【生物.新高考总复习】第7讲 物质跨膜运输的实例 物质跨膜运输的方式
必修1
第7讲 物质跨膜运输的实例 物质跨膜运输的方式
考点1
考点2
考点3
-12-
必备知识 核心素养 关键能力
探究2 动植物细胞吸水与失水的分析(科学思维) 将若干生理状况基本相同,长度为4 cm的鲜萝卜条分为四组,分别 置于清水(对照组)和浓度相同的三种溶液中(实验组),尿素溶液、 KNO3溶液和蔗糖溶液分别编号为1、2、3组。测量每组萝卜条的 平均长度,结果如下图。据图分析回答下列问题。
提示:水稻吸收水的相对速度大于吸收Mg2+的相对速度。由此 说明植物根细胞对水和离子的吸收过程是不同的。
(5)由实验结果可知:不同植物对同种离子的吸收量是不同的;同 一种植物对不同离子的吸收量是不同的。由该实验的结果能得到 什么结论?
提示:根细胞对离子的吸收具有选择性。
必修1
第7讲 物质跨膜运输的实例 物质跨膜运输的方式
提示:如果一直增大蔗糖溶液浓度,萝卜条就会缩短,但由于细胞 壁的支持和保护作用,不可能无限缩短。
必修1
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必备知识 核心素养 关键能力
探究3 物质跨膜运输的其他实例(科学思维) 把番茄和水稻分别放在完全培养液中培养。各种离子的初始浓 度设定为1个单位,一段时间后,培养液中离子的相对浓度(实验结束 后培养液中各种离子浓度占开始时的浓度的百分比)如下图所示。 分析回答下列问题。
考点1
考点2
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核心素养 关键能力
【解疑释惑】有关半透膜认识的3个误区 (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%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖 溶液的质量浓度相等,但质量分数为10%的蔗糖溶液的渗透压小,故 水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。 (2)水分子的运输特点:半透膜两侧的水分子进行的是双向运动, 而不是单向运动,观测到的现象是由双向水分子运动的差别所导致 的液面改变。 (3)渗透平衡不等于浓度相等。渗透平衡只意味着半透膜两侧水 分子移动达到平衡状态,而两侧溶液的浓度并不一定相同,两侧的 液面高度也不一定相同。
物质跨膜运输的方式知识点总结
物质跨膜运输的方式知识点总结1500字物质跨膜运输是维持细胞内外环境平衡的关键过程之一。
跨膜运输有两种方式：主动运输和被动运输。
主动运输是由细胞消耗能量来推动物质跨越细胞膜，被动运输是通过物质自身的浓度梯度来实现跨越细胞膜。
在主动运输中，有两种重要的机制：主动转运和背景电解质通道。
主动转运是指通过跨膜蛋白质，在逆浓度梯度下将物质从低浓度区域转运到高浓度区域。
这种跨膜蛋白质包括离子泵、载体蛋白和ATP酶。
离子泵是一种利用能量（通常是ATP）来将离子从低浓度区域转运到高浓度区域的蛋白质。
最常见的例子是Na+/K+转运泵，它将三个Na+离子从细胞内转运到细胞外，同时将两个K+离子从细胞外转运到细胞内。
载体蛋白是细胞膜上的蛋白质，它可以通过构象变化将物质从细胞外转运到细胞内或者相反。
ATP酶则是利用ATP分解的能量来进行物质转运的蛋白质。
背景电解质通道是指通过细胞膜上的通道蛋白质，在运动的过程中允许物质自由通过，但不需要额外的能量。
这种通道蛋白质可以分类为离子通道和水通道。
离子通道根据通透性可以分为不选择性通道和选择性通道。
不选择性通道允许各种离子通过，而选择性通道只允许特定类型的离子通过。
水通道则允许水分子通过，最常见的例子是蛋白质水通道（aquaporin）。
被动运输包括扩散和渗透。
扩散是指物质沿着浓度梯度自发地从高浓度区域移动到低浓度区域的过程。
这种运输方式不需要能量，并且是无需外力驱动的。
扩散速率取决于物质在溶液中的浓度差异，以及物质的分子大小和电荷等性质。
渗透是指溶质通过半透膜从低浓度溶液自发地运动到高浓度溶液的现象。
半透膜是一种允许溶剂通过但不允许溶质通过的膜。
在渗透过程中，溶剂（通常是水）会通过半透膜，使得高浓度溶液的浓度降低，低浓度溶液的浓度增加。
这种过程不需要额外能量，但是渗透压差会推动溶剂的移动。
总结起来，物质跨膜运输的方式有主动运输和被动运输两种。
主动运输是通过细胞消耗能量来推动物质跨越细胞膜，包括主动转运和背景电解质通道。
物质跨膜运输的实例的重要知识点
物质跨膜运输的实例一、1.半透膜:小分子物质通过，而大分子物质不能通过半透膜。
2.漏斗管内的液面为什么会升高？因为单位时间内透过玻璃纸的水分子数多于渗出玻璃纸的水分子数。
3.用纱布代替半透膜漏斗管内的液面还会升高吗？不会。
因为纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由透过。
4.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会如何？不会。
因为单位时间内进出玻璃纸的水分子数相等，这时漏斗内外的液体叫做等渗溶液。
5.等渗作用发生的必须条件是:具有半透膜；半透膜两侧的溶液浓度不同。
6.水的流向特点:低浓度溶液向高浓度溶液扩散。
(水分子进出是渗水的相对浓度梯度的)。
7.红细胞吸水或失水的多少取决于:细胞内外的浓度差，浓度差越大，细胞吸水或失水越多，速度越快。
8.当细胞质浓度>外界浓度细胞吸水膨胀当细胞质浓度＜外界浓度细胞失水皱缩当细胞质浓度＝外界浓度细胞保持平衡细胞膜相当于半透膜，动物细胞是一个渗透系统。
二、植物细胞的失水和吸水1.植物细胞吸水方式:①吸胀吸水:通过细胞中亲水物质吸水。
(亲水物质:纤维素＜淀粉＜蛋白质)②渗透作用:半透膜；浓度差。
2.植物细胞结构:①原生质层:细胞膜、细胞质、液泡膜。
②植物表现:宏观失水:植物萎焉，长度变小，硬度变小。
吸水:植物坚挺，长度变大，硬度变大。
微观失水:质壁分离(质代表原生质层；壁代表细胞壁)。
3.质壁分离＿细胞失水①水从细胞液进入蔗糖溶液②现象:细胞壁基本不变，原生质层收缩变小，中央液泡变小，细胞液紫色变深，细胞壁和原生质层出现分离，空隙间充满蔗糖溶液。
③结论:外界溶液浓度＞细胞液的浓度细胞失水细胞壁全透性伸缩性小，原生质层半透性伸缩性大。
4.质壁分裂复原＿细胞吸水①外界溶液浓度＜细胞液的浓度②细胞壁基本不变，原生质层膨胀变大，中央液泡变大，细胞液紫色变浅，细胞壁和原生质层由分离出现复原，空隙变小。
③结论:外界溶液浓度＜细胞液的浓度细胞吸水④如果滴加的是0.5g/mL的蔗糖溶液会怎样？植物细胞会严重失水而死亡，不能发生质壁分离复原的现象。
归纳总结跨膜物质转运方式
归纳总结跨膜物质转运方式跨膜物质转运是细胞内外物质交换的重要过程，细胞通过不同的方式将物质从细胞外输送到细胞内，或将物质从细胞内排出到细胞外。
本文将归纳总结跨膜物质转运的方式，并对其特点进行概述。
一、被动扩散被动扩散是一种自发的物质转运方式，无需能量输入。
它依靠物质的浓度梯度进行推动，即从浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散。
被动扩散的速率受到温度、浓度梯度、分子尺寸和膜通透性等因素的影响。
该方式常见的例子包括氧气和二氧化碳的跨膜转运。
二、主动运输主动运输是一种需要能量输入的物质转运方式，可逆转运。
细胞通过特定的膜蛋白通道将物质从浓度低的一侧转运到浓度高的一侧，与被动扩散相反。
这一过程需要利用细胞内的能量，常见的能量形式包括ATP和电化学梯度。
主动运输可以分为原位运输和团队运输两种类型。
1. 原位运输原位运输是指通过特定的跨膜蛋白直接将物质从细胞内转运到细胞外，或从细胞外转运到细胞内。
例如，钙离子通过钙离子泵从细胞质转运到细胞外，或通过钙离子通道从细胞外进入细胞质。
2. 组运输组运输是指通过跨膜蛋白将物质从细胞内转运到细胞外，或从细胞外转运到细胞内的过程中，与另一种物质共同转运。
这种方式常见于某些离子和分子对的转运，如钠-钾泵和葡萄糖-钠共转运体。
三、细胞内液泡运输细胞内液泡运输是细胞内物质转运的一种方式，通过液泡的形成、融合和运输，实现物质在细胞内的转移。
细胞内液泡运输分为内吞作用和分泌作用两种。
1. 内吞作用细胞通过囊泡与细胞膜融合，将细胞外的物质包裹进液泡内形成内吞泡。
这种方式常见于细胞摄取外源性物质，如细胞吞噬细菌的过程。
2. 分泌作用分泌作用是细胞内物质释放到细胞外的过程，细胞内的物质通过液泡与细胞膜融合，并将物质释放至细胞外。
分泌作用发生在多种细胞类型中，如胰岛细胞释放胰岛素。
四、背袋运输背袋运输是一种细胞自体膜形成的过程，细胞膜通过背外凹形成小囊泡，在转运物质的同时形成背内凹。
这种方式常见于蛋白质内吞作用和排泄作用。
4.1物质跨膜运输的实例
1、渗透作用概念：
水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，称为渗透作用。
2、渗透装置
渗透系统装置
思考与讨论
①、漏斗管内的液面为什么会升高？②、如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？③、如果烧杯中的是蔗糖溶液，漏斗管内是清水，结果会怎样？
单位时间内透过玻璃纸进入漏斗的水分子比渗出的多
质壁分离
质壁分离复原
④发生质壁分离的原因
外因：
外界溶液浓度
＞
细胞液浓度
内因：
原生质层相当于一层半透膜
细胞壁的伸缩性
＜
原生质层的伸缩性
特别提醒 1.质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是____________________，因为细胞壁是全透性且有水分通过原生质层渗出来。2.若用50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因为______________________。3.若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl等做实验会出现_ 现象，因为外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
漏斗管内的液面先上升再下降。
⑨ 、若葡萄糖分子不能通过半透膜，在烧杯和漏斗管内分别加入同等浓度的蔗糖和葡萄糖，结果会怎么样？ 若改成同等质量分数的蔗糖和葡萄糖，结果会怎么样？
同等浓度：水分子进出量相等，漏斗管内液面不变。
同等质量：蔗糖溶液浓度低，故漏斗管液面上升。
⑩、若葡萄糖分子能通过半透膜，第⑨题结果会怎么样？
250mg/L
血液中碘的浓度
I－
3、水分子的运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也是这样的吗？由此你能得出什么结论？
细胞对于物质的输出和输入有选择性。
实例三
4、细胞对物质的吸收有选择吗？如果有，这种选择性有普遍性吗？
跨膜运输知识点归纳
跨膜运输知识点归纳一、跨膜运输的概念。
跨膜运输是指物质进出细胞时，穿过细胞膜的运输方式。
细胞膜是一种选择透过性膜，它允许某些物质通过，而阻止其他物质通过。
二、跨膜运输的方式。
1. 被动运输。
- 自由扩散。
- 概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。
- 特点：顺浓度梯度运输（从高浓度到低浓度）；不需要载体蛋白的协助；不需要消耗能量。
- 实例：水（水分子通过水通道蛋白进出细胞的方式是协助扩散，但单纯的水分子扩散是自由扩散）、氧气、二氧化碳、甘油、乙醇等小分子物质。
- 协助扩散。
- 概念：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散。
- 特点：顺浓度梯度运输；需要载体蛋白的协助；不需要消耗能量。
- 实例：葡萄糖进入红细胞（葡萄糖进入其他细胞的方式可能是主动运输）、离子通道运输某些离子（如神经细胞上的Na⁺通道在动作电位形成时允许Na⁺内流，K ⁺通道在静息电位形成时允许K⁺外流等情况属于协助扩散）。
2. 主动运输。
- 概念：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。
- 特点：逆浓度梯度运输；需要载体蛋白的协助；需要消耗能量（能量来源主要是细胞呼吸产生的ATP）。
- 实例：小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐离子（如K⁺、Na⁺、Ca²⁺等）。
主动运输保证了活细胞能够按照生命活动的需要，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。
3. 胞吞和胞吐（大分子物质进出细胞的方式）- 胞吞。
- 概念：当细胞摄取大分子时，首先是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，这种现象叫胞吞。
- 实例：白细胞吞噬病菌、变形虫吞噬食物颗粒等。
- 胞吐。
- 概念：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。
物质跨膜运输的实例
物质跨膜运输的实例物质跨膜运输是生物体内物质交换的重要手段，包括被动跨膜和主动跨膜两种形式。
被动跨膜是指物质通过膜的渗透、扩散等方式从高浓度区域向低浓度区域运输，而主动跨膜则是指跨膜物质通过各种机制从低浓度区向高浓度区运输，需要消耗能量。
本文将介绍生物体中常见的物质跨膜运输的实例，以期增加读者对物质跨膜运输的理解。
一、被动跨膜1. 水的渗透在生物体内，细胞和体液之间存在一定的浓度差。
当细胞外溶液浓度高于细胞内溶液时，水通过细胞膜壁的渗透作用向细胞内流动，细胞膜将水分子过滤并防止离子和一些大分子物质渗透到细胞内。
例如，肾脏器官中的近曲小管细胞可以通过大量的跨透透析来除去体内过多的水分，这是由于近曲小管壁上存在的渗透加速蛋白及不同渗透压介导的渗透作用。
2. 碳水化合物的扩散碳水化合物是生物体中最常见的有机化合物之一，其跨膜扩散是被动跨膜的一种形式。
例如，肠道壁上的麦克斯渗透开路蛋白可以促进葡萄糖等碳水化合物通过肠壁向血液中扩散。
3. 气体的扩散生物体内的气体交换是指氧气从外面通过呼吸器官进入体内，而二氧化碳从体内通过呼吸器官排出。
当气体浓度高于体内浓度时，气体分子通过呼吸器官的膜壁向体内扩散，这是一种经典的被动跨膜。
二、主动跨膜1. 离子泵的推动离子泵通过耗能进行离子推动，将离子从低浓度区向高浓度区运输。
例如，钠/钾泵会通过ATP酶催化反应将ATP分解为ADP和磷酸以获得能量，然后将细胞内的钠离子排出并将细胞外的钾离子推进细胞内。
这种推动方式可以维持细胞内离子平衡，并产生电位差，是神经传递和肌肉收缩的关键。
2. 载体蛋白的穿透载体蛋白是一种将物质从低浓度区运输到高浓度区的蛋白。
这种运输方式需要耗费能量，并依赖于蛋白质的特异性结构。
例如，葡萄糖运输蛋白将葡萄糖从肠道或肝脏中运输到细胞内，并在细胞内通过代谢途径提供能量。
3. 膜囊泡的转运细胞内膜囊泡是一种将物质从细胞内运输到细胞外膜的方式。
这种转运方式常常发生在胞吞作用或胞吐作用中。
2-4物质跨膜运输的实例和方式
图3
A. B. C. D.
两玻璃管中液面高度一致 最终两透析袋中蔗糖溶液浓度相等 左边玻璃管中液面较高 右边玻璃管中液面较高
一、渗透作用原理
[例题3]： 如图所示的渗透装置中，玻璃缸中为清水，A、B为大小相同 透析袋并接上口径相同的小玻璃管，在A、B中分别加入30%、50%的蔗糖 溶液，初始时，左右玻璃管内液面与大烧杯中液面均相同。 问：
一、渗透作用原理
10:29
※特别提醒※ ①决定渗透方向：低浓度→高浓度 （此浓度为物质的量浓度，相同质量浓度条件下，物质的量浓度未必 相同） ②渗透作用发生过程中，半透膜两侧溶液间的水分子是进行双向运动的， 但速率不均衡。 ③水柱不再升高时：水柱产生的压力＝浓度差引起的吸水力 （水柱不再升高时，膜两侧的溶液浓度并不相等） ④决定渗透速率：浓度差（浓度差越大，渗透速率越大） 2、渗透压与渗透作用 ①渗透压：溶液中溶质微粒对水 ②渗透压大小：取决于溶液中溶质微粒的数量，溶质微粒越多，对水 的吸引力越大，渗透压越高。的吸引力，即吸水能力。
第二次观察
二、实验：质壁分离和复原（植物渗透失水和吸水实验）
（五）实验分析：
10:29
吸水 质壁分离复原
清水
第二次观察 原生质层与细胞壁： 分离 → 紧贴 液泡体积变化： 小 → 大
第三次观察
液泡颜色深浅变化：深 → 浅
吸水能力变化：强 → 弱
二、实验：质壁分离和复原（植物渗透失水和吸水实验）
（三）实验材料： 紫色洋葱鳞片叶的外表皮。因为液泡呈紫色，易于观察。也可用水绵代替。 0.3g/ml的蔗糖溶液。用蔗糖溶液做质壁分离剂对细胞无毒害作用。
10:29
※特别提醒※ ①实验材料一般选择有大液泡、有颜色、成熟的植物细胞[根尖分生区细 胞（无大液泡）不能用于该实验] 实验材料的选择 ②一般不选择细菌细胞，它能发生质壁分离，但现象不明显。 ③不能选择动物细胞，它无细胞壁，不能发生质壁分离现象。 ④本实验用30%（0.3g/ml）的蔗糖溶液（既明显出现质壁分离，又不会 杀死细胞） ⑤使用浓度过高的蔗糖溶液(质量浓度为0.5 g/mL)，质壁分离现象明显， 但不能复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡。 ⑥使用质量浓度为1 mol•L－1的KNO3溶液，因为K＋和NO3-可被细胞吸收， 使细胞液浓度增大，所以细胞先发生质壁分离后又自动复原。(尿素、甘 油、乙二醇等现象同上) 加一定量的KNO3、尿素、NaCl、乙二醇溶液， 可观察到质壁分离和质壁分离复原。
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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
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
五、物质跨膜运输的方式
载体 不需要 需要 需要 不需要 不需要 实例
水、气体、甘油、乙醇等小分子
红细胞吸收葡萄糖；静息电位的K +和动作电位的Na +
离子与小分子有机物
变形虫吞食食物颗粒； 吞噬细胞吞噬抗原
大分子分泌蛋白；
部分小分子物质（神经递质，部分激素）
2、影响因素 （1）被动运输
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：细胞膜内外物质的浓度差以及细胞膜上载体蛋白的数量。
（2）主动运输 ① 载体蛋白
a.载体蛋白具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和
数目也不同。
b.载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时，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
凡是能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如：氧气和温度。
注：温度可以间接影响能量的供应 六、实验探究物质跨膜运输的方式 （1）探究是主动运输还是被动运输 （2）探究是自由扩散还是协助扩散
七、其他
1、胞吞和胞吐不是跨膜运输，体现了细胞膜具有一定的流动性。
跨膜运输体现了细胞膜具有选择透过性。
2、小分子进出细胞核通过核膜，RNA 和蛋白质等大分子进出细胞核通过核孔。
3、植物吸水是自由扩散，吸收矿物质离子是主动运输。
二者通常同时进行。
4、物质能否通过细胞膜，不仅看分子大小，还取决于生命活动是否需要。
5、一个不常见图像
B
A
浓 度
时间
O t 1 t 2
胞外某物质浓度 细内某物质浓度
A 点之前：顺浓度梯度吸收，为被动运输（协助扩散）
A 点之后：逆浓度梯度吸收，为主动运输
注：具体情况视具体题目而定。