高考生物复习：物质跨膜运输的方式
【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
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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。
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第7讲 物质跨膜运输的实例 物质跨膜运输的方式
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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
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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。
高中生物 “三句口诀”判断物质跨膜运输的方式
“三句口诀”判断物质跨膜运输的方式细胞通过细胞膜与周围环境时刻进行着物质交换，物质跨膜运输方式中的被动运输、自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞和胞吞则是教学的重点。
但在教学中发现，部分学生对常见的进行自由扩散的物质名称记忆不清，一些学生则反映强行记住后很快会遗忘；对于葡萄糖、氨基酸和各种无机盐离子的运输方式，部分学生误认为它们跨膜运输方式均为主动运输；而针对大分子物质的跨膜运输方式，一些学生不能清晰比较小分子物质和大分子物质跨膜运输的异同点。
通过运用以下三句自编的口诀融入课堂教学，取得了较好的教学效果。
1 自由扩散很简单，水甘尿气醇和酸以自由扩散方式进出细胞的物质，由于其不需要载体协助，也不需要消耗能量，故将其总结为“自由扩散很简单”，让学生明白此种运输过程就是物质从其高浓度一侧运输到低浓度一侧，而与载体和能量无关。
对于常见通过自由扩散进出细胞的物质，如水、甘油、尿素、相关气体(如氧气和二氧化碳)、乙醇和脂肪酸等，将其第一个字凑成“水甘尿气醇和酸”。
学生轻松记住了口诀，不仅把握了自由扩散的特点，也同时掌握了通过自由扩散方式进出细胞的常见物质。
2 氨葡离子看条件，逆向主动顺协散由于氨基酸、葡萄糖及相应的一些无机盐离子(如Na+、K+、Cl-等)进出细胞均需要载体协助，若这三类物质是从其高浓度一侧运输到低浓度一侧(顺浓度梯度运输)，属于不消耗能量的协助扩散；若是从其低浓度一侧运输到高浓度一侧(逆浓度梯度运输)，则为消耗能量的主动运输。
根据口诀“氨葡离子看条件，逆向主动顺协散”，让学生理解这三类物质的跨膜运输方式不是固定不变的，而是需要根据条件(物质的具体运输方向)加以判断。
为检测学生学习口诀后的判断效果，给学生展示两道高考生物学试题:2012年安徽卷第2小题:蛙的神经元内、外Na+浓度分别是15mmol/L和120mmol/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。
07 物质运输-2024年高考生物一轮复习(新教材新高考)
3.能自动复原的物质：KNO3溶液、甘油、尿素、乙二醇、葡萄糖
关键点拨
1.不同外界溶液中植物细胞的变化分析 将成熟植物的细胞依次浸于蒸馏水、物质的量浓度为0.3 mol/L的蔗糖溶液和0.5 mol/L的尿素溶液中，原生质 体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积随时间变化如图，分析如下：
(1)A曲线表示细胞在蒸馏水中：细胞略膨胀，但是由于细胞壁的存在，原生质体的体积不能无限膨胀。 (2)B曲线表示细胞在0.5 mol/L的尿素溶液中：细胞先因渗透失水而发生质壁分离，后由于尿素能进入细胞，使 得质壁分离后的细胞因吸水而自动复原；KNO3、甘油、乙二醇等溶液中也可发生质壁分离后自动复原现象。 (3)C曲线表示细胞在0.3 mol/L的蔗糖溶液中：蔗糖不能进入细胞，因此质壁分离后细胞不能发生自动复原。
1.一个成熟的植物细胞放于一定浓度的 KNO3溶液中,先质壁分离，后自动复原 2.过程：开始时，外界KNO3溶液的浓度大于细胞液浓度，植物细胞由于失水而发生质壁分离；但由于K+ 和NO3－是植物需要的离子，可被植物细胞主动吸收，使细胞液的浓度升高，当细胞液浓度大于外界溶液 浓度时，细胞渗透吸水，引起质壁分离自动复原。
拓展 植物细胞质壁分离及复原的应用
1）判断成熟植物细胞是否是活细胞
2）测定细胞液浓度范围
3）比较不同植物成熟细胞的细胞液浓度或溶液浓度的大小
4）鉴别不同种类的溶液（如KNO3和蔗糖溶液）
三、物质跨膜运输的方式（离子、小分子）
运输方向
能 量
转运蛋白
影响因素
举例
自 由 扩 散 （顺浓度） 不
从高浓度 耗 协 向低浓度 能 助 扩 散
③为何要比较细胞液浓度与外界溶液浓度的大小？
④根表皮细胞主要通过渗透作用吸水，是因为具有哪种结构？
43物质跨膜运输的方式
运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度 逆浓度梯度
是否需要载 体蛋白 是否消耗细 胞内的能量
代表例子
不需要
不消耗
氧气、二氧 化碳等通过 细胞膜
需要
需要
不消耗
需要消耗
葡萄糖进入 红细胞
葡萄糖、氨基酸 通过小肠上皮细 胞膜；离子通过 细胞膜等
三、胞吞和胞吐
一些大分子或物质团块的运输，是通过胞吞 和胞吐作用来实现的。 胞吞：物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，从 细胞外进入细胞内的过程。
胞吐：物质以囊泡的形式通过细胞膜，从细胞 内排到细胞外的过程。
运
运
输
输
速
速率率源自浓度差耗氧量运 输 速 率
细 胞 内 浓
度
（细胞外浓度）
浓度差
时间
思考！ 上面几幅坐标图中所表示的分别
是哪种物质运输方式？为什么？
一、被动运输
被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。
自由扩散：物质通过简单的扩散作用进 出细胞。
协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋 白的扩散。
1、自由扩散：
特征：
1. 顺浓度梯度运输 2. 不需要载体蛋白 3. 不需要消耗能量
2、协助扩散：
特征：
1. 顺浓度梯度运输 2. 需要载体蛋白参与 3. 不需要消耗能量
二、主动运输：
物质从低浓度一侧运输到高 浓度的一侧，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。
主动运输
特征：
1. 可以逆浓度梯度运输 2. 需要载体蛋白
3. 需要消耗能量
主动运输
对比 比较三种物质运输方式的异同：
项目
自由扩散 协助扩散 主动运输
高考生物一轮复习专题2.3物质跨膜运输的实例与方式教学案(含解析)
2.3 物质跨膜运输的实例与方式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。
一、细胞的吸水和失水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)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具有浓度差。
(3)常见渗透装置图分析①若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2，外观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。
②在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2。
因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
2．动物细胞的吸水和失水(1)人成熟的红细胞中发生渗透作用的条件①细胞膜相当于半透膜；②细胞质与外界溶液之间存在浓度差。
(2)引起细胞失水与吸水的条件：外界溶液与细胞质之间存在浓度差。
3．植物细胞的吸水和失水(1)成熟植物细胞的结构(2)原理和现象①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外界溶液浓度<细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原现象。
(3)质壁分离的原因①外因：细胞液浓度<外界溶液浓度，细胞通过渗透作用失水。
②内因：细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性。
二、物质跨膜运输的方式1．物质跨膜运输的其他实例番茄和水稻吸收无机盐离子的比较：科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiO4－4的培养液中培养，结果及分析如下：(1)实验结果①不同植物对同一种无机盐离子的吸收有差异。
②同一种植物对不同种无机盐离子的吸收也有差异。
(2)实验结论：植物细胞对无机盐离子的吸收具有选择性。
(3)微生物吸收无机盐离子的特点①不同微生物对无机盐离子的吸收有选择性。
②不同微生物对各种无机盐离子的需要量不同。
2．物质跨膜运输的方式(1)物质跨膜运输的方式(连线)(2)根据图示进一步确定物质跨膜运输的方式和影响因素①填写以下有关跨膜运输方式及结构的名称：甲：自由扩散；乙：协助扩散；丙：主动运输；a：载体蛋白。
高考生物一轮复习(七)物质跨膜运输的实例和方式
开躲市安祥阳光实验学校课时跟踪检测（七）物质跨膜运输的实例和方式一、选择题1．下列关于细胞的物质输入与输出的叙述，正确的是( )A．小分子物质均是通过自由扩散或渗透方式出入细胞的B．细胞中的大分子物质通过主动运输的方式分泌到细胞外C．协助扩散、胞吐均是顺浓度梯度转运，不消耗ATPD．抑制细胞的呼吸对植物细胞发生质壁分离无明显影响解析：选D 小分子物质出入细胞的方式有自由扩散、协助扩散和主动运输；细胞中的大分子物质通常通过胞吐的方式分泌到细胞外；协助扩散不需要消耗ATP，胞吐需要消耗ATP；植物细胞发生质壁分离是细胞失水引起的，水分子进出细胞的方式是自由扩散，不需要消耗能量，因此抑制细胞呼吸对植物细胞发生质壁分离无明显影响。
2．在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察。
下列有关叙述错误的是( )A．第一次观察时会看到紫色大液泡几乎充满整个细胞B．该实验为自身对照实验，不能省略第一次显微观察步骤C．必须要用高倍物镜才能观察到质壁分离的现象D．第二次观察时可以发现液泡的紫色逐渐加深解析：选C 第一次观察时洋葱鳞片叶细胞还没有发生质壁分离，所以会看到紫色大液泡几乎充满整个细胞；不可以省略第一次显微观察步骤，这一步的观察现象要作为对照；用低倍物镜就能观察到质壁分离的现象；第二次观察时植物细胞已发生质壁分离，随着质壁分离程度加大，可以观察到液泡的紫色逐渐加深。
3.如图为渗透平衡时的装置(糖类不能通过半透膜)，烧杯的液面高度为a，漏斗的液面高度为b，液面差m＝b－a。
在此基础上继续实验，以渗透平衡时的液面差为观测指标，正确的是( )A．若向漏斗中滴入清水，平衡时m将增大B．若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时m不变C．若向漏斗中加入蔗糖酶，则平衡时m不变D．达到新的平衡时，水分子进出半透膜的速率相等解析：选D 若向漏斗中滴入清水，渗透压降低，吸水能力也减弱，则平衡时m将减小；若向漏斗中加入蔗糖分子和蔗糖酶，渗透压增大，则平衡时m 值将增大；达到新的平衡时，水分子进出半透膜的速率相等，液面不再升高。
4.3 物质跨膜运输的方式高考一轮
脂溶性：脂溶性越强，通过脂双层膜的速率越快
协助扩散
进出细胞的物质借助载体蛋白质的扩散，叫做协助扩散。
特征：
1. 顺浓度梯度运输
2. 需要载体参与
3. 不需要消耗能量 葡萄糖进入红细胞
需要细胞膜上载体的协助，消耗细胞提供的能 量，将物质从低浓度的一侧运输到高浓度的跨膜运 输方式，叫做
主动运输的特点 ※需要载体(蛋白质)协助。 ※需要消耗能量。 ※逆浓度梯度运输。 如：Na+ 、K+、Ca2+、Mg2+ 等离子通过细胞膜；葡萄糖、 氨基酸通过小肠上皮细胞。
(2)实验结论： ①若两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率相同，说明_柽__柳__从__土__壤__中__吸__收__无__机__ _盐__是__被__动__运__输__； ②_若__乙__组__吸__收__速_率__明__显__小__于__甲__组__吸__收__速__率__，__说__明__柽__柳__从__土__壤__中__吸__收__无__机__盐__ 是主动运输 。
(3)氧气含量对跨膜运输的影响 通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。
①P点时，无氧呼吸为离子的吸收提供能量。 ②PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越 多 ，主动运输的 速率也越大。 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的限 制因素运输速率不再增加。
(4)温度
二.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
浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，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)载体数量对跨膜运输的影响
载体蛋白主要影响 协助扩散 和 主动运输 。其他条件适宜的情况下，载体 蛋白数量越多，运输速率越大。自由扩散不受载体蛋白数量的影响。
高考生物复习题物质跨膜运输的实例和方式含解析
物质跨膜运输的实例和方式小题狂练④小题是基础练小题提分快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，A错误；固醇类激素如性激素以自由扩散的方式进入靶细胞，B错误；静息状态时，神经细胞膜外的Na＋浓度高于膜内，受到刺激时产生的Na＋内流是顺浓度梯度进行的，属于被动运输，C正确；护肤品中的甘油属于小分子脂溶性物质，以自由扩散的方式进入皮肤细胞，D错误。
2．[2019·云南民族大学附属月考]下列关于物质运输的叙述中，错误的是( )A．海带细胞通过主动运输积累I－等溶质，因而不会在浓度较高的海水中发生质壁分离B．神经递质通过突触前膜的方式与胰岛B细胞释放胰岛素的方式相同C．人体内红细胞、肾小管上皮细胞吸收葡萄糖的方式相同D．小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸和葡萄糖的方式相同答案：C解析：海带细胞通过主动运输积累I－等溶质，可增加细胞液的浓度，因而不会在浓度较高的海水中发生质壁分离，A正确；神经递质通过突触前膜的方式与胰岛B细胞释放胰岛素的方式都是胞吐，B正确；人体内红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而肾小管上皮细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输，C错误；小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸和葡萄糖的方式相同，均为主动运输，D正确。
3．[2019·石家庄普通高中月考]下列关于细胞物质输入和输出的叙述，错误的是( ) A．受O2浓度影响的物质运输方式一定需要载体B．性激素和胰岛素的运输方式不同C．水的跨膜运输是顺相对含量梯度的D．某些离子和一些较大的分子可以顺浓度梯度进行协助扩散答案：A解析：当运输的物质是O2时，其运输方式为自由扩散，受O2浓度影响但不需要载体，A 错误；性激素为固醇类物质，运输方式是自由扩散；胰岛素是蛋白质，运输方式是胞吐，B 正确；水的跨膜运输是顺相对含量梯度的，即由水分子多的一侧向水分子少的一侧运输，C正确；某些离子和一些较大的分子可以顺浓度梯度进行协助扩散，如神经细胞内Na＋的内流，葡萄糖进入红细胞，D正确。
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2019年高考生物复习：物质跨膜运输的方式
1、小分子物质跨膜运输的方式：
方式浓度载体能量举例意义
被动运输简单
扩散高→低××O2、CO2、水、乙醇、甘油、脂肪酸只能从高到低被动地吸收或排出物质
易化
扩散高→低√×葡萄糖进入红细胞
主动
运输低→高√√各种离子，小肠吸收葡萄糖、氨基酸，肾小管重吸收葡萄糖一般从低到高主动地吸收或排出物质，以满足生命活动的需要。
2、大分子和颗粒性物质跨膜运输的方式：
大分子和颗粒性物质通过内吞作用进入细胞，通过外排作用向外分泌物质。
二、实验：观察植物细胞的质壁分离和复原
实验原理：原生质层（细胞膜、液泡膜、两层膜之间细胞质）相当于半透膜，
当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞将失水，原生质层和细胞壁都会收缩，但原生质层伸缩性比细胞壁大，所以原生质层就会与细胞壁分开，发生“质壁分离”。
反之，当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时，细胞将吸水，原生质层会慢慢恢复原来状态，使细胞发生“质壁分离复原”。
材料用具：紫色洋葱表皮，0.3g/ml蔗糖溶液，清水，载玻片，镊子，滴管，显微镜等
方法步骤：
（1）制作洋葱表皮临时装片。
（2）低倍镜下观察原生质层位置。
（3）在盖玻片一侧滴一滴蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸，重复几次，让洋葱表皮浸润在蔗糖溶液中。
（4）低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化（变小），观察细胞是否发生质壁分离。
（5）在盖玻片一侧滴一滴清水，另一侧用吸水纸吸，重复几次，让洋葱表皮浸润在清水中。
（6）低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化（变大），观察是否质壁分离复原。
实验结果：
细胞液浓度外界溶液浓度细胞失水（质壁分离）
细胞液浓度外界溶液浓度细胞吸水（质壁分离复原）。