第1講

被動運輸考點由高考知核心知識點預測（2023山西）葡萄糖進出細胞的方式（2023浙江）K＋進出細胞的方式（2022全國甲卷）滲透作用（2022浙江卷）滲透作用（2022海南卷）協助擴散（2022湖南卷）滲透作用（2022湖北卷）水通道蛋白（2022山東卷）被動運輸（2022遼寧卷）水通道蛋白①滲透作用、物質跨膜運輸都可能考察；②學科內綜合題比較常見水通道細胞膜12水進出細胞的原理3探究植物細胞的吸水和失水自由擴散和協助擴散水通道細胞膜1水進出細胞的原理(1)滲透現象擴散：分子從高濃度一側向低濃度一側運動的現象。滲透作用:指水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜，從低濃度溶液向高濃度溶液的擴散。水分子半透膜鹽水清水低濃度高濃度蔗糖分子半透膜濃度接近1水進出細胞的原理當高濃度一側的

=

時，液面不再變化。吸水力大氣壓1.漏斗管內的液面為什么會升高？如果漏斗管足夠長，管內的液面會無限升高嗎？為什么？①液面變化的原因：②液面不會一直變化的原因：問題探討單位時間內由清水進入蔗糖溶液中的水分子數多于由蔗糖溶液進入清水中的水分子數。水分子是雙向移動的。1水進出細胞的原理半透膜：問題探討2.如果用紗布或不透水的塑料布代替玻璃紙，漏斗管內的液面會升高嗎？一類可以讓小分子物質通過而大分子物質不能通過的一類薄膜。不會1水進出細胞的原理滲透作用發生的條件：①具有半透膜；②半透膜兩側的溶液存在濃度差。問題探討3.如果燒杯中的不是清水，而是同樣濃度的的蔗糖溶液，結果會怎樣？

漏斗液面將保持不變。1水進出細胞的原理半透膜和選擇透過性膜的區別1水進出細胞的原理(2)水進出動植物細胞水進出動植物細胞的視頻1水進出細胞的原理1.為什么以哺乳動物的成熟紅細胞為實驗材料？思考討論①哺乳動物的成熟紅細胞，沒有細胞核及眾多的細胞器，避免細胞核及各種有膜的細胞器對細胞吸水、失水的影響；②哺乳動物的紅細胞具有運輸氧氣的功能，其內部有大量的血紅蛋白。當將其置于低濃度溶液中時，膜兩側存在濃度差。1水進出細胞的原理思考討論2.紅細胞內的血紅蛋白等有機物能夠透過細胞膜嗎？這些有機物相當于“問題探討”所示裝置中的什么物質？血紅蛋白是大分子有機物，不能透過細胞膜，它相當于“問題探討”中的蔗糖分子。3.紅細胞的細胞膜是否相當于一層半透膜？是（是相當于，不是等同于）1水進出細胞的原理4.當外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而漲破嗎？思考討論不一定。因為紅細胞吸水膨脹后細胞內液濃度也會下降，如果，外界的濃度不是特別低，當下降到和外界濃度平衡，此時，紅細胞將不再吸水。1水進出細胞的原理思考討論5.紅細胞吸水或失水取決于什么條件？6.想一想，臨床上輸液為什么要用生理鹽水？取決于紅細胞內外濃度差。生理鹽水的濃度和血漿濃度基本一致，血細胞不會因為過度吸水或者失水而出現形態結構異常。1水進出細胞的原理那植物細胞會和動物細胞那樣吸水脹破嗎？1水進出細胞的原理動物細胞植物細胞細胞吸水膨脹細胞失水皺縮細胞形態不變細胞吸水膨脹失水質壁分離細胞形態松弛2探究植物細胞的吸水和失水探究水分進出植物細胞是否通過滲透作用水分通過滲透作用進出植物細胞【實驗目的】【做出假設】【實驗材料】紫色的洋蔥鱗片葉、刀片、鑷子、滴管、載玻片、蓋玻片、吸水紙、顯微鏡、質量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液、清水。實驗：探究植物細胞的吸水和失水2探究植物細胞的吸水和失水制作紫色洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片低倍顯微鏡下觀察①表皮細胞中有個紫色的中央大液泡②原生質層緊貼細胞壁0.3g/ml的蔗糖溶液吸水紙吸引重復幾次低倍顯微鏡下觀察①紫色的中央大液泡逐漸變小（紫色加深）②原生質層與細胞壁逐漸分離滴放清水吸水紙吸引低倍顯微鏡下觀察②原生質層逐漸貼近細胞壁重復幾次【實驗步驟】①表皮細胞中紫色的中央大液泡逐漸變大2探究植物細胞的吸水和失水1.該實驗過程共觀察了3次，制作臨時裝片后觀察，滴加蔗糖溶液后觀察，再次滴加清水后觀察。每一次是什么樣的實驗現象呢？思考討論2探究植物細胞的吸水和失水2.解釋滴加0.3g/mL的蔗糖溶液后液泡變小的原因。思考討論①外因：________濃度<外界溶液濃度，細胞通過滲透作用失水。②內因：細胞壁的伸縮性______原生質層的伸縮性。細胞液小于細胞壁外界溶液細胞膜細胞質液泡膜原生質層細胞液3.水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？思考討論（全透性）

即水分子和溶解在水里的物質均能通過，伸縮性小（選擇透過性）相當于半透膜，伸縮性大2探究植物細胞的吸水和失水細胞壁外界溶液細胞膜細胞質液泡膜原生質層細胞液（全透性）2探究植物細胞的吸水和失水實驗：探究植物細胞的吸水和失水【實驗結論】（1）成熟的植物細胞的原生質層相當于一層半透膜。（2）細胞液具有一定的濃度。（3）原生質層比細胞壁的伸縮性大的多。本實驗存在的兩組實驗均為自身對照，自身對照是指對照組和實驗組在同一研究對象上進行，是實驗前后之間的對照。2探究植物細胞的吸水和失水知識延伸本實驗存在的兩組對照實驗2探究植物細胞的吸水和失水植物細胞的質壁分離和復原的條件知識延伸（1）活細胞，且有細胞壁；（2）細胞液與外界溶液存在濃度差；（3）細胞必須有大的液泡，最好細胞液中含有色素，這樣便于觀察。紫色洋蔥外表皮的液泡是紫色的，而內表皮細胞的液泡接近無色。（4）自動發生質壁分離復原的物質：尿素、KNO3、NaCl、甘油（它們必須是細胞需要的物質）判斷成熟植物細胞的死活。知識延伸植物細胞吸水、失水幾種現象分析：（1）0.5g/ml的蔗糖溶液：質壁分離現象明顯但不能復原。因為溶液濃度過高，細胞過度失水，導致死亡。（2）KNO3等無機鹽溶液：能質壁分離，并能自動復原。因為細胞能主動吸收溶液中的K+和NO3-，使細胞液濃度增大，細胞滲透吸水。（3）醋酸溶液：無質壁分離及復原現象，因為醋酸能殺死細胞，使原生質層失去選擇透過性。（鹽酸、酒精溶液類似）2探究植物細胞的吸水和失水3自由擴散和協助擴散被動運輸物質以擴散方式進出細胞，不需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量，這種物質跨膜運輸方式稱為被動運輸。通道蛋白載體蛋白細胞外細胞內圖4-4自由擴散和協助擴散示意圖自由擴散協助擴散3自由擴散和協助擴散（1）自由擴散有些小分子物質，很容易自由地穿過細胞膜的磷脂雙分子層。如：O2、CO2毛細血管壁紅細胞肺泡壁空氣氧氣15.8氧氣5.6氧氣14.5氣管、支氣管不斷分支，最終形成肺泡

O2在肺泡中與血液的交換、甘油、乙醇、苯、維生素等。3自由擴散和協助擴散（2）協助擴散離子和一些小分子有機物如葡萄糖、氨基酸等，不能自由地通過細胞膜，需要借助膜上的轉運蛋白進出細胞擴散，叫做協助擴散，也叫易化擴散。葡萄糖進入普通細胞神經纖維上Na+內流或Ca+內流CLˉ內流或K+外流3自由擴散和協助擴散自由擴散和協助擴散有哪些相同點?通道蛋白載體蛋白細胞外細胞內圖4-4自由擴散和協助擴散示意圖①物質都以擴散的方式進出細胞②都是順濃度梯度的跨膜運輸（從高濃度到低濃度）③都不需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量3自由擴散和協助擴散自由擴散和協助擴散有哪些不同點?通道蛋白載體蛋白細胞外細胞內圖4-4自由擴散和協助擴散示意圖自由擴散：不需要載體協助擴散：需要載體載體蛋白通道蛋白3自由擴散和協助擴散【資料1】水分子比較小，在活細胞中含量最多，人們曾經認為它們以自由穿過細胞膜磷脂分子的間隙而進出細胞。后來的研究發現，水分子在通過細胞膜時的速率高過人工膜。由此推斷細胞膜上可能存在特殊的輸送水分子的通道。3自由擴散和協助擴散【資料2】1988年，美國科學家阿格雷從紅細胞和腎小管中分離出一種未知功能的新的膜蛋白。1991年，經過N-端肽鏈測序和整個cDNA序列測定，阿格雷獲得了蛋白氨基酸序列結構，此時的他敏銳地意識到，這很可能就是大家一直在尋找的“水通道”。并由此贏得了2003年的諾貝爾化學獎。水通道細胞膜水通道蛋白結構模式圖3自由擴散和協助擴散水分子很小，不帶電荷但具有極性，盡管能夠以自由擴散過膜，但是更多的是借助細胞膜上的水通道蛋白以協助擴散的方式進出細胞。阿格雷的實驗：用爪蟾屬卵母細胞放入低滲溶液中觀察3自由擴散和協助擴散【資料3】麥金農利用Ｘ射線晶體成像技術，獲得了世界第一張離子通道的高清晰度照片，它可以讓科學家觀測離子在進入離子通道前的狀態，在通道中的狀態，以及穿過通道后的狀態。這樣，人們就可以“看見”離子是如何通過由不同信號控制開關的通道的。2003年，諾貝爾化學獎被授予給了這位有膽識的內科醫生和生物物理學家。3自由擴散和協助擴散需要與被運輸的物質結合，每次轉運時都會發生自身構象的改變。分子或離子通過通道蛋白時，不需要與通道蛋白結合，只容許與自身通道直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過。載體蛋白通道蛋白轉運蛋白3自由擴散和協助擴散（3）載體蛋白和通道蛋白的比較載體蛋白通道蛋白圖示和運輸物質結合參與運輸方式辨別依據需要不需要主動運輸和協助擴散被動運輸(協助擴散)一種特定的載體只能運輸一種類型的分子，轉運時都會發生自身構象的改變。依據分子的大小和電荷進行辨別，轉運分子或離子不需要與通道蛋白結合水通道離子通道3自由擴散和協助擴散請判斷①和②分別是哪一種被動運輸方式？請說明判斷理由。運輸速率膜兩側的濃度差①②P點（轉運蛋白飽和點）膜兩側的濃度差膜兩側的濃度差載體蛋白的數量協助擴散自由擴散3自由擴散和協助擴散影響協助擴散的因素：影響自由擴散的因素：膜兩側的濃度差膜兩側的濃度差載體蛋白的數量溫度溫度溫度生物膜的流動性酶活性呼吸速率影響影響影響影響物質運輸速率溫度對被動運輸的影響單位時間內由清水一側擴散到蔗糖溶液一側的水分子數比由蔗糖溶液一側擴散到清水一側的分子數多水分子通過細胞膜的方式：自由擴散水通道蛋白（協助擴散）細胞吸水或失水的原理：滲透作用：水或其他溶劑分子通過半透膜的擴散滲透作用發生的條件：半透膜：水分子可以通過，而某些溶質分子不能通過，細胞膜是一種選擇透過性膜，相當于半透膜半透膜兩側有濃度差：該濃度差是指物質的量的濃度微觀上：宏觀上：蔗糖溶液一側吸水，清水一側失水蔗糖溶液清水滲透失水滲透吸水細胞壁（全透性）外界溶液細胞膜細胞質液泡膜原生質層（選擇透過性）細胞液注意：細胞核位于原生質層中，即細胞膜與液泡膜之間實例：成熟植物細胞的吸水失水：質壁分離：細胞失水后，由于原生質層的伸縮性大于細胞壁，因此，原生質層與細胞壁分離。加清水后質壁分離復原。被動運輸自由擴散協助擴散圖例運輸方向特點影響因素舉例高濃度→低濃度(順濃度梯度)不需要載體，不消耗能量需要載體，不消耗能量膜兩側的濃度差、溫度膜兩側的濃度差、轉運蛋白的數量、溫度O2,CO2,H2O,甘油，乙醇，苯等水通道運輸水、紅細胞吸收葡萄糖神經纖維上K+外流、Na+內流【答案】B（2023·山西·統考高考真題）葡萄糖是人體所需的一種單糖。下列關于人體內葡萄糖的敘述，錯誤的是（

）A．葡萄糖是人體血漿的重要組成成分，其含量受激素的調節B．葡萄糖是機體能量的重要來源，能經自由擴散通過細胞膜C．血液中的葡萄糖進入肝細胞可被氧化分解或轉化為肝糖原D．血液中的葡萄糖進入人體脂肪組織細胞可轉變為甘油三酯【答案】A（2023·浙江·統考高考真題）纈氨霉素是一種脂溶性抗生素，可結合在微生物的細胞膜上，將K＋運輸到細胞外（如圖所示），降低細胞內外的K＋濃度差，使微生物無法維持細胞內離子的正常濃度而死亡。下列敘述正確的是（

）A．纈氨霉素順濃度梯度運輸K＋到膜外

B．纈氨霉素為運輸K＋提供ATPC．纈氨霉素運輸K＋與質膜的結構無關

D．纈氨霉素可致噬菌體失去侵染能力【答案】C（2022全國甲卷）2.植物成熟葉肉細胞的細胞液濃度可以不同。現將a、b、c三種細胞液濃度不同的某種植物成熟葉肉細胞，分別放入三個裝有相同濃度蔗糖溶液的試管中，當水分交換達到平衡時觀察到：①細胞a未發生變化；②細胞b體積增大；③細胞c發生了質壁分離。若在水分交換期間細胞與蔗糖溶液沒有溶質的交換，下列關于這一實驗的敘述，不合理的是（）A.水分交換前，細胞b的細胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度B.水分交換前，細胞液濃度大小關系為細胞b>細胞a>細胞cC.水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度大于細胞a的細胞液濃度D.水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度【答案】A（2022浙江卷）11.“觀察洋蔥表皮細胞的質壁分離及質壁分離復原”實驗中，用顯微鏡觀察到的結果如圖所示。下列敘述正確的是（）A.由實驗結果推知，甲圖細胞是有活性的B.與甲圖細胞相比，乙圖細胞的細胞液濃度較低C.丙圖細胞的體積將持續增大，最終脹破D.若選用根尖分生區細胞為材料，質壁分離現象更明顯（2022海南卷）16.細胞膜上存在的多種蛋白質參與細胞的生命活動。回答下列問題。（1）細胞膜上不同的通道蛋白、載體蛋白等膜蛋白，對不同物質的跨膜運輸起著決定性作用，這些膜蛋白能夠體現出細胞膜具有的功能特性是______________。（2）細胞膜上的水通道蛋白是水分子進出細胞的重要通道，水分子借助水通道蛋白進出細胞的方式屬于_____________。（3）細胞膜上的H＋-ATP酶是一種轉運H＋的載體蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解釋放的能量將H＋泵出細胞，導致細胞外的pH____________；此過程中，H＋-ATP酶作為載體蛋白在轉運H＋時發生的變化是__________________________________________________。

選擇透過性

協助擴散降低

載體蛋白發生磷酸化，導致其空間結構改變（2022海南卷）16.細胞膜上存在的多種蛋白質參與細胞的生命活動。回答下列問題。（4）細胞膜上的受體通常是蛋白質。人體胰島B細胞分泌的胰島素與靶細胞膜上的受體結合時，會引起靶細胞產生相應的生理變化，這一過程體現的細胞膜的功能是_______________________。（5）植物根細胞借助細胞膜上的轉運蛋白逆濃度梯度吸收磷酸鹽，不同溫度下吸收速率的變化趨勢如圖。與25℃相比，4℃條件下磷酸鹽吸收速率低的主要原因是______________。

進行細胞間信息交流

溫度降低，酶的活性降低，呼吸速率減慢，為主動運輸提供的能量減少【答案】A（2022湖南卷）10.原生質體（細胞除細胞壁以外的部分）表面積大小的變化可作為質壁分離實驗的檢測指標。用葡萄糖基本培養基和NaCl溶液交替處理某假單孢菌，其原生質體表面積的測定結果如圖所示。下列敘述錯誤的是（）A.甲組NaCl處理不能引起細胞發生質壁分離，表明細胞中NaCl濃度≥0.3mol/LB.乙、丙組NaCl處理皆使細胞質壁分離，處理解除后細胞即可發生質壁分離復原C.該菌的正常生長和吸水都可導致原生質體表面積增加D.若將該菌先65℃水浴滅活后，再用NaCl溶液處理，原生質體表面積無變化【答案】B（2022湖北卷）3.哺乳動物成熟紅細胞的細胞膜含有豐富的水通道蛋白，硝酸銀（AgNO3