1、第第6 6讲讲 物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式 第第3 3单元单元 2022 内 容 索 引 01 02 03 素养导读素养导读 必备知识必备知识 固本夯基固本夯基 核心考点核心考点 能力提升能力提升 素养导读素养导读 必备知识必备知识 固本夯基固本夯基 一、水进出细胞的原理 1.渗透作用 (1)概念:水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。 (2)发生渗透作用的条件:一是具有 ,二是半透膜两侧的溶液 具有 。 半透膜 浓度差 2.动物细胞的吸水和失水 (1) (2)现象 外界溶液浓度 细胞质浓度细胞 外界溶液浓度 = 细胞质浓度水分进出平衡 细胞膜 细胞质 失水皱缩 3.成熟植物细胞
2、的吸水和失水 全透 小 细胞质 半透膜 大 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 高 低 转运蛋白 能量 低 高 能量和载体蛋白 流动性 能量 转运蛋白 2.物质跨膜运输的影响因素 (1)图解 图示表示的物质跨膜运输方式 甲: ;乙: ;丙: 。 图中物质a表示 。 影响物质跨膜运输的因素 甲: ;乙: ; 丙: 。 自由扩散 协助扩散 主动运输 转运蛋白 浓度差 浓度差和转运蛋白 载体蛋白和能量 (2)影响物质跨膜运输的因素 物质浓度 方式: 自由扩散 协助扩散 氧气浓度(红细胞的主动运输与O2无关) 方式: 自由扩散或协助扩散 主动运输 温度 a.温度通过影响分子运动从
3、而影响物质的跨膜运输,如图甲。 b.温度直接影响转运蛋白的活性从而影响主动运输和协助扩散,如图乙。 c.温度通过影响酶的活性影响细胞呼吸,进而影响细胞的能量供应,如图乙。 三、探究植物细胞的吸水和失水 1.实验原理 (1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层 。 (2) 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。 半透膜 细胞液 2.实验步骤 逐渐变小 加深 逐渐变大 3.实验结论 (1)成熟植物细胞能与外界溶液构成渗透系统并发生渗透作用。 (2)当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞 ,出现 现 象。 (3)当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞 ,出现 现 象。
4、失水 质壁分离 吸水 质壁分离复原 名师点睛载体蛋白和通道蛋白的相同点和不同点 相同点:化学本质均为蛋白质,均分布在细胞的膜结构中,都有控制特定物 质跨膜运输的功能,对被运输的物质具有高度的特异性或选择性。 不同点: (1)通道蛋白参与的物质跨膜运输方式只有协助扩散,通道蛋白只容许与自 身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。在 运输过程中并不与被运输的分子或离子相结合,也不会移动,并且是从高浓 度向低浓度运输,所以运输时不消耗能量。 载体蛋白参与的物质跨膜运输方式有主动运输和协助扩散,载体蛋白只容 许与自身结合部位相适应的分子或离子通过。在运输过程中与被运输的 分子或离子
5、特异性结合(具有类似于酶和底物结合的饱和效应),自身的构 象会发生改变,并且会移动。 (2)通道蛋白转运速率与物质浓度成正比,并且比载体蛋白介导的转运速度 更快(1 000倍以上)。 概念检测 1.物质跨膜运输方式与物质的特点和细胞膜的结构有关,判断下列表述是 否正确。 (1)细胞质中的H+可以通过扩散作用进入液泡内。( ) (2)Na+与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输。( ) (3)细胞外液中的K+进入神经细胞属于自由扩散。( ) (4)低温不影响矿质离子的吸收速率。( ) (5)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。( ) (6)人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的
6、相同点是都需要载体蛋白的协助。 ( ) (7)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的。( ) (8)植物细胞通过主动运输吸收不同矿质离子的速率都相同。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 2.基于对植物细胞质壁分离原理的理解,判断下列表述是否正确。 (1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量分数。( ) (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。 ( ) (3)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。( ) (4)质壁分离过程中水分子扩散只能单向进行。( ) (5)用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度相同。(
7、) (6)在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。 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 教材拓展 1.(人教版必修1 P70“与社会的联系”)囊性纤维化患者支气管上皮细胞中某 种蛋白质的结构异常,影响了Cl-的跨膜运输,使这些离子在细胞外积累过 多造成的。这一事例说明这种蛋白属于细胞膜上的 ,也反 映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过 来实 现的。 载体蛋白 细胞膜上载体蛋白 2.(人教版必修1 P72“拓展应用”)草履虫的伸缩泡收集自身体内的排泄废物 和水分后,经收缩将泡内的液体排出体外,该过程不仅能排出体内的排泄废 物,还可以维持渗透压平衡。
8、从池塘中收集草履虫,置于蒸馏水中,伸缩泡 的收缩频率将如何变化?为什么? 提示 蒸馏水的渗透压低,草履虫吸水,为排除体内多余的水,伸缩泡的收 缩频率增加。 核心考点核心考点 能力提升能力提升 考点一考点一 水进出细胞的原理水进出细胞的原理 合作探究合作探究 探究1渗透作用 图中A、B分别表示两种渗透装置,据图分析回答下列问题。 (1)水分子的流动方向 当溶液浓度 时,水分子通过半透膜由S2流向S1数目多于由 S1流向S2的数目,S1溶液的液面上升。 当溶液浓度 时,水分子通过半透膜由S1流向S2数目多于由 S2流向S1的数目,S1溶液的液面下降。当渗透平衡时,通过半透膜的水分子 达到平衡,液面
9、不再发生变化。 S1S2 S1”“ 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。 (3)在图B所示的U形玻璃管内,左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、 麦芽糖溶液。初始时两管中液面相平,假设溶质分子不能透过半透膜。 一段时间后,两管中液面的变化为:左管液面 ,右管液面 。 (均填“升高”“降低”或“不变”) 如同时向两管内加入等量的麦芽糖酶,两管中液面的变化分别为:左管液 面 ,右管液面 。 升高 降低 先升高,后下降 先下降,再升高,最后稳定在一定高度 解疑释惑有关半透膜认识的三个误区 (1)渗透系统的溶液浓度是
10、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。 探究2动植物细胞的吸水与失水 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)
11、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。 (1)实验组中是否都发生了质壁分离和质壁分离复原现象?说出判断依据。 提示 3组只发生质壁分离现象。据图分析可知,在尿素溶液中,萝卜条长 度先变短,再变长,最后保持原来的长度不变,说明细胞先失水,后来由于尿 素以自由扩散的方式进入细胞内,细胞吸水复原;在KNO3溶液中,萝卜条长 度先变短,再变长,最后保持原来的长度不变,说明细胞先失水,后来由于K+、 N 以主动运输的方式进入细胞内,细胞吸水复原;在蔗糖溶液中,萝卜条 长度变短,细胞只能发生
12、质壁分离现象。 O3 - (2)1组中的尿素分子和2组中的K+、N 都进入了细胞,进入的方式一样吗? O3 - 提示 不一样。尿素的运输方式是自由扩散,而K+、N 进入细胞的方式 是主动运输。 O3 - (3)3组中,如果一直增大蔗糖溶液浓度,萝卜条会不会一直缩短? 提示 如果一直增大蔗糖溶液浓度,萝卜条会缩短,但由于细胞壁的支持和 保护作用,萝卜条不可能无限缩短。 考向突破考向突破 考向1 渗透作用的原理及应用分析 1.(2020山东烟台模拟)向鱼鳔内注入适量质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液, 扎紧口并称重,然后将其浸入质量浓度为0.05 g/mL的蔗糖溶液中,每隔10 min称重一次,
13、鱼鳔重量逐渐增加,1 h后,鱼鳔重量不再增加。下列说法错误 的是( ) A.鱼鳔重量增加是因为外界水分子的进入 B.鱼鳔重量不再增加时,外界的水分子不再进入鱼鳔 C.鱼鳔重量不再增加时,鱼鳔内外蔗糖溶液的浓度可能相等 D.若实验开始时,在鱼鳔外的蔗糖溶液中加入蔗糖酶,鱼鳔重量增加的速率 减慢 答案 B 解析 鱼鳔重量增加是因为外界水分子相对含量高,水分子进入鱼鳔,A项 正确;鱼鳔重量不再增加时,说明水分子进出鱼鳔的量相等,B项错误;由分 析可知,鱼鳔重量不再增加时,鱼鳔内外蔗糖溶液的浓度可能相等,或鱼鳔 内蔗糖溶液浓度大于外部,C项正确;若实验开始时,在鱼鳔外的蔗糖溶液中 加入蔗糖酶,则鱼鳔外
14、溶液中溶质分子数增多,水分子数目相对减少,因此 鱼鳔重量增加的速率减慢,D项正确。 2.(2020山东济宁三模)在无任何相反压力时,渗透吸水会使细胞膨胀甚至 破裂,不同的细胞用不同的机制解决这种危机。下图表示高等动物、高等 植物与原生生物细胞以三种不同的机制避免渗透膨胀,据此推断下列说法 正确的是( ) A.动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白的协助 B.植物细胞吸水达到渗透平衡时,细胞内外溶液浓度相等 C.若将原生生物置于高于其细胞质浓度的溶液中,其收缩泡的伸缩频率会 升高 D.三种细胞发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半透膜 答案 A 解析 动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白将离子转运到细胞外,
15、以减小 细胞内液的渗透压,防止细胞渗透吸水涨破,A项正确;植物细胞在低浓度溶 液中会发生渗透吸水,但是由于细胞壁的支撑作用,吸水到一定程度后达到 平衡,但此时细胞外溶液浓度仍可能小于细胞液浓度,B项错误;原生生物生 活在低渗溶液中,会通过收缩泡将多余的水排到细胞外,若将原生生物置于 高于其细胞质浓度的溶液中,其收缩泡的伸缩频率会降低,C项错误;动物细 胞和原生生物发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半透膜,而植物细胞 发生渗透吸水的原理是原生质层相当于半透膜,D项错误。 方法技巧渗透方向及浓度大小的判断 (1)判断溶剂渗透的总方向 若半透膜两侧是同种溶液,根据质量浓度或物质的量浓度判定。 若半透
16、膜两侧是不同的溶液,物质的量浓度才能体现溶质或溶剂分子数 的多少,如半透膜两侧为质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液,则葡萄糖 溶液一侧单位体积中葡萄糖分子数多(水分子数少),水分子由蔗糖溶液一 侧通过半透膜向葡萄糖溶液一侧扩散。 (2)判断半透膜两侧溶液浓度大小 若渗透平衡后,半透膜两侧液面仍存在液面差,则半透膜两侧溶液就存在浓 度差,液面差越大,浓度差就越大,且液面高的一侧溶液浓度高。 考向2 动植物细胞吸水与失水的分析 3.(2020全国)取某植物的成熟叶片,用打孔器获取叶圆片,等分成两份,分 别放入质量浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中,得到甲、乙 两个实验组(甲糖的相对分
17、子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时, 检测甲、乙两组溶液的质量浓度,发现甲组中甲糖溶液的质量浓度升高。 在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是 ( ) A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液的质量浓度升高 B.若测得乙糖溶液的质量浓度不变,则乙组叶细胞的净吸水量为零 C.若测得乙糖溶液的质量浓度降低,则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离 D.若测得乙糖溶液的质量浓度升高,则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组 答案 D 解析 由题干可知,甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍,且甲、乙两组溶液 的质量浓度相等,故甲糖溶液的物质的量浓度低于乙糖溶液,即甲糖溶液的 渗透压小于乙
18、糖溶液。甲糖溶液的质量浓度升高,说明叶细胞吸收了甲糖 溶液中的水分,A项正确。若测得乙糖溶液的质量浓度不变,则说明乙糖溶 液和叶细胞的水分进出达到平衡,B项正确。若测得乙糖溶液的质量浓度 降低,则说明乙糖溶液的浓度高于细胞液浓度,叶肉细胞失水,发生质壁分 离,C项正确。若测得乙糖溶液的质量浓度升高,则说明乙糖溶液的浓度低 于细胞液浓度,叶细胞吸水,但由于甲糖溶液的渗透压低于乙糖溶液,故叶 细胞的净吸水量乙组小于甲组,D项错误。 4.(2019浙江选考)哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。 将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中,一段时间后制作临时装片,用显微镜 观察并比较其形
19、态变化。下列叙述正确的是( ) A.在高于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离 B.在0.9%NaCl溶液中,红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞 C.在低于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂 D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散 答案 C 解析 在高于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩,但红细胞无细 胞壁结构,故不会发生质壁分离,A项错误;在0.9%NaCl溶液中,红细胞形态 未变是由于水分子进出细胞达到动态平衡,而不是没有水分子进出细胞,B 项错误;在低于0.9%NaCl溶液中,红细胞会吸水
20、甚至导致涨破,C项正确;渗 透作用是指水分子(或其他溶剂分子)从低浓度溶液通过半透膜进入高浓 度溶液中,D项错误。 方法技巧细胞吸水、失水的判断 (1)通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断。当细胞外溶液浓度 大于细胞液浓度时,细胞失水;当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞 吸水。当细胞外溶液与细胞液的浓度相等时,细胞失水量和吸水量相等,处 于动态平衡。 (2)根据重量或长度变化(如萝卜条)来判定。若重量增加或长度变长,则吸 水;反之则失水。 考点二考点二 物质跨膜运输的方式及影响因素物质跨膜运输的方式及影响因素 合作探究合作探究 探究1物质跨膜运输的方式 1.结合肾小管壁及相关结构示意
21、图,回答问题。 (1)通道蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质,它包含水通道蛋白 和离子通道蛋白两大类。水通道与人体体液平衡的维持密切相关,例如,肾 小球的 作用和肾小管的 作用,都与水通道的结构和 功能有直接关系。离子通道是由蛋白质复合物构成的。一种离子通道只 允许一种离子通过,并且只有在对特定刺激发生反应时才瞬时开放。离子 通道与神经信息的传递、神经系统和肌肉方面的疾病密切相关。 (2)科学家在肾小管上皮细胞膜上发现了水通道(一类跨越细胞膜磷脂双分 子层的蛋白质),严谨地说,水分子通过肾小管上皮细胞的方式应 为 。 滤过 重吸收 自由扩散和协助扩散(或被动运输) 2.把番茄和水稻分别放
22、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。 (1)该实验初始浓度设定有何巧妙之处? 提示 便于实验结束时的数据与初始值相比较,也便于不同离子间的浓度 数据进行比较,如此进行数据处理,便于得出结论。 (2)图示中的水和离子进入细胞的方式一样吗? 提示 不一样。 (3)与Ca2+和Mg2+相比,水稻根细胞膜运输Si 的速率有何不同? O3 2- 提示 水稻根细胞膜运输Si 的速率大于运输Ca2+和Mg2+的速率。 O3 2- (4)请解释在培养水稻的完全培养液中,
23、实验结束时Mg2+浓度为什么会升高? 由此可得到什么结论? 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。 探究2影响物质跨膜运输的因素 依据模式图确认物质出入细胞的方式及影响因素。 (1)图2、4、5中物质跨膜运输方式依次 为 。 (2)写出各因素影响物质出入细胞所对应图示。 图中仅受“浓度差”制约的为 。 加入蛋白酶处理会受影响的是 。 加入呼吸酶抑制剂处理,会受影响
24、的是 。 自由扩散、主动运输、胞吞和胞吐 图1、图2 图3、图4、图5 图4、图5 (3)神经递质的释放应符合上图中哪种模式?该运输方式具有哪些特点? 提示 图5。需要消耗能量,不需要转运蛋白等。 解疑释惑(1)从低浓度一侧向高浓度一侧运输一定是主动运输,因为逆浓度 梯度运输需要消耗能量。 (2)同一种物质进出不同细胞时,运输方式可能不同,如红细胞吸收葡萄糖 的方式是协助扩散,小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输。 (3)Na+、K+等无机盐离子一般以主动运输的方式进出细胞,但也可通过协 助扩散进出细胞。 (4)RNA和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核,而不是通过胞吞、胞 吐。 考向突
25、破考向突破 考向1 物质出入细胞的方式、特点及实例 1.(2020江苏)下图表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式,下列叙 述正确的是( ) A.葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同 B.Na+主要以方式运出小肠上皮细胞 C.多肽以方式进入细胞,以方式离开细胞 D.口服维生素D通过方式被吸收 答案 A 解析 由图可知:葡萄糖以主动运输方式被小肠上皮细胞吸收,而运出细胞 则是以协助扩散的方式,A项正确。由图可知:Na+以主动运输方式运 出细胞,B项错误。多肽以胞吞、胞吐方式进、出细胞,C项错误。维生 素D属于脂类物质,以自由扩散的方式被吸收,D项错误。 2.(2020山东菏泽模拟)下图表示小肠上皮细胞
26、转运葡萄糖的过程,已知肠 腔的葡萄糖浓度小于细胞内葡萄糖浓度,细胞内的葡萄糖浓度大于组织液 中葡萄糖的浓度,细胞内的Na+浓度低于细胞外,葡萄糖依赖Na+形成的浓度 差与Na+一起同向运输。下列相关叙述错误的是( ) A.细胞中的葡萄糖进入组织液可不消耗能量 B.图中Na+的转运依赖两种不同的动力 C.一种物质可以有两种不同的运输方式 D.Na+/葡萄糖同向运输蛋白能同时运输葡萄糖和Na+,说明其不具有特异性 答案 D 解析 根据题意可知,细胞中的葡萄糖可顺浓度梯度进入组织液,不消耗能 量,A项正确;因细胞内的Na+浓度低于细胞外,Na+进入细胞为协助扩散,Na+ 运出细胞为主动运输,前者的动
27、力是浓度差,后者的动力是ATP水解产生的 能量,B项正确;小肠上皮细胞对Na+和葡萄糖的运输都有两种运输方式,包 括协助扩散和主动运输,C项正确;虽然Na+/葡萄糖同向运输蛋白能同时运 输葡萄糖和Na+,但两种物质与该蛋白的结合位点不同,故仍具有特异性,D 项错误。 方法技巧“三看法”快速判定物质出入细胞的方式 考向2 影响物质跨膜运输的因素 3.(2020海南)ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白,参与细胞吸收多种营养 物质,每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性。ABC转运蛋白的结构 及转运过程如图所示,下列有关叙述正确的是( ) A.ABC转运蛋白可提高O2的跨膜运输速度 B.ABC转运蛋
28、白可协助葡萄糖顺浓度梯度进入细胞 C.Cl-和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输 D.若ATP水解受阻,ABC转运蛋白不能完成转运过程 答案 D 解析 O2的跨膜运输方式为自由扩散,不需要转运蛋白协助,A项错误;据图 可知,ABC转运蛋白发挥作用过程伴随ATP水解, 葡萄糖顺浓度梯度进入细 胞不需要耗能,B项错误;据题干信息可知“每一种ABC转运蛋白对物质运 输具有特异性”,故Cl-和氨基酸跨膜运输依赖的转运蛋白不同,C项错误;据 图可知,ABC转运蛋白的功能发挥伴随ATP水解,故若ATP水解受阻,ABC转 运蛋白不能完成转运过程,D项正确。 4.(2020山东)碘是甲状腺激素合成的重要原
29、料。甲状腺滤泡上皮细胞膜上 的钠-钾泵可维持细胞内外的Na+浓度梯度,钠-碘同向转运体借助Na+的浓 度梯度将碘转运进甲状腺滤泡上皮细胞,碘被甲状腺过氧化物酶活化后,进 入滤泡腔参与甲状腺激素的合成。下列说法正确的是( ) A.长期缺碘可导致机体的促甲状腺激素分泌减少 B.用钠-钾泵抑制剂处理甲状腺滤泡上皮细胞,会使其摄碘能力减弱 C.抑制甲状腺过氧化物酶的活性,可使甲状腺激素合成增加 D.使用促甲状腺激素受体阻断剂可导致甲状腺激素分泌增加 答案 B 解析 碘是甲状腺激素合成的重要原料,长期缺碘可导致甲状腺激素的合 成减少,由于其合成、分泌过程存在负反馈调节,机体的促甲状腺激素分泌 增多,A项
30、错误;甲状腺滤泡上皮细胞膜上的钠-钾泵可维持细胞内外的Na+ 浓度梯度,钠-碘同向转运体借助Na+的浓度梯度将碘转运进甲状腺滤泡上 皮细胞,用钠-钾泵抑制剂处理甲状腺滤泡上皮细胞,会使其摄碘能力减 弱,B项正确;碘被甲状腺过氧化物酶活化后,进入滤泡腔参与甲状腺激素的 合成,抑制甲状腺过氧化物酶的活性,会使甲状腺激素合成减少,C项错误; 使用促甲状腺激素受体阻断剂可导致垂体的调控作用降低,甲状腺激素分 泌减少,D项错误。 5.(2020山东青岛三模)水分子存在两种跨膜运输机制,一种是通过脂双层 的自由扩散,另一种是通过水通道蛋白跨膜运输。研究者为探究哺乳动物 成熟红细胞的吸水方式,进行了如下实验
31、,将甲组红细胞用生理盐水配制的 蛋白酶溶液处理,乙组红细胞用等量的生理盐水处理。将甲、乙两组制成 装片,在盖玻片一侧滴加清水,另一侧用吸水纸引流,显微镜下观察在相同 时间内两组细胞发生破裂的情况。下列分析不合理的是( ) A.水分子的上述两种跨膜运输方式,都是顺浓度梯度进行的 B.磷脂双分子层内部具有疏水性,水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一 定阻碍 C.若甲、乙两组细胞破裂数差异不大,则说明水分子主要以自由扩散进入 红细胞 D.若甲组细胞破裂的数量比乙组少,则说明水分子仅通过通道蛋白进入红 细胞 答案 D 解析 水分子的两种跨膜运输方式为自由扩散和协助扩散,均为被动运输, 顺浓度梯度进行,A
32、项正确;磷脂分子包括亲水的磷酸头和疏水的脂肪酸尾, 水自由扩散通过细胞膜时会受到脂肪酸尾的阻碍,B项正确;甲组红细胞经 蛋白酶处理后,细胞膜表面的水通道蛋白减少,甲组红细胞主要通过自由扩 散进行水的跨膜运输,乙组红细胞中自由扩散和协助扩散同时进行,若甲、 乙两组细胞破裂情况基本相同,说明水分子以自由扩散的方式进入红细胞 为主,C项正确;若甲组细胞破裂的数量比乙组少,甲组也有破裂,说明水分 子也可以通过自由扩散的方式跨膜,D项错误。 6.(2020山东滨州二模)薄荷油可以促进皮肤对药物的吸收。为研究其作用 机理,科研人员将HaCaT细胞的膜蛋白进行某种荧光标记,用激光对膜的特 定区域进行照射,使
33、之淬灭(荧光消失)一段时间后测定相关指标如下表所 示。下列说法错误的是( ) 相关指标 空白组 薄荷油(溶解于DSMO)处理组 淬灭区域的荧光恢复率/% 51.53 81.12 细胞内Ca2+浓度相对值 7 132 8 108 细 胞 膜 Ca2+载 体 活 性 /(U mg-1) 1.18 0.93 A.应设置只加入DSMO的对照组 B.薄荷油处理可以增加细胞膜的流动性 C.细胞膜Ca2+载体能够将Ca2+由细胞外运输到细胞内 D.薄荷油可能通过影响物质的跨膜运输促进皮肤对药物的吸收 答案 C 解析 为了使实验更有说服力,应设置只加入DSMO的对照组,A项正确;根 据薄荷油可以促进皮肤对药物
34、的吸收的作用,推测薄荷油处理可以增加细 胞膜的流动性,进而促进了药物吸收,B项正确;经过薄荷油处理之后,细胞 膜Ca2+载体活性下降,同时细胞内Ca2+浓度升高,说明Ca2+向细胞外转运的 量减少,因此可推知细胞膜Ca2+载体能够将Ca2+由细胞内运输到细胞外,C 项错误;由分析可知,薄荷油可能通过影响物质的跨膜运输促进皮肤对药物 的吸收,D项正确。 方法技巧探究物质跨膜运输方式的方法 (1)探究是主动运输还是被动运输的方法 (2)探究是自由扩散还是协助扩散的方法 考点三考点三 实验实验:探究植物细胞的吸水和失水探究植物细胞的吸水和失水 合作探究合作探究 探究1对照方法分析 (教材链接:人教版
35、必修1 P64“探究 实践”)本实验用显微镜观察了三次,其 中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。请写出本实验的两组对照实验。 提示 探究2实验结果的讨论与分析 (1)成熟植物细胞若在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离后,在清水中却 不能观察到质壁分离复原现象,则可能原因是什么? 提示 细胞失水过多或失水时间过长导致细胞死亡。 (2)下表是某学生的实验报告中的部分内容,请填空。 项目 洋葱鳞片叶外表皮细胞浸入蔗糖溶液 洋葱鳞片叶外表皮细胞 浸入清水中 1 min 3 min 5 min 1 min 3 min 5 min 细胞 变化 开 始质壁 分离 液泡变
36、, 出现部分质 壁 原生质层收 缩成团,液泡 进一步变小 液泡变 大 部分质 壁分离 复原 恢复原 状 四角 小 分离 (3)在新鲜萝卜块中央挖一空洞,洞内注入一定量的食盐水,数小时后,观察 萝卜块的变化是由 ,其洞内液面 。原因是 细胞液的浓度 外界溶液的浓度,细胞通过渗透作用而 ,细 胞发生了 现象。 脆硬变柔软 上升 小于 失水 质壁分离 探究3应用分析 请举例说明质壁分离实验的实践应用。 提示 (1)判断成熟植物细胞是活细胞还是死细胞 (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 (4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 考向突破考向突破 考向1 探究植
37、物细胞的吸水和失水实验原理和基本步骤分析 1.(2020湖南长沙模拟)以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为观察植物细胞质 壁分离和复原实验的材料,下列有关说法正确的是( ) A.正在发生质壁分离的细胞,其吸水能力逐渐减弱 B.正在发生质壁分离的细胞,其紫色区域逐渐缩小,该区域颜色逐渐变深 C.发生质壁分离后完全复原的细胞,其细胞液浓度最终与外界溶液浓度相 同 D.该实验不选择紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞作材料,是由于该类细胞不能 发生质壁分离 答案 B 解析 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液呈紫色,正在发生质壁分离的 细胞,因不断失水导致细胞液的浓度逐渐增大,紫色区域逐渐缩小,该区域 颜色逐渐变深,细胞
38、的吸水能力逐渐增强,A项错误,B项正确;因细胞壁的保 护作用,实验中发生质壁分离后完全复原的细胞,其细胞液浓度最终与外界 溶液浓度相同或大于外界溶液浓度,C项错误;该实验不选择紫色洋葱鳞片 叶内表皮细胞作材料,是由于该类细胞的细胞液无色,不易观察到质壁分离 及其复原现象,D项错误。 考向2 质壁分离实验的拓展和应用 2.(2020山东烟台模拟)某研究小组用5种植物材料进行质壁分离实验。在 相同的放大倍数下,记录视野中的细胞数目,然后滴加蔗糖溶液,记录从滴 加蔗糖溶液到发生“初始质壁分离”的平均时间,绘制成下图。下列说法正 确的是( ) A.据图分析可知,5种植物材料中山茶细胞最小 B.该实验在观察质壁分离现象时,没有设计对照实验 C.若在发生质壁分离后滴加清水,则5种材料复原时间都不同 D.5种材料中,红花檵木发生质壁分离的速度最快 答案 D 解析 据图分析可知,在相同的放大倍数下,视野中山茶的细胞数目最少,说 明其细胞最大,红花檵木的细胞数目最多,细胞最小,A项错误;该实验中蔗 糖溶液滴加之前和之后形成前后自身对照,B项错误;若在发生质壁分离后 滴加清水,不能确定5种材料复原时间,C项错误;5种材料中,红花檵木从滴 加蔗糖溶液到发生“初始质壁分离”的平均时间最短,发生质壁分离的速度 最快,D项正确。
