内容正文:
被动运输
RNA
高效
降低化学反
应的活化能
温度
A—P~P~P
细胞呼吸
光合作用
物质跨膜运输的方式
专题
创设情境, 提出问题
思考:
海水稻生长于盐碱地中可能会面临哪些威胁?
③其他生物的威胁, 如赤霉菌感染等
①盐碱地中过多无机盐造成的土壤溶液浓度过高、根细胞渗透吸水困难
②土壤PH过高对植物细胞造成伤害
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教师提出问题: 海水稻生
长于盐碱地中可能会面临哪些威胁? 绝大多数学生经
过思考能想到: 海水稻要面临盐碱地中过多无机盐造
成的土壤溶液浓度过高、根细胞渗透吸水困难的威胁,
以及土壤溶液 ’( 过高对细胞造成伤害的威胁。教师
进一步引导学生从生态系统中生物种间关系的角度思
考, 海水稻还可能面临其他生物的威胁, 如赤霉菌感染
等。最后补充细胞中过量的无机盐离子也会对海水稻
的生长造成威胁。
设计意图: 通过海水稻能生长于盐碱地这一真实
情境, 与学生原有认知———“植物在高渗环境下出现
‘烧苗’现象, 不能正常生长”产生冲突。从解决实际
问题的角度出发, 使学生能从呈现的情境中自然产生
指向中心问题的疑问
资料1:
盐碱地中含过量的钠盐,如 NaCl、NaHCO3、Na2CO3 等,会对海水稻的生存造成威胁。同时一些病原菌也会感染水稻植株,影响正常生长,而海水稻可调节相关物质运输从而抵抗逆境。
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进出的物质 抗菌蛋白
物质跨膜运输方式 自由扩散 协助扩散 主动运输
以图中实例说明 水经磷脂双分子层进入细胞
运输方向 高浓度向低浓度
是否消耗ATP 消耗ATP
是否需要膜转运蛋白协助 不需要
表一 海水稻相关物质跨膜运输
任务一:归纳物质跨膜运输的方式
水
高浓度向低浓度
不需要
水、H+、Na+
不需要
需要
H+、Na+
低浓度向高浓度
需要
需要
胞吞
不需要
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协助扩散案例:水经通道蛋白进入细胞、H+经载体蛋白从细胞外或液泡进入细胞质、Na+经通道蛋白进入细胞质
主动运输案例:H+经载体蛋白运至细胞外或液泡内、Na+经载体蛋白由细胞质运至细胞外或液泡内
载体蛋白 通道蛋白
区别
①需要与被运输的物质相结合;
②转运时会发生自身构象的改变
①不需要与通道蛋白结合
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必修一P88
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1.(2025·广东选择考)物质跨膜运输是维持细胞正常生命活动的基础,下列叙述正确的是( )
A.呼吸时O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响
B.心肌细胞主动运输Ca2+时参与转运的载体蛋白仅与Ca2+结合
C.血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞的速率与细胞代谢无关
D.集合管中Na+与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收
A
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2.(2025·云南选择考)细胞作为生命活动的基本单位,需要与环境进行物质交换。下列说法正确的是( )
A.协助扩散转运物质需消耗ATP
B.被动运输是逆浓度梯度进行的
C.载体蛋白转运物质时自身构象发生改变
D.主动运输转运物质时需要通道蛋白协助
C
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3.三种跨膜运输方式的曲线图及影响因素
协助扩散
或主动运输
主动运输
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主动运输
ATP直接供能
ATP间接供能
光驱动泵的运输
Na+-K+泵
H+泵
Ca2+泵
同向协同转运
逆向协同转运
主动运输的三种方式
主动运输的3种类型
知识拓展
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主动运输的三种方式
主动运输的3种类型
知识拓展
(ATP直接供能)
(ATP间接接供能)
同向协同转运蛋白和反向协同转运蛋白
所利用的能量储存在一种离子的电化学梯度中
光能—细菌质膜上的H+泵
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小肠上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时,没有直接消耗ATP,而是利用Na+浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的,而Na+-K+需要消耗ATP。
4.线粒体外膜分布着孔蛋白构成的通道蛋白,丙酮酸可以经此通道通过。而线粒体内膜由于蛋白质含量高导致通透性低,丙酮酸需通过与H+协同运输的方式由膜间隙进入线粒体基质,如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.线粒体内膜的蛋白质/脂质的值大于线粒体外膜的
B.丙酮酸穿过线粒体外膜和内膜的方式均为协助扩散
C.H+通过质子泵由线粒体基质进入膜间隙的方式为主动运输
D.加入蛋白质变性剂会改变线粒体内膜对H+的运输速率
B
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胞吞和胞吐
当细胞摄取大分子时,首先是大分子与膜上的蛋白质结合,从而引起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,这种现象叫作胞吞(教材P71)
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,这种现象叫作胞吐(教材P71)
磷脂分子重排
形成囊泡
胞吞和胞吐需要膜上载体蛋白质的参与吗?
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资料: 盐碱地中过多的无机盐,如 NaCl、NaHCO3、Na2CO3 等,不仅增大了土壤溶液的渗透压,使植物吸水困难,产生渗透胁迫,还会使土壤 pH 呈碱性,干扰植物细胞正常的物质运输,出现碱胁迫。 Na+进入水稻根部细胞,也会影响细胞质基质中某些酶的活性,对植物产生离子毒害。
①水稻通过 ,从而有利于根细胞吸水,以应对渗透胁迫。
②盐碱地土壤 pH 呈碱性,但海水稻根细胞间 pH 小于7,原因是什么?
主动运输把Na+和H+运入液泡
海水稻通过主动运输把H+排出细胞,中和外界碱性物质,使得根细胞间 pH 小于 7。
③细胞通过哪些途径缓解过量 Na 的离子毒害?该过程是否消耗了能量?
海水稻通过主动运输把细胞质基质中过多的Na+排出细胞和运入液泡内,降低了细胞质基质中的Na+浓度,以应对离子毒害。
④土壤溶液 pH 偏高,对海水稻缓解离子毒害有无影响?理由是什么?
有;土壤溶液pH升高,H+从SOS1进入细胞的量减少,导致Na+外排受阻。
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实验验证
基于海水稻在盐碱地中解决渗透胁迫和离子毒害的机理, 可以推测出海水稻根尖成熟区细胞的细胞液浓度比一般水稻品种 ( 生长在普通稻田) 的高。
请利用质壁分离实验方法设计对照实验进行验证, 并简要写出实验设计思路、预期结果和结论
海水稻
普通水稻
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实验验证
基于海水稻在盐碱地中解决渗透胁迫和离子毒害的机理, 可以推测出海水稻根尖成熟区细胞的细胞液浓度比一般水稻品种 ( 生长在普通稻田) 的高。
请利用质壁分离实验方法设计对照实验进行验证, 并简要写出实验设计思路、预期结果和结论
预期结果和结论:普通水稻根尖成熟区细胞发生质壁分离程度大于海水稻组,则海水稻根尖成熟区细胞的细胞液浓度比一般水稻品种的高。
实验思路:取生长状况正常的海水稻和普通水稻根尖成熟区细胞分别制备成临时装片,从盖玻片的一侧滴入红色溶液A,在盖玻片的另一侧用吸水纸引流,重复几次,处理相同时间,并在显微镜下观察两组细胞原生质层的位置。
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拓展延伸
海水稻也有几个一直难以大面积推广的弱点,一是不抗倒伏,若是遭遇台风暴雨,这稻子就大片大片倒下,大面积倒伏造成收割困难;二是单产低,最初的海水稻亩产仅几十斤。三是耐盐碱能力还有待进一步提高,这样可以让更多的盐碱地中上海水稻,实现增产。
结合实际情况,提出进一步改良海水稻抗逆性状的方案。
系到杂交育种, 可通过不同亲本的杂交, 不断选育具有优良性状的后代。也可采取基因工程育种, 从其他耐盐碱植物中获取目的基因, 定向改造海水稻的抗逆性状
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平 均 亩 产 量 达 到802.9 公斤, 创下盐碱地水稻高产新纪录。
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A
3.冰叶日中花(简称冰菜)是一种耐盐性极强的盐生植物,其茎、叶表面有盐囊细胞,下图表示盐囊细胞中3种离子的转运方式。下列说法正确的是( )
A.冰菜可通过积累相关离子来提高细胞的吸水能力
B.CLC蛋白开放后H+顺浓度梯度转运属于主动运输
C.图示过程中P型和V型ATP酶不具备转运蛋白的功能
D.NHX蛋白能转运H+和Na+两种离子说明其不具有特异性
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3.(2025·山东等级考)生长于NaCl浓度稳定在100 mmol/L的液体培养基中的酵母菌,可通过离子通道吸收Na+,但细胞质基质中Na+浓度超过30 mmol/L时会导致酵母菌死亡。为避免细胞质基质中Na+浓度过高,液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,细胞膜上的蛋白W也可将Na+排出细胞。下列说法错误的是( )
A.Na+在液泡中的积累有利于酵母细胞吸水
B.蛋白N转运Na+过程中自身构象会发生改变
C.通过蛋白W外排Na+的过程不需要细胞提供能量
D.Na+通过离子通道进入细胞时不需要与通道蛋白结合
C
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【对点突破】
题点1 细胞的吸水与失水
1.(2025·深圳高三调研)某兴趣小组将植物叶片表皮细胞依次置于甲、乙、丙三种浓度的蔗糖溶液中,一段时间后进行观察,整个实验过程植物细胞都有活性,实验结果如下页左上图所示。下列分析正确的是( )
A.甲溶液中植物细胞的失水速率逐渐加快
B.转移到乙溶液中的植物细胞会发生吸水过程
C.转移到丙溶液中的植物细胞细胞液浓度与丙溶液浓度一定相等
D.该实验无法确定甲、乙、丙起始浓度的相对大小
B
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2.某班级为探究外界溶液浓度与植物细胞质壁分离程度的关系,用原生质体长度(b)与细胞长度(a)的比值(b/a)表示质壁分离程度(植物细胞的原生质体是指除去细胞壁外的部分),分别用不同浓度的NaCl溶液(标注为1~5号)进行实验,处理相同时间后测得的结果如下图所示。下列叙述符合该实验的是( )
A.1号溶液中水分子不会从植物细胞渗出
B.2号溶液中植物细胞主动失去的水分主要是液泡中的水分
C.实验结束时,3号溶液中液泡渗透压大于4号溶液中液泡渗透压
D.实验结果与细胞壁和原生质层的伸缩性存在差异相关
D
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题点2 物质进出细胞方式的判定
3.(2025·大湾区高三二模)细胞是一个开放的系统,需要不断与环境进行物质交换。下列叙述错误的是( )
A.水分子更多以协助扩散的方式进出细胞
B.通道蛋白既参与协助扩散也参与主动运输
C.维持细胞内外的离子浓度差需要消耗能量
D.可通过胞吐作用将小分子物质排出细胞
B
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1.溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+,溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累,严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是( )
A.H+进入溶酶体的方式属于主动运输
B.H+载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累
C.该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除
D.溶酶体破裂后,释放到细胞质基质中的水解酶活性增强
D
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B
2.植物组织培养过程中,培养基中常添加蔗糖,植物细胞利用蔗糖的方式如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.转运蔗糖时,共转运体的构型不发生变化
B.使用ATP合成抑制剂,会使蔗糖运输速率下降
C.植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源
D.培养基的pH高于细胞内,有利于蔗糖的吸收
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4.为探究人工膜通过H+的跨膜转运合成ATP的机制,科学家在脂质体(一种人工膜)上分别嵌入细菌紫膜质(一种膜蛋白)和ATP合酶,光照后结果如下图。下列说法正确的是( )
B
A.光能先转化为ATP中的化学能,再为H+进入脂质体内部供能
B.ATP合酶既可催化ATP的合成,又是H+协助扩散的通道
C.照射细菌紫膜质由强光变为弱光时,ATP 的合成速率显著上升
D.推测线粒体内膜、类囊体薄膜上也存在图中所示的能量转换机制
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Lavf58.29.100
Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.77
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