第07讲 物质运输（复习课件）（2大考点+8大考向+长句作答+实验探究）（全国通用）2027年高考生物一轮复习讲练测

该高中生物学高考复习课件聚焦“物质运输”核心考点，依据高考评价体系梳理渗透作用、质壁分离、跨膜运输方式等考查要求，通过近三年高考真题分析明确质壁分离实验、运输方式判断等高频考点，归纳U型管装置分析、曲线解读等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“考点精讲+真题溯源+情境探究”，以2023广东卷渗透装置题为例，用科学思维解析浓度差与液面关系，结合质壁分离实验培养探究实践素养，设易错警示（如原生质层误区）和突破策略（运输方式判断三步法），助力学生掌握技巧，教师可精准教学提升效率。

水和溶质分子都从高浓度区域扩散到低浓度区域。水分子的极性很强，而细胞膜主要是脂质的，因此水不能轻易通过细胞膜。一种称作水通道蛋白的特殊蛋白质通道，促进了水通过膜的流动性。某些溶质，例如离子和糖不溶于脂质，因此在没有特殊转运蛋白的情况下，不能通过细胞膜的磷脂双分子层。溶解的溶质与水分子相互作用，水分子在带电的溶质分子周围形成水化层，当膜将具有不同浓度的两种溶液分隔开时，膜两侧存在不同浓度的自由水分子。溶质浓度较高的一侧将水分子束缚在水化层中，然后自由水分子开始顺着水分子的浓度梯度移动，也就是向着溶质浓度较高的一侧移动。这种通过扩散使水在膜上向着更高的溶质浓度一侧进移动的现象称作渗透。如果两个溶液的浓度不相等，则浓度较高的溶液为高渗溶液，浓度较低的溶液为低渗溶液。如果两种溶液的浓度相等，则溶液是等渗的。如果将红细胞置于高浓度溶液中水就会从细胞中扩散出来，导致细胞萎缩。如果将红细胞置于低渗溶液中，溶液中的浓度低于细胞质中的浓度，水就会扩散到细胞中，导致细胞膨胀并最终破裂。相比之下，植物细胞周围具有坚固的细胞壁，可以承受较高的内部压力而不会破裂。在高渗溶液中，细胞膜以及其内部物质收缩，但细胞壁保持完整，这种现象称作质壁分离。当置于低渗溶液中时，被细胞壁包围的细胞会膨胀，但不会破裂，因为细胞壁足够坚固，可以承受膨胀产生的压力。 第二单元 细胞的结构、功能和物质运输 大概念一 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位 2027年高考一轮复习讲练测 生物学 概念体系 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位 大概念01 第二单元 第7讲 物质运输 全国通用 2027年高考一轮复习讲练测 生物学 3 01命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 拆解核心考点，突破命题考向 溯源真题逻辑，感知高考考向 搭建知识框架，构建系统思维 目录 目录总览 路径指引 02知识建联·脉络梳理 03考点精讲·靶向突破 04真题溯源·考向感知 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识点1 渗透作用 知识点2 动、植物细胞的吸水与失水 知识点3 原生质层与质壁分离的本质 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识点1 被动运输与主动运输 知识点2​ 胞吞与胞吐 知识点3​ 实验：观察质壁分离与复原 深挖素材脉络，规范长句作答 05情境探究·素养拓展 知识解构 即时演练 高分破译 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 01 5 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 考查 概述  从命题题型和内容上看，高考命题涵盖选择题与非选择题，题目相对综合，以考查基础知识的迁移应用和综合分析能力为主。主要涉及渗透作用的原理、物质跨膜运输方式的辨析（被动运输与主动运输）、以及探究植物细胞吸水失水的实验（质壁分离与复原）等核心内容。 考查 形式 试题常以选择题形式考查渗透作用发生的条件、运输方式的判断；非选择题则常结合特定的生命情境（如施肥过多导致烧苗、质壁分离自动复原等），考查学生对物质运输原理的理解，以及对生物学核心素养（生命观念、科学思维）的综合应用能力。 课标 要求 明确 目标 阐明渗透作用发生的条件，说明水分子或其他溶剂分子通过半透膜的移动特点。（生命观念） 举例说明动、植物细胞的吸水和失水原理；比较被动运输与主动运输的异同，理解胞吞、胞吐的特点。（生命观念、科学思维） 3. 掌握“观察植物细胞质壁分离与复原”实验的操作要点，尝试分析不同物质（如KNO₃、尿素）导致的自动复原现象。（科学探究） 高考 前沿 1. 渗透作用与细胞的吸水和失水 2026·广东卷，5；2025·重庆卷，10；2025·北京卷，15；2025·浙江1月卷，9；2024·湖南卷，14；2024·山东卷，4； 2. 物质跨膜运输的方式及实验探究 2026·河北卷，3；2026·湖南卷，9；2026·山东卷，2；2026·黑吉辽蒙卷，9；2026·陕晋青宁卷，7；2025·浙江6月卷，11；2025·重庆卷，8；2025·四川卷，4；2025·云南卷，3；2025·广东卷，8；2025·河南卷，3； 6 知识建联·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 02 7 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 细胞的物质输入和输出 渗透作用 物质输入和输出的方式 探究植物细胞的吸水和失水 概念 条件：半透膜、浓度差 方向：高渗透压→低渗透压 被动运输 主动运输 胞吞和胞吐 影响物质运输的因素及运输方式的判断 自由扩散 协助扩散 实验原理及材料 实验步骤 实验结构及结论 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，突破命题考向 03 9 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 自主研学·梳理教材 1.说出渗透作用发生的两个条件；明确渗透装置中达到渗透平衡时溶液浓度情况。 2.阐述动、植物细胞吸水与失水的原理；明确水分子主要以协助扩散（通过水通道蛋白）的方式跨膜运输。 3.说明原生质层的结构与特性；分析植物细胞质壁分离与复原的内因与外因。 4.列举物质跨膜运输的三种主要方式及其特点。 5.辨析载体蛋白与通道蛋白的作用机制。 6.阐述大分子物质进出细胞的方式。 7.掌握“观察植物细胞质壁分离与复原”实验的选材要求。 8.归纳“观察植物细胞质壁分离与复原”实验的操作流程及拓展应用。 9.分析不同物质（如蔗糖、KNO3等溶液）导致质壁分离及复原的差异。 情境导入·项目挑战 神奇的“吃盐”植物 中国的盐碱地面积占世界盐碱地总面积的10.1%，随着耕地减少、人口增长和经济发展，面临的压力日益增大。科学家发现，盐生植物细胞通过较强的吸水能力保证体内单位体积的盐分浓度处于一个较低的水平，还能将钠离子吸收进体内，通过叶细胞区隔化将其在液泡中包裹起来。这类植物有很高的利用价值，能在大的盐分循环中起作用，把盐“吃掉”后将它移走，从而降低土壤盐碱度。 科学家认为这种植物在在改良 干旱区盐碱地和利用上有很重要的 作用。 本节使命：你作为盐碱地治理小组的植物学顾问，请根据物质进出细胞的原理和方式，分析“吃盐”植物的耐盐碱策略。 观看视频 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识点01 渗透作用 1、渗透作用及其现象分析 知识解构 即时演练 高分破译 （1）概念：水分子（或其他溶剂分子）通过_________的扩散。 半透膜 不只是水，酒精等也可发生渗透 扩散方向是双向的，只是宏观上表现为净移动 （2）发生条件 具有半透膜 半透膜两侧溶液存在浓度差 允许小分子通过，阻挡大分子 膜两侧溶液的物质的量浓度不等 （3）方向 水分子相对含量______→水分子相对含量______ ______浓度溶液→______浓度溶液 多 少 低 高 ______渗透压溶液→______渗透压溶液 低 高 知识点01 渗透作用 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识解构 即时演练 高分破译 2、渗透作用的经典模型与平衡机制 （1）U型管模型 S1——蔗糖 S2——纯水 液面走向：蔗糖(S1)侧液面________，纯水（S2）侧________。 ②方向判定：水分子从____________________向 ________________净移动。 ③平衡铁律：液面停止上升时，蔗糖侧浓度____ 纯水侧，高出的液柱产生的静水压恰好抵消了浓度差产生的吸水力，此时水分子进出速率_______但浓度_______（动态平衡）。 上升 下降 低浓度（纯水） 高浓度（蔗糖） ＞ 相等 不等 知识点01 渗透作用 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识解构 即时演练 高分破译 2、渗透作用的经典模型与平衡机制 （2）漏斗模型 漏斗内液面升高的原因： ②漏斗内液面不能无限上升的原因： ③漏斗内液面上升的高度(∆h)与半透膜两侧的浓度差呈____相关。 单位时间内通过半透膜进入长颈漏斗的水分子数多于从漏斗渗出的水分子数。 当漏斗内的液面上升的一定高度后，水柱产生的压力将加快漏斗中水分子向外扩散的速度，最终达到平衡。 正 知识点01 渗透作用 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识解构 即时演练 高分破译 2、渗透作用的经典模型与平衡机制 （3）模型迁移 细胞壁 细胞膜 细胞质 细胞核 液 泡 液泡膜 动物细胞 植物细胞 半透膜 动物细胞：细胞膜为半透膜 植物细胞：原生质层（包括________________________）为半透膜。 细胞膜、液泡膜、细胞质 原生质层 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识解构 即时演练 高分破译 易错提醒 误区1：质量分数10%的蔗糖溶液和10%的葡萄糖溶液浓度相等。 渗透压取决于单位体积内的溶质微粒数（物质的量浓度），而非质量分数。由于蔗糖相对分子质量大于葡萄糖，相同质量分数下葡萄糖溶液的微粒数更多，水会从蔗糖溶液一侧流向葡萄糖溶液一侧。 误区2：U型管渗透平衡时两侧溶液浓度相等。 若半透膜不允许溶质通过，平衡时液面高的一侧溶液浓度仍然更高，是高出的液柱产生的静水压抵消了浓度差带来的吸水动力，此时水分子进出速率相等，但半透膜两侧溶液浓度不相等。 如图，在达到渗透平衡后若存在上图所示的液面差Δh，此时溶液浓度S1＞S2。 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识解构 即时演练 高分破译 易错提醒 误区4：混淆物理半透膜（如玻璃纸）和原生质层（生物膜）的功能。 物理半透膜仅通过孔径筛选物质，无生物活性； 原生质层是具有选择透过性的生物膜，二者本质截然不同。 误区3：渗透作用过程中，水分子从低浓度向高浓度单向流动。 渗透作用水分子始终双向扩散，只是从低浓度一侧进入高浓度一侧的速率更快，宏观表现为“净移动”。 渗透平衡时双向移动速率相等，并非水分子停止运动。 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识解构 即时演练 高分破译 细胞膜 条件 浓度差 细胞膜与外界溶液之间存在浓度差 （1）条件 外界溶液浓度<细胞质浓度 外界溶液浓度=细胞质浓度 外界溶液浓度>细胞质浓度 ↓ 细胞吸水膨胀 ↓ 细胞失水皱缩 ↓ 水分进出平衡，细胞形态保持不变 知识点02 动、植物细胞的吸水与失水 1、动物细胞的吸水和失水（以哺乳动物成熟红细胞为例） 低渗溶液 等渗溶液 高渗溶液 （2）现象 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识解构 即时演练 高分破译 知识点02 动、植物细胞的吸水与失水 1、动物细胞的吸水和失水（以哺乳动物成熟红细胞为例） 外界溶液 细胞内外溶液浓度对比 现象 本质 清水 （低渗） 外 < 内 吸水膨胀 → 涨破（溶血） 无细胞壁约束 0.9% NaCl （等渗） 外 = 内 形态正常 动态平衡 高浓度盐水 （高渗） 外 > 内 失水皱缩​ 渗透失水 细胞壁 液泡膜 细胞质 细胞膜 细胞液 知识点02 动、植物细胞的吸水与失水 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识解构 即时演练 高分破译 2、成熟植物细胞的吸水和失水（以洋葱鳞片叶外表皮细胞为例） （1）原理 (全透性) (选择透过性) (选择透过性) 原生质层 30%蔗糖 溶液 半透膜 清 水 细胞内的液体环境 （细胞液） 浓度差 外界溶液 存在 知识点02 动、植物细胞的吸水与失水 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识解构 即时演练 高分破译 2、成熟植物细胞的吸水和失水（以洋葱鳞片叶外表皮细胞为例） （2）现象 外界溶液浓度＞细胞液浓度 ↓ 细胞渗透失水 ↓ 质壁分离 外界溶液浓度＞细胞液浓度 ↓ 细胞渗透吸水 ↓ 细胞吸水膨胀 （由于存在细胞壁， 细胞不会涨破） 外界溶液浓度＝细胞液浓度 ↓ 水分进出平衡 ↓ 细胞维持 正常形态 知识点02 动、植物细胞的吸水与失水 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识解构 即时演练 高分破译 3、观察植物细胞的质壁分离和复原 外界溶液 细胞内外溶液浓度对比 现象 术语 0.3g/mL蔗糖 （等渗） 外 ＞内 液泡变小、原生质层与细胞壁分离 质壁分离​ 清水 （低渗） 外 < 内 液泡变大、原生质层恢复紧贴细胞壁 质壁分离复原 适宜浓度KNO3 （高渗→低渗） 外 > 内→外 < 内 先分离后自动复原 自动复原 观看视频 单击图标观看“细胞的吸水和视频”视频超链接 知识点02 动、植物细胞的吸水与失水 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识解构 即时演练 高分破译 观看视频 单击图标观看“细胞的吸水和视频”视频超链接 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识解构 即时演练 高分破译 易错提醒 误区1：只要动物细胞外界溶液浓度低于细胞内液，细胞就一定会涨破。 细胞吸水涨破通常发生在清水或极低渗溶液中；若外界为轻微低渗溶液，细胞虽吸水膨胀，但未必达到涨破阈值，如人体内红细胞在0.9%生理盐水中形态正常。 误区2：植物细胞吸水也会像动物细胞一样涨破。 植物细胞外层有刚性细胞壁限制原生质层过度扩张，吸水后仅表现为坚挺（紧张度增加），不会发生涨破现象。 误区3：动物细胞在高渗溶液中失水皱缩后，放回等渗溶液就能立即恢复原状。 细胞失水严重皱缩可能导致细胞膜结构损伤，即使恢复等渗环境，细胞也难以完全复原，这与植物细胞的质壁分离复原机制不同。 误区4：细胞壁能阻止水分子进出细胞。 细胞壁是全透性结构，水分子及溶解在水中的物质均可自由通过，它仅起到支持和保护作用，不参与渗透作用中的水势调节。 知识点03 原生质层与质壁分离的本质 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识解构 即时演练 高分破译 1、核心概念 细胞壁 液泡膜 细胞膜 细胞质 细胞液：液泡内的液体 特性 透性：_______（即水分子和溶解在水中的物质均能通过） 伸缩性_____ 原生质层 特性 透性：相当于一层______ 伸缩性_____ 全透性 小 半透膜 大 知识点03 原生质层与质壁分离的本质 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识解构 即时演练 高分破译 2、质壁分离的本质 类型 原因 关键词 内因 （根本） 原生质层伸缩性 > 细胞壁 "质"缩得多， "壁"几乎不动 原生质层具选择透过性 （相当于半透膜） 水分子可过， 蔗糖分子不可过 外因 （直接） 外界溶液浓度 > 细胞液浓度 细胞失水 知识点03 原生质层与质壁分离的本质 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识解构 即时演练 高分破译 3、植物细胞发生质壁分离后复原情况 （1）KNO₃、尿素、乙二醇、甘油： （2）蔗糖： （3）死细胞： →自动复原 溶质分子可被细胞主动吸收 → 细胞液浓度反超外界 溶质不能进入细胞 →需人工加清水才复原 原生质层失活、变为全透 → 不发生质壁分离 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识解构 即时演练 高分破译 易错提醒 误区1：原生质层包含细胞核 原生质层特指细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，细胞核通常位于细胞膜内侧靠近细胞壁的区域，不属于原生质层的组成范畴。 误区2：质壁分离内因单一，即质壁分离仅由原生质层伸缩性大于细胞壁导致。 质壁分离内因包含两个关键点：一是原生质层伸缩性大于细胞壁；二是原生质层具有选择透过性（相当于半透膜），若原生质层失去活性，即使伸缩性差异存在也无法发生分离。 误区3：质壁分离后原生质层与细胞壁之间的空隙充满空气。 原生质层与细胞壁之间的空隙完全充满外界溶液，因为细胞壁是全透性的，外界溶液可自由渗入间隙，这与细胞呼吸产生的气体无关。 误区4：质壁分离意味着细胞死亡。 质壁分离是活细胞在高浓度溶液中发生的正常生理现象，若及时滴加清水，细胞可发生复原；只有当外界溶液浓度过高或处理时间过长导致细胞脱水死亡时，才无法复原。 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 1.渗透作用中，水分子是从溶液浓度低的一侧单向流向浓度高的一侧。 （ ） 2.渗透作用装置中，当半透膜两侧液面不再变化时（达到平衡），两侧溶液的浓度一定相等。 （ ） 3.比较两种溶液的渗透压时，10%的葡萄糖溶液和10%的蔗糖溶液浓度是相等的。 （ ） 4.U型管渗透装置中，若在液面较高的一侧加入一定量的清水，该侧的液面会继续一直上升。 （ ） 5.动物细胞在低渗溶液中吸水一定会涨破。 （ ） ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识解构 高分破译 即时演练 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 6.植物细胞在低渗溶液中吸水会发生涨破现象。 （ ） 7.植物细胞的细胞壁是全透性的，因此水分子无法通过细胞壁进出细胞。 （ ） 8.发生质壁分离时，原生质层与细胞壁之间的空隙是真空的，充满了空气。 （ ） 9.只要是植物细胞，放在高浓度溶液中就一定能观察到质壁分离现象。 （ ） 10.将发生质壁分离的细胞放入清水中，若细胞不能复原，则说明细胞在进行质壁分离的过程中已经死亡。 （ ） ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ ✔️ 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识解构 高分破译 即时演练 考向01 渗透作用原理与渗透装置分析 1．如图为渗透作用的“U”型装置示意图，实验开始时， 两侧液面等高，一侧加入高浓度溶液，一侧加入低浓度 溶液，半透膜允许单糖通过。据图分析，下列叙述正确 的是（ ） A．若U型管两侧加入蔗糖溶液，由于高浓度一侧渗透压大，故高浓度一侧的液面上升 B．若U型管两侧加入葡萄糖溶液，由于葡萄糖分子都可透过半透膜，故两侧液面始终等高 C．若U型管两侧加入麦芽糖溶液，当达到渗透平衡时，半透膜两侧水分子不再移动 D．若U型管两侧加入蔗糖溶液，最终液面停止上升时，半透膜两侧溶液浓度趋于一致 A 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识解构 高分破译 即时演练 蔗糖为二糖，不能透过半透膜，高浓度一侧渗透压大，水分子由低浓度向高浓度一侧移动 葡萄糖为单糖，可透过半透膜，实验开始时高浓度一侧渗透压大，液面先上升；随后葡萄糖向低浓度一侧扩散，导致低浓度一侧渗透压升高，水分子反向移动，液面最终会出现先上升后下降的变化 麦芽糖为二糖，不能透过半透膜，达到渗透平衡时，半透膜两侧水分子仍在双向移动，只是移动速率相等 蔗糖不能透过半透膜，液面停止上升时，高浓度一侧液面更高，静水压抵消了部分渗透压，此时半透膜两侧溶液浓度并不一致，高浓度一侧溶液浓度仍大于低浓度一侧 考向01 渗透作用原理与渗透装置分析 2．某生物科研小组进行了相关实验。实验1：如图1装置中，S1为蔗糖溶液，S2为清水，半透膜只允许水分子通过，初始时漏斗内外液面平齐；实验2：将洋葱鳞片叶外表皮均分为两组，分别在常温与低温（4°C）条件下处理一段时间后，再在常温下用0.3 g/mL的蔗糖溶液进行质壁分离实验，相关测量数据结果如图2。下列分析正确的是（    ） A．待图1液面上升稳定后，将上升部分液体移除，液面将保持齐平 B．成熟洋葱鳞片叶外表皮细胞中，相当于图1中半透膜结构的是细胞膜 C．据图2实验结果分析，洋葱植株可能通过减小细胞液浓度抵御寒冷环境 D．开展以上实验可用于研究渗透吸水和失水的原理和植物的抗寒机制 D 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水      知识解构 高分破译 即时演练 图1初始液面上升稳定后，将上升部分液体移除，S2是清水，S1是蔗糖溶液，仍然有浓度差，液面将继续上升。 植物细胞中充当半透膜的是原生质层，包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质 与常温相比，低温条件下质壁分离细胞占比更小，而且原生质体与细胞长度比更大，说明低温条件下，失水的细胞数目更少以及细胞失去的水更少，可推测其细胞液浓度更高 考向02 动植物细胞吸水失水的原理判断 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 3．将某植物组织材料分别浸泡在甲、乙两种溶液中，检测其原生质体体积变化情况如图所示。下列叙述正确的是（     ） A A．植物细胞在甲溶液中发生了质壁分离及自动复原 B．在120s之前水分子流出细胞，120s之后水分子进入细胞 C．植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成 D．240s后甲溶液中的细胞体积变大，乙溶液中细胞体积变小 知识解构 高分破译 即时演练 原生质层由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质共同组成 原生质体相对体积先减小，说明细胞失水发生质壁分离，之后原生质体体积又逐渐增大，说明细胞吸水，发生了质壁分离的自动复原 水分子进出细胞是双向运动的，120s之前水分子流出细胞的速率大于流入速率，原生质体体积减小；120s之后水分子流入细胞的速率大于流出速率，原生质体体积增大 植物细胞的细胞壁伸缩性很小 考向02 动植物细胞吸水失水的原理判断 考点一 4．研究发现，拟南芥根毛细胞的细胞膜上存在一种水通道蛋白（PIP2），该蛋白可介导水分子快速跨膜运输。现将拟南芥根毛细胞分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，检测PIP2的活性及细胞形态变化，相关叙述正确的是（    ） A．若蔗糖溶液浓度低于细胞液浓度，根毛细胞吸水，PIP2活性会持续升高 B．若蔗糖溶液浓度等于细胞液浓度，细胞形态不变，水分子停止跨膜运输 C．若蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度，细胞失水，原生质层可与细胞壁分离 D．当PIP2活性降低时，根毛细胞吸水能力增强，可快速缓解质壁分离状态 C 知识解构 高分破译 即时演练 渗透作用与细胞的吸水和失水 细胞壁的限制，细胞吸水到一定程度后不再继续吸水，且细胞会调节相关蛋白活性维持稳态，PIP2活性不会持续升高 当蔗糖溶液浓度等于细胞液浓度时，细胞内外渗透压平衡，水分子进出细胞的速率相等，并未停止跨膜运输 PIP2是介导水分子快速跨膜运输的通道蛋白，其活性降低时，水分子跨膜运输速率减慢，根毛细胞吸水能力减弱 考点一 高分破译 比较不同溶液浓度的大小 漏斗内溶液浓度为M，烧杯内溶液浓度为N，以下为各种现象及对应的结论： 知识解构 即时演练 高分破译 渗透作用与细胞的吸水和失水 M N 若漏斗内液面上升，则M______N 若漏斗内液面上升，则M______N 若漏斗内液面上升，则M______N ＞ ＝ ＜ 考点一 高分破译 渗透装置的拓展分析 如图为渗透作用的初始状态，其中半透膜只允许水分子通过(图中浓度为质量分数)，请分析以下情况的液面变化： 知识解构 即时演练 高分破译 渗透作用与细胞的吸水和失水 ②加蔗糖酶后：一分子蔗糖被水解产生两分子单糖(葡萄糖和果糖)，导致左侧溶液浓度______，水分子流向总趋势为10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液，左侧液面 ___________；但单糖可通过半透膜向另一侧扩散，最终两侧液面会___________，不会形成永久高度差。 (2)若将稳定后的U形管右侧液面高出的部分吸走，则___________________。 ①未加酶时：葡萄糖相对分子质量较小，10%的葡萄糖 溶液的物质的量浓度更大，水分子流向总趋势为______ ___________________________________________。 (1)往稳定后的U形管的左侧加入少量蔗糖酶： 右侧液面继续升高 并达到新的平衡 10%的蔗糖溶液→10%的葡萄糖溶液，右侧液面升高 升高 快速上升 趋于持平 考点一 高分破译 比较不同溶液浓度的大小 知识解构 即时演练 高分破译 渗透作用与细胞的吸水和失水 【典型例题】（2023·重庆高考）某兴趣小组利用图示装置和表中试剂探究了透析袋的透性。当a为①、b为⑤，袋内溶液逐渐变为蓝色；当a为②、b为③，水浴（55℃）后透析袋内、外均不出现砖红色。下列叙述正确的是（     ） A．若a为①+②、b为③，水浴后透析袋外 最终会出现砖红色 B．若a为①+②、b为⑤，透析袋外的溶液 最终会出现蓝色 C．若a为①+④、b为⑤，透析袋内的溶液 最终会出现棕红色 D．若a为①+④、b为③，水浴后透析袋内 最终会出现砖红色 编号 试剂 ① 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液 ② 质量分数为5%的葡萄糖溶液 ③ 斐林试剂 ④ 淀粉酶溶液 ⑤ 碘溶液（棕红色） C 说明淀粉不能通过透析袋、碘液可通过透析袋 葡萄糖和斐林试剂均不能通过透析袋 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识点01 被动运输与主动运输 1、被动运输（顺浓度梯度，不耗能） 知识解构 即时演练 高分破译 （1）自由扩散 方向： 条件： 实例： 高浓度 → 低浓度（顺浓度梯度） 不需要转运蛋白，不消耗能量。 O2​、CO2​、水（少数情况）、甘油、乙醇、苯、胆固醇等脂溶性小分子。 影响运输速率的因素： 仅与膜两侧浓度差成正比，浓度越大速率越快，无饱和点。 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识点01 被动运输与主动运输 1、被动运输（顺浓度梯度，不耗能） 知识解构 即时演练 高分破译 （2）协助扩散 方向： 条件： 实例： 高浓度 → 低浓度（顺浓度梯度） 需要转运蛋白（载体蛋白或通道蛋白），不消耗能量。 葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞、Na+顺 浓度进入神经元、水通过水通道蛋白。 影响运输速率的因素： 受浓度差和转运蛋白数量双重限制，运输速率存在饱和平台期（达到最大运输速率后不再继续上升）。 转运 观看视频 单击图标观看“协助扩散的原理”视频超链接 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识点01 被动运输与主动运输 知识解构 即时演练 高分破译 观看视频 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识点01 被动运输与主动运输 2、主动运输（逆浓度梯度，耗能） 知识解构 即时演练 高分破译 （1）概念与条件 方向： 条件： 实例： 低浓度 → 高浓度 （逆浓度梯度）。 需要载体蛋白，消耗能量。 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸；植物根细胞吸收矿质离子；甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘；Na+−K+ 泵。 观看视频 （2）主动运输的意义 保证细胞主动选择吸收所需物质、排出代谢废物和有害物质，是细胞膜选择透过性的结构基础，维持细胞内环境稳态。 单击图标观看“钠钾泵”视频超链接 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识点01 被动运输与主动运输 知识解构 即时演练 高分破译 观看视频 钠钾泵视频超链接 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 2、主动运输（逆浓度梯度，耗能） 知识点01 被动运输与主动运输 （2）能量来源的两种形式 ①直接供能： ②间接供能 ATP 水解直接供能（如 Na+−K+泵） （协同转运/次级主动运输） 利用另一种物质（通常是 Na+ 或 H+）的浓度梯度势能驱动。 动物：小肠上皮细胞吸收葡萄糖通过Na+-葡萄糖共转运体（由钠钾泵维持 Na+ 梯度）。 植物：H+-蔗糖共转运体（由质子泵维持 H+梯度）。 观看视频 单击图标观看“Na+-葡萄糖共转运体协同转运”视频超链接 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 知识点01 被动运输与主动运输 观看视频 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 知识点01 被动运输与主动运输 3、转运蛋白的类型及特点 （1）转运蛋白的类型一——通道蛋白 通道蛋白是一类横跨生物膜磷脂双分子层，允许特定分子或离子顺浓度梯度通过的亲水性蛋白质。 方向： 协助扩散 参与的运输方式： 特点 具有高度的选择性，转运速率高 顺浓度梯度，不消耗能量 运输过程不与被运输的分子或离子相结合，也不会移动 类型 水通道蛋白 离子通道蛋白：如Na＋、K＋、Ca2＋离子通道 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。 水分子进出细胞时，既可以直接穿过磷脂双分子层，也可以穿过水通道蛋白，因此渗透作用的实质是水的自由扩散和协助扩散的叠加，以协助扩散为主。 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 知识点01 被动运输与主动运输 3、转运蛋白的类型及特点 （2）转运蛋白的类型二——载体蛋白 ①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，每次转运时都会发生自身构象的改变。 特点： 协助扩散或主动运输 参与的运输方式： ②载体蛋白在运输离子和分子时,空间结构发生改变,其释放所结合的离子或分子后,载体蛋白恢复原状,又可以去转运同种物质的其他离子或分子。 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 知识点01 被动运输与主动运输 3、转运蛋白的类型及特点 （3）对比分析两种转运蛋白 比较项 通道蛋白 载体蛋白 是否与被转 运物质结合 不结合 结合（具有特异性结合部位） 参与的运输方式 协助扩散 协助扩散或主动运输 饱和性 无，但受通道开放数量调控 有 选择机制 与自身结合部位相适应的分子或离子 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 相同点 ①均为蛋白质； ②均分布在细胞的膜结构中； ③均控制特定物质的跨膜运输，具有特异性。 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 知识点01 被动运输与主动运输 4、影响跨膜运输的因素 (1)浓度差对物质跨膜运输的影响 转运 自由扩散 协助扩散或主动运输 浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 知识点01 被动运输与主动运输 4、影响跨膜运输的因素 (2)转运蛋白数量对物质跨膜运输的影响 转运蛋白数量影响协助扩散和主动运输，自由扩散不受转运蛋白数量的影响。 转运蛋白数量 能量 自由扩散 协助扩散 主动运输 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 4、影响物质跨膜运输的因素 知识点01 被动运输与主动运输 (3)氧气含量对物质跨膜运输的影响 氧气航量通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率。 自由扩散或协助扩散 主动运输 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 4、影响物质跨膜运输的因素 知识点01 被动运输与主动运输 (4)温度对物质跨膜运输的影响 温度 生物膜的流动性 酶活性 呼吸速率 影响 影响 物质运输速率 影响 影响 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 易错提醒 误区1：协助扩散的速率可随浓度差无限增大。 协助扩散需要载体蛋白协助，当膜两侧浓度差达到一定值后，所有载体蛋白都处于工作状态，运输速率达到饱和，不再随浓度差增大而升高。 误区2：通道蛋白转运物质时会与被转运物结合并改变构象。 通道蛋白仅在膜上形成亲水孔道，物质通过时不与通道蛋白结合，也不引起其构象改变；只有载体蛋白才会与被转运物结合并发生构象变化。 误区3：主动运输的能量全部直接来自ATP水解。 主动运输可分为原发性主动运输（直接消耗ATP，如钠钾泵）和继发性主动运输（间接消耗能量，如小肠上皮细胞吸收葡萄糖依赖钠钾泵建立的Na+浓度梯度势能），二者均属于主动运输。 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 易错提醒 误区4：O2浓度为0时，主动运输的速率为0。 哺乳动物成熟红细胞无线粒体，主动运输的能量来自无氧呼吸，O2浓度为0时仍能通过无氧呼吸供能，主动运输速率不为0，相关曲线起点不为0。 误区5：水分子进出细胞仅通过自由扩散完成。 水分子进出细胞主要有两种方式：多数通过水通道蛋白以协助扩散的形式运输，少数通过自由扩散运输，协助扩散是水分子跨膜运输的主要方式。 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 知识点02 胞吞与胞吐 1、基本概念 比较 胞吞 胞吐 方向 胞外 → 胞内 胞内 → 胞外 过程 大分子与膜蛋白结合 ↓ 细胞膜内陷成囊 ↓ 囊泡进入细胞 大分子在细胞内形成囊泡 ↓ 囊泡与细胞膜融合 ↓ 排出大分子 实例 巨噬细胞吞噬病菌、变形虫摄食、受体介导的 LDL 内吞 胰岛素、消化酶、抗体分泌、神经递质释放、变形虫排废 观看视频 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 知识点02 胞吞与胞吐 观看视频 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 知识点02 胞吞与胞吐 2、胞吞与胞吐的核心特点 （1）运输对象 主要为生物大分子（蛋白质、多糖、多核苷酸）及颗粒性物质；也可运输某些小分子（如神经递质乙酰胆碱、NO）。 （2）能量需求 需要消耗 ATP（主要来自线粒体有氧呼吸）。 （3）蛋白需求 不需要转运蛋白（载体/通道），但需要特定的膜蛋白（受体、网格蛋白）参与识别和募集。 （4）结构基础 依赖生物膜的流动性（磷脂双分子层变形融合）。 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 易错提醒 误区1：胞吞和胞吐属于跨膜运输，物质穿过磷脂双分子层。 胞吞和胞吐依赖膜泡与细胞膜的融合完成物质运输，物质全程不穿过磷脂双分子层（穿膜层数为0），不属于跨膜运输，仅属于膜泡运输。 误区2：胞吞和胞吐仅能运输蛋白质、多糖等生物大分子。 胞吞胞吐的运输对象以大分子为主，但也可运输小分子物质，如神经递质乙酰胆碱、一氧化氮等均通过胞吐方式释放到细胞外。 误区3：胞吞和胞吐过程不需要膜蛋白参与。 胞吞胞吐需要膜上的受体蛋白识别运输信号，还需要网格蛋白等参与囊泡的形成与募集，仅不需要载体蛋白或通道蛋白协助。 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 易错提醒 误区4：胞吞和胞吐过程不消耗能量。 胞吞胞吐涉及膜的变形、囊泡的运输与融合，整个过程需要消耗ATP，线粒体功能受损会显著降低胞吞胞吐的效率。 误区5：大分子物质进出细胞核属于胞吞或胞吐。 大分子（如mRNA、蛋白质）进出细胞核是通过核孔复合体完成的，不属于胞吞或胞吐的范畴，核孔对物质进出具有选择性。 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 知识点03 实验：观察植物细胞的质壁分离与复原 1、实验原理 （1）结构基础 成熟植物细胞的原生质层（细胞膜 + 液泡膜 + 两层膜之间的细胞质）相当于一层半透膜。 （2）动力来源 细胞液与外界溶液存在浓度差 ↓ 水分子发生渗透作用。 （3）形态基础 原生质层的伸缩性 >​ 细胞壁的伸缩性。 细胞壁 (全透性) (选择透过性) 液泡膜 细胞质 (选择透过性) 细胞膜 原生质层 细胞液 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 知识点03 实验：观察植物细胞的质壁分离与复原 2、材料与试剂 项目 选择 原因 材料 紫色洋葱鳞片叶外表皮​ 有紫色大液泡，便于显微镜 观察液泡体积和颜色变化 试剂 0.3 g/mL 蔗糖溶液​ 浓度适中（过高→细胞过度失 水死亡；过低→不分离） 工具 载玻片、盖玻片、镊子、 滴管、吸水纸、显微镜 全程低倍镜观察 不能选择根尖分生区细胞、干种子，因为这些细胞无中央大液泡，无法发生典型质壁分离。 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 知识点03 实验：观察植物细胞的质壁分离与复原 3、操作步骤 （1）制片： （2）观察正常状态： （3）加蔗糖溶液： 撕取外表皮 → 展平于清水水滴 → 盖盖玻片。 低倍镜下可见原生质层紧贴细胞壁，液泡呈紫色、较大（对照）。 引流法，盖玻片一侧滴 0.3 g/mL 蔗糖，另一侧用吸水纸吸引 （重复 2-3 次）。 （4）观察质壁分离： 液泡变小、颜色变深，原生质层与细胞壁分离，细胞体积基本不变（细胞壁限制）。 （5）加清水： 同法引流清水。 （6）观察质壁分离复原： 液泡变大、颜色变浅，原生质层恢复紧贴细胞壁。 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 知识点03 实验：观察植物细胞的质壁分离与复原 4、质壁分离实验现象与本质分析 现象 本质 液泡变小 液泡颜色变深 原生质层与细胞壁分离 细胞体积基本不变 间隙充满外界溶液 细胞失水 液泡体积变小，色素浓度升高 原生质层伸缩性 > 细胞壁 细胞壁全透性 细胞壁伸缩性小、起支撑作用 第一次观察 滴加蔗糖溶液后观察 再次滴加清水溶液后观察 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 知识点03 实验：观察植物细胞的质壁分离与复原 5、实验拓展应用 （1）判断细胞死活 （2）测定细胞液浓度范围 （3）比较不同植物细胞细胞液浓度 活细胞能发生质壁分离与复原；死细胞原生质层失去选择透过性，不能分离。 将细胞置于一系列浓度梯度的蔗糖溶液中，刚好发生初始质壁分离的外界浓度 ≈ 细胞液浓度。 同一浓度下，分离程度越重，细胞液浓度越低。 （4）鉴别溶液种类 如 KNO3​ 溶液（自动复原）、蔗糖溶液（不复原）。 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 易错提醒 误区1：观察质壁分离实验可选用紫色洋葱鳞片叶内表皮作为实验材料。 紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的液泡无色，质壁分离时原生质层与细胞壁的界限不清晰，不利于显微镜观察，必须选用有大液泡、液泡呈紫色的鳞片叶外表皮。 误区2：配制0.5g/mL以上的高浓度蔗糖溶液可加快质壁分离速度，效果更好。 蔗糖溶液浓度过高会导致植物细胞过度失水死亡，原生质层失去选择透过性，无法发生后续的质壁分离复原现象，实验常用浓度为0.3g/mL。 误区3：观察质壁分离及复原过程需换用高倍镜才能看清细节。 该实验观察的对象是完整的叶表皮细胞，低倍镜下即可清晰观察到液泡大小、颜色变化及原生质层与细胞壁的分离情况，高倍镜视野范围小，反而不易定位目标细胞。 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 易错提醒 误区4：质壁分离后滴加KNO3溶液，必须人工引流清水才能发生复原。 KNO3溶液中的K+和NO3－可被植物细胞主动吸收，随着细胞液浓度逐渐升高，细胞会自发吸水发生质壁分离自动复原，无需人工滴加清水。 误区5：质壁分离实验中，若细胞长时间处于蔗糖溶液中，仍可正常复原。 细胞在高浓度蔗糖溶液中停留时间过长，会因过度失水导致原生质层永久性失活死亡，即使后续滴加清水也无法发生复原，操作时应严格控制处理时长。 误区6：根尖分生区细胞可作为观察质壁分离实验的材料。 根尖分生区细胞属于未成熟的植物细胞，没有中央大液泡，无法发生明显的质壁分离现象，不符合实验材料的选取要求，应选用紫色洋葱鳞片叶外表皮等成熟植物细胞。 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 高分破译 即时演练 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 1.自由扩散和协助扩散都是由高浓度向低浓度运输，都不需要消耗细胞代谢产生的能量，因此都属于被动运输。（ ） 2.载体蛋白和通道蛋白在转运物质时，自身构象都不会发生改变。（ ） 3.所有主动运输过程都必须直接消耗 ATP 水解释放的能量。（ ） 4.哺乳动物成熟红细胞没有线粒体，因此无法进行主动运输。（ ） 5.胞吞和胞吐过程不需要消耗能量，也不需要膜蛋白的参与。（ ） 6.神经递质乙酰胆碱和激素胰岛素都是通过胞吐作用释放到细胞外的。（ ） ✘️ ✔️ ✘️ ✘️ ✘️ ✔️ 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 高分破译 即时演练 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 7.用紫色洋葱鳞片叶外表皮做质壁分离实验时，若将 0.3 g/mL 蔗糖溶液换成 0.5 g/mL 蔗糖溶液，质壁分离现象会更明显且更容易复原。（ ） 8.在观察植物细胞质壁分离与复原实验中，若发现细胞不能复原，一定是因为外界溶液浓度过高导致细胞死亡。（ ） 9.用滴管在盖玻片一侧滴清水，另一侧用吸水纸吸引的操作称为“引流法”，其目的是让细胞浸润在清水中，防止气泡产生。（ ） 10.若某植物细胞在尿素溶液中发生质壁分离后又自动复原，说明尿素分子是小分子物质，可以自由扩散进入细胞。（ ） ✘️ ✘️ ✘️ ✘️ 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 高分破译 即时演练 考向01 运输方式的判断与曲线分析 5．海水稻是凝聚我国多位科学家心血的自主培育水稻品种，具备优良的耐盐碱性，其耐盐碱性相关的生理过程如图所示。相关叙述正确的是（     ） A．水分子进入海水稻细胞的运输 方式属于自由扩散 B．H+由细胞外进入细胞质基质的 运输方式为协助扩散 C．抗菌蛋白通过胞吐排出，不需 要细胞膜上的蛋白质参与 D．利用呼吸抑制剂处理海水稻不 会影响Na+进入液泡 B 水分子进入海水稻细胞除了自由扩散外，还可通过图中的水通道蛋白以协助扩散的方式进入 抗菌蛋白通过胞吐排出时，需要细胞膜上的相关蛋白质参与囊泡和细胞膜的识别、融合过程，需要细胞膜上蛋白质参与 Na⁺进入液泡依赖液泡膜两侧的H⁺浓度差提供动力，而该H⁺浓度差需要液泡膜上的质子泵消耗ATP主动运输H⁺进入液泡来维持，呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸减少ATP生成，破坏H⁺浓度差，因此会影响Na⁺进入液泡 考向01 运输方式的判断与曲线分析 6．植物的生长发育离不开K+，植物的根细胞吸收K+需要消耗能量。某科研小组以小麦幼苗的根毛细胞为实验材料，研究了土壤中K+浓度对根毛细胞吸收K+速率的影响，同时监测了细胞内ATP含量的变化，结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．小麦幼苗的根毛细胞吸收土壤中的K+时，K+不需要与该细胞膜上的相应转运蛋白结合 B．若向该实验体系中加入呼吸抑制剂，则图1中ab段K+吸收速率下降，a点向右上方移动 C．图2中b点后细胞内ATP含量快速下降，可能与高浓度K+抑制根毛细胞的呼吸作用有关 D．图1中Oa段与ab段的限制因素不同，前者是土壤中K+浓度，后者是细胞代谢产生的能量 C 小麦根毛细胞吸收K+的方式为主动运输，需要细胞膜上的转运蛋白协助，且K+需要与相应的转运蛋白结合才能被运输 主动运输需要消耗能量，加入呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸，减少ATP的供应，导致K+吸收速率下降，图1中ab段的速率会整体下降，a点会向左下方移动 图1中Oa段的限制因素主要是土壤中K+浓度；ab段的限制因素除了细胞代谢产生的能量外，还有细胞膜上转运蛋白的数量 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 高分破译 即时演练 考向02 质壁分离实验的情境迁移 7．为观察植物细胞的吸水与失水现象，某同学用不同浓度蔗糖溶液处理红山茶花瓣表皮临时装片。用0.35 g·mL−1蔗糖溶液处理的结果如图1所示，通过软件计算不同浓度下液泡面积与细胞面积比值H的结果如图2。下列叙述正确的是（     ） A．图1中甲区域为外界蔗糖溶液，乙、丙区域不含外界溶液中的蔗糖 B．图1丙区域表示细胞质基质，该面积可作为质壁分离的观察指标 C．用0.45 g·mL−1蔗糖溶液处理，细胞失水量更大，图1乙区域平均面积更大 D．H值可反映细胞的质壁分离程度，H值越小质壁分离程度越低 C 细胞壁具有全透性，图1中乙是细胞壁与原生质层之间的区域，可透过蔗糖，因此乙区域含外界蔗糖溶液 图1丙区域是含色素的液泡，不是细胞质基质 H是液泡面积与细胞面积的比值，质壁分离程度越高，液泡体积越小，H值越小，因此H值越小质壁分离程度越高 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 高分破译 即时演练 考向02 质壁分离实验的情境迁移 8．研究小组利用月季叶片下表皮制作临时装片，观察不同因素对气孔开闭的影响。某对保卫细胞在经不同浓度的蔗糖溶液处理后的变化如图所示。下列说法错误的是（     ） A．保卫细胞的原生质层相当于半透膜 B．蔗糖溶液浓度②＞①＞③ C．平衡后细胞液浓度丙＞乙＞丁 D．水分子主要以自由扩散的方式进入丁细胞 D 保卫细胞的原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，原生质层相当于是半透膜 保卫细胞在蔗糖溶液①中基本不变，保卫细胞的细胞液浓度约等于蔗糖溶液① 在蔗糖溶液②中气孔导度变小，说明保卫细胞失水，保卫细胞细胞液浓度小于蔗糖溶液② 在蔗糖溶液③中气孔导度变大，说明保卫细胞吸水，且最终的气孔导度大于乙，说明保卫细胞细胞液浓度大于蔗糖溶液③ 水分子主要以协助扩散的方式进入丁细胞 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 高分破译 即时演练 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 高分破译 物质进出小肠上皮细胞的方式 小肠上皮细胞面向肠腔的一侧形成很多微绒毛，对吸收来自肠腔的营养物质有重要意义。 如图1为氨基酸从肠腔进入组织细胞的简要过程。人体进食后，小肠微绒毛外侧葡萄糖浓度由于二糖的水解而局部高于细胞内，这部分葡萄糖能通过GLUT2转运；大部分葡萄糖通过SGLT1转运，如图2所示；新生儿小肠上皮细胞还能直接吸收母乳中的免疫球蛋白到血液中。 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 高分破译 物质进出小肠上皮细胞的方式 请根据以上情境素材，回答下列问题。 (1)氨基酸从肠腔进入小肠上皮细胞是什么运输方式？判断的依据是什么？氨基酸从小肠上皮细胞到组织液是什么运输方式？ 氨基酸通过主动运输的方式从肠腔进入小肠上皮细胞。依据是逆浓度梯度运输，需要载体蛋白，且需要利用Na＋电化学梯度势能。氨基酸通过协助扩散的方式从小肠上皮细胞到组织液。 考点二 物质跨膜运输的方式及实验探究 知识解构 即时演练 高分破译 高分破译 物质进出小肠上皮细胞的方式 (2)Na＋从小肠上皮细胞运输到肠腔时，Na＋转运蛋白的空间构象是否发生改变？并说明理由。 (3)新生儿小肠上皮细胞直接吸收母乳中的免疫球蛋白是什么运输方式？需要膜蛋白发挥作用吗？ (4)小肠上皮细胞通过SGLT1、GLUT2转运葡萄糖分别属于什么运输方式？ 新生儿小肠上皮细胞通过胞吞直接吸收母乳中的免疫球蛋白。需要膜蛋白发挥识别功能。 主动运输、协助扩散。 是。Na＋从小肠上皮细胞运输到肠腔时，为逆浓度梯度运输，需要ATP水解提供能量，是主动运输，需要载体蛋白，载体蛋白在转运过程中空间构象发生改变。 情境导入·项目挑战 本节使命：你作为盐碱地治理小组的植物学顾问，请根据物质进出细胞的原理和方式，分析“吃盐”植物的耐盐碱策略。 细胞质中积累的Na＋会抑制胞质酶的活性，植物根部细胞通过多种“策略”降低细胞质中Na＋浓度，从而降低盐胁迫的损害，部分生理过程如图所示。 情境导入·项目挑战 （1）请据图归纳概括与耐盐植物 抗逆性相关的物质跨膜运输方式。 ①自由扩散：水经磷脂双分子层进入细胞； ②协助扩散：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； ③主动运输：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。 情境导入·项目挑战 （2）据图可知，图示各结构中H＋ 浓度存在明显差异，这种差异主 要由位于________________上的 H＋－ATP泵来维持。此过程中， H＋－ATP泵作为载体蛋白在转运 H＋时发生的变化是什么？ ATP水解释放的磷酸基团使载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构发生改变。 细胞膜和液泡膜 情境导入·项目挑战 （4）据图分析，盐胁迫条件下， 植物根部细胞降低Na＋毒害的“策 略”是什么？ 使Na＋进入液泡或排出细胞。 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 04 79 真题溯源·考向感知 题组一 情景设定：荧光标记蛋白是否定位于表皮细胞的质膜 知识溯源：洋葱表皮细胞的质壁分离 1．（2026·河北·高考真题）洋葱表皮细胞的质膜紧贴细胞壁。为在荧光显微镜下辨别某荧光标记蛋白是否定位于表皮细胞的质膜，可使细胞质壁分离后再观察。下列分析正确的是（     ） A．质壁分离过程中，细胞液的渗透压逐渐减小 B．原生质层比细胞壁的伸缩性小是质壁分离的原因之一 C．紫色洋葱鳞片叶的内表皮不可作为该实验的实验材料 D．除质壁分离外，也可利用纤维素酶和果胶酶制备原生质体后再观察 D 质壁分离过程中细胞不断失水，细胞液溶质浓度升高，渗透压随浓度升高而逐渐增大 原生质层的伸缩性比细胞壁大 本实验的观察指标是荧光标记蛋白的分布，紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞可以发生质壁分离，且无紫色大液泡干扰荧光观察，可作为该实验的材料 真题溯源·考向感知 题组二 情景设定：烧杯（清水）漏斗（蔗糖溶液）模型 知识溯源：渗透作用原理与渗透装置分析 2．（2026·广东·高考真题）用玻璃纸（半透膜）密封长颈漏斗口，向漏斗内注入蔗糖溶液，将装置浸入盛有清水的烧杯中并使漏斗管内外液面等高。据图推测，一段时间后漏斗内外分子的分布情况可能是（     ） A 蔗糖不能透过半透膜、水分子可自由通过，初始时漏斗内蔗糖溶液渗透压高于烧杯清水，水分子整体向漏斗内运输，蔗糖始终保留在漏斗侧，最终漏斗内蔗糖浓度降低，一段时间后蔗糖分子仅分布在半透膜的一侧且浓度变低，半透膜两侧均有水分子. 真题溯源·考向感知 题组三 情景设定：植物细胞膜上同时转运H2PO4-和H+的载体蛋白 知识溯源：主动运输与被动运输 3．（2026·湖南·高考真题）土壤中H2PO4-的浓度通常远低于其在根毛细胞液中的浓度。植物对H2PO4-的吸收主要通过细胞膜上能同时转运H2PO4-和H+的载体蛋白，该过程由H+的跨膜浓度梯度驱动。下列叙述错误的是（     ） A．该载体蛋白转运H+时，H+不需要与载体蛋白结合 B．该载体蛋白对H2PO4-的运输属于主动运输 C．抑制细胞呼吸，根毛细胞吸收H2PO4-的速率会降低 D．该载体蛋白每次转运H2PO4-都会发生自身构象改变 A 载体蛋白的特点是需要与被转运的离子或分子结合 H2PO4-逆浓度梯度进入根毛细胞，该过程依赖H+的跨膜浓度梯度提供动力 H+的跨膜浓度梯度需要根毛细胞通过消耗细胞呼吸产生的ATP维持，抑制细胞呼吸会导致ATP供应不足，H+浓度梯度无法维持，H2PO4-吸收的动力不足，速率会降低 真题溯源·考向感知 题组四 情景设定：“探究植物细胞的吸水和失水”实验 知识溯源：植物细胞的吸水和失水 4．（2025·北京·高考真题）“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在清水和0.3g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是（    ） A．图1，水分子通过渗透作用进出细胞 B．图1，细胞壁限制过多的水进入细胞 C．图2，细胞失去的水分子是自由水 D．与图1相比，图2中细胞液浓度小 D 与图1相比，图2中细胞发生质壁分离，此时细胞失去了水，所以图2细胞液浓度更大 真题溯源·考向感知 题组五 情景设定：“观察叶绿体和细胞质流动”实验 知识溯源：“质壁分离”实验分析 5．（2025·浙江·高考真题）某同学利用幼嫩的黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流动”实验后，继续进行“质壁分离”实验，示意图如下。 下列叙述正确的是（    ） A．实验过程中叶肉细胞处于失活状态 B．①与②的分离，与①的选择透过性无关 C．与图甲相比，图乙细胞吸水能力更强 D．与图甲相比，图乙细胞体积明显变小 C “观察质壁分离”需保持细胞活性 ①与②的分离，与①的选择透过性有关，其原因就是因为蔗糖可通过全透性的细胞壁，但不能通过具有选择透过性的细胞膜 与图甲相比，图乙细胞体积几乎不变（植物细胞体积是看细胞壁） 真题溯源·考向感知 题组六 情景设定：高Mn2+胁迫激活植物油菜素内酯(BR)信号通路 知识溯源：胞吞、胞吐辨析 6．（2026·陕晋青宁卷·高考真题） 高Mn2+胁迫激活植物油菜素内酯(BR) 信号通路，再通过图中①和②两条 途径降低细胞质基质中的Mn2+浓度， 缓解高Mn2+对细胞的伤害。下列叙 述错误的是（　　） A．BR充当了植物细胞响应高Mn2+胁迫的信号分子 B．N以耗能的方式被内吞，减少Mn2+向胞内转运 C．高Mn2+胁迫下，液泡内Mn2+浓度比细胞质基质中高 D．G改变构象与Ca2+结合，将其从胞外转运至胞内 D G是细胞膜Ca2+通道蛋白，其改变构象打开通道，是将Ca2+从胞外顺浓度梯度转运至胞内，并非结合Ca2+转运 真题溯源·考向感知 题组七 情景设定：荧光标记蛋白是否定位于表皮细胞的质膜 知识溯源：洋葱表皮细胞的质壁分离 7．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）植物细胞膜上存在钙泵和钙离子通道两种转运蛋白。钙泵又称Ca2+-ATP酶，能够催化细胞膜内侧的ATP水解释放能量，驱动细胞内的Ca2+泵出细胞。下列叙述错误的是（　　） A．Ca2+需与钙离子通道蛋白结合才能进入细胞 B．Ca2+泵出细胞的运输速率存在最大值 C．抑制细胞的呼吸作用会影响钙泵的功能 D．钙泵在发挥作用过程中，空间结构会发生变化 A 通道蛋白转运物质时不需要与被转运的物质结合 钙泵属于载体蛋白，细胞膜上钙泵的数量有限，转运Ca2+时会出现载体饱和现象 钙泵驱动Ca2+运出细胞需要消耗ATP水解释放的能量，而细胞呼吸是ATP的主要来源 真题溯源·考向感知 题组八 情景设定：液泡膜上的质子泵消耗ATP将H+运入液泡 知识溯源：间接供能（协同转运）分析 8．（2026·山东·高考真题）果肉细胞中，液泡膜上的质子泵消耗ATP将H+运入液泡，转运蛋白TST可利用H+浓度梯度在运输H+的同时将蔗糖运入液泡储存，增加果实甜度。下列说法错误的是（　　） A．质子泵是一种载体蛋白，也是一种能催化ATP水解的酶 B．质子泵在运输H+的过程中空间结构会发生变化 C．TST运输蔗糖的方向和其运输H+的方向相同 D．H+与蔗糖经TST跨膜运输时都需要与其结合 C 质子泵消耗ATP将H+运入液泡，说明液泡内H+浓度高于细胞质基质，H+顺浓度梯度运输的方向是从液泡到细胞质基质；而TST将蔗糖运入液泡，因此二者运输方向相反。 情境探究·素养拓展 深挖素材脉络，规范长句作答 05 88 情境探究·长句作答 1.（2025·贵州贵阳·模拟预测）GLUT1~GLUT14组成的转运蛋白家族是介导葡萄糖跨膜运输的关键载体，广泛分布于不同组织细胞，其结构与功能的特异性与细胞代谢需求密切相关。据图，请结合物质运输知识回答下列问题： 情境探究·长句作答 (1)GLUT2是肝细胞的葡萄糖转运蛋白，其作用过程如上图所示，葡萄糖进入肝细胞的方式是___________，判断依据是___________________________________________ __________________。 (2)GLUT4主要存在于脂肪和肌细胞中，并在胰岛素信号刺激下才大量招募至细胞膜上，若某个体脂肪细胞的GLUT4基因发生突变，导致GLUT4无法正常响应胰岛素信号而不能转移到细胞膜上，那么进食后，该个体组织细胞对葡萄糖的摄取速率将会 ______，血糖水平可能__________。 协助扩散 有载体蛋白，顺浓度梯度（从高浓度到低浓度）运输，不消耗能量 减弱 持续偏高 情境探究·长句作答 (3)除了 GLUT 蛋白，小肠绒毛上皮细胞膜上有一种载体蛋白SGLT1，能够利用膜外 Na⁺顺浓度梯度流入细胞时所释放的势能，将葡萄糖逆浓度梯度转运进细胞。某科研小组欲验证“SGLT1 转运葡萄糖的直接动力来自于 Na⁺的浓度梯度，而非ATP水解”。请根据以下材料：离体的小肠绒毛上皮细胞群、人工配制的生理缓冲液、葡萄糖、抑制ATP 合成的呼吸抑制剂 （如氰化钾）、不能透过细胞膜的Na⁺通道阻断剂（哇巴因）、测定葡萄糖浓度变化的仪器，设计实验步骤并预期结果，完成下表。 等量的生理缓冲液（作为对照） 与步骤二相比无明显变化 显著减少（或几乎为零） 实验步骤 （关键思路） 预期结果 （葡萄糖摄取量） 步骤一：将细胞均分为A、B两组，置于富含 Na⁺且葡萄糖浓度相同的缓冲液中。 作为对照，两组初始状态一致。 步骤二：A组加入适量哇巴因，B组加入_______________________________。 A组: ________________________。 B 组：正常或显著高于 A 组。 步骤三：在步骤二基础上，向A、B两组均加入等量的呼吸抑制剂。 A组：与步骤二相比无明显变化。 B组： ______________________________。 分析上表实验结果，结论是________________________________________________ __________________。 SGLT1转运葡萄糖的直接动力来自于Na+的浓度梯度， 而非ATP水解 2．（2026·浙江杭州·模拟预测）选取合适的实验材料是实验能否成功的关键条件之一。某校甲、乙两个生物兴趣小组的同学为了探究教材中的相关实验，从市场上买了白色洋葱和几包某品牌高活性半酵母。 （1）甲组选用白色洋葱进行如下实验： ①为了验证洋葱根尖伸长区细胞中含有较少的脂肪：取新鲜的洋葱根尖并作徒手切片，选取2-3片最薄切片放置在载玻片的中央，滴加苏丹Ⅲ染色，并用50%的酒精洗去浮色后，在显微镜下观察，结果几乎观察不到被染成橘黄色的颗粒，最可能的原因是________________________________________。 ②取其鳞片叶外表皮进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验时，在盖玻片的一侧滴入含有伊红（植物细胞不吸收的红色染料）的0．3g/L的蔗糖溶液，则在显微镜下观察到原生质层内外的颜色分别是____________；细胞能够发生质壁分离的内因是 _______________________________________________________。 情境探究·长句作答 洋葱根尖细胞中脂肪的含量很少且不集中 无色和红色 原生质层相当于一层半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质层 情境探究·长句作答 ③进行“洋葱根尖有丝分裂的观察”实验，装片制作过程中，漂洗的目的是 _______________________。统计细胞分裂指数时，选择细胞分裂中期进行统计的理由是____________________________________________________________________。 （2）乙组选用酵母菌作材料进行如下实验： ①因为细胞个大，而酶分子很小，个大的细胞难以被吸附或结合，细胞多采用包埋法固定化。固定化酵母细胞发酵过程中，可观察到瓶底的凝胶珠逐渐上浮，上浮的原因是__________________。 ②为了探究酵母菌种群增长的最适温度，在已知15～35℃温度范围内继续实验，下图为视野中观察的实际结果，表为实验过程记录表（单位：×106个/mL）： 洗去解离液，便于染色 此时的染色体形态固定，数目清晰，细胞易于区分，其他时期细胞容易混淆 发酵产生了CO2 情境探究·长句作答 则：a．若使用的血球计数板的计数室长和宽各为1mm， 深度为0．1mm，按上图来估计每ml活化液中含酵母菌 的数目为_____________个（不考虑死活）。 b．若其他条件保持不变，适当提高培养液的浓度，则 该组别的K值将_______（选填“增加”“减小”或 “保持不变”）。 c．请在答题卡的相应位置，画出上述实验过程中不同 温度条件下培养液中酵母菌种群数量达到K值时的柱形图 。 温度 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 第6次 第7次 第8次 0h 24h 48h 72h 96h 120h 144h 168h 15℃ 1．2 3．0 3．8 4．6 4．0 3．2 2．8 2．5 20℃ 1．2 5．0 5．3 4．2 2．1 1．2 0．8 0．6 25℃ 1．2 5．2 5．6 4．6 2．9 1．0 0．6 0．2 30℃ 1．2 4．9 5．5 4．8 2．2 1．3 0．7 0．5 35℃ 1．2 1．5 1．8 2．0 2．2 1．3 0．8 0．6 6×106个 增加 3.（2026·广西·模拟预测）为研究植物的抗寒机制及渗透吸水和失水的原理及现象，某生物兴趣小组进行了以下实验。图1中S1为蔗糖溶液，S2为清水，半透膜只允许水分子通过，初始时两液面平齐。将洋葱鳞片叶外表皮均分为两组，分别在常温与低温（4 °C）下处理适宜时间后，再在常温下用0.3g/mL的蔗糖溶液进行质壁分离实验，实验结果如图2.根据所学知识回答下列问题： 情境探究·长句作答 (1)据图分析，Na+进入细胞和进入液泡的运输方式分别是__________、_________。海水稻通过调节相关物质的运输，________（填“增大”或“减小”）细胞内的渗透压，有利于细胞吸水，从而提高其耐盐碱性。 (2)海水稻细胞通过分泌抗菌蛋白抵御病原菌，抗菌蛋白运出细胞的方式为________。 (3)海水稻根细胞细胞质基质中Na+过度积累会阻碍其生长。在盐胁迫下，SOS1被磷酸化，Na+借助H+电化学梯度可运出细胞，结合图中信息，下列相关叙述错误的是 _________。 A．SOS1能同时转运Na+和H+，故其不具有特异性 B．H+通过SOS1进入细胞质属于主动运输 C．同种离子在同一细胞中的转运蛋白相同 D．Na+只能借助H+电化学梯度转运到细胞外来缓解盐胁迫 情境探究·长句作答 协助扩散 主动运输 增大 胞吐 ABCD (4)由图1可知，海水稻根细胞的细胞质基质中pH为7.5，而细胞膜外和液泡膜内的pH均为5.5，据图分析，产生这种差异的原因是__________________________________ ______________________。 (5)海水稻根部成熟区细胞的细胞液浓度比普通水稻的____（填“高”或“低”）。 请参考“植物细胞的失水与吸水”实验，设计实验验证上述观点，要求简要写出实验设计思路并预期实验结果。 情境探究·长句作答 高 实验设计思路：配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，分别取海水稻根的成熟区细胞和普通水稻根的成熟区细胞，进行质壁分离实验，观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况。 预期实验结果：海水稻根的成熟区细胞发生质壁分离所需的蔗糖溶液浓度比普通水稻根的高。 H+—ATP泵以主动运输方式转运H+以维持其浓度差 (6)海水稻根细胞的失水与吸水主要通过水通道蛋白。如图是水通道蛋白的模式图，回答相关问题： ①水通道蛋白上________（填“具有”或“不具有”）疏水区域。 ②结合所学知识，下列叙述错误的是________。 A．磷脂双分子层对水分子没有屏障作用 B．氨基酸分子难以通过水通道蛋白 C．一种物质可能有多种跨膜运输方式 D．水分子更多的是以自由扩散的方式进出细胞 E.水通道蛋白是以碳链为基本骨架的生物大分子 F.水通道蛋白贯穿于整个磷脂双分子层 ③已知猪的红细胞膜表面水通道蛋白含量高于其肝细胞，若将二者置于蒸馏水中，推测红细胞吸水涨破所需的时间________（填“长于”或“短于”）肝细胞，其原因可能是： 情境探究·长句作答 具有 AD 短于 水分子通过水通道蛋白的运输速率大于自由扩散的速率，猪的红细胞膜水通道蛋白含量更高，水分子进入细胞的速率更快 6．（25-26高三上·上海宝山·期末）科学家发现一种质膜蛋白CHIP28并推测其可能与水分子进出细胞相关，将CHIP28的mRNA注入到非洲爪蟾的卵母细胞，一段时间后将注入和未注入mRNA的两组卵母细胞置于低浓度溶液，持续观察细胞变化结果如图，初步证明科学家的推测是正确的。随后在许多动物植物、微生物中相继发现了类似运输水的通道蛋白，并将其统称为水通道蛋白（AQPs）。 (1)结合图文判断，______（甲组/乙组）为注入了CHIP28蛋白mRNA的卵母细胞。 该组细胞在置入低浓度溶液前细胞内发生了________。 （选择编号并按照正确的顺序进行排列） ①细胞核CHIP28基因转录         ②内质网、高尔基体加工CHIP28 ③核糖体合成CHIP28                     ④囊泡运输CHIP28并整合到质膜 情境探究·长句作答 甲组 ③②④ (2)该实验选用非洲爪蟾的卵母细胞作为材料，主要原因应是______。 A．该卵母细胞体积较大，便于注入mRNA B．该卵母细胞体积较大，便于观察形态变化 C．该卵母细胞胞内溶液浓度较低 D．该卵母细胞质膜对水的透过性较低 (3)研究发现，甘油分子可经AQPs顺浓度梯度跨膜，此跨膜方式为______。 A．自由扩散 B．协助扩散 C．主动运输 D．胞吞胞吐 (4)不同生物体内AQPs种类和数量差异性较大，与其生活环境、移动的局限性、主动获取水源的能力等相关。已发现大豆约有60多种AQPs，脊椎动物约有11-13种，小球藻约有5种，据此推测，水稻的AQPs种类最可能为______。 A．75种 B．33种 C．15种 D．7种 AQP4是中枢神经系统的主要水通道蛋白，在星形胶质细胞上分布较多，若免疫系统产生针对AQP4的抗体，会造成星形胶质细胞的损伤、继而导致髓鞘受损的视神经脊髓炎谱系疾病（NMOSD） 情境探究·长句作答 D B B (5)据资料分析，NMOSD是一种________ 病。AQP4被免疫系统识别为______，并引发了机体的 ___________ 免疫。（编号选填） ① 免疫缺陷病 ②自身免疫病 ③免疫活性物质 ④抗原 ⑤特异性免疫 ⑥非特异性免疫 ⑦细胞免疫 ⑧体液免疫 (6)免疫系统中存有一个补体系统，补体是由系列蛋白质组成，激活后能发挥免疫作用，NMOSD的产生与补体密切相关：抗体与AQP4结合后，激活相应补体，补体作用于星形胶质细胞，造成细胞的损伤和裂解死亡，最终导致NMOSD。据此分析， 补体应属于_______________（免疫器官/免疫细胞/免疫活性物质），其作用效果与 _____________细胞类似。 (7)为验证MNOSD的发病机制，研究人员用小鼠脊髓进行实验，请将实验补充完整。 组①：AQP4基因敲除小鼠脊髓+抗AQP4抗体+补体 组②：野生型小鼠脊髓+抗AQP4抗体 组③：野生型小鼠脊髓+补体 组④：____________________________________。 可以_______________________________________作为实验的观察指标。 情境探究·长句作答 ② ④ ⑤⑧ 免疫活性物质 细胞毒性T 野生型小鼠脊髓+抗AQP4抗体+补体 髓鞘坏损程度/ 胶质细胞的损伤或死亡情况 2027年高考一轮复习讲练测 生物学 102 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 $在协助扩散的过程中，一种具有中心通道的特殊载体蛋白充当选择性的转运蛋白，帮助分子跨膜运输。这些构成蛋白质通道的特殊载体蛋白质仅与特定的分子结合，如特定的糖或氨基酸。一旦分子与载体蛋白结合，这种蛋白通过改变形状并使分子顺浓度梯度运输穿过膜进入细胞，这就是协助扩散过程。协助扩散与自由扩散相似，因为两者都是顺浓度梯度运动，也就是从高浓度到低浓度，并且这种运动不需要能量。然而只有在膜上的特殊蛋白质的促进或帮助下，协助扩散才会发生。因此协助扩散需要转运蛋白，但不需要能量。根据浓度梯度的不同，协助扩散可以在任意方向上发生。如果细胞内有更高浓度的特定分子，那么相同的载体蛋白就会将分子运输到细胞外。 甲泵是一种主动运输结构，三个钠离子与蛋白质通道结合，atp提供能量来改变通道的形状，继而驱动离子通过通道。Atp中的一个磷酸基团继续与通道结合，钠离子在细胞膜外侧被释放。此时通道蛋白的新形状对钾离子具有高亲和力，然后有两个钾离子靠近并与通道蛋白结合，这种结合再次引起通道蛋白的构象改变，并且这种构象改变会释放细胞质一侧的磷酸基团。释放磷酸基团后，通道蛋白恢复到其原始形状，因此钾离子在细胞内被释放。在其原始形状中，通道蛋白对钠离子具有高亲和力。当这些离子再次结合时，它们启动力另一个循环。该泵的重要特征是钠离子和钾离子都能从低浓度区域移动到高浓度区域，其每个离子都逆着其浓度梯度移动。这种类型的运动只能通过atp能量的不断消耗来实现。 某些小分子，例如糖和氨基酸，可以逆浓度梯度跨膜运输。糖通过膜转运蛋白从浓度低的细胞外转运到浓度高的细胞内。糖通过偶联转运蛋白的转运是由平衡离子的运动驱动的。例如钠离子和质子就属于平衡离子，这些平衡离子从高浓度区域向低浓度区域移动，钠离子和特定的糖或者是氨基酸同时结合到细胞外的同一跨膜蛋白上，称为同向转运。当平衡离子是纳时，细胞内部用于运输糖所需的低浓度钠离子是由钠钾泵来维持的，这些钠钾泵由atp提供动力。在一个称为反向转运的相关过程中，钠离子的向内运动与另一种物质的向外运动相结合，例如钙离子。另一种转运方式与同向转运类似，钠离子和其他物质结合在同一个转运蛋白上，但在这种情况下，它们结合在膜的两侧，并沿相反方向移动，这种现象叫做反向转运，细胞内较低的钠离子浓度是通过钠钾泵来维持的。 吃原植物就是一种野生植物，其最大的特点是把钠离子吸进体内后，通过液细胞区隔化，将其在液泡中包裹起来，从而在盐分循环中起到重要作用。把盐吃掉后将它移走，它就会把盐碱土地变得更好。所以这种植物在改良干旱区盐碱地和利用上有很重要的作用。中科院研究专家在新疆的两个盐碱地上建了两个野生植物园，引进了150多种野生植物进行比较和研究，掌握它们的耐盐性与生长规律。结果发现原生植物不但能生长在盐碱地上，并且每亩能带走四百多公斤盐。将它们种植下去以后的第一年，土壤盐分就降低了40%，第二年降低了60%以上，第三年降低了85%至90%，成功将土地拖延，使简地成为了能种植正常作物的土地。第四年又种了一年肥田的豆科植物，让土地更加肥沃，之后再种植棉花，终于可以达到正常产量。 单细胞生物用作能量的物质包括其他较小的细胞、有机物颗粒和无法穿过质膜的大分子。许多单细胞真核生物利用一种称为胞吞作用的机制来摄取这种食物颗粒，在这个过程中制膜包裹并吞噬食物颗粒。根据摄入物质的大小和性质，细胞使用三种基本类型的包吞作用、吞噬作用、包引作用和受体介导的胞吞。如果细胞吸收的物质是颗粒，如细菌、细胞或有机片段，则这一过程称为吞噬作用。如果被吸收的物质是液体，则称为包引作用。某些类型的分子，如低密度脂蛋白，通过受体介导的胞吞作用完成跨膜运输。首先这些分子与嵌入质膜中的特定受体结合。受体分子集中在网格蛋白包裹的锯齿状凹坑中，当足够多的靶分子在包被的凹坑中积累蚀凹坑内陷并密封，然后形成一个囊泡并进入细胞中。包土作用与包吞作用相反，包土过程引起被转运物质从膜结合的小泡中排出，这些物质迁移到质膜的内表面与膜融合，然后将其内容物释放到细胞外部。