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专题３物质的跨膜运输真题多维细目表真题涉分考点细胞的吸水和失水物质进出细胞的方式题型难度设题情境试题结构素养要素２０１７江苏单科，２２３物质进出细胞的方式多选中蔗糖在不同细胞间运输、转化过程示意图问题并列模型分析、推理与判断２０１６江苏单科，６２物质进出细胞的方式单选中溶质分子跨膜运输结构图问题并列模型分析五年均分１２题／５卷考频（基于５年江苏卷分析）常见考法（基于课程标准分析）命题规律与趋势０１考查内容１．本专题多集中考查物质跨膜运输方面的知识，渗透作用、膜泡运输等知识点也偶有涉及。２．对植物细胞的吸水与失水的考查多涉及质壁分离实验；对跨膜运输的考查多体现在信息材料的分析上。０２题型难度１．已出现的本专题高考试题全为选择题，多为结合文字信息或图表信息的分析判断型选择题。２．试题难度多为中等，学生较易得分。０３命题规律１．命题时常常联系生产生活实际，或结合物质运输模型，用具体实例设置问题情境来考查所学知识点。２．能力考查点多为分析、比较、判断、获取信息等。０４核心素养１．本专题试题主要考查了科学思维、科学探究等素养。２．考生需具备的素养要素有分析与推断、归纳与概括、模型与建模等。０５解题方法１．认真阅读所给的文字信息或模型信息，联系教材所学知识，作出合理分析与判断。２．注意利用比较筛选、淘汰排除等方法，能够收到意想不到的效果。０６备考建议１．运用表格的方式加深对不同物质运输方式的理解。２．通过构建各种跨膜运输的数学模型如温度、氧气对主动运输的影响曲线和物理模型（如结构图等），加深对各种跨膜运输方式的理解。典例分析解读１４ ５年高考３年模拟Ｂ版（教师用书）对应学生用书起始页码Ｐ２５考点１细胞的吸水和失水 一、渗透作用与渗透系统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，是自由扩散的一种形式。（２）渗透作用产生的条件条件→有一层半透膜。→半透膜两侧的溶液具有浓度差。２．渗透系统（１）常见渗透装置图及分析 （２）结果与分析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。②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。③在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差△ｈ，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。３．渗透作用原理的应用（１）比较不同溶液浓度大小项目漏斗内烧杯内溶液浓度ＭＮ现象及结论①若漏斗内液面上升，则Ｍ＞Ｎ②若漏斗内液面不变，则Ｍ＝Ｎ③若漏斗内液面下降，则Ｍ＜Ｎ （２）验证渗透作用发生的条件 口诀记忆渗透作用的发生渗透作用要发生，满足条件来促成，半透膜和浓度差，缺少其一都不行。植物细胞需成熟，具大液泡才可能，细胞膜、质、液泡膜，原生质层共组成。放入外界环境中，渗透系统已形成，水运方向如何判？全由两液浓度定。 二、动物细胞的吸水和失水１．原理“半透膜”细胞膜→浓度差细胞质与外界溶液间具有浓度差→２．现象外界溶液浓度＜细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀外界溶液浓度＞细胞质浓度⇒细胞失水皱缩外界溶液浓度＝细胞质浓度⇒水分进出平衡{ 三、植物细胞的吸水和失水（以成熟植物细胞为例）１．条件：成熟植物细胞具有中央大液泡。２．原理“半透膜”原生质层：细胞膜＋液泡膜＋两者之间的细胞质→浓度差细胞液与外界溶液间具有浓度差→３．现象（１）当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，植物细胞失水，会发生质壁分离现象。（２）将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液浓度大于外界清水，细胞吸水，而发生质壁分离复原现象。４．引发质壁分离的原因原因外因外界溶液浓度大于细胞液浓度→导致 →渗透失水内因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→导致 →质壁分离５．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待测成熟植物细胞一定浓度的蔗糖溶液镜检→发生质壁分离→是活细胞不发生质壁分离→是死细胞{（２）测定细胞液浓度范围待测成熟植物细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液镜检→细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间（３）比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度不同成熟植物细胞同一一定浓度的蔗糖溶液镜检→发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之细胞液浓度越大（４）鉴别不同种类的溶液（如ＫＮＯ３溶液和蔗糖溶液）成熟植物细胞不同种类溶液镜检→只发生质壁分离→蔗糖溶液质壁分离后自动复原→ＫＮＯ３溶液{ （１）发生渗透平衡时，水分子是否还在移动？提示：发生渗透平衡时，水分子仍在移动。（２）用于观察植物细胞质壁分离和复原的实验材料有什么要求？提示：必须是活细胞，且为具有大液泡的成熟的植物细胞。专题３ 物质的跨膜运输１５ （３）为什么说新鲜紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞是较理想的实验材料？提示：洋葱鳞片叶外表皮既容易被剥离制成临时装片，又容易在显微镜下观察。实践证明：质量浓度为０．３ｇ／ｍＬ的蔗糖溶液很容易使洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离，且短时间内对细胞的伤害很小，滴加清水细胞又可发生质壁分离复原。考点２物质进出细胞的方式 一、小分子和离子的跨膜运输方式１．自由扩散、协助扩散和主动运输的比较物质进出细胞的方式被动运输自由扩散协助扩散主动运输图例运输方向高浓度→低浓度一般为低浓度→高浓度特点不需要载体不消耗能量需要载体不消耗能量需要载体消耗能量影响因素细胞膜内外物质的浓度差细胞膜内外物质的浓度差；膜载体种类和数量膜载体的种类和数量；能量（温度、氧浓度） ２．探究物质跨膜运输方式的实验设计（１）探究是主动运输还是被动运输植株＋培养液呼吸抑制剂对某物质吸收减弱或停止→主动运输不影响物质吸收→被动运输（２）探究是自由扩散还是协助扩散植株＋培养液 蛋白抑制剂 对某物质吸收减弱或停止→协助扩散 蛋白酶 不影响物质吸收自由扩散→ 二、大分子和颗粒性物质进出细胞的方式方式胞吞胞吐原理细胞膜的流动性运输方向胞外→胞内胞内→胞外特点不需要载体，消耗能量，物质通过囊泡运输举例吞噬细胞吞噬抗原胰岛素、消化酶、抗体的分泌影响因素细胞膜的流动性、能量等 三、影响物质跨膜运输的三大因素１．物质浓度（在一定的范围内） 自由扩散 协助扩散或主动运输２．氧气浓度 自由扩散或协助扩散 主动运输３．温度 四、物质穿膜层数的实例分析１．叶绿体内的Ｏ２到达同一细胞内的线粒体中被利用通过膜的层数：出叶绿体２层膜→进线粒体２层膜，共４层。２．叶绿体内的Ｏ２到达相邻细胞内的线粒体中被利用通过膜的层数：出叶绿体２层膜→出细胞膜１层膜→进相邻细胞１层膜→进线粒体２层膜，共６层。３．动物消化道吸收的葡萄糖到达体内除消化道细胞外的其他组织细胞中被利用最少需要穿过膜的层数：穿过小肠上皮细胞２层膜（进、出各１层）→穿过小肠毛细血管壁细胞２层膜（进、出各１层）→到达相应部位后，穿过毛细血管壁细胞２层膜（进、出各１层）→进入组织细胞１层膜，共７层。４．肺泡内的Ｏ２到达肺泡以外的其他组织细胞被利用穿过的膜层数：穿过肺泡壁细胞２层膜（进、出各１层膜）→穿过肺泡毛细血管壁细胞２层膜（进、出各１层膜）→进入红细胞１层膜→到达相应部位后，出红细胞１层膜→穿过毛细血管壁细胞２层膜（进、出各１层膜）→进入细胞内的线粒体中被利用３层膜（进细胞１层膜、进线粒体被利用２层膜），共１１层。５．组织细胞产生的ＣＯ２排到肺泡中穿过膜的层数：从线粒体中排出到细胞外３层膜→穿过毛细血管壁细胞２层膜→溶解于血浆中运输到肺部０层膜（或进入红细胞中运输，进、出各１层，共２层膜）→穿过肺泡毛细血管壁细胞２层膜→穿过肺泡壁细胞２层膜，共９层（或１１层）。６．分泌蛋白的排出或大分子物质与颗粒性物质进入细胞通过膜的层数为０。７．细胞核内的ＲＮＡ进入细胞质、细胞质中的蛋白质进入细胞核都通过核孔，通过膜的层数为０。 （１）同一种物质进出细胞的方式一定相同吗？请举例说明。提示：不一定。如Ｎａ＋进入神经细胞的方式是协助扩散，而从神经细胞内出来则为主动运输；相反，Ｋ＋进入神经细胞的方式是主动运输，而从神经细胞内出来则为协助扩散。（２）某物质出细胞时需要消耗能量，能断定该物质出细胞的方式一定是主动运输吗？提示：不一定，因为除主动运输消耗能量外，胞吐也需要消耗能量。（３）不消耗能量的运输方式一定是自由扩散吗？提示：不一定，也可能是协助扩散。１６ ５年高考３年模拟Ｂ版（教师用书）对应学生用书起始页码Ｐ２７一 物质进出细胞方式的判断（科学思维）１．结合实例直接进行判断运输方式实例自由扩散水、气体（Ｏ２、ＣＯ２等）、脂溶性物质（甘油、脂肪酸、性激素、乙醇、乙二醇、苯等）的跨膜运输等协助扩散葡萄糖进入红细胞等主动运输无机盐离子、氨基酸、核苷酸、葡萄糖逆浓度梯度进出细胞等胞吞、胞吐分泌蛋白的分泌、吞噬细胞吞噬抗原及细胞碎片等 ２．根据分子大小与对载体、能量的需要进行判断３．根据运输方向判断（１）顺浓度梯度跨膜运输⇒被动运输。（２）逆浓度梯度跨膜运输⇒主动运输。４．根据影响因素判断（１）常见影响因素①最常见的内部因素是载体的种类和数量。凡因载体的种类和数量的变化而影响物质跨膜运输的，该运输方式一定不是自由扩散，可能是协助扩散或主动运输。②最常见的外部因素有物质的浓度、温度、氧气浓度等。物质的浓度会影响被动运输，但不影响主动运输；温度和氧气浓度通过影响细胞呼吸的强度，进而影响主动运输。（２）举例分析：此类试题都有一定的情境，且常借助“柱状图”“曲线图”“表格”等形式进行考查。如图是利用“柱状图”呈现信息，分析如下：①同一种植物对不同离子的吸收量不同，取决于膜上不同种类的离子载体的数量。②不同植物对同一种离子的吸收量不同，取决于不同植物的细胞膜上该离子载体的数量。③如果某植物吸收某种离子的量为０，则说明该植物细胞膜上没有与之相应的离子载体。④培养一段时间后培养液中某些离子浓度比初始浓度大，不是因为它们从植物细胞中排出，而是因为细胞吸水的速率大于其吸收离子的速率。利用“曲线图”反映载体数量、物质浓度、氧气浓度对物质跨膜运输的影响。常见的曲线图如考点２中所述的曲线。分析曲线时，需要先弄清横坐标的含义，在此基础上结合自由扩散、协助扩散和主动运输具备的特点作出分析判断。如图为氨基酸和Ｎａ＋进出肾小管上皮细胞的示意图。表选项中正确的是（ ）选项管腔中氨基酸→上皮细胞管腔中Ｎａ＋→上皮细胞上皮细胞中氨基酸→组织液Ａ主动运输被动运输主动运输Ｂ被动运输被动运输被动运输Ｃ被动运输主动运输被动运输Ｄ主动运输被动运输被动运输 思路导引 思路分析题图，确定图中的物质运输方式管腔中氨基酸→肾小管上皮细胞为主动运输上皮细胞中氨基酸→组织液为协助扩散解析 由图可知，管腔中的氨基酸逆浓度梯度进入上皮细胞，顺浓度梯度出上皮细胞，所以前者属于主动运输，后者属于被动运输；而管腔中的Ｎａ＋顺浓度梯度进入上皮细胞，属于被动运输；Ｎａ＋逆浓度梯度出上皮细胞，进入组织液，属于主动运输，Ｄ正确。答案 Ｄ解题技巧 分析题图，锁定图中的“物质”和“箭头”。箭头的指向就是物质运输的方向；代表“物质”的图形如小方框、小圆点的多少代表浓度高低。然后“简单粗暴”地作出判断：“顺浓度梯度”为被动运输，“逆浓度梯度”为主动运输。１－１ （２０１５上海单科，６，１分）如图显示物质Ｐ和Ｑ跨膜出细胞，下列叙述正确的是（ ）Ａ．物质Ｐ可能是氧气Ｂ．物质Ｑ一定是水分子Ｃ．物质Ｐ和Ｑ出细胞都需要载体Ｄ．物质Ｐ和Ｑ出细胞未必都消耗能量１－１答案 Ｄ 物质Ｐ出细胞逆浓度梯度进行，为主动运输，而氧气通过细胞膜