4.1

物質(zhì)跨膜運輸判斷正誤（1）水分子大部分以協(xié)助擴散方式進出細胞，也可以通過自由擴散方式進出細胞()（2）離子通道的選擇性與其大小、形狀以及帶電荷氨基酸的分布有關()（3）載體蛋白的選擇性與其上特定的位點有關，其選擇性比通道蛋白強()（4）大小相同的分子通過通道蛋白進出細胞時的速率相同()（5）胰腺細胞分泌胰蛋白酶的過程不需要穿過膜結構()√練習?反饋×√√√判斷正誤（6）同種物質(zhì)進出同一細胞的方式一定相同()（7）洋蔥鱗片葉細胞的原生質(zhì)層由細胞膜和液泡膜組成()（8）在細胞主動運輸過程中，均需要ATP水解直接供能()（9）主動運輸使膜內(nèi)外物質(zhì)濃度趨于一致，維持了細胞的正常代謝()（10）Na＋借助通道蛋白進入神經(jīng)細胞的動力是細胞內(nèi)滲透壓()練習?反饋×××××練習?反饋1、下列有關物質(zhì)跨膜運輸?shù)臄⑹?，正確的是()A.巨噬細胞攝入病原體的過程屬于協(xié)助擴散B.固醇類激素進入靶細胞的過程屬于主動運輸C.神經(jīng)細胞受到刺激時產(chǎn)生的Na＋內(nèi)流屬于被動運輸D.護膚品中的甘油進入皮膚細胞的過程屬于主動運輸C練習?反饋2、下列有關植物根系吸收利用營養(yǎng)元素的敘述，錯誤的是（）A.在酸性土壤中，小麥可吸收利用土壤中的N2和NO-3B.農(nóng)田適時松土有利于農(nóng)作物根細胞對礦質(zhì)元素的吸收C.土壤微生物降解植物秸稈產(chǎn)生的無機離子可被根系吸收D.給玉米施肥過多時，會因根系水分外流引起“燒苗”現(xiàn)象A

習近平總書記強調(diào)只有攥緊中國種子，才能端穩(wěn)中國飯碗。

近年來，由袁隆平院士領銜的青島海水稻研究發(fā)展中心通過常規(guī)育種、雜交與分子標記輔助育種技術，致力于“海水稻”的研發(fā)．海水稻普遍生長在海邊灘涂地區(qū)，具有抗?jié)?、抗鹽堿、抗倒伏、抗病蟲等能力，這種水稻可以用含鹽的水直接灌溉并且產(chǎn)量大幅提高，比普通水稻具有更強的生存競爭能力。資料卡片思考：請根據(jù)以上材料，思考海水稻生長于鹽堿地中將會面臨哪些威脅？海水稻將主要面臨鹽脅迫和堿脅迫。鹽堿地中土壤鹽分過多，土壤溶液濃度大，甚至大于植物根部細胞細胞液濃度，根細胞吸水困難，以及土壤溶液pH過高會對細胞造成傷害。滲透作用探究·實踐——探究植物細胞的吸水和失水蓋上蓋玻片，制成洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片31滴清水2撕取洋蔥鱗片葉外表皮4低倍鏡觀察6低倍鏡觀察5在蓋玻片的一側滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一側用吸水紙引流7在蓋玻片的一側滴加清水，在另一側用吸水紙引流8低倍鏡觀察三次觀察探究·實踐——探究植物細胞的吸水和失水現(xiàn)象試劑中央液泡原生質(zhì)層的位置細胞大小蔗糖溶液

清水

逐漸變小，顏色變深逐漸變大，顏色變淺逐漸恢復原來位置基本不變逐漸脫離細胞壁基本不變

兩次對照成熟植物細胞模式圖細胞膜細胞液細胞質(zhì)液泡膜細胞壁(全透性)原生質(zhì)層①具有半透膜②半透膜兩側的溶液具有濃度差相當于半透膜細胞液與外界溶液之間存在濃度差是否滿足發(fā)生滲透作用的條件：滲透作用1細胞質(zhì)細胞膜細胞核細胞膜原生質(zhì)層外界溶液細胞質(zhì)

外界溶液細胞液失水皺縮吸水膨脹，

甚至漲破質(zhì)壁分離一定程度膨脹，

不會漲破滲透作用【小組討論】有人提出，耐鹽堿水稻根部細胞的細胞液濃度比一般水稻品種（生長在普通土壤上）的高。請利用質(zhì)壁分離實驗方法設計實驗進行驗證（簡要寫出實驗設計思路）。明晰思維

配制一系列濃度梯度的蔗糖溶液，分別取耐鹽堿水稻根的成熟區(qū)細胞和普通水稻根的成熟區(qū)細胞，進行質(zhì)壁分離實驗，觀察對比兩種植物細胞在每一濃度下發(fā)生質(zhì)壁分離的情況。語言表達質(zhì)壁分離現(xiàn)象的應用不同植物細胞系列濃度蔗糖溶液鏡檢發(fā)生質(zhì)壁分離所需時間越短，細胞液濃度越小，反之則細胞液濃度越大質(zhì)壁分離現(xiàn)象的應用【拓展應用】若要測定海水稻根部細胞的細胞液濃度范圍，如何操作？明晰思維

配制一系列濃度梯度的蔗糖溶液，分別與同種待測植物細胞制成臨時裝片，顯微鏡下觀測質(zhì)壁分離的情況。細胞液的濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離的蔗糖溶液之間。語言表達待測成熟植物細胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液鏡檢細胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離的兩蔗糖溶液濃度之間物質(zhì)出入細胞的方式

鹽堿地中過多的無機鹽，如NaCl、NaHCO3、Na2CO3等，不僅增大了土壤溶液的滲透壓，使植物吸水困難，產(chǎn)生滲透脅迫，還會使土壤pH呈堿性，干擾植物細胞正常的物質(zhì)運輸，出現(xiàn)堿脅迫。Na+進入水稻根部細胞，也會影響細胞質(zhì)基質(zhì)中某些酶的活性，對植物產(chǎn)生離子毒害。同時一些病原菌也會感染水稻植株，影響正常生長。右圖為海水稻抗逆性相關的生理過程示意圖。資料卡片【小組合作】根據(jù)資料和圖中的信息，歸納概括海水稻抗逆性相關的物質(zhì)跨膜運輸方式、特點，列舉圖中物質(zhì)運輸實例，小組交流討論并完成表格內(nèi)容。實例①②③④運輸方向是否消耗ATP是否需要膜轉運蛋白協(xié)助方式物質(zhì)出入細胞的方式實例①②③④運輸方向是否消耗ATP是否需要膜轉運蛋白協(xié)助方式自由擴散高濃度向低濃度

否不需要協(xié)助擴散高濃度向低濃度

否需要主動運輸?shù)蜐舛认蚋邼舛?/p>

是需要胞吐

是不需要物質(zhì)出入細胞的方式“三看法”快速判定物質(zhì)出入細胞的方式（1）運輸方向：高濃度低濃度不需要載體，不需要能量（3）實例：

水、氣體、脂溶性物質(zhì)（2）特點：（4）影響自由擴散的因素：濃度差擴散速度濃度差、溫度（一）自由擴散順濃度梯度轉運蛋白擴散速度能量擴散速度物質(zhì)出入細胞的方式（二）協(xié)助擴散（1）運輸方向：高濃度低濃度需要轉運蛋白，不需要能量（3）實例：

紅細胞吸收葡萄糖、水通道、離子通道（2）特點：（4）影響協(xié)助擴散的因素：濃度差、轉運蛋白種類和數(shù)量、溫度順濃度梯度濃度差擴散速度能量擴散速度物質(zhì)出入細胞的方式載體蛋白的數(shù)量有限

（1）水分子比較小，在活細胞中含量最多，人們曾經(jīng)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，科學家通過研究比較人工膜和生物膜對多種物質(zhì)的通透性，發(fā)現(xiàn)：與O2、CO2和甘油不同，水分子通過生物膜時的速率高過人工膜的速率。由此推斷細胞膜上可能存在

。資料卡片思考：以腎小管上皮細胞膜為實驗材料，如何設計實驗驗證這個猜想？特殊的輸送水分子的通道減法原理：去除腎小管上皮細胞膜上相關的蛋白質(zhì)或加蛋白質(zhì)抑制劑。比較處理前后，腎小管上皮細胞膜對水的通透性大小。物質(zhì)出入細胞的方式

（2）科學家阿格雷在紅細胞膜上發(fā)現(xiàn)了一種疏水性跨膜蛋白AQP1。他將這種蛋白鑲嵌在人工合成的脂質(zhì)體上，并將其和普通脂質(zhì)體同時放入蒸餾水中，每隔一段時間觀察，結果說明:資料卡片據(jù)圖分析，抗利尿激素促進腎小管對水重吸收的機制是：疏水性跨膜蛋白AQP1能夠加快水分子進入細胞的速率

抗利尿激素與腎小管上皮細胞膜上的受體結合，促進含水通道蛋白的囊泡與管腔一側細胞膜融合，增加膜上水通道蛋白的數(shù)量，促進對水的重吸收。1988年，科學家阿格雷從紅細胞和腎小管細胞中發(fā)現(xiàn)了輸送水分子的特殊通道——水通道蛋白。必一P68物質(zhì)出入細胞的方式教材回歸1：載體蛋白和通道蛋白轉運分子或離子的機理有什么區(qū)別？類型載體蛋白通道蛋白圖示區(qū)別教材P66-67載體蛋白

與運輸物質(zhì)結合，只容許_____________________的分子或離子通過，而且每次轉運時都會______________________。

載體蛋白可參與主動運輸、協(xié)助擴散需要與自身結合部位相適應發(fā)生自身構象的改變通道蛋白_________與通過的物質(zhì)

相結合，只容許與自身通道的_____________相適配、____________相適宜的分子或離子通過。不需要直徑和形狀大小和電荷

通道蛋白只參與協(xié)助擴散

鹽堿地中過多的無機鹽，如NaCl、NaHCO3、Na2CO3等，不僅增大了土壤溶液的滲透壓，使植物吸水困難，產(chǎn)生滲透脅迫。資料卡片思考：據(jù)圖分析，海水稻主要以什么方式應對滲透脅迫？海水稻通過主動運輸把Na+和H+運入液泡，升高細胞液滲透壓，從而有利于根細胞吸水，以應對滲透脅迫。物質(zhì)出入細胞的方式

鹽堿地中過多的無機鹽，使土壤pH呈堿性，干擾植物細胞正常的物質(zhì)運輸，出現(xiàn)堿脅迫，但海水稻根細胞間pH小于7。Na+進入水稻根部細胞，也會影響細胞質(zhì)基質(zhì)中某些酶的活性，對植物產(chǎn)生離子毒害。資料卡片物質(zhì)出入細胞的方式據(jù)圖可知，耐鹽植物根細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)中pH為7.5，而細胞膜外和液泡膜內(nèi)pH均為5.5（H+含量越高的溶液pH越低）。這個差異主要由細胞膜和液泡膜上的H+-ATP泵以

方式轉運H+來維持的。這種H+分布特點為圖中的

兩種轉運蛋白運輸Na+提供了動力，這一轉運過程可以幫助根細胞將Na+轉運到

，從而降低了細胞質(zhì)基質(zhì)中的Na+濃度，以應對離子毒害。主動運輸SOS1和NHX細胞膜外或液泡內(nèi)

思考：土壤溶液pH突然升高，對海水稻緩解離子毒害有無影響?理由是什么?（從細胞膜上的蛋白角度考慮）有；土壤溶液pH升高，H+從SOS1進入細胞的量減少，導致Na+外排受阻。物質(zhì)出入細胞的方式Na+運輸?shù)哪芰縼碓?？Na+運輸?shù)哪芰縼碓从贖+的電化學梯度主動運輸逆濃度梯度運輸需要載體需要消耗能量與主動運輸有關的細胞器：核糖體、線粒體運輸速率能量運輸速率轉運蛋白數(shù)量運輸速率濃度差物質(zhì)出入細胞的方式知識拓展：三類主動運輸?shù)谝活悾褐苯酉腁TP的主動運輸。通常稱為泵（ATP驅動泵）。①Na+-K+泵②H+泵ATP驅動泵既是載體同時也是催化ATP水解的酶。知識拓展：三類主動運輸?shù)诙悾洪g接消耗ATP的主動運輸如圖：“海水稻”細胞逆濃度排出Na+時，沒有直接消耗ATP，而是利用H+濃度差的能量。但是H+濃度差的建立是依靠H+_ATP泵，需要消耗ATP。（協(xié)同轉運）知識拓展：三類主動運輸?shù)谌悾汗饽茯寗拥闹鲃舆\輸如圖：光驅動泵利用光能運輸物質(zhì)，見于細菌。（光驅動泵）

思考：據(jù)圖分析，海水稻主要以什么方式應對病原菌？物質(zhì)出入細胞的方式海水稻通過胞吐的方式把抗菌蛋白排出細胞，抑制病原菌的繁殖。胞吞和胞吐需要膜上載體蛋白質(zhì)的參與嗎？需要蛋白質(zhì)的參與嗎？思考物質(zhì)出入細胞的方式（1）通過胞吞、胞吐方式運輸?shù)睦佑校篲____________________________________________（2）生物大分子一定都是以胞吞胞吐方式運輸嗎？舉例。_____________________________________________（3）胞吞、胞吐運輸?shù)亩际谴蠓肿訂?？舉例。_____________________________________________胞吞：吞噬細胞吞噬病原體、變形蟲攝取食物顆粒胞吐：分泌蛋白分泌、神經(jīng)遞質(zhì)的釋放mRNA與蛋白質(zhì)大分子通過核孔進出神經(jīng)遞質(zhì)（如：乙酰膽堿、氨基酸類）

海水稻口感香甜，營養(yǎng)價值豐富，在人體消化道中被進一步分解為葡萄糖、氨基酸等小分子物質(zhì)被消化吸收。下圖甲表示葡萄糖、Na+和K+進出小腸絨毛上皮細胞的示意圖，乙圖表示葡萄糖進入胰島B細胞的過程。資料卡片物質(zhì)出入細胞的方式(1)據(jù)圖甲推測，Na+進入小腸絨毛上皮細胞的方式是__________，這一過程為葡萄糖的運輸提供了__________，因此當細胞外Na+濃度降低時，葡萄糖進入小腸絨毛上皮細胞的速率會_________。協(xié)助擴散能量降低物質(zhì)出入細胞的方式（2）Na+運出和K+進入小腸絨毛上皮細胞時消耗的ATP來自

（場所）。（3）根據(jù)圖甲和圖乙可知，葡萄糖進入小腸絨毛上皮細胞和胰島B細胞的方式______(填“相同”或“不同”)，判斷依據(jù)是______________________________。（4）葡萄糖進入胰島B細胞后，引發(fā)一系列生理反應促進胰島素以_______的運輸方式分泌到細胞外，進而促進肝臟細胞中的葡萄糖合成_______________。細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體不同葡萄糖進入小腸絨毛上皮細胞是逆濃度梯度的，葡萄糖進入胰島B細胞是順濃度梯度的胞吐(肝)糖原

海水稻也有幾個一直難以大面積推廣的弱點，一是不抗倒伏，若是遭遇臺風暴雨，這稻子就大片大片倒下，大面積倒伏造成收割困難；二是單產(chǎn)低，最初的海水稻畝產(chǎn)僅幾十斤。三是耐鹽堿能力還有待進一步提高，這樣可以讓更多的鹽堿地中上海水稻，實現(xiàn)增產(chǎn)。資料卡片物質(zhì)出入細胞的方式思考：結合實際情況，提出進一步改良海水稻抗逆性狀的方案。課堂小結

細胞膜具有選擇透過性膜蛋白參與、磷脂雙分子層的流動性磷脂雙分子層的流動性轉運蛋白的種類和數(shù)量、轉運蛋白空間結構的變化細胞膜的結構及特性控制物質(zhì)進出細胞(功能)細胞膜的功能及特性特性P72拓展應用2變式題

檉柳是一種泌鹽植物，葉子和嫩枝可以將吸收的鹽分排出，是強耐鹽植物。檉柳從土壤中吸收無機鹽的方式是主動運輸還是被動運輸？請設計實驗加以證明。

實驗材料：檉柳幼苗若干、適宜濃度的含Ca2+和K+的完全培養(yǎng)液、細胞呼吸酶抑制劑、蒸餾水，請寫出實驗步驟，并預期實驗結果。（1）探究是主動運輸還是被動運輸：植物＋培養(yǎng)液呼吸酶

抑制劑對某離子吸收減弱或停止不影響離子吸收主動運輸被動運輸（2）探究是自由擴散還是協(xié)助擴散：植物＋培養(yǎng)液蛋白質(zhì)

抑制劑對某離子吸收減弱或停止不影響離子吸收協(xié)助擴散自由擴散課后作業(yè)思考:鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)成熟植物細胞不同種類溶液鏡檢只發(fā)生質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離后自動復原溶質(zhì)不能透過半透膜（如蔗糖溶液）溶質(zhì)能透過半透膜（如KNO3溶液）如果所用溶液中的溶質(zhì)為葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，質(zhì)壁分離后因細胞主動或被動吸收溶質(zhì)微粒而使細胞液濃度增大，植物細胞會吸水引起質(zhì)壁分離后的自動復原。1、如圖是幾種物質(zhì)跨膜運輸方式中運輸速率與影響因素間的關系曲線圖，請據(jù)圖回答：(1)圖①表示的物質(zhì)運輸方式是

；圖④物質(zhì)運輸速率受到限制的原因是

。

(2)分析圖中曲線可知，與甘油進出細胞相符的曲線有

；能夠表示紅細胞吸收葡萄糖的曲線有

。(3)在研究物質(zhì)X進出腎小管上皮細胞的方式時，發(fā)現(xiàn)與曲線④和⑥相符。則物質(zhì)X進出細胞的方式是

。①③⑤自由擴散載體數(shù)量有限②③⑥主動運輸練習?反饋影響三種運輸方式速率的因素及速率的比較1.物質(zhì)濃度（在一定的濃度范圍內(nèi)）物質(zhì)運輸速度物質(zhì)濃度自由擴散物質(zhì)運輸速度物質(zhì)濃度··abc載體蛋白的數(shù)量有限協(xié)助擴散或主動運輸細胞內(nèi)濃度時間·abc細胞外濃度主動運輸影響三種運輸方式速率的因素及速率的比較2.O2濃度和呼吸作用強度運輸速率運輸速率運輸速率O2濃度/呼吸作用強度O2濃度呼吸作用強度自由擴散或協(xié)助擴散主動運輸主動運輸特別提醒：

1.由于自由擴散和協(xié)助擴散不需要消耗能量，因此其運輸速率與氧氣濃度和呼吸作用強度無關，有氧呼吸和無氧呼吸都可以為主動運輸提供能量，因此，氧氣濃度為0時，可由無氧呼吸為其提供能量；2.哺乳動物成熟的紅細胞的主動運輸與氧氣濃度無關。（無線粒體）影響三種運輸方式速率的因素及速率的比較3.溫度：影響三種運輸方式速率的因素及速率的比較4.影響物質(zhì)運輸速率的因素:自由擴散坐標圖影響因素：物質(zhì)在細胞內(nèi)外的濃度差/呼吸速率協(xié)助擴散坐標圖主動運輸坐標圖

影響因素：物質(zhì)在細胞內(nèi)外的濃度差載體數(shù)量影響因素：能量載體數(shù)量特別提醒：凡是能影響能量供應的因素都影響主動運輸?shù)乃俣?，如氧氣、溫度等練?反饋2、為研究植物細胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象，某同學將某植物的葉表皮放入一定濃度的甲物質(zhì)溶液中，一段時間后觀察到葉表皮細胞發(fā)生了質(zhì)壁分離現(xiàn)象。下列說法錯誤的是（

）A.該植物的葉表皮細胞是具有液泡的活細胞B.細胞內(nèi)甲物質(zhì)的濃度高于細胞外甲物質(zhì)的濃度C.細胞液中的H2O可以經(jīng)自由擴散進入甲物質(zhì)溶液中D.甲物質(zhì)和H2O能自由通過該葉表皮細胞的細胞壁B練習?反饋3、液泡是植物細胞中儲存Ca2+的主要細胞器，液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解無機焦磷酸釋放的能量跨膜運輸H+，建立液泡膜兩側的H+濃度梯度。該濃度梯度驅動H+通過液泡膜上的載體蛋白CAX完成跨膜運輸，從而使Ca2+以與H+相反的方向同時通過CAX進行進入液泡并儲存。下列說法錯誤的是（）A．Ca2+通過CAX的跨膜運輸方式屬于協(xié)助擴散B．Ca2+通過CAX的運輸有利于植物細胞保持堅挺C．加入H+焦磷酸酶抑制劑，Ca2+通過CAX的運輸速率變慢D．H+從細胞質(zhì)基質(zhì)轉運到液泡的跨膜運輸方式屬于主動運輸A練習?反饋4、（1）結合材料，分析影響腎小管重吸收葡萄糖的直接因素有哪些（列舉兩點）

、

。SGLT（種類/數(shù)量）Na+細胞內(nèi)外濃度差練習?反饋4、（2）II型糖尿病患者采用SGLT抑制劑治療后，尿量會

，原因是