专题03 细胞的物质输入与输出-【学考复习】2024年福建省高中生物学业水平合格考复习宝典

高中生物必修1 学业水平考试复习专题三 细胞的物质输入与输出 知识框架 细胞的物质输入与输出 细胞的吸水和失水 协助扩散 自由扩散 主动运输 胞吞 胞吐 被动运输 物质进出的方式 一、水进出细胞的原理 1.原理：渗透作用。 2.条件：①具有半透膜；②膜两侧的溶液具有浓度差。 知识要点 ①红细胞吸水和失水的现象、植物细胞质壁分离及其复原的实验，说明细胞可以通过渗透作用吸水或失水。 ②动物细胞的细胞膜、植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 ③生物膜是一种选择透过性膜，是严格的半透膜。 点拨： 知识要点 二、动物细胞的吸水与失水 当外界溶液溶质的浓度小于细胞质的浓度时，细胞吸水膨胀； 当外界溶液溶质的浓度大于细胞质的浓度时，细胞失水皱缩； 当外界溶液溶质的浓度等于细胞质的浓度时，水分进出细胞处于动态平衡。 三、植物细胞的吸水与失水 1.细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。 2.原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。 3.当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时，细胞失水，细胞发生质壁分离； 当外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时，细胞吸水，细胞发生质壁分离的复原； 当外界溶液的浓度等于细胞液的浓度时，水分进出细胞处于动态平衡。 4.质壁分离产生的条件： ①具有大液泡； ②具有细胞壁； ③外界溶液的浓度大于细胞液的浓度。 5.质壁分离产生的原因 (1)内因：原生质层具有选择透过性，原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。 (2)外因：外界溶液的浓度大于细胞液的浓度。 6.探究·实践：探究植物细胞的吸水和失水 (1)实验原理：植物细胞发生质壁分离现象是由于渗透失水造成的，而发生质壁分离复原现象则是由于渗透吸水造成的。 外界溶液 蔗糖溶液 清水 中央液泡大小 变小 逐渐恢复原来大小 原生质层的位置 脱离细胞壁 恢复原位 细胞大小 基本不变 基本不变 (2)注意事项：所选材料为高等植物细胞，应具有中央液泡，且具有明显的标记物(如洋葱鳞片叶细胞的中央液泡中含有紫色色素，或黑藻的细胞质中富含叶绿体)。 质壁分离和复原现象是活细胞才能发生的生理现象。 四、物质跨膜运输的方式 1.被动运输 运输方式 自由扩散 协助扩散 运输方向 高浓度 ↓ 低浓度 高浓度 ↓ 低浓度 是否需要转运蛋白 不需要 需要 是否消耗能量 不消耗 不消耗 图例 模型 举例 O2、CO2、 甘油、乙醇、苯等小分子进出细胞 水和离子借助通道蛋白的运输，一些小分子有机物的运输 ①镶嵌在细胞膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助离子和一些小分子有机物实现跨膜运输，这些蛋白质即为转运蛋白。 ②转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白在转运物质时会发生构象改变，分子与离子通过通道蛋白时不需要与通道蛋白结合。 点拨： 2.主动运输。 运输方式 主动运输 运输 方向 低浓度 ↓ 高浓度 是否需要转运蛋白 需要 是否消耗能量 消耗 图例 模型 举例 小肠吸收葡萄糖，轮藻吸收K+ ①影响主动运输的因素有载体蛋白、 能量。 ②载体蛋白具有特异性；载体蛋白具有饱和现象。 ③主动运输消耗的能量来自细胞呼吸。 ④细胞膜具有选择透过性。 点拨： P点后受载体蛋白数量影响 能量 扩散速度 3.胞吞和胞吐 (1)胞吞：大分子与附着在细胞膜表面的蛋白质结合，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，这种现象叫胞吞。例如：变形虫摄取水中的有机颗粒。 胞吞 (2)胞吐：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，这种现象叫胞吐。例如：消化腺细胞分泌消化酶。 (3)结构基础：细胞膜的流动性。 胞吐 物质跨膜运输过程中， 胞吞、胞吐需要消耗细胞呼吸所释放的能量。 点拨： 大分子或颗粒物 胞吐 胞吞 细胞膜 高尔基体 [例1]将人体红细胞分别放在蒸馏水、生理盐水(0.9% NaCl 溶液)、浓盐水、(9% NaCl溶液)、淡盐水(0. 1% NaCl 溶液)中，一段时间后，下列对红细胞形态变化的叙述错误的是( )。 A.蒸馏水中的红细胞无变化 B.生理盐水中的红细胞无变化 C.浓盐水中的红细胞皱缩 D.淡盐水中的红细胞胀破 A 典例分析 [例2]植物细胞质壁分离和复原实验无法证明的是( )。 A.成熟植物细胞的死活 B.原生质层比细胞壁的伸缩性大 C.成熟的植物细胞能渗透吸水 D.水分子通过通道蛋白进出细胞 D 典例分析 [例3]人体红细胞吸收下列物质时，需消耗能量的是( )。 A. K+ B.甘油 C. H2O D. O2 A 典例分析 [例4]右下图表示巨噬细胞消化细菌的过程。下列叙述正确的是( )。 A.①是胞吐，②是胞吞 B.吞噬后，细菌悬浮在细胞溶胶中 C.①处的过程不需要载体蛋白的参与 D.②处细菌的细胞膜与巨噬细胞的细胞膜发生融合 C 典例分析 [例5]如图为物质通过红细胞膜的示意图，其中黑点代表物质分子，圆圈代表载体蛋白，好表示能量，请回答下列问题。 (1)表示被动运输的是 ，它们的共同点是 。 (2) K+通过 (填序号)方式进人红细胞，判断的依据是物质运输需要 。 (3)与①方式相比，③方式的主要特点是需要借助 ，该物质是在细胞内的 上合成的。 ①③ 顺浓度梯度运输，不消耗能量 ② 载体蛋白和消耗能量 转运蛋白 核糖体 典例分析 [练习1]右图表示的运输方式是（ ） A.主动运输 B.协助扩散 C.自由扩散 D.胞吞 A 练习 [练习2]如图表示给某细胞施予呼吸抑制剂后，该细胞对某物质的吸收速率与细胞膜外该物质浓度的关系。下列有关叙述错误的是（ ）。 A.该物质不能直接穿过细胞膜上的磷脂分子间隙 B.该细胞对这种物质的吸收速率与核糖体的功能有关 C.这种物质进入该细胞的方式与O2进入该细胞的方式相同 D.该细胞吸收这种物质与ATP和ADP的相互转化无直接关系 C 练习 [练习3]将番茄和水稻分别放在含有Mg2+、Ca2+和SiO4-的培养液中培养。一段时间后，培养液中离子浓度变化如下图所示。实验结果表明细胞膜具有（ ）。 A.流动性 B.选择透过性 C.信息交流功能 D.保障细胞内部环境相对稳定的作用 B 练习 [练习4]下图是胡萝卜在含氧量不同的情况下从KNO3溶液中吸收K＋和NO的曲线图。则影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是(　　) A.载体蛋白数量、能量 B.能量、载体蛋白数量 C.载体蛋白数量、离子浓度 D.能量、离子浓度 B 练习 [练习5]下图表示某种细胞的细胞膜对不同物质的运输方式。下列叙述错误的是(　　) A.①物质可以是氨基酸 B.②物质可以是胆固醇 C.甲运输方式为主动运输， 乙运输方式为被动运输 D.甲运输方式还需要能量， 乙运输方式还需要转运蛋白 D 练习 [练习6]物质进出细胞的方式有被动运输、主动运输和囊泡运输(胞吞和胞吐)。下列有关物质进出细胞方式的判断，正确的是(　　) A.依据是否消耗能量，只要运输过程中耗能就是主动运输 B.依据物质浓度梯度，顺浓度梯度的运输一定是自由扩散 C.依据是否需要载体蛋白，需要载体蛋白的运输就是协助扩散 D.依据是否形成囊泡，利用囊泡的运输就是胞吞或胞吐 D 练习