专题梳理5 物质通过多种方式出入细胞（word版）-【精英1号】2024年高中生物学考笔记·知识梳理手册

专题梳理5　物质通过多种方式出入细胞 一、被动转运不需要消耗能量 1．扩散和渗透的比较 比较项目 扩散 渗透 区 别 概念 分子或离子从__①____浓度处向__②__浓度处运动的现象 水分子通过__③__的扩散 实例 硫酸铜晶体溶于水，氧、二氧化碳等气体分子通过扩散出入细胞 水分子通过渗透作用进入红细胞和植物细胞 物质 溶剂、溶质分子及气体 水等溶剂 条件 1.浓度差 2．不需要__④____， 不消耗__⑤__ 1.膜两侧具有浓度差 2．要有半透膜 3．不需要__⑥____， 不消耗__⑦__ 方向 高浓度→低浓度 水分子数相对较多的一侧(或溶液中溶质的浓度低的一侧)→水分子数相对较少的一侧(或溶液中溶质的浓度高的一侧) 结果 分子或离子分布均匀，直到平衡 膜两侧水分子的相对数目相等或溶液浓度相等 联系 渗透是特殊的扩散，特殊性在于： 1．发生扩散的对象是水 2．有半透膜的参与 【答案】　①高　②低　③半透膜　④载体蛋白　⑤能量　⑥载体蛋白　⑦能量 2．水分子进入动植物细胞的现象 (1)动物细胞的吸水和失水(以哺乳动物成熟的红细胞为例) 项目 吸水 水分子进出平衡 失水 条件 外界溶液浓度__①__细胞内液浓度 外界溶液浓度__③__细胞内液浓度 外界溶液浓度__④__细胞内液浓度 现象 细胞__②____ 细胞形态基本不变 细胞__⑤__ 图示 【答案】　①小于　②膨胀甚至涨破　③等于　④大于　⑤皱缩 (2)成熟植物细胞的吸水和失水(以洋葱表皮细胞为例) 项目 吸水 水分子进出平衡 失水 条件 外界溶液浓度__④__细胞液浓度 外界溶液浓度__⑥__细胞液浓度 外界溶液浓度__⑦__细胞液浓度 现象 细胞形态基本不变、稍有增大或__⑤__________复原 细胞形态基本不变 细胞发生__⑧____________ 【答案】　①全透性　②小　③细胞质　④小于　⑤发生质壁分离　⑥等于　⑦大于　⑧质壁分离 3．观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象 ①实验原理 植物细胞浸泡在不同浓度的溶液中，由于细胞液与外界溶液中溶质的浓度的差异，植物细胞可能因为吸水、失水引起细胞形态的变化，这些变化可以通过显微镜观察到。 ②方法步骤 ③现象与结论 4．易化扩散 将物质从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧，也不需要能量，但必须借助载体蛋白的帮助。载体蛋白分子与被转运的分子或离子结合后改变形状，把分子或离子转运至膜的另一侧，将分子或离子释放后，载体蛋白又恢复至原来形状。 二、主动转运需要消耗载体蛋白，并且消耗能量 1．概念：细胞把离子或分子从低浓度处运到高浓度处，这类逆浓度梯度的转运称为主动转运。 2．条件： (1)消耗能量，消耗的能量一般来自细胞中的ATP。 (2)需载体蛋白参与。 3．意义：由于有能量的供给，主动转运就能够根据细胞的需要转运分子或离子，可以逆着浓度梯度从低浓度的一侧向高浓度的一侧转运物质。因此，主动转运是细胞最重要的吸收或排出物质方式，它可以保持细胞内部某些物质的浓度与周围环境相比有较大的差别。 三、有些物质通过胞吞、胞吐进出细胞 项目 胞吞 胞吐 条件 细胞摄取或排出__①__________的方式 原理 生物膜的__②__性 特点 物质通过囊泡转移，__③__消耗能量，__④__载体蛋白 方向 细胞外→细胞内 细胞内→细胞外 实例 变形虫摄食过程等 消化腺分泌消化酶等 【答案】　①某些生物大分子　②流动　③需要　④不需要 【答案】　①载体蛋白或通道蛋白　②载体蛋白　③消耗能量(ATP)　④逆　⑤选择　⑥囊泡　⑦否　⑧蛋白质(受体蛋白)　⑨消耗能量　⑩一定流动 扩散和渗透 【例题1】　[2022·7浙江学考]某同学以紫色洋葱外表皮为材料，探究植物和复原的条件，观察到了处于质壁分离状态的细胞，如图所示。下列叙述错误的是(C) A．质壁分离过程中，液泡颜色变深 B．质壁分离过程中，细胞膜的面积变小 C．在清水中完成质壁分离复原后，细胞内外溶液浓度相等 D．图示细胞可能处于质壁分离过程或质壁分离复原过程 【解析】以紫色洋葱外表皮为材料，质壁分离过程中，液泡颜色变深，A正确；质壁分离过程中，细胞失水，细胞膜的面积变小，B正确；在清水中完成质壁分离复原后，细胞吸水膨胀，细胞内溶液浓度大于细胞外溶液浓度，C错误；图示细胞可能处于质壁分离过程，也可能处于质壁分离复原过程，D正确。 【例题2】　[2020·7浙江学考]某同学将植物细胞浸在一定浓度的蔗糖溶液中，并在显微镜下观察细胞的形态变化，结果示意图如下，甲、乙分别为实验开始和结束时的细胞形态。下列叙述正确的是(D) A．实验开始时，植物细胞的细胞液浓度等于外界溶液浓度 B．实验过程中，植物细胞的吸水能力逐渐变大，颜色变深 C．实验过程中，水分子通过主动转运进入细胞 D．实验结束时，植物细胞的细胞液浓度大于外界溶液浓度 【解析】据图判断可知，植物细胞的液泡变大，整体体积变大，说明细胞吸水，故实验开始时，植物细胞的细胞液浓度大于外界溶液浓度，A错误；实验过程中，植物细胞吸水后细胞内外浓度差变小，植物细胞的吸水能力逐渐变弱，液泡颜色变浅，B错误；实验过程中，水分子通过自由扩散方式进入细胞，C错误；由于植物细胞有细胞壁的限制，不能无限增大，故实验结束时，植物细胞的细胞液浓度大于外界溶液浓度，D正确。 【例题3】　[2019·4浙江卷]哺乳动物细胞在0.9% NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是(C) A．在高于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离 B．在0.9% NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞 C．在低于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂 D．渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散 【解析】在高于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩，但红细胞无细胞壁结构，故不会发生质壁分离，A错误；在0.9% NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于水分子进出细胞膜达到动态平衡，而不是没有水分子进出细胞，B错误；在低于0.9% NaCl溶液中，红细胞会吸水甚至导致涨破，C正确；渗透是指水分子或其他溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的扩散，D错误。 观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象 【例题4】　[2018·4浙江卷]在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果示意图如下，其中①、②指细胞结构。下列叙述正确的是(C) A．甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象 B．甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比②的要大 C．乙→丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度所致 D．细胞发生渗透作用至丙状态，一段时间后该细胞会破裂 【解析】甲状态时，水分子仍然通过跨膜运输进出细胞，A错误；甲→乙变化表明，细胞正在发生质壁分离，其内在的原因是结构①所示的细胞壁的伸缩性比②所示的原生质层的伸缩性要小，B错误；乙→丙表示细胞在发生质壁分离复原，其变化的原因是外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水所致，C正确；细胞发生渗透作用至丙状态，因细胞壁的支持和保护作用，一段时间后该细胞不会破裂，D错误。 【例题5】　下图为显微镜下某植物细胞在质量分数为30%的蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是(D) A．若将细胞置于清水中，A变化甚微 B．若该细胞处于质量分数为40%的蔗糖溶液中，B/A值将变小 C．B/A值能表示细胞失水的程度 D．A、B分别表示细胞和液泡的长度 【解析】A是细胞壁之间的距离，即细胞的长度。若将细胞置于清水中，细胞吸水，B将增大，因细胞壁伸缩性小，A变化甚微，A正确；若该细胞处于质量分数为40%的蔗糖溶液中，细胞失水，B/A值将变小，B正确；B/A值能表示细胞失水的程度，C正确；B代表原生质长度，原生质包括细胞膜、细胞质和细胞核，而不仅仅是液泡，D错误。 易化扩散和主动转运 【例题6】　[2021·7浙江学考]H＋的某种跨膜运输过程示意图如下。这种运输方式属于(A) A．主动运输 B．渗透作用 C．易化扩散 D．胞吐作用 【解析】需要能量与载体，且逆浓度运输物质，因此为主动转运，A正确。 【例题7】　[2021·1浙江卷]下图为植物细胞质膜中H＋ATP酶将细胞质中的H＋转运到膜外的示意图。下列叙述正确的是(B) A．H＋转运过程中H＋ATP酶不发生形变 B．该转运可使膜两侧H＋维持一定的浓度差 C．抑制细胞呼吸不影响H＋的转运速率 D．线粒体内膜上的电子传递链也会发生图示过程 【解析】主动转运过程中H＋ATP酶作为载体蛋白，会发生形变，协助物质运输，A错误；该转运方式为主动转运，主动转运的结果是使膜两侧H＋维持一定的浓度差，B正确；H＋的转运方式主动转运，需要载体蛋白的协助，同时需要能量，抑制细胞呼吸会影响细胞的能量供应，进而影响H＋的转运速率，C错误；图示过程是消耗ATP的过程，而线粒体内膜的电子传递链最终会生成ATP，不会发生图示过程，D错误。 【例题8】　[2020.1浙江卷]物质X通过质膜从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧，须载体蛋白参与且不消耗能量。这种转运方式属于(A) A．易化扩散 B．主动转运 C．扩散 D．渗透 【解析】由题意可知，物质X过质膜顺浓度梯度运输，须载体蛋白参与，且不消耗能量，这种转运方式属于易化扩散。 【例题9】　[2019.4浙江卷]将豌豆根部组织浸在溶液中达到离子平衡后，测得有关数据如下表： 离子 外部溶液的离子浓度 (mmol/L) 根细胞内部离子 浓度(mmol/L) Mg2＋ NO H2PO 0.25 2 1 3 28 21 下列叙述正确的是(D) A．溶液通氧状况与根细胞吸收Mg2＋的量无关 B．若不断提高温度，根细胞吸收H2PO的量会不断增加 C．若溶液缺氧，根细胞厌氧呼吸产生乳酸会抑制NO的吸收 D．细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量ATP可为吸收离子供能 【解析】分析表格数据可知，豌豆根部组织细胞内的Mg2＋、H2PO和NO的浓度均高于外部溶液，故3种离子进入细胞的方式均为主动转运，主动转运消耗ATP，并且需要借助载体蛋白。溶液通氧状况会影响根细胞的需氧呼吸，影响ATP的合成，进而影响吸收的Mg2＋的量，A错误；不断提高温度，根细胞中需氧呼吸的酶失活，影响需氧呼吸合成ATP，进而使根细胞吸收H2PO的量可能减少，B错误；若溶液缺氧，豌豆根细胞厌氧呼吸为酒精发酵，会产生乙醇和二氧化碳，C错误；细胞呼吸的电子传递链过程是[H]和氧气结合生成水，并产生大量ATP的过程，可为吸收离子供能，D正确。 【例题10】　[2022·浙江宁波市九校联考]如图表示人体成熟红细胞的部分结构和功能，①⑤表示物质运输过程。下列叙述正确的是(C) A．血液流经肺部组织时，气体A和B分别是CO2和O2 B．成熟红细胞通过需氧(有氧)呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量 C．①和②是自由扩散，④和⑤是易化(协助)扩散，③是主动转运(运输) D．成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中 【解析】血液流经肺部组织时，细胞吸收氧气释放二氧化碳，因此气体A和B分别是O2和CO2，A错误；人体成熟的红细胞没有线粒体，不能进行有氧呼吸，B错误；①和②表示气体进出细胞，方式是自由扩散，④是借助水通道蛋白的协助扩散，⑤是借助载体蛋白的协助扩散，③需要消耗能量，也需要载体蛋白协助，是主动运输，C正确；成熟红细胞没有核糖体，细胞膜表面的糖蛋白无法更新，细胞膜具有流动性，成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动中，D错误。 胞吞、胞吐 【例题11】　下列叙述不正确的是(D) A．胞吞过程的选择性与膜上蛋白质有关 B．胞吐过程完成依赖于细胞膜的流动性 C．白细胞吞噬衰老的红细胞需要消耗能量 D．胞吞的物质为营养成分，胞吐的物质为代谢废物 【解析】胞吞与胞吐的选择性依赖膜蛋白的识别，A正确；胞吞与胞吐依赖于膜的流动性，B正确；胞吞与胞吐需要能量，C正确；胞吐的物质不一定全为代谢废物，如细菌胞吐的物质可以是分泌蛋白，D错误。 【例题12】　[2021·衢温5＋1联盟联考]下列关于胞吞的叙述，错误的是(C) A．变形虫的摄食过程就是一种胞吞现象 B．胞吞的对象可以是固体，也可以是液体 C．胞吞的过程不需要消耗能量 D．胞吞的过程依赖细胞膜的流动性 【解析】变形虫的摄食过程通过胞吞完成，是一种胞吞现象，A正确；胞吞的对象有多种，可以是固体，也可以是液体，B正确；胞吞的过程需要消耗能量，C错误；胞吞的过程体现了构成膜的分子是运动的，依赖细胞膜的流动性，D正确。 【例题13】　如图①～④表示物质出入细胞的不同方式，下列叙述正确的是(D) A．O2和甘油通过图①方式运输 B．图②是细胞最重要的吸收或排出物质的方式 C．温度对图③方式不会造成影响 D．图④中细胞摄入物质需消耗ATP 【解析】O2和甘油通过图②扩散方式运输，A错误；图③主动运转是细胞最重要的吸收或排出物质的方式，B错误；温度会影响分子的运动和酶的活性，对图③方式会造成影响，C错误；图④胞吞过程中细胞摄入物质消耗能量，D正确。 易错点1：误以为质壁分离及质壁分离复原实验中的实验材料只能是紫色洋葱外表皮细胞。 叶肉细胞和带有颜色的花瓣细胞也能作为实验材料(只要含有大液泡)。 易错点2：误以为细胞吸水或失水时，水分子是单向穿过质膜。 不管是哪种情况，水分子都是双向穿过质膜，只是整体表现为吸水或失水。 易错点3：误以为植物细胞吸水膨胀到稳定状态后，细胞液和外界溶液浓度相等。 若细胞膨胀到一定程度，细胞壁会对细胞产生压力阻止水进入细胞，此时细胞液浓度大于外界溶液浓度。 易错点4：误以为半透膜就是选择透性膜。 半透膜是无生物活性的物理性膜，物质能否通过取决于分子的大小，选择透性膜是具有生物活性的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。 易错点5：误以为质壁分离时细胞失水是整体同时进行。 细胞失水首先发生在细胞的角隅处。 易错点6：误以为紫色洋葱外表皮放入一定浓度蔗糖溶液后每个细胞的质壁分离程度相同。 因洋葱外表皮由很多个细胞组成且细胞的细胞液浓度不一致，所以每个细胞的质壁分离程度不一致。 易错点7：误以为所有的动物细胞在清水中都会吸水胀破。 有些动物细胞如变形虫细胞则不会。 1．“三看法”快速判定物质进出细胞的方式 注：有些小分子物质也是通过胞吞、胞吐方式转运的，如化学递质。 2．质壁分离和复原实验的拓展应用 (1)判断成熟植物细胞的死活 (2)测定细胞液浓度范围 (3)比较不同植物细胞的细胞液浓度 (4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 学科网（北京）股份有限公司 $$