2025届高考生物基础复习：细胞的物质输入和输出

第二章 细胞的基本结构与物质运输 2025年高考生物专项复习 第3节 细胞的物质输入和输出 目录 渗透作用 壹 探究植物细胞的吸水和失水 贰 物质进出细胞的方式 叁 影响物质进出细胞的因素 肆 与细胞有关的结构、功能和特性的描述 伍 2 渗透作用 壹 3 教材知识萃取 4 1.渗透作用 （1）概念：指水分子（或者其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。 （2）发生条件 （3）渗透作用现象分析 半透膜两侧为不同浓度的蔗糖溶液（蔗糖不能通过半透膜），漏斗内外或半透膜两 侧起始液面高度一致。达到渗透平衡时，存在如图所示的液面差 <m></m> 。 ①水分子整体流动方向判断：初始溶液浓度大小关系为 <m></m> ________，水分子整体上 表现为通过半透膜由 <m></m> 流向 <m></m> ，表现为漏斗内液面或右侧液面升高。 ②渗透平衡时，液面高的一侧形成的静水压等于半透膜两侧溶液的渗透压差，液面 高度不再变化，此时 <m></m> 溶液浓度 <m></m> ____ <m></m> 溶液浓度。 ＞ <m>_x001A_S_x001B_1_x001B_>_x001A_S_x001B_2_x001B_</m> &2& （1）水分子的运输特点：无论细胞吸水还是失水，半透膜两侧水分子的移动都是双向的。 （2）渗透平衡的实质：渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。 （3）浓度的实质：渗透系统中的溶液浓度指物质的量浓度，而非质量浓度。 （4）观察指标：漏斗内液面的变化，不能用烧杯内液面的变化，因其现象不明显。 2.细胞的吸水和失水 细胞类型 动物细胞 成熟植物细胞 原理 渗透作用 条件 半透膜 <m></m> ________ <m></m> __________ 半透膜两侧有 浓度差 细胞质 <m></m> 与外界溶液 <m></m> 间有浓度差 细胞液 <m></m> 与外界溶液 <m></m> 间有浓度差 现象 <m></m> ______________________ ______________________ 吸水膨胀,甚至涨破 吸水膨胀,体积略大 细胞膜 原生质层 细胞类型 动物细胞 成熟植物细胞 现象 <m></m> ____________________________________ ____________________________________ <m></m> _________________________ _____________________ 液泡失水,可能发生 <m></m> ___ _______ 细胞形态不变 细胞形态不变 细胞皱缩 质 续表 壁分离 &3& （1）[必修1 P63“思考·讨论”]红细胞的细胞膜相当于半透膜，但细胞膜≠半透膜。 （2）[必修1 P63图4-2]原生质层≠原生质体。 情境应用 1.人在大量出汗或口渴时适合饮用白开水或低浓度的饮料，而不适合饮用高浓度的饮料，其原因是什么？ 提示 因为过高浓度的饮料可能会使细胞进一步失水，不能达到补充体内水分的作用。 2.生病输液时，为什么要用质量分数为 <m></m> 的生理盐水而不用无菌水? 提示 质量分数为 <m></m> 的生理盐水的浓度与人体细胞所处液体环境的浓度相当。因此， 输入生理盐水或用生理盐水作为药物的溶剂,可以保证人体细胞的生活环境维持在正 常的状态。如果输入无菌水将会导致细胞吸水膨胀，不能维持细胞的正常形态,导致 生命活动受到影响。 3.农业生产中施肥是常见的增产措施，但施肥过多，容易引起“烧苗”现象。引起“烧苗”现象的原因是什么？ 提示 施肥过多会造成土壤溶液的浓度大于根毛细胞液的浓度，结果使根毛细胞液中的水分渗透到土壤溶液中去，这样根毛细胞会发生渗透失水，从而使植物萎蔫。 1.温度会影响水分通过半透膜的扩散速率。如何设计实验方案进行验证？ 提示 实验方案设计:准备如图所示的渗透装置三套,第一组的烧杯外用酒精灯或水浴锅加热升温;第二组在烧杯外加冰块降温;第三组作为对照。三组装置同时开始实验,并记录液面变化及时间。 2.若某叶肉细胞在清水中吸水,一段时间内细胞体积增大,最终______（填“会”“不会”） 像动物细胞一样涨破,原因是__________________________________。 不会 植物细胞的细胞壁有支持和保护作用 3.用紫色洋葱鳞片叶外表皮观察质壁分离与复原时,观察不到染色体的原因是什么? 提示 因为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞为高度分化的成熟细胞,已经不再进行分裂,所以看不到染色体。 深度思考 变式1 渗透作用 1.[链接人教版必修1 P62问题探讨]如图是渗透现象示意图，在长颈漏斗的开口端有一层半透膜，半透膜不允许蔗 糖分子通过，但水分子和离子可以自由通过。下列叙述错误的是( ) B A.渗透作用发生的条件是具有半透膜和膜两侧存在浓度差，成熟 的植物细胞可以看作是一个渗透系统 B.若漏斗内加入含红墨水的蔗糖溶液，液面上升的原因是水分子 只能单方向进入漏斗 C.图中漏斗管液面达到稳定后，半透膜两侧的溶液浓度不相等 D.将装置中蔗糖溶液换成 溶液后，观察到的现象与图示不 同 教材素材变式 15 【解析】渗透作用发生的条件是具有半透膜和膜两侧存在浓度差，成熟植物细胞中的原生质层相当于一层半透膜， 细胞液与外界溶液均具有一定的浓度，故成熟的植物细胞可以看作一个渗透系统，A正确。漏斗管液面上升的原因 是水分子进入漏斗的速度比出漏斗的速度快，B错误。图中漏斗管液面达到稳定后，仍然存在液面差，半透膜两侧 的溶液浓度不相等，漏斗外是清水，漏斗内是蔗糖溶液，C正确。将装置中的蔗糖溶液换成溶液后，由于 和 可以通过半透膜，漏斗管的液面变化应该是先上升后下降，最终漏斗管内外液面高度相等，故观察到的现 象与图示不同，D正确。 16 变式2 渗透作用的实例 2.[链接人教版必修1 P65正文]将洋葱鳞片叶外表皮细胞同时置于同 一浓度的蔗糖溶液中，一段时间后，观察到甲、乙、丙三个洋葱细 胞的图像如图所示，其中、和 分别表示乙细胞中不同部位的渗 透压。下列有关分析合理的是( ) B A.在质壁分离过程中，甲细胞的吸水能力逐渐减弱 B.实验过程中，乙细胞中渗透压大小关系为 C.与实验前相比，实验后丙细胞的细胞液渗透压不变 D.继续实验可观察到甲、乙细胞发生质壁分离后慢慢自动复原 17 【解析】比较法分析： 18 A项错误：在质壁分离过程中，甲细胞失水，细胞液浓度逐渐增大，细胞吸水能力逐渐增强。B项正确：实验过程 中,乙细胞表现为失水，原生质层（渗透压为）相当于半透膜，水分子由液泡（渗透压为 ）通过原生质层流向渗 透压为的部位，故不同部位渗透压大小关系为 。C项错误：由上述分析中的【突破口】可知，若丙细胞 为情况②，即细胞液浓度 蔗糖溶液浓度，由于细胞壁有一定的伸缩性，丙细胞因吸水导致渗透压变小。D项错 误：由于洋葱表皮细胞几乎不吸收蔗糖，继续实验观察不到甲、乙细胞发生质壁分离后自动复原的现象。（【记 干货】将发生质壁分离后仍有活性的细胞放在清水中，由于细胞液浓度大于环境溶液浓度，细胞会通过渗透作用 吸水，发生质壁分离复原现象。） 方法技巧 （1）两大角度判断细胞能否发生质壁分离和复原 20 （2）细胞吸水（或失水）能力大小影响因素：主要与细胞液浓度大小有关，细胞液浓度越大，（有活性）细胞吸水能力越强；细胞液浓度越低，细胞吸水能力越弱。 （3）判断细胞吸水或失水的主要依据（与细胞正常状态相比） 依据 分析 细胞液浓度变化 细胞液浓度增大，表明细胞渗透失水；细胞液浓度减小，表明细胞渗透吸水 原生质体体积变化 原生质体体积增大，表明细胞渗透吸水；原生质体体积减小，表明细胞渗透失 水 根据细胞液中色素颜色深浅变 化（细胞液中含有色素） 细胞液中色素颜色变深，表明细胞渗透失水；细胞液中色素颜色变浅，表明细 胞渗透吸水 根据液泡直径与细胞壁直径比 值变化 液泡直径与细胞壁直径比值减小，细胞渗透失水；液泡直径与细胞壁直径比值 增大，细胞渗透吸水 21 3.[人教版必修1 P74非选择题T3变式]某同学在做植物细胞质壁分 离与复原实验时，用 的乙二醇溶液和蔗糖溶液分别浸 泡洋葱细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到的洋葱细胞原生质 体体积变化情况如图所示。下列叙述正确的是( ) A A.两组实验过程中均有水分子透过细胞膜不断地进出细胞 B. 后，处于蔗糖溶液中的细胞的细胞液浓度开始升高 C. 时，处于乙二醇溶液中的细胞开始吸收乙二醇 D.洋葱的所有活细胞都可发生质壁分离 22 【解析】图示分析: 23 在植物细胞质壁分离与复原过程中，水分子可透过细胞膜不断地进出细胞，A正确；分析题图可知， 后，处 于 蔗糖溶液中的细胞的原生质体体积逐渐变小并趋于稳定，此时间段细胞液浓度逐渐升高并趋于稳定， B错误；处于乙二醇溶液中的细胞一开始就可吸收乙二醇，而不是从 时才开始吸收，C错误；能发生质壁分离 的细胞须具有液泡等结构，并不是所有的洋葱的活细胞都具有液泡，故D错误。 探究植物细胞的吸水和失水 贰 25 教材实验攻略 26 （1）实验原理 1.实验的原理和过程 （2）实验过程 （1）从细胞角度分析判断依据：活的且有 <m></m> ________________的细胞。 ①死细胞、动物细胞不发生质壁分离。 ②成熟且具有 <m></m> ________的植物细胞易发生质壁分离，而未成熟的植物细胞（如 根尖分生区细胞等）不具有大液泡，则不易发生质壁分离。 大液泡和细胞壁 大液泡 2.细胞能否发生质壁分离和复原的判断 （2）从溶液角度分析判断依据：能保持细胞活性，且外界溶液浓度明显大于细胞液 浓度时。 ①若溶质不能穿膜，只发生质壁分离。 ②若溶质可穿膜，则发生 <m></m> ______________________，如甘油、尿素、 <m></m> 溶 液等。 ③若外界溶液浓度过高，则质壁分离现象明显，但细胞可能会因过度失水而死亡， 从而观察不到质壁分离复原现象。 ④盐酸、酒精、醋酸等能杀死细胞，使原生质层失去 <m></m> ______________________， 不能作为质壁分离实验的溶液。 质壁分离后可自动复原 选择透过性或生物活性 3.质壁分离与复原实验的拓展应用 （1）判断成熟植物细胞的死活 （2）测定细胞液的浓度范围 （3）比较不同植物细胞的细胞液浓度的大小 （4）比较未知浓度溶液的浓度大小 （5）检测溶质能否进行跨膜运输 深度思考 1.为什么质壁分离实验常选择紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料？ 提示 因为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液泡呈现紫色，便于实验现象的观察。 2.本实验无另外设置的对照组，为什么还叫对照实验？ 提示 本实验中，实验组和对照组在同一装片中先后进行，属于自身对照。 3.质壁分离实验为什么要选用成熟植物细胞？ 提示 因为成熟植物细胞具有中央大液泡，质壁分离现象明显。 4.为什么紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在一定浓度的 <m></m> 溶液中发生质壁分离后能自 动复原？ 提示 因为 <m></m> 、 <m></m> 都可被细胞主动转运到细胞内,使细胞液浓度升高,细胞渗透吸水而发生自动复原。 思维深化 本实验对照的方法为自身对照法。用显微镜观察三次:第一次与第二次形成对照证明细胞发生了质壁分离; 第三次与第二次形成对照证明细胞发生了质壁分离复原。 36 1.[人教版必修1 P67概念检测T3变式]某实验小组利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞进行实验，探究不同种类外界溶 液对细胞的影响，实验结果如表所示。下列相关叙述错误的是( ) 实验组 5分钟 再过5分钟 滴加清水5分钟 ① 蔗糖溶液 质壁分离 无变化 质壁分离复原 ② 蔗糖溶液 质壁分离 无变化 无变化 ③ 硝酸钾溶液 质壁分离 质壁分离复原 无变化 ④ 盐酸溶液 无变化 无变化 无变化 C A.实验组①中滴加清水后质壁分离复原是由水分子进入细胞导致的 B.实验组②前5分钟洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡颜色逐渐加深 C.实验组③在第一个5分钟之后随着吸水能力的增大,细胞发生质壁分离复原 D.实验组④中细胞始终无变化可能是因为盐酸破坏了细胞膜结构 教材实验变式 37 【解析】 实验组 实验分析 结论 ① 实验组①中滴加清水后质壁分离复原是由于水分子通过渗透作用进入细胞，导致原生质 体增大 A正确 ② 实验组②前5分钟出现了质壁分离现象，该过程中细胞失水，洋葱鳞片叶外表皮细胞的液 泡颜色逐渐加深 B正确 ③ 实验组③在第一个5分钟发生质壁分离，此时吸水能力较强，第一个5分钟后发生质壁分 离复原，吸水能力逐渐减弱 C错误 ④ 实验组④中细胞始终无变化可能是因为盐酸破坏了细胞膜结构，导致细胞死亡 D正确 38 2.[链接人教版必修1 P64探究·实践，2023全国甲卷]探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同 学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验，探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后，外表皮细胞原生质体和液泡的 体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表 示实验结果的是( ) C A.&1& B.&2& C.&3& D.&4& 39 【解析】图示分析： 40 高考风向 深化考查教材实验 探究植物细胞的吸水和失水几乎年年都考，但每年的呈现形式各有特色。本题的实验结果用数学模型的形式呈现，主要考查细胞吸水和失水过程中原生质体体积、液泡体积以及细胞液浓度的变化，解题核心仍是掌握细胞失水和吸水的原理及相关实验结果的图文转换。备考时应以核心知识点为中心挖掘相关原理和数学模型，并能够用数学模型表达实验结果。 41 3.[人教版必修1 P67拓展应用T1变式]细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。现提供紫色洋葱鳞片叶表皮细胞，请设计实验，测定该细胞的细胞液的浓度相当于多少质量分数的蔗糖溶液。写出你的实验思路，并预测实验结果。 （1）实验思路：____________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________。 （2）预测实验结果：细胞液浓度______________________________________________________________________ ___________________________________。 配制一系列质量分数梯度的蔗糖溶液，再将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞制成若干个临时装片，分别用不同质量分数的蔗糖溶液进行处理，适当时间后在显微镜下观察质壁分离情况 介于刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液质量分数与尚未发生质壁分离的细胞所用的最大蔗糖溶液质量分数之间 42 核心拓展 植物细胞质壁分离与复原的应用 （1）判断成熟植物细胞是否为活细胞 （2）测定细胞液浓度范围 （3）比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 43 物质进出细胞的方式 叁 44 教材知识萃取 45 物质出入细胞的方式 （1）小分子和离子的跨膜运输方式 物质出入细胞的方 式 被动运输 主动运输 自由扩散 协助扩散 图例 _________________________________________________________ _________________________________________ 物质出入细胞的方 式 被动运输 主动运输 自由扩散 协助扩散 运输方向 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 特点 转运蛋白 <m></m> ________ <m></m> ______ <m></m> ______ 消耗能量 <m></m> ________ <m></m> ________ <m></m> ______ 举例 <m></m> 、 <m></m> 、 <m></m> 、甘油、 乙醇、苯等出入细胞 红细胞吸收葡 萄糖 静息电位恢复过程 中 <m></m> 进入细胞、 <m></m> 出细胞 续表 不需要 需要 需要 不需要 不需要 需要 通道蛋白与载体蛋白的异同 （2）大分子和颗粒性物质出入细胞的方式 物质出入细胞的方式 胞吞 胞吐 图例 __________________________ _________________________ 运输方向 胞外→胞内 胞内→胞外 特点 物质通过囊泡转移， <m></m> ________转运蛋白，但 <m></m> ________ ______________能量 举例 吞噬细胞吞噬抗原 分泌蛋白、神经递质等的分泌 影响因素 与细胞代谢有关的因素等 不需要 消耗（需要） 明辨物质运输的“不一定” （1）小分子物质的跨膜运输方式不一定都是被动运输或主动运输，如神经递质的释放方式主要是胞吐。 （2）生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。 （3）需要消耗能量的运输方式不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。 &1& （1）[必修1 P70“与社会的联系”]囊性纤维化是由于细胞中某种蛋白质结 构异常，影响了 <m></m> 的跨膜运输，这一事例说明这种结构蛋白属于细胞膜上的载体 蛋白，也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过细胞膜上载体蛋白的种类和 数量来实现的。 （2）[必修1 P71“相关信息”]胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解。 情境应用 1.如果将草履虫放入蒸馏水或海水中，推测其伸缩泡的伸缩情况，分别会发生什么变化？ 提示 若放入蒸馏水中，其伸缩泡的伸缩频率加快；若放入海水中，则伸缩频率减慢。 2.某科学家构建了一个能自己移动和改变形态的“类细胞”模型，由膜外壳和填充物构 成。若将该模型置于一定浓度的含 <m></m> 的溶液中一段时间，检测发现， <m></m> 不能进入 其中。若你是科学家，将如何改造这个结构，使其能吸收 <m></m> ？所依据的原理是什么？ 提示 在其膜外壳中加入 <m></m> 的转运蛋白，原理是 <m></m> 的跨膜运输需要相应转运蛋白的 协助。 3.农业生产中，常给农田适时松土，这主要是有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收。试分析这么做的原因。 提示 适时松土→增加土壤中氧气含量→利于根系有氧呼吸→利于根系细胞通过主动运输吸收矿质元素。 深度思考 1.举例说明同一种物质能否通过不同方式进出细胞？ 提示 人的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，肾小管细胞重吸收葡萄糖的方式是主动运输。神经细胞吸收钾离子的方式是主动运输，而神经细胞维持静息电位时钾离子外流的方式是协助扩散。 2.果脯在腌制过程中变甜，是细胞通过主动运输吸收糖分的结果吗？说明理由。 提示 不是。腌制果脯时由于细胞外液浓度过高，细胞失水死亡，细胞膜变为全透性，然后糖分大量进入细胞导致果脯变甜。 3.根据通道蛋白和载体蛋白的作用特点,推测两种物质运输速率的高低。 提示 物质通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,物质运输速率较高;载体蛋白转运物质时,载体蛋白需与物质相结合,并发生空间结构的改变,物质运输速率较低。 4.水分子难以大量通过自由扩散进出细胞,从细胞膜的结构分析,其原因是什么? 提示 细胞膜以磷脂双分子层作为基本支架,水分子难以大量通过磷脂双分子层中的疏水区域。 5.被动运输、主动运输和胞吞、胞吐分别体现了膜的什么特性？ 提示 被动运输、主动运输主要体现了膜的选择透过性，胞吞和胞吐主要体现了膜的流动性。 6.影响离子泵运输离子的主要外界因素有 <m></m> 浓度、温度，其依据是什么？ 提示 离子泵运输离子消耗ATP，细胞内产生ATP的过程为细胞呼吸， <m></m> 浓度可以影 响有氧呼吸，进而影响ATP的产生，最终影响离子泵运输离子；温度通过影响载体 蛋白的运动和酶的活性等影响离子泵运输离子。 变式1 被动运输 1.[链接人教版必修1 P68生物科学史话]科学家经研究发现，水分子在通过细胞膜时的速率高于通过人工膜（磷脂 双分子层），剥离细胞膜中的蛋白质后，水分子的跨膜运输速度变得缓慢。下列有关叙述错误的是( ) C A.水分子通过人工膜的方式是自由扩散 B.剥离的蛋白质中可能含有协助运输水的通道蛋白 C.剥离蛋白质前，水分子只能通过协助扩散跨膜运输 D.剥离蛋白质后，水跨膜运输的方式只有自由扩散 【解析】人工膜是磷脂双分子层，水分子通过人工膜的方式是自由扩散，A正确。剥离细胞膜中的蛋白质后，水分子的跨膜运输速度变得缓慢，说明细胞膜运输水的过程中需要其上的通道蛋白协助，即剥离的蛋白质中可能含有协助运输水的通道蛋白，B正确。剥离蛋白质前，水分子能通过协助扩散和自由扩散通过细胞膜，C错误。剥离细胞膜中的蛋白质后，由于不存在协助运输水的通道蛋白，水只能通过自由扩散的方式进入细胞，D正确。 教材素材变式 56 2.[链接人教版必修1 P66图4-4]两种溶质分子进入肾小管细胞的方式如图所示， 其中甲、乙为两种不同的转运蛋白。下列有关说法错误的是( ) B A.溶质分子 的运输速率取决于膜两侧的浓度差和乙的数量 B.溶质分子可能是，溶质分子 可能是乙醇 C.转运溶质分子 时，乙会发生构象改变 D.若溶质分子 是葡萄糖，则该细胞可能为哺乳动物的成熟红细胞 57 【解析】图示分析： 溶质分子 借助载体蛋白以协助扩散方式进入细胞，其运输速率取决于膜两侧的浓度差和乙（载体蛋白）的数量， A正确。乙醇进入细胞的方式为自由扩散，图中两种运输方式均为协助扩散，B错误。哺乳动物的成熟红细胞吸收 葡萄糖的运输方式为协助扩散，D正确。 58 归纳总结 转运蛋白的种类 59 变式2 主动运输 3.[链接苏教版必修1 P68课外阅读，2023湖北卷]心肌细胞上广泛存在 泵和 交换体（转入的同时排出 ），两者的工作模式如图所示。已知 细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的 泵。关于该药物对心肌细胞的作用，下列叙述正确的是( ) C A.心肌收缩力下降 B.细胞内液的钾离子浓度升高 C.动作电位期间钠离子的内流量减少 D.细胞膜上 交换体的活动加强 60 【解析】分析题图可知，泵的运输使膜外浓度高于膜内，而通过 交换体顺浓度梯度从 膜外运输到膜内产生化学势能，交换体利用该能量将 从膜内逆浓度梯度运输到膜外，细胞质中 浓度下降，若用某种药物阻断细胞膜上泵的作用，则会影响 从膜内运输到膜外，导致细胞质中 浓度升高，据题干信息可知，细胞质中浓度升高会导致心肌收缩力增强，A错误；阻断 泵的作 用，从膜外到膜内的运输受阻，细胞内液的钾离子浓度下降，B错误；阻断泵的作用， 从膜内到膜 外的运输受阻，导致细胞外液与细胞质中的浓度差减小，因此动作电位期间 的内流量减少，C正确； 交换体的活动与细胞内外的浓度差有关，阻断泵的作用会降低细胞内外 的浓度差， 交换体的活动受抑制，D错误。 61 4.[链接人教版必修1 P70与社会的联系]囊性纤维化患者支气管被异常的黏液堵塞，常于幼年时死于肺部感染，相 关机理如图所示。下列叙述不正确的是( ) D A.图中氯离子的运输方式为主动运输 B.蛋白异常关闭，影响 向外扩散 C.蛋白转运 过程中自身的构象发生改变 D.蛋白转运 过程中形成与之适配的通道 【解析】图中氯离子是逆浓度梯度运输的，需要水解释放的能量，属于主动运输，故A正确。 蛋白异常关 闭，细胞内浓度增大，影响 向外扩散，故B正确。转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白。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，而且每次转运时都会发生自身构象的改变；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。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白 结合。蛋白是载体蛋白，蛋白转运 过程中自身的构象会发生改变，C正确，D错误。 62 5.[链接人教版必修1 P69问题探讨]甲状腺滤泡上皮细胞中的 浓度比血浆中的高 倍。血浆中的 进入滤泡上皮细胞是由钠碘同向转运体介导的，如图所示。 已知哇巴因是钠钾泵抑制剂，可以与 竞争钠碘同向转运体。下列叙述正确的是 ( ) C A.钠钾泵在转运和 时不会发生自身构象的改变 B.钠碘同向转运体运输的方式与其运输 的方式相同 C.哇巴因可使甲状腺滤泡上皮细胞摄取碘的能力减弱 D.能够同时影响和 进入甲状腺滤泡上皮细胞 63 【解析】图示分析： 64 钠钾泵转运和 的过程属于主动运输，需要载体蛋白协助，同时需要消耗能量，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，而且每次转运时都会发生自身构象的改变，A错误；分析可知,钠碘同向转运体运 输的方式为主动运输，钠碘同向转运体运输 的方式为协助扩散，B错误；哇巴因是钠钾泵抑制剂，其会抑制 运出甲状腺滤泡上皮细胞，使细胞内外浓度差变小，又知钠碘同向转运体运输时需要借助 的浓度梯 度产生的电化学势能，因此哇巴因可使甲状腺滤泡上皮细胞摄取碘的能力减弱，C正确；结合题干“可以与 竞争钠碘同向转运体”可知,会影响进入甲状腺滤泡上皮细胞，不影响 进入甲状腺滤泡上皮细胞，D错误。 变式3 胞吞、胞吐 6.[链接人教版必修1 P72与社会的联系]痢疾内变形虫寄生在人体肠道内，能通过胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解 人的肠壁组织，通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞，并引发阿米巴痢疾。已知这种病原体通过饮食传播，下列分 析错误的是( ) B A.痢疾内变形虫通过细胞呼吸为胞吞提供能量 B.痢疾内变形虫胞吞肠壁细胞时需要载体蛋白参与 C.注意个人饮食卫生可以预防阿米巴痢疾 D.痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织细胞与溶酶体有关 【解析】细胞呼吸过程中释放能量，痢疾内变形虫通过细胞呼吸为胞吞提供能量，A正确。痢疾内变形虫胞吞肠壁细胞时不需要载体蛋白参与，B错误。由题意“这种病原体通过饮食传播”可知，注意个人饮食卫生可以预防阿米巴痢疾，C正确。溶酶体内具有多种水解酶，可分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织细胞与溶酶体有关，D正确。 66 归纳总结 胞吞和胞吐的比较 67 变式4 物质进出细胞方式的综合 7.[链接人教版必修1 P66、P69、P71正文，2023全国甲卷]物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体 内物质跨膜运输的叙述,正确的是( ) B A.乙醇是有机物，不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞 B.血浆中的进入红细胞时需要载体蛋白并消耗 C.抗体在浆细胞内合成时消耗能量，其分泌过程不耗能 D.葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞 【解析】乙醇属于有机小分子，可以通过自由扩散方式跨膜进入细胞，A错误；血浆中的 进入红细胞的方式属 于主动运输，需要载体蛋白并消耗能量，B正确；抗体在浆细胞内合成时消耗能量，分泌到细胞外的过程也消耗能 量，C错误；葡萄糖可通过协助扩散进入细胞，如葡萄糖能通过协助扩散进入红细胞，D错误。 68 注意：实际做题时，看哪个条件比较容易得到就对应使用哪一条，不必完全按“三看”法的顺序判断。 提醒：神经递质多为小分子物质，但其由突触前膜释放的方式为胞吐。 方法技巧 “三看”法快速判断物质跨膜运输方式 69 8.[人教版必修1 P74非选择题T2变式]如图甲表示四 种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度，图 乙为某种物质跨膜运输的示意图，下列有关叙述错 误的是( ) C A. 进出细胞时与图乙中的转运蛋白无关 B.图甲中 进入细胞时，载体蛋白会发生自身构象 的改变 C.图乙所示过程与图甲中 进入细胞的方式一致 D.胰岛B细胞分泌胰岛素的方式是胞吐 【解析】进出细胞的方式是自由扩散，与图乙中的转运蛋白无关，A正确。图甲中细胞外的 浓度低于细胞内 的， 通过逆浓度梯度运输进入细胞（属于主动运输），需要载体蛋白的参与，且载体蛋白在转运过程中会发生 自身构象的改变，B正确。图乙所示过程是主动运输，而图甲中细胞外的浓度高于细胞内的， 进入细胞是 顺浓度梯度进行的，属于协助扩散，C错误。胰岛素的化学本质是蛋白质，属于大分子物质，胰岛B细胞分泌胰岛 素的方式是胞吐，体现了细胞膜具有流动性，D正确。 70 9.[链接人教版必修1 P61章首]（多选）高血压治疗药物硝苯地平属于二氢吡啶类钙通道阻滞剂，可以抑制血管平 滑肌和心肌细胞的跨膜钙离子内流，能引起冠状动脉、肾小动脉等全身血管的扩张，产生降压作用。据此判断下 列说法正确的是( ) BD A.硝苯地平抑制了钙离子以主动运输的方式进入平滑肌和心肌细胞 B.钙通道是选择性通过钙离子的通道，其他分子或离子不能通过 C.钙离子与钙通道结合后被转运进细胞内 D.膜内外钙离子浓度差的大小会影响钙离子内流的速率 【解析】由“硝苯地平属于二氢吡啶类钙通道阻滞剂，可以抑制血管平滑肌和心肌细胞的跨膜钙离子内流”可知，钙离子进入心肌细胞和平滑肌细胞借助通道蛋白（【技巧】通过离子通道运输的方式均为协助扩散。），运输方式为协助扩散，故硝苯地平抑制了钙离子以协助扩散的方式进入平滑肌和心肌细胞，A错误。通道蛋白和载体蛋白都具有专一性，钙通道是选择性通过钙离子的通道，其他分子或离子不能通过，B正确。钙离子借助钙通道进入细胞，但不需要与钙通道结合，C错误。由于钙离子内流是被动运输（协助扩散），故膜内外钙离子浓度差的大小会影响钙离子内流的速率，D正确。 71 影响物质进出细胞的因素 肆 72 教材知识萃取 73 1.不同因素对物质跨膜运输的影响 （1）浓度差 （2）氧气浓度 （3）温度对物质跨膜运输的影响（影响所有运输方式） 2.利用各运输方式的特点设计实验探究物质出入细胞的方式 （1）探究是主动运输还是被动运输 （2）探究是自由扩散还是协助扩散 1.[链接人教版必修1 P67、P69正文]如图1~4为细胞 内外物质浓度梯度或 浓度与物质跨膜运输速率间 关系的曲线图。下列相关叙述不正确的是( ) D A.图1、图2、图3可表示不同条件下人体细胞吸收水 分子的过程 B.图3可表示人体成熟的红细胞吸收 的过程 C.若是酒精被小肠上皮细胞吸收，运输速率可用图1 与图3表示 D.图1与图4能表示同一种物质的运输速率变化 教材素材变式 78 据图析图 曲线图 分析 运输方式 图1 物质跨膜运输速率随细胞内外物质浓度梯度增大而增大 自由扩散 图2 一定范围内，物质跨膜运输速率随细胞内外物质浓度梯度增大而增大， 但浓度梯度增大到一定程度后运输速率不再增加 协助扩散 图3 随着 浓度不断增大，物质跨膜运输速率不变 被动运输或只进行无氧 呼吸的细胞的主动运输 图4 一定范围内，物质跨膜运输速率随浓度增大而增大，但 浓度增大到 一定程度后运输速率不再增加 主动运输 【解析】人体细胞对水分子的吸收有自由扩散和协助扩散两种方式，可用图1、图2、图3表示，A正确。人体成熟 红细胞吸收 的过程属于主动运输，由无氧呼吸提供能量，可用图3表示，B正确。小肠上皮细胞吸收酒精的过程 属于自由扩散，可用图1与图3表示，C正确。图4表示主动运输，图1表示自由扩散，两者不能表示同一种物质的运 输速率变化，D错误。 79 2.[人教版必修1 P72拓展应用T2变式]柽柳是强耐盐植物，它的根部 可逆浓度梯度从土壤中吸收无机盐。吸收到植物体内的无机盐一部 分在体内积累，一部分可通过叶子和嫩枝上的盐腺分泌出去。如图 表示不同浓度的溶液对柽柳体内积累量、盐腺 分泌量和 相对分泌量（相对分泌量 分泌量/体内离子积累量，代表盐腺的泌 盐效率）的影响。据图分析，错误的是( ) C A.呼吸抑制剂可抑制柽柳根部对无机盐的吸收 B.本实验中随着浓度的升高，分泌量和 积累量都增加 C.柽柳叶子和嫩枝上盐腺的泌盐效率随外界盐分的升高而升高 D.柽柳逆浓度梯度吸收无机盐可增大根毛细胞细胞液的浓度，有利于吸收水 80 【解析】据题意可知，柽柳根部细胞可逆浓度梯度从土壤中吸收无机盐，方式为主动运输，需要消耗细胞呼吸产 生的能量，故A正确；据图可知，本实验中随着浓度的升高，分泌量和 积累量均增加，B正确；据题意 知，相对分泌量可代表盐腺的泌盐效率，由图可知，相对分泌量随外界盐浓度的升高先升高后下降又略微升高， 故C错误；柽柳逆浓度梯度吸收无机盐，可增大根毛细胞细胞液的浓度，细胞内渗透压升高，细胞吸水能力增强， D正确。 81 3.[链接人教版必修1 P69正文，2022海南卷节选]植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆 浓度梯度吸收磷酸盐，不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与相比， 条件下 磷酸盐吸收速率低的主要原因是__________________________________________。 呼吸酶的活性降低，主动运输所需的能量减少 【解析】 植物根细胞吸收磷酸盐的方式为主动运输，主动运输需要载体蛋白协助，需要 消耗细胞代谢释放的能量。与相比, 条件下，呼吸酶的活性降低，细胞呼吸产生 的能量减少，从而使根细胞吸收磷酸盐的速率下降。 82 与细胞有关的结构、功能和特性的描述 伍 83 1.[链接人教版必修1 P40问题探讨]台盼蓝染液不能将活细胞染色，而能将死细胞染成蓝色，为什么？ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。 长句攻略 在分析与细胞有关的结构、功能和特性相关的问题时，关键要厘清相关概念。看到试题后，首先要认真审题，并且注意题干中的关键词；然后建立试题与教材知识的联系；最后要准确作答。答题时要做到：①准确用字、用词，尽可能用生物学专业术语表达；②语言表达条理要清晰、层次分明，逻辑性强；③把握答题要点，保证表达的科学性和简洁性。 活细胞的细胞膜具有选择透过性，台盼蓝染液是活细胞不需要的物质，一般情况下，其不能通过活细胞的细胞膜进入细胞，所以活细胞不能被染色。而死细胞的细胞膜失去了控制物质进出细胞的功能，所以台盼蓝染液能够进入死细胞，使其染成蓝色 84 2.[人教版必修1 P53拓展应用变式]溶酶体内含有多种水解酶，为什么溶酶体膜不会被分解?尝试提出一种假说,解释 这种现象:________________________________________________________________________________。 溶酶体膜与其他细胞器膜相比，经过了特殊的修饰，使其不能被水解酶水解（合理即可） 85 3.[链接人教版必修1 P63思考·讨论]当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？________。原因是_ ___________________________________________________________________________________________________ ________________________________________。 不一定 红细胞吸水膨胀后细胞质的浓度也会下降，如果外界溶液的浓度不是很低，有可能细胞质的浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不会涨破 86 4.[链接人教版必修1 P66边栏]甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞？_______________________ _______________________________________________________________。 因为甘油、乙醇都是脂溶性物质，与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过磷脂双分子层进出细胞 87 5.[链接人教版必修1 P42思考·讨论]用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质，在空气和水的界面上铺展成单层,测得单 分子层的面积远大于胰岛B细胞表面积的2倍。原因是_____________________________________________________ ____________________。 胰岛B细胞中除细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，它们的膜中都含有磷脂分子 88 6.[链接人教版必修1 P52正文]研究发现,核糖体合成的蛋白质有信号序列，而从内质网输出的蛋白质不含信号序列, 推测其原因可能是 ______________________________________。 蛋白质的信号序列在内质网中被剪切掉了 89 7.[人教版必修1 P74非选择题T3（3）变式]将紫色洋葱外表皮细胞放到某浓度的 溶液中，细胞发生质壁分离后 很快又自动复原，自动复原的原因可能为_______________________________________________________________ _________________。 外界溶液中的会通过运输储存在液泡中，使得细胞液的浓度增大，细胞吸水恢复原状 90 8.[人教版必修1 P67拓展应用T2变式]温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率吗？____。请你提出假设，并设 计检验该假设的实验方案。 提出假设：_________________________________________________________________________________________ ___________。 实验方案：_________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________。 会 在一定温度范围内，升高温度会加快水分通过半透膜的扩散速率，而降低温度则减缓水分通过半透膜的扩散速率 取三组相同的渗透装置，分别编号为甲、乙、丙，半透膜两侧分别为蔗糖溶液和清水；对甲组装置进行加热，对乙组装置进行低温处理，丙组装置不进行处理；三组装置同时开始实验，记录液面变化及所用时间 解后反思 本题要求设计实验方案，根据提出的假设可确定本实验的自变量是温度，因变量是水分通过半透膜的扩散速率，检测指标是液面变化及所用时间。设计实验方案时要注意控制单一变量，且保证无关变量相同且适宜。 91 9.[链接人教版必修1 P45、P67、P69正文，2021全国甲卷]植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的 。 回答下列问题: （1）细胞外的 可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统，生物膜的结构特点 是____________________________________________________________________________________。 磷脂双分子层构成膜的基本支架，具有流动性；蛋白质分子以不同方式镶嵌于磷脂双分子层中 【解题思路】生物膜的结构特点是磷脂双分子层构成膜的基本支架，具有流动性；蛋白质分子以不同方式镶嵌于磷脂双分子层中。 92 （2）细胞外的 能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由________复合物构成的，其运输的特点是 ________________________________（答出1点即可）。 蛋白质 一种离子通道只允许一种离子通过 【解题思路】离子通道是由蛋白质复合物构成的，其运输特点是一种离子通道只允许一种离子通过。 93 （3）细胞外的可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下，根细胞对 的吸收速 率降低，原因是__________________________________________________________________________________。 通过载体蛋白逆浓度梯度运输需要消耗能量，呼吸抑制剂使细胞呼吸作用产生的能量减少 【解题思路】由细胞外的可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞可判断，根细胞吸收 的方式为主动 运输，该方式不仅需要载体蛋白，还需要消耗能量。在有呼吸抑制剂的条件下，细胞呼吸受抑制，提供的能量减 少，因此，根细胞对 的吸收速率降低。 94 10.[链接人教版必修1 P69正文，2022全国乙卷]农业生产中,农作物生长所需的 氮素可以 的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细 胞吸收的速率与 浓度的关系如图所示。回答下列问题。 （1）由图可判断 进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是____________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ______________。 主动运输需要呼吸作用提供能量，在氧浓度小于时，吸收速率与氧浓度呈正相关，氧是有氧呼吸产生能量的必需条件，说明细胞吸收需要有氧呼吸提供能量 95 【解题思路】 96 （2）浓度大于时作物乙吸收 的速率不再增加，推测其原因是_______________________________________ ______________________________________________。 主动运输需要载体和能量，浓度大于时能量充足，而吸收速率不再增加，说明载体达到饱和 97 【解题思路】 98 （3）作物甲和作物乙各自在 最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断的依据是________ _________________________________________________。 甲的最大吸收速率大于乙，需要的能量多，消耗的氧多 【解题思路】由图可知，作物甲和作物乙各自在最大吸收速率时，作物甲的最大吸收速率对应的 浓度 大于作物乙，因此作物甲根细胞单位时间消耗 的量（呼吸速率）大于作物乙，即单位时间作物甲消耗的能量多、 消耗 多。 99 （4）据图可知，在农业生产中，为促进农作物根对 的吸收利用，可以采取的措施是__________（答出1点即可）。 适时松土 【解析】 农作物根系从土壤中吸收矿质离子的主要方式是主动运输，需要有氧呼吸提供能量，而土壤中 浓度较 低，特别是土壤板结时 浓度更低，不能满足根系有氧呼吸的需求。因此，在农业生产中，可以采取定期疏松土 壤等措施提高土壤中浓度，促进农作物根对 等离子的吸收利用。 100 命题分析 试题注重理论联系实际应用 该题第（4）小题巧妙地与农业生产相联系，让写出为促进农作物根对硝酸根的吸收利用，可以采取的措施，将理论知识与生活中的实际应用联系起来。这类试题在考查基础知识和基本技能的同时，比较注重对理论联系实际能力的考查，常常需要考生运用所学的知识进行分析，综合性强，难度大，考生要对教材知识活学活用。 101 谢谢 $$