第2单元 第2讲 物质通过多种方式出入细胞（课件PPT）-【优化指导】2026年高考生物学一轮复习高中总复习·第1轮（浙科版 浙江专版）

高考总复习 生物学 第二单元　细胞的代谢 第二讲 物质通过多种方式出入细胞 课标要求 1.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。 2．举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。 3．活动：观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象。 考点一 扩散和渗透 高浓度 1．扩散和渗透 (1)扩散 ①含义：分子或离子从_________处向_________处运动的现象。 ②结果：使该分子或离子分布均匀，直到平衡。 (2)渗透 ①含义：_________通过半透膜的扩散。 ②方向：从水分子数相对较多的一侧进入水分子数相对较少的一侧。 低浓度 水分子 提醒：渗透平衡是指半透膜两侧的水分子移动达到平衡状态，而不是浓度达到平衡。 2．渗透装置的分析 (1)水分子的流动判断：当溶液浓度___________时，水分子就通过半透膜由S2流向S1；当溶液浓度___________时，水分子就通过半透膜由S1流向S2。 S1＞S2 S1＜S2 (2)在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度_____S2溶液浓度。因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。 (3)渗透作用发生的条件 ＞ 提醒：渗透平衡≠浓度相等。若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面差，则半透膜两侧溶液就存在浓度差，液面差越大，浓度差就越大，且液面高的一侧溶液浓度高。 3．细胞的吸水与失水 1．易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜。( ) (2)植物细胞内的液体环境主要指的是细胞溶胶中的细胞液。( ) (3)具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用。( ) × × × 2．深度思考——挖掘新命题点 (1)如图装置所示，将淀粉溶液装于对淀粉不通透的透析袋(非细胞成分透析膜制成)中，并放于烧杯中，烧杯内滴加碘碘化钾溶液，则12 h后，透析袋内呈______色，而烧杯内变澄清，其原因是___________________ ________________________________________。 蓝 碘碘化钾溶液进入透 析袋并与淀粉结合，而淀粉不能进入烧杯 (2)对于动植物细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外液体的浓度一定相等吗？为什么？ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ [例1] (2025·浙江绍兴模拟)为探究酶的特性，一同学利用透析袋设计以下装置进行实验。透析袋是由半透膜制成的袋状容器，其只允许水分子进出。A组透析袋加入淀粉溶液和蔗糖酶，B组等大的透析袋中加入等量的淀粉溶液和淀粉酶，A组和B组透析袋均未装满。下列叙述正确的是( ) D A．本实验结果可以通过在烧杯中加入碘液进行鉴定 B．实验结束后，两组透析袋的重量均增加，且A组增加的重量等于B组 C．本实验的结论为淀粉酶具有专一性 D．当透析袋呈最大体积时，此时仍在发生渗透作用 解析：本实验结果不可以通过在烧杯中加入碘液进行鉴定，因为无论烧杯中密封袋内淀粉是否被分解，均不会发生颜色改变，A错误；透析袋由半透膜制成，当半透膜两侧存在浓度差且透析袋内溶液浓度大于袋外溶液浓度时，会发生渗透吸水，所以实验结束后，两组透析袋均增重，但由于B组中淀粉被水解成小分子麦芽糖，半透膜两侧浓度差更大，所以吸水更多，即A组增加的重量少于B组，B错误；本实验采用的是同底异酶的实验设计，其结论为酶具有专一性，C错误；当透析袋呈最大体积时，此时达到渗透平衡，依然存在水分子的进出，D正确。 [例2] (2024·浙江丽水模拟)如图表示哺乳动物成熟红细胞在3种不同浓度溶液中的形态图，图甲表示细胞保持原状，图乙表示细胞涨破，图丙表示细胞皱缩。下列相关叙述错误的是( ) C A．图甲中外界溶液的浓度与细胞内液的浓度大致相等 B．提取细胞膜时，可用图乙中所对应的外界溶液浓度 C．提取血红蛋白时，可用图丙中所对应的外界溶液浓度 D．将去除细胞壁的植物细胞放入蒸馏水中，最终将出现类似图乙所示的结果 解析：结合题干和题图可知，图甲中细胞保持原状，说明其所处外界溶液浓度与细胞内液浓度大致相等，A正确；提取细胞膜和血红蛋白时，都需要用低渗溶液，即图乙中所对应的外界溶液浓度，B正确、C错误；将植物细胞去除细胞壁后放入蒸馏水中，最终该细胞将吸水涨破，D正确。 考点二 物质出入细胞的方式 1．物质出入细胞的方式 提醒：①蛋白质、RNA等进出核孔的方式不属于上述方式，但具有选择性，需要消耗能量。 ②“通道”只能介导易化扩散，“离子泵”只能介导主动转运，“载体”介导的可能是易化扩散，也可能是主动转运。 2．影响物质出入细胞的因素的曲线分析 (1)物质浓度 (2)氧气浓度 (3)温度 (4)载体蛋白 1．易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)人的红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是需要载体蛋白的协助。( ) (2)低温不影响矿质离子的吸收速率。( ) (3)胞吐运输的物质不一定是大分子有机物。( ) (4)主动转运使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢。( ) × × √ × (5)在物质浓度相对较低时，易化扩散比扩散具有更快的运输速率。( ) (6)易化扩散运输的物质一般不溶于细胞膜的磷脂双分子层中，或者体积相对较大，不能直接穿过细胞膜。( ) √ √ 2．深度思考——挖掘新命题点 水通道蛋白(AQP)是一类细胞膜通道蛋白。检测人唾液腺正常组织和水肿组织中3种AQP基因mRNA含量，发现AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化，而水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍。 (1)AQP蛋白转运水进出细胞需要消耗ATP吗？_________，理由是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 不需要 (2)检测结果表明，是否只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成？______，理由是________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________。 不是 水肿组织AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化，而 AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍，可知AQP5基因mRNA含量 在水肿组织和正常组织中有差异，但不能说明只有AQP5蛋白参与人唾 液腺水肿的形成 [例1] (2024·浙江9＋1联盟联考)液泡是植物细胞中储存Ca2＋的主要细胞器，Ca2＋进入液泡的过程如图所示。下列说法错误的是( ) B A．液泡既能维持细胞形态，也可吞噬衰老细胞器 B．Ca2＋通过CAX的跨膜运输方式属于易化扩散 C．加入H＋焦磷酸酶抑制剂，Ca2＋通过CAX的运输速率变慢 D．H＋从细胞溶胶转运到液泡的跨膜运输方式属于主动转运 解析：液泡内有细胞液，其中含有糖类、无机盐、色素和氨基酸等物质，能维持细胞形态，液泡中还富含水解酶，能吞噬衰老的细胞器，A正确；Ca2＋通过CAX的跨膜运输方式为主动转运，所需要的能量由H＋顺浓度梯度运输产生的势能提供，B错误；加入H＋焦磷酸酶抑制剂，则液泡中的H＋浓度降低，液泡膜两侧的 H＋浓度梯度差减小，为Ca2＋通过CAX的运输提供的能量减少，Ca2＋通过CAX的运输速率变慢，C正确；液泡中的H＋浓度较高，H＋从细胞溶胶转运到液泡为逆浓度梯度的运输，该跨膜运输的方式为主动转运，D正确。 [例2] (2025·浙江丽水模拟)如图表示某异养细菌细胞膜的部分结构示意图，①②③④表示膜蛋白。下列说法错误的是( ) D A．Na＋通过易化扩散进入细胞 B．H＋可通过主动转运进入细胞 C．转运乳酸时③会发生自身构象的改变 D．降低环境pH有利于该细菌生存 解析：多糖链一侧为细胞外侧，Na＋顺浓度梯度进入细胞，为易化扩散，A正确；H＋通过光能的驱动逆浓度梯度进入细胞，为主动转运，B正确；乳酸逆浓度梯度转运时需要载体蛋白并消耗能量，属于主动转运，载体蛋白③会发生自身构象的改变，C正确；细菌为异养生物，通过建立膜两侧H＋浓度差吸收葡萄糖，降低环境的pH不利于葡萄糖的吸收，因此不利于细菌生存，D错误。 [例3] (2025·浙江温州模拟)植物生长过程中，需要不断从外界吸收无机盐离子。为探究大麦根对K＋的吸收方式，科学家先后进行了两个实验，结果如图甲和图乙所示。下列相关描述不正确的是( ) A A．据图甲判断根毛细胞吸收K＋的方式为易化扩散 B．据图乙判断根毛细胞吸收K＋的方式为主动转运 C．根毛细胞在一定浓度的KCl溶液中会发生质壁分离并自动复原 D．农田施肥的同时还要适当浇水，有利于化肥中无机盐的溶解吸收 解析：据图甲判断，根毛细胞吸收K＋的方式为易化扩散或主动转运，A错误；据图乙可知，在一定范围内，K＋的吸收速率随土壤中O2含量的升高而加快，说明根毛细胞吸收K＋的方式是需能的主动转运，B正确；根毛细胞具有大液泡，在一定浓度的KCl溶液中会发生渗透失水而出现质壁分离现象，由于K＋和Cl－能进入细胞，一段时间后，会发生质壁分离的自动复原，C正确；矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，在农业生产中合理施肥的同时还应该适当浇水，有利于化肥中无机盐的溶解吸收，D正确。 “四看法”快速判断物质运输方式 考点三(活动) 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 2．实验步骤 1．易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”，错误的画“×”) 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①②④指细胞结构。请判断下列关于该实验叙述的正误： (1)①表示细胞壁，乙中④的体积比甲中的大。( ) (2)如果乙表示浸润在0.9 g/mL的蔗糖溶液中观察到的现象，则此时③处充满着蔗糖溶液。( ) (3)如果该实验选择的是紫色洋葱外表皮，则丙中④的颜色比乙中的深。( ) (4)甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比②的要大。( ) (5)乙→丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度。( ) (6)细胞发生渗透作用至丙状态，一段时间后该细胞会破裂。( ) (7)乙→丙过程中，细胞吸水速率逐步减慢。( ) × √ × × √ × √ 2．深度思考——挖掘新命题点 (1)选用紫色洋葱外表皮作为实验材料的原因是_________________ ________________________________。 根尖分生区的细胞能否作为该实验的材料？____________。为什么？______________________________________________。 紫色洋葱外表皮细 胞具有紫色的大液泡，便于观察 不能 根尖分生区的细胞无大液泡，不能发生质壁分离 (2)选择试剂时，选用0.3 g/mL的蔗糖溶液而不用0.5 g/mL的蔗糖溶液的原因是___________________________________________________ ____________________________________________________________。 (3)适宜浓度的KNO3溶液或尿素、甘油、乙二醇等________(填“能”或“不能”)作为该实验的试剂，原因是__________________________ ___________________________________________________________________________________。 使用浓度过高的蔗糖溶液(0.5 g/mL)质壁分离现象明显， 但不能复原，因为溶液浓度过高会导致细胞过度失水而死亡 不能 [例1] (2024·浙江湖州模拟)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是( ) A A．比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后 B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中 C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞 D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③ 解析：组成气孔的保卫细胞吸水时会使得气孔开放，失水时会导致气孔关闭。由图可知，滴加蔗糖溶液①后气孔开放，滴加蔗糖溶液②后气孔关闭，滴加蔗糖溶液③后气孔开放程度比滴加蔗糖溶液①后还大，这说明蔗糖溶液③的浓度小于蔗糖溶液①，蔗糖溶液②的浓度高于保卫细胞的细胞液浓度。由以上分析可知，在蔗糖溶液③中，保卫细胞吸收的水分比在蔗糖溶液①中吸收的水分多，因此比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后<①处理后，A错误；在蔗糖溶液②中保卫细胞发生了失水，此时最可能在视野中观察到质壁分离现象，B正确；由以上分析可知，滴加③后有较多的水分子进入保卫细胞，蔗糖溶液的浓度高低为②>①>③，C、D正确。 [例2] (2024·浙江绍兴模拟)某同学为观察植物细胞的质壁分离和复原，将同一植物相同部位的细胞分别置于渗透压相同的物质A溶液和物质B溶液中，待发生质壁分离后再置于蒸馏水中，整个实验过程中两组细胞的液泡体积随时间的变化分别如图曲线 Ⅰ 、 Ⅱ 所示。下列相关推测正确的是( ) A A．A点前，有物质A和水分子通过细胞膜进出细胞 B．A点前，细胞体积与原生质体体积变化量相等 C.B点前，液泡中的渗透压大于外界的渗透压 D．C点前，两组实验中细胞的细胞液浓度相等 解析：分析题图可知，两条曲线失水速率不同，可推测A点前，有物质A和水分子通过细胞膜进出细胞，A正确；由于细胞壁的伸缩性和原生质体的伸缩性不同，所以A点前失水过程中细胞的体积变化量小于原生质体的体积变化量，B错误；B点前，处于失水状态，液泡中的液体渗透压小于或等于外界溶液的渗透压，C错误；置于蒸馏水中后，细胞渗透吸水，但由于细胞壁的限制，至C点时，液泡体积均达到最大，但有物质A进入细胞内，故到达平衡前两组细胞液浓度不相等，D错误。 质壁分离和复原实验的拓展应用 (1)判断成熟植物细胞死活的方式 (2)测定细胞液浓度范围的方式 (3)比较不同植物细胞的细胞液浓度大小的方式 1．(2025·浙江1月卷)某同学利用幼嫩的黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流动”实验后，继续进行“质壁分离”实验，示意图如下。 真题演练•考向感悟 下列叙述正确的是( ) A．实验过程中叶肉细胞处于失活状态 B．①与②的分离，与①的选择透过性无关 C．与图甲相比，图乙细胞吸水能力更强 D．与图甲相比，图乙细胞体积明显变小 C 真题演练•考向感悟 解析：由题意可知，该细胞可观察叶绿体和细胞质流动，说明细胞没有失活，A错误；①与②的分离，与①的选择透过性有关，其原因是蔗糖可通过全透性的细胞壁，但不能通过具有选择透过性的细胞膜，B错误；与图甲相比，图乙细胞处于失水状态，细胞液渗透压升高，吸水能力更强，C正确；与图甲相比，图乙细胞体积几乎不变(植物细胞体积是看细胞壁)，D错误。 真题演练•考向感悟 C 2．(2024·浙江1月卷)婴儿的肠道上皮细胞可以吸收母乳中的免疫球蛋白，此过程不涉及( ) A．消耗ATP B．受体蛋白识别 C．载体蛋白协助 D．细胞膜流动性 真题演练•考向感悟 解析：免疫球蛋白的化学本质是蛋白质，是有机大分子物质，吸收方式为胞吞，需要消耗ATP，需要受体蛋白的识别，不需要载体蛋白的协助，依赖于细胞膜的流动性。故选C。 真题演练•考向感悟 3．(2024·甘肃卷)维持细胞的Na＋平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下，植物细胞膜(或液泡膜)上的H＋-ATP酶(质子泵)和Na＋-H＋逆向转运蛋白可将Na＋从细胞质基质中转运到细胞外(或液泡中)，以维持细胞质基质中的低Na＋水平(见下图)。下列叙述错误的是( ) C 真题演练•考向感悟 A．细胞膜上的H＋-ATP酶磷酸化时伴随着空间构象的改变 B．细胞膜两侧的H＋浓度梯度可以驱动Na＋转运到细胞外 C．H＋-ATP酶抑制剂会干扰H＋的转运，但不影响Na＋转运 D．盐胁迫下Na＋-H＋逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高 真题演练•考向感悟 解析：由图可知，细胞膜上的H＋-ATP酶介导H＋向细胞外转运时为主动转运。磷酸基团与H＋-ATP酶结合，会引起空间构象改变，A正确；H＋顺浓度梯度进入细胞所释放的势能是驱动Na＋转运到细胞外的直接动力，B正确；H＋-ATP酶抑制剂干扰H＋的转运，进而影响膜两侧H＋浓度，而H＋浓度梯度是驱动Na＋转运的动力，所以H＋-ATP酶抑制剂对Na＋的转运同样起到抑制作用，C错误；盐胁迫下H＋-ATP酶和Na＋-H＋逆向转运蛋白通过转运Na＋来维持细胞的Na＋平衡，因此为了适应高盐环境，Na＋-H＋逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高，D正确。 真题演练•考向感悟 B 4．(2023·浙江6月卷)植物组织培养过程中，培养基中常添加蔗糖，植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。 下列叙述正确的是( ) A．转运蔗糖时，共转运体的构型不发生变化 B．使用ATP合成抑制剂，会使蔗糖运输速率下降 C．植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源 D．培养基的pH高于细胞内，有利于蔗糖的吸收 真题演练•考向感悟 解析：共转运体是载体蛋白，在运输蔗糖过程中会发生构型改变，A错误；蔗糖的运输需要借助H＋的浓度差，使用ATP合成抑制剂会抑制组织细胞内的H＋运输到细胞外，破坏了细胞内外的H＋浓度差，进而影响蔗糖运输，B正确；植物组培的培养基中还有氨基酸等有机物，其也可以作为碳源，C错误；培养基的pH高于细胞内意味着H＋浓度小于细胞内，不利于蔗糖吸收，D错误。 真题演练•考向感悟 5．(2023·浙江1月卷)缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，可结合在微生物的细胞膜上，将K＋运输到细胞外(如图所示)，降低细胞内外的K＋浓度差，使微生物无法维持细胞内离子的正常浓度而死亡。下列叙述正确的是( ) A．缬氨霉素顺浓度梯度运输K＋到膜外 B．缬氨霉素为运输K＋提供ATP C．缬氨霉素运输K＋与细胞膜的结构无关 D．缬氨霉素可致噬菌体失去侵染能力 A 真题演练•考向感悟 解析：结合题意“将K＋运输到细胞外(如图所示)，降低细胞内外的K＋浓度差”可推测K＋的运输方式为易化扩散，顺浓度梯度运输，不需要消耗ATP，A正确、B错误；缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，能结合在细胞膜上，在磷脂双分子层间移动，该过程与细胞膜具有一定的流动性这一结构特点有关，C错误；噬菌体为DNA病毒，病毒没有细胞结构，故缬氨霉素不会影响噬菌体的侵染能力，D错误。 真题演练•考向感悟 6．(2022·浙江6月卷)“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所示。下列叙述正确的是( ) A．由实验结果推知，甲图细胞是有活性的 B.与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低 C.丙图细胞的体积将持续增大，最终涨破 D．若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显 A 真题演练•考向感悟 解析：能发生质壁分离的细胞应为活的植物细胞，据图分析，从甲到乙发生了质壁分离现象，说明甲细胞是活细胞，A正确；乙图所示细胞发生质壁分离，该过程中细胞失水，故与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较高，B错误；由于有细胞壁的限制，丙图细胞体积不会持续增大，且不会涨破，C错误；根尖分生区细胞无大液泡，不能发生质壁分离现象，D错误。 真题演练•考向感悟 请完成：课时提升练(7) 温馨提示 谢谢观看！ 不一定。对于动物细胞来说，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外溶液的浓度相等。但植物细胞有细胞壁的支持、保护，单位时间内水分子进出植物细胞的数量相等时，有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度。 提醒：同一物质的不同转运方式 ①葡萄糖 ②Na＋ ③K＋ ④水分子既可以通过扩散进出细胞，也可以依赖水通道蛋白进出细胞，如原尿中的水分子经肾小管中的水通道蛋白重吸收。 通道蛋白参与的只是被动转运(易化扩散)，在运输过程中并不与被运输的分子或离子相结合，而是通过自身通道，并且是从高浓度向低浓度运输，所以运输时不消耗能量 K＋、NO、尿素、甘油、 乙二醇等可被细胞吸收，从而使细胞液浓度增大，所以细胞先发生质壁分离后又自动复原 $$