第4章 细胞的物质输入和输出（期中复习讲义）（4大知识+4大考向）高一生物上学期人教版

第4章 细胞中物质的输入和输出 内容速览 明·期中考情 通·必备知识 知识点一 水进出细胞的原理 知识点二 被动运输 知识点三 主动运输 知识点四 胞吞胞吐 综·核心突破 考向1 判断渗透系统中液面的变化 考向2 细胞能否发生质壁分离及复原的判断 考向3 物质进出细胞运输方式的判断 考向4 物质跨膜运输方式的实验探究 练·分层实战 复习目标 1.理解渗透作用的概念及发生条件（半透膜、浓度差） 2. 能解释动物细胞（如红细胞）和植物细胞（如洋葱表皮细胞）的吸水和失水现象 3. 能准确描述质壁分离及复原的过程、条件和原理 4.能准确区分扩散、协助扩散、主动运输的概念及特点 5.举例说明三种物质跨膜运输方式在生活中的应用（如红细胞吸水失水、植物根细胞吸收矿质元素） 6.能通过物质运输方向、是否需载体蛋白和能量，判断具体运输方式 7. 能结合物质跨膜运输方式，分析生物膜结构与功能的关系 8.了解胞吞和胞吐的过程、特点及实例 9.能区分胞吞胞吐与跨膜运输的差异（是否 “穿膜”、是否需载体蛋白） 10.能结合实例说明胞吞胞吐与生物膜流动性的关系 核心考点 1.渗透作用发生条件的判断 2.动植物细胞吸水失水的实例分析 3.质壁分离及复原的实验分析（如 “实验材料的选择要求”“外界溶液浓度对实验现象的影响”） 4.跨膜运输方式的实例匹配（如 “葡萄糖进入红细胞”“小肠上皮细胞吸收葡萄糖” 分别对应哪种方式） 5.跨膜运输方式的特点对比（载体蛋白、能量、浓度梯度的差异） 6.生物膜结构与物质跨膜运输的关联（如 “载体蛋白的种类和数量影响主动运输的速率”） 7. 胞吞胞吐的特点分析（如 “是否消耗能量”“是否体现膜的流动性”）及实例 8. 胞吞胞吐与跨膜运输的差异对比 考情总结 易错点 1.混淆 “协助扩散” 和 “主动运输” 的能量需求（认为协助扩散需消耗能量） 2.误将 “葡萄糖进入所有细胞” 归为同一运输方式（忽略 “进入红细胞为协助扩散，进入小肠上皮细胞为主动运输”） 3.混淆 “半透膜” 和 “选择透过性膜” 的概念（认为二者完全等同，忽略 “选择透过性膜具有生物活性”） 4.误将 “质壁分离的‘质’” 理解为 “细胞质”（实际为 “原生质层”）或结合生活场景（如作物灌溉、食品腌制）考查渗透原理的应用 5.误认为 “胞吞胞吐不需要消耗能量”（实际需消耗 ATP） 6. 误将 “胞吞胞吐” 归为跨膜运输方式（实际二者不 “穿膜”，属于大分子物质的运输方式） 命题趋势： 1.结合 “质壁分离及复原实验” 的改进装置（如添加传感器监测渗透压变化），考查实验分析和推理能力； 2.以 “物质跨膜运输示意图” 为载体，结合表格或曲线，考查运输方式判断及特点分析 3.结合 “分泌蛋白的合成和运输过程”，综合考查胞吐与生物膜流动性、细胞器协作的关系；或结合医学案例（如药物通过胞吞进入细胞）考查知识应用能力 █知识点一　水进出细胞的原理 重点归纳 1.渗透作用 (1)概念:指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。 (2)渗透作用产生的条件:一是具有半透膜,二是半透膜两侧的溶液存在浓度差。 【特别提醒】 渗透压的大小取决于单位体积溶质微粒数目的多少（物质的量浓度）。 2.动植物细胞的吸水和失水 (1)动物细胞的吸水和失水 ①原理：“半透膜”——细胞膜 浓度差——细胞质与外界溶液间具有浓度差。 ②现象 a.外界溶液的浓度<细胞质的浓度⇒细胞吸水膨胀。 b.外界溶液的浓度>细胞质的浓度⇒细胞失水皱缩。 c.外界溶液的浓度=细胞质的浓度⇒细胞形态不变。 (2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例) ①原理 【特别提醒】 植物细胞内的液体环境主要是指液泡里面的细胞液。水进出细胞主要是指水经过原生质层进出液泡。原生质层≠原生质体 ②观察植物细胞吸水和失水的步骤 ③现象 ④结论：水进出植物细胞是通过渗透作用实现的,说明原生质层相当于一层半透膜。 【思考】 欲进行细胞的质壁分离与复原实验,是不是所有的植物细胞都可作为实验材料?为什么? 提示:不是。活的并具有中央大液泡的成熟植物细胞才能发生质壁分离和复原。 【特别提醒】 (1)教材中唯一一个只在低倍镜下观察的实验。 (2)单独观察处于质壁分离的静态图像，不能判断细胞是正在发生质壁分离还是质壁分离复原。 (3)质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越强；质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度。 (4)质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的，最终表现为出或进的水分子多。 (5)该实验中进行了三次显微镜观察,并存在两次自身对照:第一次是质壁分离状态与自然状态对照,第二次是复原状态与质壁分离状态对照。 (6)在一定浓度的溶液(溶质可穿膜)中发生质壁分离后可自动复原,如甘油、尿素、KNO3溶液等。 效果检测 【典型例题1】如图为渗透现象示意图，实验开始时，烧杯液面与漏斗液面相同(均为a)，下列选项中正确的是(　) A．当漏斗液面不再升高时说明蔗糖分子透过半透膜达到渗透平衡 B．若用纱布替代半透膜重复此实验，则实验结束时漏斗最终液面高度在a与b中间 C．漏斗液面上升过程中水分子只能由烧杯透过半透膜进入漏斗而不能由漏斗渗出 D．农作物施肥过多造成的“烧苗”现象与图示现象都是通过渗透作用实现的 【答案】D 【解析】当漏斗液面不再升高时说明水分子透过半透膜达到渗透平衡，蔗糖不能透过半透膜，A错误；纱布不具有半透性，属于全透性，若用纱布替代半透膜，漏斗内的蔗糖会扩散到外界溶液中，因此不会产生液面差，B错误；漏斗液面上升过程中，水分子进入漏斗内的多于从漏斗出来的，C错误；农作物施肥过多造成的“烧苗”现象与图示现象都是通过渗透作用实现的，D正确。 【对点专攻1】成熟植物细胞的主要吸水方式是渗透吸水。某兴趣小组为研究渗透吸水进行了一个实验,该实验的简易渗透吸水装置如图甲所示。图甲漏斗内液面上升的高度与时间的关系如图乙所示。一成熟植物细胞被放在某外界溶液中,其所处的状态(此时细胞有活性)如图丙所示。下列相关叙述错误的是(　　) A.由图甲中漏斗内液面上升可知,实验开始时b侧液体浓度大于a侧 B.由图乙可知,图甲中漏斗内溶液的吸水速率在下降 C.图丙中相当于图甲中c结构的是③④⑤ D.把图丙所示状态的细胞放在清水中,会发生质壁分离 【答案】D 【解析】图甲漏斗内液面上升,说明实验开始时b侧液体浓度大于a侧。随漏斗内液面上升,半透膜(c)两侧的浓度差越来越小,故漏斗内溶液的吸水速率在下降。图丙中③细胞膜、⑤液泡膜及两者之间的④细胞质相当于图甲中的c半透膜。把图丙细胞放在清水中,会发生质壁分离复原。 █知识点二 被动运输 重点归纳 1.被动运输 (1)概念:物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输。 (2)分类:自由扩散和协助扩散。 物质跨膜运输的方式 被动运输 自由扩散(也叫简单扩散) 协助扩散(也叫易化扩散) 定义 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式 借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式 运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度 是否需要转运蛋白 否 是 例子 ①甘油、乙醇、苯、性激素等脂溶性小分子有机物质。 ②气体:O2、CO2 ③少部分水分子 ①红细胞吸收葡萄糖 ②Na+进、K+出神经细胞 ③大部分水分子 （3）转运蛋白可分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。 转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。上图中的④表示载体蛋白，⑤表示通道蛋白。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（需要、不需要）与通道蛋白结合。水分子能以自由扩散进出细胞，如上图中的①。但水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的，如上图中的②③。 效果检测 【典型例题2】植物液泡膜上的水通道蛋白(TIPs)是运输水分子的通道，研究发现TIPs在植物细胞内只分布在液泡膜上。下列说法错误的是(　　) A．TIPs能输送水分子，不能输送葡萄糖、氨基酸等物质 B．TIPs可使水分子逆相对含量的梯度进行跨膜运输 C．水分子通过TIPs时，不需要与TIPs结合 D．用荧光染料标记TIPs可实现对植物细胞中液泡位置的定位 【答案】B 【解析】　根据题干信息“水通道蛋白(TIPs)是运输水分子的通道”，不能输送其他物质，A正确；水通道蛋白(TIPs)是运输水分子的通道，可使水分子顺相对含量的梯度进行跨膜运输，其运输方式为协助扩散，不需要消耗能量，B错误；TIPs是通道蛋白，运输物质时，不与所运输的物质结合，C正确；TIPs在植物细胞内只分布在液泡膜上，可作为标记物用于识别不同植物或组织，说明用荧光染料标记TIPs可实现对液泡位置的定位，D正确。 【对点专攻2】如图表示水分子跨膜运输方式，下列相关叙述，错误的是(　　) A．水分子可通过自由扩散的方式通过磷脂双分子层 B．水分子可借助水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞 C．水分子通过被动运输从浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散 D．水分子经过细胞膜由相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透 【答案】C 【解析】水分子可以通过自由扩散方式跨过磷脂双分子层进出细胞，也可以借助水通道蛋白进行协助扩散，A、B正确；水分子通过被动运输从水分子相对含量高的一侧向水分子相对含量低的一侧渗透，C错误、D正确。 █知识点三 主动运输 重点归纳 1.方向:逆浓度梯度,一般情况下物质分子从低浓度一侧运输到高浓度一侧。 2.条件:需要载体蛋白,消耗能量。 载体蛋白： ①特点：一种载体蛋白只适合与一种或一类离子或分子结合。 ②变化：离子或分子与载体蛋白结合后，载体蛋白的空间结构发生变化，运输完成后载体蛋白又恢复原状。 3.主动运输的概念 物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输。 4.主动运输的意义 主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中,通过主动运输来选择吸收所需要的物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,从而保证细胞和个体生命活动的需要。 【思考】 主动运输需要的能量主要由细胞的有氧呼吸提供。植物生长所需的大量无机盐是从土壤中吸收的。请解释在农业生产中为什么要给作物松土。 提示:松土能增加土壤中O2含量,促进作物根部的细胞进行有氧呼吸,产生更多的能量,有利于作物从土壤中主动吸收所需的无机盐离子,从而提高产量。 【特别提醒】 被动运输和主动运输都体现了细胞膜的选择透过性。 效果检测 【典型例题3】人体的CFTR蛋白是细胞膜上主动转运氯离子的蛋白质，若CFTR蛋白异常，则会导致氯离子在细胞中累积，细胞内的氯离子浓度升高，进而导致水分子运出细胞发生障碍，使人体易出现呼吸道感染。如图表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用机理。据图分析，下列有关叙述错误的是(　　) A．CFTR蛋白属于转运蛋白中的载体蛋白 B．氯离子通过CFTR蛋白时不需要与其结合 C．每次转运氯离子时，CFTR蛋白都会发生自身空间结构的改变 D．CFTR蛋白在内质网和高尔基体内加工，通过囊泡运输到细胞膜上 【答案】B 【解析】　CFTR蛋白属于转运蛋白中的载体蛋白，运输时需要消耗能量，A正确；氯离子通过CFTR蛋白时需要与其结合，B错误；每次转运氯离子时，CFTR蛋白都会发生自身空间结构的改变，C正确；CFTR蛋白在核糖体合成，在内质网和高尔基体内加工，通过囊泡运输到细胞膜上，D正确。 【对点专攻3】如图是某种物质通过细胞膜的示意图，下列有关分析正确的是(　　) A．图中S代表载体蛋白，C代表被运输的物质 B．膜外该物质一定是高浓度，膜内一定是低浓度 C．该物质的运输方式为主动运输，因为有C和能量的参与 D．结构C在全过程中位置和形状均保持不变 【答案】C 【解析】图中C代表载体蛋白，S代表被运输的物质，A错误；该物质的运输方式为主动运输，因为有C(载体蛋白)和能量的参与，膜外该物质浓度低于膜内，B错误，C正确；结构C为载体蛋白，在转运物质的过程中，其位置和形状均发生改变，D错误。 █知识点四 胞吞胞吐 重点归纳 1.大分子物质出入细胞的方式 类别 方式 过程 进入 细胞 ①胞吞 大分子→与细胞膜上的②蛋白质结合→细胞膜内陷形成③小囊→小囊从细胞膜上分离下来,形成④囊泡→进入细胞内部 排出 细胞 ⑤胞吐 大分子先在细胞内形成⑥囊泡→囊泡移动到⑦细胞膜处→与细胞膜融合→将大分子排出细胞 2.在物质的跨膜运输过程中,胞吞、胞吐是普遍存在的现象,它们需要消耗细胞呼吸所释放的能量。 【特别提醒】 (1)胞吞和胞吐是跨膜运输的方式，但物质穿过磷脂双分子层的层数为0。 (2)胞吞或胞吐能通过膜的融合将物质吸收到细胞内或释放到细胞外，体现了细胞膜具有一定流动性的结构特性。 效果检测 【典型例题4】如图为巨噬细胞吞噬细菌以及细胞中的溶酶体发挥作用的过程，下列相关叙述正确的是(　) A．细菌以胞吞形式进入细胞，细菌的细胞膜与巨噬细胞的膜发生了融合 B．溶酶体与吞噬体的融合体现了生物膜具有流动性 C．巨噬细胞吞噬细菌的过程既不需要载体蛋白，也不需要能量 D．胞吞的过程中细菌共穿过了两层生物膜 【答案】B 【解析】由图可知，细菌以胞吞形式进入细胞，该过程体现了细胞膜的流动性，但未发生膜融合，A错误；溶酶体与吞噬体的融合体现了生物膜具有流动性，B正确；巨噬细胞吞噬细菌的过程不需要载体蛋白，但需要能量，C错误；胞吞的过程中细菌共穿过了零层生物膜，D错误。 【对点专攻4】4．神经细胞间可以通过一种特殊的介质来传递信息，含有信息分子的囊泡与神经细胞的细胞膜融合之后再打开，将信息分子释放到神经细胞外部，这属于(　　) A．主动运输 B．协助扩散 C．胞吐 D．胞吞 【答案】C 【解析】由题干信息可知，神经细胞通过介质来传递信息含有信息分子的囊泡与神经细胞的细胞膜融合之后再打开，将信息分子释放到神经细胞的外部环境中，是以胞吐的方式排出细胞的，C正确。 █考向1 判断渗透系统中液面的变化 【解题方法】 (1)液面变化的判断 ①若A侧溶质可以通过半透膜,B侧溶质不能通过半透膜,则B侧液面升高。 ②若A侧和B侧溶质相同,且均不能通过半透膜,则浓度高的一侧液面升高。 ③若半透膜两侧的溶质均能通过半透膜,则不存在高度差。 (2)液面高度差的大小取决于半透膜两侧液体浓度差的大小,浓度差越大,高度差越大。 (3)浓度变化:在渗透系统中,若溶质不能通过半透膜,则实验刚开始浓度大的一侧达到平衡后的浓度仍大于另一侧。 (4)当液面上升到一定程度时,液面不再升高的原因:分析图甲可知,漏斗中的液面高于烧杯中的液面,液面高度差为Δh,使水分子有进入烧杯的趋势。烧杯中的液体与漏斗中的液体具有浓度差,即渗透压差,所以水分子有进入漏斗的趋势。当Δh产生的压强与半透膜两侧的渗透压差使半透膜两侧水分子的交换速率相等时,液面不再升高。 【典例分析1】 1.图甲表示刚开始时烧杯和漏斗内的两液面是持平的,达到渗透平衡后形成了图乙所示的情况,两液面形成的高度差为Δh。请据图思考并回答下列问题。 (1)在由图甲到图乙的过程中,S1溶液与S2溶液的浓度发生了怎样的变化? 提示:在由图甲到图乙的过程中,水分子最终表现为由S2溶液进入S1溶液中,所以造成了S1溶液的浓度减小,S2溶液的浓度增大。 (2)达到渗透平衡后(即高度差Δh不再改变时),水分子是否不再通过半透膜进行跨膜运输?比较此时S1与S2溶液浓度的大小。 提示:否,达到渗透平衡后,水分子仍然可以通过半透膜进行跨膜运输,只不过膜两侧水分子的运输达到了平衡,所以高度差才不会发生变化。此时,S1溶液的浓度仍大于S2溶液的浓度。 █考向2 细胞能否发生质壁分离及复原的判断 【解题方法】 (1)从细胞角度分析 ①死细胞、动物细胞不能发生质壁分离。 ②成熟且具有中央大液泡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,不易发生质壁分离。 ③细菌细胞能发生质壁分离,但现象不明显。 (2)从溶液角度分析 ①细胞在一定浓度的溶液(溶质不能穿膜)中只发生质壁分离。 ②细胞在一定浓度的溶液(溶质可穿膜)中发生质壁分离后可自动复原,如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等。 ③细胞在高浓度溶液中质壁分离的现象明显,但溶液浓度过高时不能发生质壁分离复原,因为溶液浓度过高,细胞会因过度失水而死亡。 ④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞,不适于作质壁分离实验的溶液。 【典例分析2】 下图表示正在发生质壁分离的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞。请分析并回答下列问题。 (1)实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗?b的颜色和大小发生怎样的变化? 提示:不一定。但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,更有利于观察。b逐渐变小,颜色逐渐加深。 (2)若将发生质壁分离后的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞用清水处理,发现该细胞不能出现质壁分离复原现象,请分析可能的原因。 提示:进行质壁分离时所采用的外界溶液浓度过高,导致细胞因失水过多而死亡。 (3)该实验是否需要设置另外一组实验作为对照组?为什么? 提示:否。在该实验中,对照组和实验组在同一对象上先后进行,属于自身对照。 █考向3 物质进出细胞运输方式的判断 【解题方法】 1.“三看法”判断物质出入细胞的方式 【归纳】比较物质进出细胞运输方式 物质类型 小分子 大分子 运输方式 被动运输 主动运输 胞吞胞吐 自由扩散 协助扩散 运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度 可以逆浓度梯度 与浓度梯度无关 转运蛋白 不需要 需要 需要 不需要 能量 不消耗 不消耗 消耗 消耗 实例 气体、少部分水分子、脂溶性分子（甘油、乙醇、苯、性激素） 葡萄糖进入红细胞， K+出神经元细胞， Na+进神经元细胞，大部分水分子 葡萄糖、氨基酸进入小肠上皮细胞， K+进神经元细胞， Na+出神经元细胞 根细胞吸收无机盐离子 大分子物质，如分泌蛋白（抗体、消化酶等） 【特别提醒】 某物质进出细胞的方式并非固定的一种： ①葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，而葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，要视具体情况而定。 ②静息电位形成时K＋外流与动作电位形成时Na＋内流均为协助扩散；但K＋、Na＋在其他细胞中的跨膜运输一般为主动运输。 2.根据曲线判断跨膜运输方式 (1)随物质浓度的增加,有饱和点的曲线表示协助扩散或主动运输(如图甲)。 (2)运输速率与物质浓度成正比关系的曲线表示自由扩散(如图乙)。 (3)与细胞呼吸或O2含量有关的曲线表示主动运输(如图丙)。 【典例分析1】 请结合下列物质跨膜运输示意图,思考并回答下列问题。 (1)写出图1~图3所示的物质运输方式。判断图3物质运输方式的依据是什么? 提示:图1表示自由扩散,图2表示协助扩散,图3表示主动运输。图3表示物质由低浓度向高浓度运输,需要载体蛋白的协助,消耗能量。 (2)图2和图3中的a是否相同?细胞膜具有选择透过性的结构基础是什么? 提示:否;图2中的a为通道蛋白,图3中的a为载体蛋白。一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质,细胞膜上转运蛋白的种类和数量,或转运蛋白空间结构的变化,对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用,这是细胞膜具有选择透过性的结构基础。 (3)图中所示的几种运输方式中,受物质浓度差影响的是哪些图对应的运输方式?如果加入呼吸酶抑制剂进行处理,受影响的是哪个图对应的运输方式? 提示:受物质浓度差影响的是图1和图2所示的运输方式。加入呼吸酶抑制剂受影响的是图3所示的运输方式。 2，下图为物质浓度和O2含量对物质跨膜运输速率的影响的曲线图。分析这四幅图并回答下列问题。 (1)图A、B、C、D分别可以代表哪种运输方式?请说明理由。 提示:图A可代表自由扩散,因为运输速率与物质浓度成正比。图B可代表协助扩散或主动运输,因为在一定范围内,运输速率随物质浓度的增大而增大,当超过这一范围后,运输速率不再随物质浓度的增大而改变。图C可以代表自由扩散或协助扩散,因为图C的运输速率与O2含量无关,说明此运输方式不需要消耗能量。图D可以代表主动运输,因为在一定范围内,运输速率随O2含量的增大而增大,说明此运输方式需要消耗能量。 (2)图B、D中,P点以后运输速率不变的主要原因是什么? 提示:图B中,P点以后的运输速率不变的原因主要是膜上转运蛋白的数量有限。图D中,P点以后的运输速率不变的原因主要是膜上载体蛋白的数量有限。 █考向4 物质跨膜运输方式的实验探究 【解题方法】 探究物质跨膜运输方式的实验设计思路 (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 【典例分析1】 某学校生物兴趣小组为了验证牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输。现提供如下材料：牛的成熟红细胞若干、培养瓶、葡萄糖浓度测试仪、蒸馏水、5%的葡萄糖溶液、5mL葡萄糖载体抑制剂和5mL呼吸抑制剂等，请完善如下实验过程： 实验原理：主动运输需要膜蛋白参与和消耗能量，协助扩散需要膜蛋白参与和具有浓度差。 实验步骤： ①取三个培养瓶，编号A、B、C，向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和______________________。 ②向A瓶中加入5mL蒸馏水，向B瓶中加入_________________________________，向C瓶中加入_________________________________________。 ③在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后，利用____________________________测定各培养瓶中葡萄糖的含量。 预期结果：A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且___________B瓶。（填“大于”、“小于”或“等于”） 实验结论：__________________________________________________________________。 5%的葡萄糖溶液     5mL葡萄糖载体抑制剂           5mL呼吸抑制剂         葡萄糖浓度测试仪          小于     牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输 期中基础通关练（测试时间：10分钟） 1．下列现象属于渗透作用的是(　　) ①水分子通过植物细胞的细胞壁； ②水分子或其他溶剂分子通过细胞膜； ③蔗糖分子通过细胞膜； ④水分子或其他溶剂分子通过液泡膜。 A．②④ B．①③ C．②③④ D．①②③④ 【答案】A 【解析】水分子通过植物细胞的细胞壁，细胞壁是全透性的，水分子没有通过半透膜，不属于渗透作用，①错误；细胞膜是选择透过性膜，相当于半透膜，水分子或其他溶剂分子通过细胞膜，属于渗透作用，②正确；细胞膜具有选择透过性，蔗糖分子不能经过渗透作用通过细胞膜，③错误；液泡膜是选择透过性膜，相当于半透膜，水分子或其他溶剂分子通过液泡膜，属于渗透作用，④正确。综上分析，A正确。 2.细胞的吸水和失水是水分子跨膜运输的过程。下列关于这句话的理解,错误的是(　　) A.细胞吸水最终表现为水分子从单位体积中水分子多的一侧向水分子少的一侧运输 B.细胞失水最终表现为水分子顺相对含量梯度跨膜运输的过程 C.细胞吸水和失水最终都表现为水分子顺相对含量梯度跨膜运输 D.细胞吸水和失水最终都表现为水分子从溶液浓度高的一侧向溶液浓度低的一侧运输 【答案】D 3.某生物兴趣小组在探究物质运输方式时,发现有一种物质不能顺浓度梯度进出无蛋白质的磷脂双分子层,却能顺浓度梯度进入细胞。这种物质出入细胞的方式最可能是(　　) A.自由扩散　 B.主动运输 C.协助扩散 D.胞吞、胞吐 【答案】C 4.下列细胞在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中不会发生质壁分离的是(　　) A.洋葱叶肉细胞 B.洋葱根尖分生区细胞 C.洋葱表皮细胞 D.洋葱根毛细胞 【答案】B 5.在观察植物细胞质壁分离实验中,选择质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理植物细胞的原因是(　　) A.蔗糖是细胞和生物体生命活动的能源物质 B.蔗糖是细胞和生物体的重要组成物质 C.蔗糖分子能溶于水但不能透过选择透过性膜 D.蔗糖分子能溶于水且能透过选择透过性膜 【答案】C 6．据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易通过细胞膜，这是因为(　　) A．细胞膜具有流动性 B．细胞膜具有进行细胞间信息交流的作用 C．细胞膜以磷脂双分子层为基本支架 D．细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子 【答案】C 【解析】细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，根据相似相溶的原理，胆固醇、小分子的脂肪酸、维生素D等脂溶性物质可以通过自由扩散的方式优先进入细胞，C正确。 期中重难突破练（测试时间：10分钟） 1．下图是洋葱表皮细胞的不同状态，其中①②指细胞结构。相关叙述正确的是(　　) A．细胞置于0.3 g/mL蔗糖溶液中后，会发生乙→甲的变化 B．甲→乙变化的直接原因是结构①的伸缩性比②的大 C．乙→丙的变化是由于细胞渗透吸水 D．将丙置于清水中，一段时间后该细胞会破裂 【答案】C 【解析】细胞置于0.3 g/mL蔗糖溶液中后，会发生细胞失水，出现质壁分离的现象，即甲→乙的变化，A错误；甲→乙变化的直接原因是结构①细胞壁的伸缩性比②细胞膜的小，使细胞膜和细胞壁之间出现分离，B错误；乙→丙的变化发生了质壁分离后的复原，是由于细胞渗透吸水，C正确；由于植物细胞存在细胞壁，因此将丙置于清水中，一段时间后该细胞不会破裂，D错误。 2．哺乳动物红细胞表面有很多水通道蛋白，A物质能抑制水通道蛋白的活性，下列推测错误的是(　　) A．未经A物质处理的红细胞在低渗溶液中短时间内迅速膨胀 B．未经A物质处理的红细胞在高渗溶液中短时间内迅速皱缩 C．经A物质处理的红细胞在低渗溶液中短时间内迅速皱缩 D．经A物质处理的红细胞在高渗溶液中短时间内形态变化不大 【答案】C 【解析】未经A物质处理的红细胞，水可通过水通道蛋白快速进出细胞，也可通过自由扩散进出细胞，故其在低渗溶液中会迅速吸水膨胀，在高渗溶液中会迅速失水皱缩，A、B正确；经A物质处理的红细胞，水通道蛋白失去活性，但水可以通过自由扩散的形式进出细胞，由于自由扩散的速率慢，故其在低渗溶液中短时间内不会迅速皱缩，在高渗溶液中不会迅速发生形态变化，C错误，D正确。 3.右图所示的U形管中部c处装有半透膜,在a侧加入红色的细胞色素(相对分子质量为13 000的蛋白质)的水溶液,b侧加入清水,并使a、b两侧液面高度一致。经过一段时间后,实验结果将是(　　) A.a、b两侧液面高度一致,b侧为无色 B.a、b两侧液面高度一致,b侧为红色 C.a侧液面低于b侧液面,b侧为红色 D.a侧液面高于b侧液面,b侧为无色 【答案】D 【解析】a侧为红色的细胞色素(相对分子质量为13 000的蛋白质)的水溶液,b侧为清水,a侧溶液浓度大于b侧,a侧吸水,a侧液面高于b侧液面。红色的细胞色素分子是大分子,不能通过半透膜,所以a侧为红色,b侧为无色。 4．将下列细胞置于0.3 g·mL－1的蔗糖溶液中，能发生质壁分离的是(　　) A．紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞 B．哺乳动物红细胞 C．人的皮肤上皮细胞 D．人的骨骼肌细胞 【答案】A 【解析】洋葱鳞片叶内表皮细胞属于成熟的植物细胞，含有大液泡，细胞结构中具有细胞壁和原生质层，因此可以发生质壁分离，A正确；哺乳动物的成熟红细胞、人的皮肤上皮细胞、人的骨骼肌细胞没有细胞壁，因此不能发生质壁分离，B、C、D错误。 5．用磷脂双分子层将某种不容易进入细胞的药物包裹成小球，通过小球膜与细胞膜的融合将药物送入细胞，从而达到治疗疾病的目的。该药物的化学成分和进入细胞的方式最可能是(　　) A．蛋白质，胞吞 B．固醇，自由扩散 C．性激素，协助扩散 D．蛋白质，主动运输 【答案】A 【解析】由题意可知，“某种不容易进入细胞的药物”，表明该物质是大分子物质，蛋白质是大分子物质，不容易进入细胞，通过胞吞进入细胞，A符合题意；固醇属于脂类物质，而细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，固醇容易经自由扩散通过细胞膜，与题意不符，B不符合题意；性激素的化学本质是脂质，由于细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，根据相似相溶的原理，性激素经自由扩散通过细胞膜，很容易进入细胞，与题意不符，C不符合题意；蛋白质属于大分子物质，进入细胞的方式是胞吞，体现了细胞膜的流动性，D不符合题意。 6．下图表示物质出入细胞的两种不同方式。下列叙述错误的是(　　) A．图①的运输方式是逆浓度梯度进行的 B．氧气浓度可能会对图①的运输方式造成影响 C．图②的运输方式与膜的流动性有关 D．图②的运输方式需要转运蛋白的协助 【答案】D 【解析】图①运输方式为主动运输，物质逆浓度梯度跨膜运输，消耗能量，需要载体蛋白，A正确；氧气浓度会影响细胞呼吸强度，影响能量的产生，而图①运输方式为主动运输，需要消耗能量，故氧气浓度可能会对图①的运输方式造成影响，B正确；图②运输方式为胞吞，细胞膜将进入细胞的物质包裹形成囊泡，与膜的流动性有关，C正确；图②运输方式为胞吞，无须转运蛋白协助，D错误。 期中综合拓展练（测试时间：15分钟） 1.主动运输所需的能量可来自ATP水解或电化学梯度(离子的浓度梯度)。下页左上图是与小肠上皮细胞有关的葡萄糖跨膜运输的示意图,其中a、b、c表示载体蛋白。据图分析,下列叙述正确的是(　　) A.载体蛋白b转运葡萄糖的过程中需要ATP水解供能 B.在载体蛋白c的协助下,细胞内外的Na+浓度趋于相同 C.肠腔中的Na+浓度降低,会影响小肠上皮细胞吸收葡萄糖 D.机体短暂的供氧不足,会影响葡萄糖由小肠上皮细胞进入组织液 【答案】C 【解析】载体蛋白b将葡萄糖从小肠上皮细胞转运到组织液,该过程顺浓度梯度进行,属于协助扩散,不需要耗能。在载体蛋白c的协助下,Na+逆浓度梯度运输且耗能,属于主动运输,不能使细胞内外Na+浓度趋于相同。小肠上皮细胞吸收葡萄糖属于主动运输,所需能量来自电化学梯度(Na+的浓度梯度),所以肠腔中的Na+浓度降低,会影响小肠上皮细胞吸收葡萄糖。 2.现有两个取自同一个紫色洋葱鳞片叶外表皮的大小相同、生理状态相似的成熟细胞,将它们分别浸没在甲、乙两种溶液中,测得液泡直径的变化情况如下图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A.甲溶液的浓度比乙溶液的小 B.2 min时,甲、乙溶液中细胞的细胞液浓度均高于初始值 C.10 min时,取出两个细胞并置于清水中,都能观察到质壁分离复原的现象 D.本实验若选用紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞为材料,则现象更明显 【答案】B 【解析】由题图可知,实验开始的一段时间(2 min)内,甲溶液中的细胞液泡直径减小得更快,故甲溶液浓度比乙溶液的大。2 min时,甲、乙溶液中细胞的液泡直径均小于初始值,因此细胞液浓度均高于初始值。由题图可知,甲溶液中的细胞会发生质壁分离自动复原,在第10 min时,细胞已经复原至初始的状态,因此10 min时,取出两个细胞并置于清水中,只有乙细胞发生质壁分离复原。紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的液泡中不含色素,实验现象不明显。 3.胃内的酸性环境是通过质子泵维持的。质子泵催化1分子的ATP水解所释放的能量,可驱动1个H+从胃壁细胞进入胃腔、1个K+从胃腔进入胃壁细胞,同时K+又可经通道蛋白顺浓度梯度进入胃腔。下列相关叙述错误的是(　　) A.K+进入胃腔不消耗能量 B.H+从胃壁细胞进入胃腔属于主动运输 C.胃壁细胞内K+的含量影响细胞内液体的渗透压的大小 D.K+进出胃壁细胞需要相同的膜蛋白的协助 【答案】D 【解析】K+可经通道蛋白顺浓度梯度进入胃腔,说明K+进入胃腔不消耗能量。H+经质子泵从胃壁细胞进入胃腔,需要消耗ATP水解释放的能量,属于主动运输。细胞内K+的含量对维持细胞内液体的渗透压具有重要作用。K+从胃腔进入胃壁细胞依赖于质子泵,而K+从胃壁细胞进入胃腔需要通道蛋白协助,因此二者所需的膜蛋白不同。 4.(2022·全国甲卷，2)植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是(　　) A.水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度 B.水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b＞细胞a＞细胞c C.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度 D.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度 【答案】C 【解析】　三种不同浓度的植物细胞分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时，细胞a体积未发生变化，细胞b体积增大，细胞c发生质壁分离，所以，水分交换前，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b＞细胞a＞细胞c，A、B正确；细胞c的质壁分离过程中，细胞液中水分子进入蔗糖溶液，使蔗糖溶液比最初蔗糖溶液浓度小，由题干信息“细胞a在蔗糖溶液中未发生变化”可知，细胞a的细胞液浓度与最初蔗糖溶液浓度相等，而水分交换平衡时细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，故水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C错误、D正确。 5.(2020·全国Ⅱ，5)取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断，下列说法错误的是( ) A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高 B.若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零 C.若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离 D.若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组 【答案】D 【解析】　甲、乙两组溶液的质量浓度相同，甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍，说明单位体积的甲糖溶液中溶质微粒数少，而单位体积的乙糖溶液中溶质微粒数多，乙糖溶液中溶质微粒对水的吸引力大，甲糖溶液中溶质微粒对水的吸引力小，若测得乙糖溶液浓度也升高，说明叶细胞吸水，并且叶细胞的净吸水量乙组小于甲组，D错误。 6.(2021·山东卷)液泡是植物细胞中储存Ca2＋的主要细胞器。液泡膜上的H＋焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H＋，建立液泡膜两侧的H＋浓度梯度。该浓度梯度驱动H＋通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输，从而使Ca2＋以与H＋相反的方向同时通过CAX进入液泡并储存。下列说法错误的是(　　) A.Ca2＋通过CAX的跨膜运输方式属于协助扩散 B.Ca2＋通过CAX的运输有利于植物细胞保持坚挺 C.加入H＋焦磷酸酶抑制剂，Ca2＋通过CAX的运输速率变慢 D.H＋从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输 【答案】A 【解析】　Ca2＋通过CAX的跨膜运输是由H＋的浓度梯度驱动的，属于不直接消耗能量的主动运输，A错误；Ca2＋通过CAX的运输进入液泡使液泡中细胞液浓度增大，利于植物细胞渗透吸水，使植物细胞保持坚挺，B正确；加入H＋焦磷酸酶抑制剂，H＋焦磷酸酶不能跨膜运输H＋，使液泡膜两侧的H＋浓度梯度减小，Ca2＋和H＋的反向转运速率减慢，C正确；根据题目信息“该浓度梯度驱动H＋通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输，从而使Ca2＋以与H＋相反的方向同时通过CAX进入液泡”，可知液泡内H＋浓度高于细胞质基质，因此H＋从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输，并且利用的是无机焦磷酸水解释放的能量，D正确。 7.(2020·江苏卷)图①～⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式，下列叙述正确的是(　　) A.葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同 B.Na＋主要以方式③运出小肠上皮细胞 C.多肽以方式⑤进入细胞，以方式②离开细胞 D.口服维生素D通过方式⑤被吸收 【答案】A 【解析】　葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，运出小肠上皮细胞的方式为协助扩散，A正确；由图示可知，Na＋主要以②主动运输的方式运出小肠上皮细胞，B错误；多肽以⑤胞吞的方式进入细胞，以胞吐方式离开细胞，C错误；维生素D属于固醇类，进入细胞的方式为④自由扩散，D错误。 8.(2022·全国乙卷，29节选)农业生产中，农作物生长所需的氮素可以NO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NO的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题： (1)由图可判断NO进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是_____________________________________ __________________________________________。 (2)O2浓度大于a时作物乙吸收NO速率不再增加，推测其原因是___________________________________________。 【答案】 （1）主动运输需要呼吸作用提供能量，氧气浓度小于a点，根细胞对NO的吸收速率 与氧气浓度呈正相关 （2）主动运输需要载体蛋白，此时载体蛋白达到饱和 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4章 细胞中物质的输入和输出 内容速览 明·期中考情 通·必备知识 知识点一 水进出细胞的原理 知识点二 被动运输 知识点三 主动运输 知识点四 胞吞胞吐 综·核心突破 考向1 判断渗透系统中液面的变化 考向2 细胞能否发生质壁分离及复原的判断 考向3 物质进出细胞运输方式的判断 考向4 物质跨膜运输方式的实验探究 练·分层实战 复习目标 1.理解渗透作用的概念及发生条件（半透膜、浓度差） 2. 能解释动物细胞（如红细胞）和植物细胞（如洋葱表皮细胞）的吸水和失水现象 3. 能准确描述质壁分离及复原的过程、条件和原理 4.能准确区分扩散、协助扩散、主动运输的概念及特点 5.举例说明三种物质跨膜运输方式在生活中的应用（如红细胞吸水失水、植物根细胞吸收矿质元素） 6.能通过物质运输方向、是否需载体蛋白和能量，判断具体运输方式 7. 能结合物质跨膜运输方式，分析生物膜结构与功能的关系 8.了解胞吞和胞吐的过程、特点及实例 9.能区分胞吞胞吐与跨膜运输的差异（是否 “穿膜”、是否需载体蛋白） 10.能结合实例说明胞吞胞吐与生物膜流动性的关系 核心考点 1.渗透作用发生条件的判断 2.动植物细胞吸水失水的实例分析 3.质壁分离及复原的实验分析（如 “实验材料的选择要求”“外界溶液浓度对实验现象的影响”） 4.跨膜运输方式的实例匹配（如 “葡萄糖进入红细胞”“小肠上皮细胞吸收葡萄糖” 分别对应哪种方式） 5.跨膜运输方式的特点对比（载体蛋白、能量、浓度梯度的差异） 6.生物膜结构与物质跨膜运输的关联（如 “载体蛋白的种类和数量影响主动运输的速率”） 7. 胞吞胞吐的特点分析（如 “是否消耗能量”“是否体现膜的流动性”）及实例 8. 胞吞胞吐与跨膜运输的差异对比 考情总结 易错点 1.混淆 “协助扩散” 和 “主动运输” 的能量需求（认为协助扩散需消耗能量） 2.误将 “葡萄糖进入所有细胞” 归为同一运输方式（忽略 “进入红细胞为协助扩散，进入小肠上皮细胞为主动运输”） 3.混淆 “半透膜” 和 “选择透过性膜” 的概念（认为二者完全等同，忽略 “选择透过性膜具有生物活性”） 4.误将 “质壁分离的‘质’” 理解为 “细胞质”（实际为 “原生质层”）或结合生活场景（如作物灌溉、食品腌制）考查渗透原理的应用 5.误认为 “胞吞胞吐不需要消耗能量”（实际需消耗 ATP） 6. 误将 “胞吞胞吐” 归为跨膜运输方式（实际二者不 “穿膜”，属于大分子物质的运输方式） 命题趋势： 1.结合 “质壁分离及复原实验” 的改进装置（如添加传感器监测渗透压变化），考查实验分析和推理能力； 2.以 “物质跨膜运输示意图” 为载体，结合表格或曲线，考查运输方式判断及特点分析 3.结合 “分泌蛋白的合成和运输过程”，综合考查胞吐与生物膜流动性、细胞器协作的关系；或结合医学案例（如药物通过胞吞进入细胞）考查知识应用能力 █知识点一　水进出细胞的原理 重点归纳 1.渗透作用 (1)概念: 。 (2)渗透作用产生的条件:一是 ,二是 。 【特别提醒】 渗透压的大小取决于单位体积溶质微粒数目的多少（物质的量浓度）。 2.动植物细胞的吸水和失水 (1)动物细胞的吸水和失水 ①原理：“半透膜”---- 浓度差--- 。 ②现象 a.外界溶液的浓度<细胞质的浓度⇒ 。 b.外界溶液的浓度>细胞质的浓度⇒ 。 c.外界溶液的浓度=细胞质的浓度⇒ 。 (2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例) ①原理：请在下图中写出细胞各结构名称，并标注出原生质层。 【特别提醒】 植物细胞内的液体环境主要是指液泡里面的细胞液。水进出细胞主要是指水经过原生质层进出液泡。原生质层≠原生质体 ②②请简要表述观察植物细胞吸水和失水的步骤？ ③现象 ④结论：水进出植物细胞是通过渗透作用实现的,说明 。 【思考】 欲进行细胞的质壁分离与复原实验,是不是所有的植物细胞都可作为实验材料?为什么? 【特别提醒】 (1)教材中唯一一个只在低倍镜下观察的实验。 (2)单独观察处于质壁分离的静态图像，不能判断细胞是正在发生质壁分离还是质壁分离复原。 (3)质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越强；质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度。 (4)质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的，最终表现为出或进的水分子多。 (5)该实验中进行了三次显微镜观察,并存在两次自身对照:第一次是质壁分离状态与自然状态对照,第二次是复原状态与质壁分离状态对照。 (6)在一定浓度的溶液(溶质可穿膜)中发生质壁分离后可自动复原,如甘油、尿素、KNO3溶液等。 效果检测 【典型例题1】如图为渗透现象示意图，实验开始时，烧杯液面与漏斗液面相同(均为a)，下列选项中正确的是(　) A．当漏斗液面不再升高时说明蔗糖分子透过半透膜达到渗透平衡 B．若用纱布替代半透膜重复此实验，则实验结束时漏斗最终液面高度在a与b中间 C．漏斗液面上升过程中水分子只能由烧杯透过半透膜进入漏斗而不能由漏斗渗出 D．农作物施肥过多造成的“烧苗”现象与图示现象都是通过渗透作用实现的 【对点专攻1】成熟植物细胞的主要吸水方式是渗透吸水。某兴趣小组为研究渗透吸水进行了一个实验,该实验的简易渗透吸水装置如图甲所示。图甲漏斗内液面上升的高度与时间的关系如图乙所示。一成熟植物细胞被放在某外界溶液中,其所处的状态(此时细胞有活性)如图丙所示。下列相关叙述错误的是(　　) A.由图甲中漏斗内液面上升可知,实验开始时b侧液体浓度大于a侧 B.由图乙可知,图甲中漏斗内溶液的吸水速率在下降 C.图丙中相当于图甲中c结构的是③④⑤ D.把图丙所示状态的细胞放在清水中,会发生质壁分离 █知识点二 被动运输 重点归纳 1.被动运输 (1)概念: 。 (2)分类:自由扩散和协助扩散。 物质跨膜运输的方式 被动运输 定义 运输方向 是否需要转运蛋白 例子 （3）转运蛋白可分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。 转运蛋白可以分为 蛋白和 两种类型。上图中的④表示 ，⑤表示 。载体蛋白只容许 ，而且每次转运时都会发生 ；通道蛋白只容许 通过。分子或离子通过通道蛋白时， （需要、不需要）与通道蛋白结合。水分子能以 进出细胞，如上图中的 。但水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以 方式进出细胞的，如上图中的 。(P66～67) 效果检测 【典型例题2】植物液泡膜上的水通道蛋白(TIPs)是运输水分子的通道，研究发现TIPs在植物细胞内只分布在液泡膜上。下列说法错误的是(　　) A．TIPs能输送水分子，不能输送葡萄糖、氨基酸等物质 B．TIPs可使水分子逆相对含量的梯度进行跨膜运输 C．水分子通过TIPs时，不需要与TIPs结合 D．用荧光染料标记TIPs可实现对植物细胞中液泡位置的定位 【对点专攻2】如图表示水分子跨膜运输方式，下列相关叙述，错误的是(　　) A．水分子可通过自由扩散的方式通过磷脂双分子层 B．水分子可借助水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞 C．水分子通过被动运输从浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散 D．水分子经过细胞膜由相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透 █知识点三 主动运输 重点归纳 1.方向: 。 2.条件: 。 载体蛋白： ①特点：一种载体蛋白只适合与 结合。 ②变化：离子或分子与载体蛋白结合后，载体蛋白的 发生变化，运输完成后载体蛋白 。 3.主动运输的概念 ,这种方式叫作主动运输。 4.主动运输的意义： 。 【思考】 主动运输需要的能量主要由细胞的有氧呼吸提供。植物生长所需的大量无机盐是从土壤中吸收的。请解释在农业生产中为什么要给作物松土。 【特别提醒】 被动运输和主动运输都体现了细胞膜的选择透过性。 效果检测 【典型例题3】人体的CFTR蛋白是细胞膜上主动转运氯离子的蛋白质，若CFTR蛋白异常，则会导致氯离子在细胞中累积，细胞内的氯离子浓度升高，进而导致水分子运出细胞发生障碍，使人体易出现呼吸道感染。如图表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用机理。据图分析，下列有关叙述错误的是(　　) A．CFTR蛋白属于转运蛋白中的载体蛋白 B．氯离子通过CFTR蛋白时不需要与其结合 C．每次转运氯离子时，CFTR蛋白都会发生自身空间结构的改变 D．CFTR蛋白在内质网和高尔基体内加工，通过囊泡运输到细胞膜上 【对点专攻3】如图是某种物质通过细胞膜的示意图，下列有关分析正确的是(　　) A．图中S代表载体蛋白，C代表被运输的物质 B．膜外该物质一定是高浓度，膜内一定是低浓度 C．该物质的运输方式为主动运输，因为有C和能量的参与 D．结构C在全过程中位置和形状均保持不变 █知识点四 胞吞胞吐 重点归纳 1.大分子物质出入细胞的方式 类别 方式 过程 进入 细胞 大分子→与细胞膜上的 结合→细胞膜内陷形成 →小囊从细胞膜上分离下来,形成 →进入细胞内部 排出 细胞 大分子先在细胞内形成 →囊泡移动到 处→与细胞膜融合→将大分子排出细胞 2.在物质的跨膜运输过程中,胞吞、胞吐是普遍存在的现象,它们需要 。 【特别提醒】 (1)胞吞和胞吐是跨膜运输的方式，但物质穿过磷脂双分子层的层数为0。 (2)胞吞或胞吐能通过膜的融合将物质吸收到细胞内或释放到细胞外，体现了细胞膜具有一定流动性的结构特性。 效果检测 【典型例题4】如图为巨噬细胞吞噬细菌以及细胞中的溶酶体发挥作用的过程，下列相关叙述正确的是(　) A．细菌以胞吞形式进入细胞，细菌的细胞膜与巨噬细胞的膜发生了融合 B．溶酶体与吞噬体的融合体现了生物膜具有流动性 C．巨噬细胞吞噬细菌的过程既不需要载体蛋白，也不需要能量 D．胞吞的过程中细菌共穿过了两层生物膜 【对点专攻4】4．神经细胞间可以通过一种特殊的介质来传递信息，含有信息分子的囊泡与神经细胞的细胞膜融合之后再打开，将信息分子释放到神经细胞外部，这属于(　　) A．主动运输 B．协助扩散 C．胞吐 D．胞吞 █考向1 判断渗透系统中液面的变化 【解题方法】 (1)液面变化的判断 ①若A侧溶质可以通过半透膜,B侧溶质不能通过半透膜,则B侧液面 。 ②若A侧和B侧溶质相同,且均不能通过半透膜,则浓度高的一侧液面 。 ③若半透膜两侧的溶质均能通过半透膜,则 。 (2)液面高度差的大小取决于半透膜两侧液体 ,浓度差越大,高度差 。 (3)浓度变化:在渗透系统中,若溶质不能通过半透膜,则 。 (4)当液面上升到一定程度时,液面不再升高的原因:分析图甲可知,漏斗中的液面高于烧杯中的液面,液面高度差为Δh,使水分子有进入烧杯的趋势。烧杯中的液体与漏斗中的液体具有浓度差,即 ,所以 。当Δh产生的压强与半透膜两侧的渗透压差使 。 【典例分析1】 1.图甲表示刚开始时烧杯和漏斗内的两液面是持平的,达到渗透平衡后形成了图乙所示的情况,两液面形成的高度差为Δh。请据图思考并回答下列问题。 (1)在由图甲到图乙的过程中,S1溶液与S2溶液的浓度发生了怎样的变化? (2)达到渗透平衡后(即高度差Δh不再改变时),水分子是否不再通过半透膜进行跨膜运输?比较此时S1与S2溶液浓度的大小。 █考向2 细胞能否发生质壁分离及复原的判断 【解题方法】 (1)从细胞角度分析 ①死细胞、动物细胞不能发生质壁分离。 ②成熟且具有中央大液泡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,不易发生质壁分离。 ③细菌细胞能发生质壁分离,但现象不明显。 (2)从溶液角度分析 ①细胞在一定浓度的溶液(溶质不能穿膜)中只发生质壁分离。 ②细胞在一定浓度的溶液(溶质可穿膜)中发生质壁分离后可自动复原,如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等。 ③细胞在高浓度溶液中质壁分离的现象明显,但溶液浓度过高时不能发生质壁分离复原,因为溶液浓度过高,细胞会因过度失水而死亡。 ④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞,不适于作质壁分离实验的溶液。 【典例分析2】 下图表示正在发生质壁分离的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞。请分析并回答下列问题。 (1)实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗?b的颜色和大小发生怎样的变化? (2)若将发生质壁分离后的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞用清水处理,发现该细胞不能出现质壁分离复原现象,请分析可能的原因。 (3)该实验是否需要设置另外一组实验作为对照组?为什么? █考向3 物质进出细胞运输方式的判断 【解题方法】 1.“三看法”判断物质出入细胞的方式 【归纳】比较物质进出细胞运输方式 物质类型 小分子 大分子 运输方式 运输方向 转运蛋白 能量 实例 【特别提醒】 某物质进出细胞的方式并非固定的一种： ①葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，而葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，要视具体情况而定。 ②静息电位形成时K＋外流与动作电位形成时Na＋内流均为协助扩散；但K＋、Na＋在其他细胞中的跨膜运输一般为主动运输。 2.根据曲线判断跨膜运输方式 (1)随物质浓度的增加,有饱和点的曲线表示协助扩散或主动运输(如图 )。 (2)运输速率与物质浓度成正比关系的曲线表示自由扩散(如图 )。 (3)与细胞呼吸或O2含量有关的曲线表示主动运输(如图 )。 【典例分析1】 请结合下列物质跨膜运输示意图,思考并回答下列问题。 (1)写出图1~图3所示的物质运输方式。判断图3物质运输方式的依据是什么? (2)图2和图3中的a是否相同?细胞膜具有选择透过性的结构基础是什么? (3)图中所示的几种运输方式中,受物质浓度差影响的是哪些图对应的运输方式?如果加入呼吸酶抑制剂进行处理,受影响的是哪个图对应的运输方式? 2，下图为物质浓度和O2含量对物质跨膜运输速率的影响的曲线图。分析这四幅图并回答下列问题。 (1)图A、B、C、D分别可以代表哪种运输方式?请说明理由。 (2)图B、D中,P点以后运输速率不变的主要原因是什么? █考向4 物质跨膜运输方式的实验探究 【解题方法】 探究物质跨膜运输方式的实验设计思路 (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 【典例分析1】 某学校生物兴趣小组为了验证牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输。现提供如下材料：牛的成熟红细胞若干、培养瓶、葡萄糖浓度测试仪、蒸馏水、5%的葡萄糖溶液、5mL葡萄糖载体抑制剂和5mL呼吸抑制剂等，请完善如下实验过程： 实验原理：主动运输需要膜蛋白参与和消耗能量，协助扩散需要膜蛋白参与和具有浓度差。 实验步骤： ①取三个培养瓶，编号A、B、C，向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和______________________。 ②向A瓶中加入5mL蒸馏水，向B瓶中加入_________________________________，向C瓶中加入_________________________________________。 ③在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后，利用____________________________测定各培养瓶中葡萄糖的含量。 预期结果：A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且___________B瓶。（填“大于”、“小于”或“等于”） 实验结论：__________________________________________________________________。 期中基础通关练（测试时间：10分钟） 1．下列现象属于渗透作用的是(　　) ①水分子通过植物细胞的细胞壁； ②水分子或其他溶剂分子通过细胞膜； ③蔗糖分子通过细胞膜； ④水分子或其他溶剂分子通过液泡膜。 A．②④ B．①③ C．②③④ D．①②③④ 2.细胞的吸水和失水是水分子跨膜运输的过程。下列关于这句话的理解,错误的是(　　) A.细胞吸水最终表现为水分子从单位体积中水分子多的一侧向水分子少的一侧运输 B.细胞失水最终表现为水分子顺相对含量梯度跨膜运输的过程 C.细胞吸水和失水最终都表现为水分子顺相对含量梯度跨膜运输 D.细胞吸水和失水最终都表现为水分子从溶液浓度高的一侧向溶液浓度低的一侧运输 3.某生物兴趣小组在探究物质运输方式时,发现有一种物质不能顺浓度梯度进出无蛋白质的磷脂双分子层,却能顺浓度梯度进入细胞。这种物质出入细胞的方式最可能是(　　) A.自由扩散　 B.主动运输 C.协助扩散 D.胞吞、胞吐 4.下列细胞在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中不会发生质壁分离的是(　　) A.洋葱叶肉细胞 B.洋葱根尖分生区细胞 C.洋葱表皮细胞 D.洋葱根毛细胞 5.在观察植物细胞质壁分离实验中,选择质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理植物细胞的原因是(　　) A.蔗糖是细胞和生物体生命活动的能源物质 B.蔗糖是细胞和生物体的重要组成物质 C.蔗糖分子能溶于水但不能透过选择透过性膜 D.蔗糖分子能溶于水且能透过选择透过性膜 6．据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易通过细胞膜，这是因为(　　) A．细胞膜具有流动性 B．细胞膜具有进行细胞间信息交流的作用 C．细胞膜以磷脂双分子层为基本支架 D．细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子 期中重难突破练（测试时间：10分钟） 1．下图是洋葱表皮细胞的不同状态，其中①②指细胞结构。相关叙述正确的是(　　) A．细胞置于0.3 g/mL蔗糖溶液中后，会发生乙→甲的变化 B．甲→乙变化的直接原因是结构①的伸缩性比②的大 C．乙→丙的变化是由于细胞渗透吸水 D．将丙置于清水中，一段时间后该细胞会破裂 2．哺乳动物红细胞表面有很多水通道蛋白，A物质能抑制水通道蛋白的活性，下列推测错误的是(　　) A．未经A物质处理的红细胞在低渗溶液中短时间内迅速膨胀 B．未经A物质处理的红细胞在高渗溶液中短时间内迅速皱缩 C．经A物质处理的红细胞在低渗溶液中短时间内迅速皱缩 D．经A物质处理的红细胞在高渗溶液中短时间内形态变化不大 3.右图所示的U形管中部c处装有半透膜,在a侧加入红色的细胞色素(相对分子质量为13 000的蛋白质)的水溶液,b侧加入清水,并使a、b两侧液面高度一致。经过一段时间后,实验结果将是(　　) A.a、b两侧液面高度一致,b侧为无色 B.a、b两侧液面高度一致,b侧为红色 C.a侧液面低于b侧液面,b侧为红色 D.a侧液面高于b侧液面,b侧为无色 4．将下列细胞置于0.3 g·mL－1的蔗糖溶液中，能发生质壁分离的是(　　) A．紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞 B．哺乳动物红细胞 C．人的皮肤上皮细胞 D．人的骨骼肌细胞 5．用磷脂双分子层将某种不容易进入细胞的药物包裹成小球，通过小球膜与细胞膜的融合将药物送入细胞，从而达到治疗疾病的目的。该药物的化学成分和进入细胞的方式最可能是(　　) A．蛋白质，胞吞 B．固醇，自由扩散 C．性激素，协助扩散 D．蛋白质，主动运输 6．下图表示物质出入细胞的两种不同方式。下列叙述错误的是(　　) A．图①的运输方式是逆浓度梯度进行的 B．氧气浓度可能会对图①的运输方式造成影响 C．图②的运输方式与膜的流动性有关 D．图②的运输方式需要转运蛋白的协助 期中综合拓展练（测试时间：15分钟） 1.主动运输所需的能量可来自ATP水解或电化学梯度(离子的浓度梯度)。下页左上图是与小肠上皮细胞有关的葡萄糖跨膜运输的示意图,其中a、b、c表示载体蛋白。据图分析,下列叙述正确的是(　　) A.载体蛋白b转运葡萄糖的过程中需要ATP水解供能 B.在载体蛋白c的协助下,细胞内外的Na+浓度趋于相同 C.肠腔中的Na+浓度降低,会影响小肠上皮细胞吸收葡萄糖 D.机体短暂的供氧不足,会影响葡萄糖由小肠上皮细胞进入组织液 2.现有两个取自同一个紫色洋葱鳞片叶外表皮的大小相同、生理状态相似的成熟细胞,将它们分别浸没在甲、乙两种溶液中,测得液泡直径的变化情况如下图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A.甲溶液的浓度比乙溶液的小 B.2 min时,甲、乙溶液中细胞的细胞液浓度均高于初始值 C.10 min时,取出两个细胞并置于清水中,都能观察到质壁分离复原的现象 D.本实验若选用紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞为材料,则现象更明显 3.胃内的酸性环境是通过质子泵维持的。质子泵催化1分子的ATP水解所释放的能量,可驱动1个H+从胃壁细胞进入胃腔、1个K+从胃腔进入胃壁细胞,同时K+又可经通道蛋白顺浓度梯度进入胃腔。下列相关叙述错误的是(　　) A.K+进入胃腔不消耗能量 B.H+从胃壁细胞进入胃腔属于主动运输 C.胃壁细胞内K+的含量影响细胞内液体的渗透压的大小 D.K+进出胃壁细胞需要相同的膜蛋白的协助 4.(2022·全国甲卷，2)植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是(　　) A.水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度 B.水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b＞细胞a＞细胞c C.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度 D.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度 5.(2020·全国Ⅱ，5)取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断，下列说法错误的是( ) A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高 B.若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零 C.若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离 D.若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组 6.(2021·山东卷)液泡是植物细胞中储存Ca2＋的主要细胞器。液泡膜上的H＋焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H＋，建立液泡膜两侧的H＋浓度梯度。该浓度梯度驱动H＋通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输，从而使Ca2＋以与H＋相反的方向同时通过CAX进入液泡并储存。下列说法错误的是(　　) A.Ca2＋通过CAX的跨膜运输方式属于协助扩散 B.Ca2＋通过CAX的运输有利于植物细胞保持坚挺 C.加入H＋焦磷酸酶抑制剂，Ca2＋通过CAX的运输速率变慢 D.H＋从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输 7.(2020·江苏卷)图①～⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式，下列叙述正确的是(　　) A.葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同 B.Na＋主要以方式③运出小肠上皮细胞 C.多肽以方式⑤进入细胞，以方式②离开细胞 D.口服维生素D通过方式⑤被吸收 8.(2022·全国乙卷，29节选)农业生产中，农作物生长所需的氮素可以NO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NO的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题： (1)由图可判断NO进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是_____________________________________ __________________________________________。 (2)O2浓度大于a时作物乙吸收NO速率不再增加，推测其原因是___________________________________________。 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $