2027届高三生物一轮复习课件2.4细胞的物质输入和输出

该高中生物学高考复习课件聚焦“物质的输入输出”专题，覆盖渗透作用、质壁分离和复原、物质跨膜运输方式三大核心考点。依据高考评价体系分析近五年考情，明确2025年13省考查、运输方式判断与实验分析为高频考点，归纳判断辨析、实验探究等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“考情导向+真题精析+素养落地”，如2025年北京卷质壁分离题，用结构与功能观分析原生质层作用，科学思维构建运输方式判断流程。设易错警示（如渗透平衡≠浓度相等），通过KNO3与蔗糖溶液鉴别实验培养探究实践能力，助学生掌握答题技巧，教师可精准复习提升效率。

考点1 物质的输入和输出 （5年5考） 2025 重庆、北京、浙江、湖南、云南、四川、广东、黑吉辽蒙、陕晋青宁、山东、江苏、全国、河北 2024 浙江、吉林、全国、湖北、贵州、广东、安徽、山东、江西 2023 湖南、湖北、山东、浙江、北京、全国 2022 浙江、全国、湖南、山东 2021 湖南、河北、江苏、山东、北京、全国、广东、浙江   从近五年全国各地的高考试题来看，物质的跨膜运输专题常出现的考点主要是对跨膜运输方式及特点的判断、辨析，其次是渗透作用与质壁分离及其复原实验。 经常结合细胞代谢过程等复杂情境进行考察，在近三年考频有所上升且逐渐不局限于选择题。 建议学生熟记教材知识准确辨析不同物质跨膜运输的方式，提升图文转换能力并结合教材知识进行作答。 第3课　细胞的物质输入和输出 第二单元　细胞的基本结构与物质输入和输出 ★考点1　渗透装置和渗透作用 ★考点2　物质出入细胞的方式及影响因素 ★考点3　观察植物细胞的质壁分离和复原 1.水的渗透方向是？条件是？ 2.什么是质壁分离，质壁分析的条件是？ 【思考辨析】 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。 ( ) 分析:当半透膜两侧溶液浓度相等时,半透膜两侧的水分子进出平衡。 2.哺乳动物成熟红细胞没有具膜结构的细胞器,因此不能发生渗透作用。 ( ) 分析:哺乳动物成熟红细胞的细胞膜相当于半透膜,细胞膜内外溶液具有一定的 浓度差,可以发生渗透作用。 × × 3.活的、成熟的植物细胞能发生质壁分离和复原。 ( ) 4.质壁分离是指细胞质与细胞壁发生分离。 ( ) 分析:质壁分离是指原生质层与细胞壁发生分离。 5.质壁分离过程中细胞液的吸水能力逐渐变大。 ( ) 6.发生质壁分离的细胞,细胞壁与原生质层之间的液体是清水。 ( ) 分析:发生质壁分离的细胞,细胞壁与原生质层之间的液体是外界溶液。 √ × √ × ★考点1　渗透装置和渗透作用 蔗糖溶液 玻璃纸（半透膜） 清水 蔗糖分子 水分子 水分子可以自由通过，而蔗糖分子不能通过。 半透膜 渗透作用 水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散。 1 概念： Q1.从分子的角度分析漏斗内的液面为什么会升高？ 单位时间从清水流入蔗糖溶液中的水分子数 单位时间从蔗糖溶液流入清水中的水分子数 两溶液的水分子双向运动，但由于蔗糖溶液渗透压越大，对水的吸引力越强，因此单位时间内，由清水进入蔗糖溶液的水分子数多于从蔗糖溶液进入清水的分子数，最终使漏斗管内的液面升高。 5 30%蔗糖溶液 玻璃纸 30%蔗糖溶液 30%蔗糖溶液 纱布 清水 思考： B和C的液面会升高吗？渗透作用发生的条件有哪些？ C B 30%蔗糖溶液 玻璃纸 清水 A ①具有半透膜 渗透作用 2 发生条件： ②半透膜两侧的溶液具有浓度差 6 【主干·梳理与辨析】P30 一、水分子进出细胞的原理 1.渗透作用: (1)概念:_______(或其他溶剂分子)通过_______的扩散。 (3)渗透作用的实质:单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子_____由蔗糖溶 液进入清水中的水分子,导致蔗糖溶液液面_____。 水分子 半透膜 多于 上升 即是研究“溶剂进出细胞” 浓度是指：溶液中溶质的物质的量浓度，即单位体积中溶质分子的微粒数，微粒数多的溶液吸水力强。 只比较单位体积内的微粒数，与微粒的大小与种类无关。 葡萄糖分子量小，相同质量的蔗糖和葡萄糖，葡萄糖的数量更多，渗透压更大，因此右边液面升高 半透膜两边渗透压相等，液面不变 ① ② 1.假设该半透膜只允许水分子通过，则以下情况页面的变化分别为？ 蔗糖被水解为两分子单糖，导致左侧浓度升高，水分子由葡萄糖溶液→蔗糖溶液移动，则左侧液面升高 ③ 渗透作用 1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压相等 （ ） × NaCl电离出Na+和Cl-，蔗糖不发生电离。 (非电解质不解离，物质的量浓度相同，渗透压相等） 8 高频考点·通法悟道 ★考点1　渗透装置和渗透作用 【核心·归纳与整合】 渗透作用的现象分析: (1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度:实质是指渗透压, 如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖溶液的质量浓度相等,但质量分数为10%的蔗糖溶液的渗透压小,故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。 (2)水分子移动方向:由低浓度溶液流向高浓度溶 液是表观现象,实际上水分子是双向移动的,只是 由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。 (3)漏斗内液面上升的原因:单位时间内由清水进 入蔗糖溶液中的水分子数多于由蔗糖溶液进入 清水中的水分子数。 (4)漏斗内液面停止上升的原因:随着液面的不断上升,漏斗内液体的压强越来越大,从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速率加快,水分子进出漏斗的速率越来越接近,直至完全相等,漏斗内液面不再升高,此时水分子的进出达到动态平衡。 　【高考警示钟】　关于渗透装置的两个“≠” (1)渗透≠扩散:渗透作用必须通过半透膜,扩散则不一定需要;扩散适用于各种物质,渗透仅指溶剂分子。渗透是一种特殊的扩散。 (2)渗透平衡≠两侧溶液浓度相等:渗透平衡时半透膜两侧液面仍存在液面高度差,则半透膜两侧溶液就存在浓度差,且液面高的一侧溶液浓度高。 2.动物细胞的吸水和失水: (2)现象 如果换成植物细胞将如何？ 和动物细胞一样也会吸水涨破吗？ 3.植物细胞的吸水和失水(以成熟的植物细胞为例): (1)原理: (2)实验步骤 及现象: 质壁分离 质指的是 壁指的是 原生质层 细胞壁 注 意 (3)结论: ①植物细胞的原生质层相当于一层_______。 ②当外界溶液溶质的浓度大于细胞液浓度时:_________。 ③当外界溶液溶质的浓度小于细胞液浓度时:_________。 半透膜 细胞失水 细胞吸水 质壁分离复原 干种子的细胞、根尖分生区等未成熟的植物细胞、死细胞、动物细胞能否发生质壁分离？ 发生质壁分离的条件： ①具有大液泡 ②具有细胞壁 ③活细胞 A.实验时一定要选择紫色洋葱外表皮细胞吗？ 提示：_不一定_。但紫色洋葱外表皮细胞含有_色素_，使液泡呈现一定的颜色，更有利于观察。 讨论 B.实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂，若浓度过高或过低对实验有何影响？ 提示：选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂，既明显出现质壁分离，又不会杀死细胞。若浓度过高，质壁分离速度快，细胞会因_失水过多_而死亡，不能再进行_质壁分离复原_；若浓度过低，不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。 C.只要外界溶液的浓度大于细胞液的浓度，细胞就会发生质壁分离吗？请简述原因。 提示：_不一定_。因为质壁分离是_成熟_的活的植物细胞具有的生理现象，未成熟的植物细胞和动物细胞不会发生质壁分离现象。 黑藻（高等植物）叶肉细胞 D.发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是何物质？ 提示：因为细胞壁是_全透_性的，所以洋葱表皮细胞原生质层与细胞壁之间是_外界__溶液（浓度会降低）。 E.若用适宜浓度的KNO3溶液进行该实验，结果会发生质壁分离与复原吗？请简述原因。 提示：_会_。开始外界溶液浓度较大，细胞发生质壁分离；细胞_主动运输形式吸收_K+和NO3-后，随着细胞液浓度增大，质壁分离又会_自动复原_。 F.动物细胞和植物细胞吸水和失水后的状态相同吗？试分析原因。 提示：_不同_。动物细胞吸水较多时可涨破，植物细胞则_不会_涨破，因为植物细胞壁具有保护作用。失水后的植物细胞可发生质壁分离，而动物细胞则是皱缩。 (1)判断植物细胞的生活状况 判断细胞死、活的方法：染色排除法（台盼蓝）、细胞质的流动、质壁分离和复原 4.渗透作用原理的应用大本P37 (2)测定植物细胞的细胞液浓度范围 (3)比较不同植物细胞的细胞液浓度 (5)农业生产中的水肥管理 【合理施肥：施肥要适度】 【合理灌溉】 (6)生活中杀菌、防腐、腌制食品 【过高浓度杀死细胞】 (4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 注意：只要细胞能吸收该溶质，都能发生质壁分离自动复原，如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等 与生活的联系 ①为什么盐渍糖渍食品不易变质？ 食品外面形成很高浓度的溶液，使微生物失水过多而死亡。 ②对农作物施肥过多，为什么农作物会萎蔫，造成烧苗？ 细胞液浓度低于外界，细胞失水，发生质壁分离现象 ③为什么放蔫的青菜用清水浸泡又恢复新鲜？ 细胞液浓度高于清水，细胞吸水，发生质壁分离复原现象 【合理施肥：施肥要适度】 【合理灌溉】 18 例13.下图表示以洋葱表皮为材料及清水、0.3 g/mL蔗糖溶液、0.5 g/mL蔗糖溶液、0.3 g/mL尿素溶液进行相关实验（时间1表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间2表示开始用清水处理洋 葱表皮），测得该细胞原生质体体积变化， 图中代表尿素溶液处理结果的是（ ） A.a B.b C.c D.d B (6)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 一.水进出细胞的原理 ★考点3　观察植物细胞的质壁分离和复原 【核心·归纳与整合】 质壁分离和复原实验分析: (1)质壁分离发生的条件: ①从细胞角度分析。 a.死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。 b.具有中央大液泡的成熟的植物活细胞可发生质壁分离及复原现象,且细胞液最好带有一定的颜色,便于观察,以活的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞最佳。 ★考点3　观察植物细胞的质壁分离和复原 质壁分离：指的是原生质与细胞壁的分离 而不是细胞质与细胞壁的分离 c.紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞细胞液无色,可用于观察质壁分离,但需把视野调暗。 ②从溶液角度分析。 a.在一定浓度(溶质不能透过膜)的溶液中只会发生质壁分离现象,不能自动复原。 b.在一定浓度(溶质可透过膜)的溶液(如KNO3、乙二醇、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原现象。 c.盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞,不适于做质壁分离实验的溶液。 d.本实验选用0.3g/mL的蔗糖溶液。若质量浓度过高,质壁分离速度虽快,但会使细胞在短时间内因失水过多而死亡,质壁分离后不能复原;若质量浓度过低则不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。 (2)实验结果分析:质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。这是因为细胞壁是全透性的,且有水分子通过原生质层渗透出来。 (3)实验过程分析:本实验存在的两组对照实验,两组实验均为自身对照。 　【高考警示钟】　关于观察植物细胞质壁分离及复原的两个易错点 (1)质壁分离状态不等于质壁分离复原过程:植物细胞处于质壁分离状态时,可能处于质壁分离过程中,也可能处于质壁分离复原过程中,还可能处于渗透平衡状态。 (2)发生质壁分离自动复原时,不是开始复原才开始吸收溶质,细胞处于此类溶液中后,即开始吸收溶质。 此时，可能是正在分离中， 也可能是分离后的复原中 【扣点专练·通法悟道】 1.将生鸡蛋的大头保持壳膜完好去掉蛋壳,小头开个小孔让蛋清和蛋黄流出。蛋壳内灌入15%的蔗糖溶液,然后放在烧杯的清水中并用铅笔标上吃水线,如图所示。下列分析错误的是(　　) A.壳膜相当于渗透装置中的半透膜 B.半小时后吃水线低于烧杯的水面是 由于清水渗入蛋壳 C.若将清水换为15%的NaCl溶液,则蛋壳先上浮后下沉 D.若将正常的线粒体放入清水中,则线粒体内膜先涨破 √ 返回 【解析】选D。本实验中相当于渗透装置中半透膜的是壳膜,A正确;蛋壳内为15%的蔗糖溶液,单位时间内进入壳膜的水分子多于从壳膜流出的水分子,导致蛋壳下沉,半小时后吃水线低于烧杯的水面是由于清水渗入蛋壳,B正确;若将清水换为15%的NaCl溶液,则NaCl溶液的浓度大于蔗糖溶液,单位时间内进入壳膜的水分子少于从壳膜流出的水分子,导致蛋壳上浮,随着Cl-和Na+进入壳膜,导致壳膜内的溶液的浓度大于壳膜外的溶液的浓度,单位时间内进入壳膜的水分子多于从壳膜流出的水分子,导致蛋壳下沉,C正确;线粒体内膜内折形成嵴,内膜面积远大于外膜,若将正常的线粒体放入清水中,则线粒体外膜先涨破,D错误。 返回 2.图甲是某动物细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中,体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线;图乙是某植物细胞在一定量的250 mmol·L-1的KNO3溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析错误的是(　　) A.从图甲可知细胞内的NaCl的浓度小于 150 mmol·L-1 B.图乙中OA段A点时细胞失水量最大,此时细胞的体 积最小,细胞吸水能力最大 C.图乙中B点细胞中液泡体积和细胞液浓度均与O点 时状态相同 D.若该动物细胞长时间处在图甲中300 mmol·L-1的NaCl 溶液中可能会因失水过多而死亡 √ 返回 【解析】选C。图甲中,150 mmol•L-1的NaCl溶液中细胞体积与初始体积之比等于1,说明该溶液浓度与细胞液的渗透压相等,即细胞内的渗透压与外界溶液中的150 mmol·L-1的NaCl溶液的浓度相同,但由于细胞液中还有其他离子,故细胞内的NaCl的浓度小于150 mmol·L-1,A正确;图乙中A点细胞失水量最大,此时细胞的体积最小,细胞液的浓度最大,细胞吸水能力也最强,B正确;据题图可知,图乙中植物细胞失水量先变大后变小,B点后细胞吸水,说明KNO3溶液中的K+和N被吸收进入细胞,则B点时细胞液浓度比初始浓度(0点)增大,C错误;据题图可知,该动物细胞处在图甲中300 mmol·L-1的NaCl溶液中细胞失水,故若该动物细胞长时间处在图甲中300 mmol·L-1的NaCl溶液中可能会因失水过多而死亡,D正确。 返回 【扣点专练·通法悟道】 1.(2025·北京高考)探究植物细胞的吸水和失水实验中,在清水和0.3 g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是(　　) A.图1,水分子通过渗透作用进出细胞 B.图1,细胞壁限制过多的水进入细胞 C.图2,细胞失去的水分子是自由水 D.与图1相比,图2中细胞液浓度小 √ 返回 【解析】选D。图1中,水分子通过渗透作用进出细胞,A正确;细胞壁有保护和支撑的作用,所以限制过多的水进入细胞,维持细胞形态,B正确;图2,细胞发生质壁分离,此时失去的水分子是自由水,C正确;与图1相比,图2中细胞发生质壁分离,此时细胞失水,所以图2中细胞液浓度大,D错误。 返回 2.(2024·江苏高考)有同学以紫色洋葱为实验材料,进行观察植物细胞的质壁分离和复原实验。下列相关叙述合理的是(　　) A.制作临时装片时,先将撕下的表皮放在载玻片上,再滴一滴清水,盖上盖玻片 B.用低倍镜观察刚制成的临时装片,可见细胞多呈长条形,细胞核位于细胞中央 C.用吸水纸引流使0.3 g/mL蔗糖溶液替换清水,可先后观察到质壁分离和复原现象 D.通过观察紫色中央液泡体积大小变化,可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态 √ 返回 【解析】选D。本题考查观察植物细胞的质壁分离和复原实验过程、现象和应用等。制作临时装片时,通常是先滴一滴清水在载玻片上,然后将撕下的表皮放在清水上,再盖上盖玻片,A错误;用低倍镜观察刚制成的临时装片时,细胞核通常位于细胞的一侧,而不是中央,B错误;用吸水纸引流蔗糖溶液替换清水,可以观察到质壁分离现象,但要观察复原现象需要重新用清水替换蔗糖溶液,C错误;液泡体积变大说明细胞吸水,液泡体积变小说明细胞失水,所以通过观察紫色中央液泡体积大小变化,可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态,D正确。 返回 从教材走向高考 3.(必修1 P74“复习与提高”拓展)将若干生理状况基本相同、长度为4 cm的鲜萝卜条分为四组,分别置于清水(对照组)和浓度相同的三种溶液中(实验组),尿素溶液、KNO3溶液和蔗糖溶液分别编号为1、2、3组。测量每组萝卜条的平均长度,结果如图。据图分析回答下列问题。 返回 (1)实验组中可以发生质壁分离和复原现象的是________组(填序号)。判断依据是________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________。  1、2　 在尿素溶液中,细胞先失水,后来由于尿素进入细胞,细胞吸水复原;在KNO3溶液中,细胞先失水,后来K+、N进入细胞,细胞吸水复原;在蔗糖溶液中,萝卜条失水,细胞只能发生质壁分离 返回 【解析】(1)根据题干信息可以看出,在所给的实验试剂中尿素和KNO3可以进入细胞,这样就可以改变细胞的渗透压,而蔗糖分子无法穿过细胞膜,所以尿素溶液和KNO3溶液这两组可以先发生质壁分离后自动复原,加入蔗糖的这一组只能发生质壁分离而无法发生自动复原。 返回   (2)若质壁分离后不能复原,导致细胞失水过度而死亡的原因可能有: ①____________________,②___________________。若改用相同质量浓度 的葡萄糖溶液,则会使细胞开始发生质壁分离时所用时间更________(填 “长”或“短”)。  蔗糖溶液浓度过大 质壁分离时间过长 短 返回 【解析】 (2)若质壁分离后不能复原,导致细胞失水过度而死亡的原因可能是蔗糖溶液浓度过大,也可能是质壁分离时间过长。由于葡萄糖的相对分子质量小于蔗糖,因此相同质量浓度的葡萄糖溶液物质的量浓度高于蔗糖溶液,所以开始发生质壁分离时所用时间更短。 返回 跨膜运输方式有？各种方式的特点是？P66-72 返回 二、物质出入细胞的方式及影响因素 1.物质出入细胞方式的比较: 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 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 胞外→胞内 ___________ 是否需要转运蛋白 不需要 需要 _____ _______ _______ 是否耗能 否 ___ ___ ___ 举例 O2、CO2、水、甘油、乙醇、苯的跨膜运输 水、离子、人的红细胞吸收葡萄糖 小肠上皮细胞 吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐（离子）等 吞噬细胞吞噬病原体 分泌蛋白、神经递质排出细胞外 胞内→胞外 需要 不需要 不需要 是 是 是 ★考点2　物质出入细胞的方式及影响因素 被动运输(自由扩散+协助扩散） 顺浓度梯度进行的跨膜运输，不消耗能量。 通道蛋白 载体蛋白 > 2.膜上的两种转运蛋白比较: 名称 转运对象 特点 载体 蛋白 只容许与自身结合部位相适应的 ___________ 通过 每次转运时都会发生_________ 的改变 通道 蛋白 只容许与自身通道的___________ 相适配、___________ 相适宜的分 子或离子通过 转运分子或离子_______与通 道蛋白结合 分子或离子 自身构象 直径和形状 大小和电荷 不需要 与载体蛋白结合，激活其酶活性 Pi携转移势能与载体结合 载体蛋白 空间结构改变 Ca2+ ATP水解 Ca2＋释放到膜外 载体蛋白磷酸化 ①运输 ②作为ATP水解酶 ATP的供能机制： 开火车 41 (3)主动运输的意义： 红树林 桐花树的泌盐现象 资料3： 甲状腺滤泡上皮细胞内碘的浓度比血液中高20-25倍。如果缺碘会导致大脖子病。 ①主动选择吸收所需要的营养物质 ②排出代谢废物和对细胞有害的物质 保证活细胞正常生命活动的需要，维持细胞内外浓度差 主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，细胞通过主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，保证了细胞和个体生命活动的需要。 42 6 胞吞胞吐 (1)胞吞的过程 ①大分子与膜上的 结合； 受体蛋白 ②细胞膜 ，包围着大分子； 内陷形成小囊 ③小囊从细胞膜 下来， 形成 ， 进入细胞内部。 分离 囊泡 实例: 白细胞吞噬病菌、变形虫吞食细菌等。 磷脂分子重排 形成囊泡 43 胞吐一定介导生物大分子的运输吗？ ①细胞需要外排的大分子， 先在细胞内形成 ； ②囊泡移到细胞膜处， 与细胞膜 ； ③大分子排出到细胞外。 囊泡 融合 实例: 分泌蛋白的分泌，如抗体、胰岛素、消化酶等 (2)胞吐的过程 6 胞吞胞吐 神经递质虽然是小分子物质，但是神经递质是通过突触小泡，以胞吐方式释放到突触间隙的。 目前已知的神经递质种类很多，主要有乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、氨基酸类（如谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等）、一氧化氮等。 P选一29 神经递质 44 3.物质跨膜运输的方式与细胞膜结构的关系: (1)协助扩散和主动运输依赖细胞膜上_________的种类和数量,或转运蛋白_____ _____的变化,这也是细胞膜具有___________的结构基础。 (2)胞吞和胞吐也需要膜上_______的参与,更离不开磷脂双分子层的_______。 转运蛋白 空间 结构 选择透过性 蛋白质 流动性 1.判断下列物质进出细胞的方式。 物质 相应过程 运输方式 水 进入细胞 葡萄糖 进入红细胞、肝细胞、脑细胞等 进入小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞 Na+ 进入神经细胞 运出神经细胞 K+ 进入神经细胞 运出神经细胞 自由扩散、协助扩散（主） 协助扩散(葡萄糖载体) 主动运输 (Na+葡萄糖共运输) 协助扩散(Na+通道) 主动运输(钠钾泵) 主动运输(钠钾泵) 协助扩散(K+通道) 46 【思考辨析】 1. Mg2+进入叶肉细胞属于自由扩散。 ( ) 分析:Mg2+进入叶肉细胞属于主动运输。 2.甘油不能以自由扩散的方式通过细胞膜。 ( ) 分析:甘油为脂溶性分子,以自由扩散方式通过细胞膜。 × × 3.植物细胞通过主动运输吸收不同无机盐离子的速率都相同。 ( ) 分析:植物细胞对不同无机盐离子的吸收速率有差异。 4.细胞膜的选择透过性与膜上的蛋白质有关,与磷脂分子无关。 ( ) 分析:细胞膜中的脂质成分决定了脂溶性物质容易通过细胞膜。 5.分子或离子通过通道蛋白时,需要与通道蛋白结合。( ) 分析:分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合。 6.影响自由扩散和协助扩散运输物质速率的因素相同。( ) 分析:二者运输物质的速率均与膜内外物质浓度的大小有关,协助扩散运输物质的速率 还与转运蛋白数量有关。 7.胞吞、胞吐与膜上的蛋白质无关。 ( ) 分析:胞吞、胞吐需要膜上的蛋白质参与。 × × × × × 【教材·挖掘与延伸】 1.拓展填写(必修1 P66):根据通道蛋白和载体蛋白的作用特点,推测二者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。 2.探究延伸(必修1 P67):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。 3.拓展探究(必修1 P67):温度高低是否会提高或降低水分通过半透膜的扩散速率?为什么? 提示:会,温度高低会影响水分子运动得快慢。 ★考点2　物质出入细胞的方式及影响因素 【核心·归纳与整合】 1.影响物质跨膜运输因素的分析: (1)浓度差对物质跨膜运输的影响。 ①浓度差:主要影响自由扩散和协助扩散。 ②自由扩散:浓度差越大,运输速率越大。 ③协助扩散:浓度差达到一定程度后运输 速率不再继续增加,原因是受转运蛋白数量的限制。 (2)氧气含量对跨膜运输的影响:通过影响细胞呼吸提供的能量进而影响主动运输的速率。 ①P点时:无氧呼吸为物质的运输提供能量。 ②PQ段:随着氧气含量的增加,有氧呼吸产生的能量越多,主动运输的速率越大。 ③Q点以后:当氧气含量达到一定程度后,受转运蛋白数量以及其他限制因素的影响,运输速率不再增加。 (3)温度对物质运输速率的影响: 〖同一种植物对不同离子的吸收量不同，取决于膜上不同种类的离子载体蛋白的数量.( )〗 〖不同植物对同一种离子的吸收量不同，取决于不同植物的细胞膜上该离子载体蛋白的数量 .( )〗 〖抑制某载体蛋白活性，只会导致以该载体蛋白转运的物质运输停止，对其他物质运输不影响.( )〗 〖胞吞和胞吐只能运输大分子物质或颗粒.( )〗 √ √ √ × 2.模式图中物质跨膜运输的方式的判断: 主动运输进入细胞 自由扩散 协助扩散 协助扩散 主动运输排出细胞 物质跨膜运输方式的实验探究 (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 54 　【高考警示钟】　关于物质进出细胞方式的几点提醒 (1)同一种物质进出细胞的运输方式不一定相同,人的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。 (2)消耗能量的运输方式不一定是主动运输,也可能是胞吞或胞吐。 (3)需要转运蛋白的运输方式不一定是主动运输,也可能是协助扩散。 (4)通过胞吞、胞吐运输的不一定是大分子物质,如神经递质通过胞吐释放。 (5)顺浓度运输不一定是自由扩散方式,也可能是协助扩散。 长句表达 1.(必修1 P70“与社会的联系”)引起囊性纤维化的直接原因是___________ __________________________;根本原因是___________________________。 2.(必修1 P67“拓展应用”)细胞内外溶液浓度差会影响物质运输速率,温度 会影响水分子通过细胞膜的扩散速率,原因是温度会影响膜上___________ ________________,水分子通过细胞膜的方式为自由扩散和协助扩散,在一定 温度范围内,________________________________。 转运氯离子 的载体蛋白的功能发生异常 3个碱基对缺失造成基因突变 磷脂分子和 蛋白质的流动性 升高温度,会加快水分子的扩散速率 返回 【命题探究·释疑解惑】 【典例】葡萄糖转运蛋白家族包括GLUT1~GLUT14,均参与葡萄糖的运输。GLUT2是肝细胞的葡萄糖转运蛋白,其作用过程如图1所示,小肠绒毛上皮细胞膜存在载体蛋白SGLT1。借助SGLT1,当Na+顺浓度进入小肠绒毛上皮细胞的同时,葡萄糖进入小肠细胞。 返回 探究: (1)与葡萄糖转运蛋白的合成和运输有关的细胞器有____________ ___________________________________。  (2)根据图1葡萄糖进入肝细胞的方式是___________,影响葡萄糖进入肝细胞速率的因素有________________________________________________。  细胞内外葡萄糖的浓度差和GLUT2转运蛋白的数量 核糖体、 内质网、高尔基体、线粒体 协助扩散 返回 【解析】(1)转运蛋白的化学本质是蛋白质,与其合成和运输有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。 (2)由于葡萄糖的运输方向是顺浓度梯度且需要转运蛋白,故葡萄糖进入细胞的方式是协助扩散。影响协助扩散的因素有细胞内外葡萄糖的浓度差和GLUT2转运蛋白的数量。 返回 (3)上述转运蛋白转运葡萄糖的过程中,其空间结构发生了变化,______(填“能”或“不能”)继续转运葡萄糖。  (4)根据图2可以判断葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的运输方式为____________,判断的依据是_______________________________________ ______________________________________________________________ __________________________。  聚焦考查点:物质跨膜运输的方式及判断方法。 能　 主动运输 葡萄糖在进入小肠绒毛上皮细胞的过程中属于逆浓度梯度运输,需要Na+顺浓度进入细胞提供能量,同时需要载体蛋白 返回 【解析】 (3)转运蛋白可以反复利用,在行使功能过程中不被“消耗”,此转运蛋白为载体蛋白。 (4)根据题干信息,结合图2,我们可以看出葡萄糖在进入小肠绒毛上皮细胞的过程中属于逆浓度梯度运输,需要Na+顺浓度进入细胞提供能量,同时需要载体蛋白,符合主动运输的条件。 返回 破解策略 物质跨膜运输方式的判断 返回 【扣点专练·通法悟道】 1.(2025·河南高考)耐寒黄花苜蓿的基因M编码的蛋白M属于水通道蛋白家族,将基因M转入烟草植株可提高其耐寒能力。下列叙述错误的是(　　) A.细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力 B.低温时,水分子通过与蛋白M结合转运到细胞外 C.蛋白M增加了水的运输能力,但不改变水的运输方向 D.水通道蛋白介导的跨膜运输不是水进出细胞的唯一方式 √ 返回 【解析】选B。结合水是与细胞内的其他物质相结合的水,是细胞结构的重要组成成分,细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力,A正确;水分子通过细胞膜上的通道蛋白进行跨膜运输时,不与通道蛋白相结合,B错误;蛋白M是细胞膜上的水分子通道蛋白,增加了水的运输能力,但不改变水的运输方向,水的运输方向为顺浓度梯度,C正确;水进出细胞的方式为自由扩散和水通道蛋白介导的协助扩散,D正确。 返回 2.(2024·甘肃高考)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(如图)。下列叙述错误的是(　　) 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 √ 返回 【解析】选C。本题考查物质跨膜运输的原理和影响因素。H+-ATP酶是一种转运蛋白,也是一种ATP水解酶,每次转运物质时,与ATP脱落下来的磷酸基团结合后都会发生自身构象的改变,A正确;Na+通过Na+-H+逆向转运蛋白以主动运输的方式运到细胞外(或液泡中),其动力来自H+膜内外浓度差产生的势能,B正确;使用H+-ATP 酶抑制剂会干扰 H+的转运,进而使膜内外H+的浓度梯度降低,影响Na+转运,C错误;盐胁迫下Na+-H+逆向转运蛋白的数量会增多,其相关基因表达水平会提高,D正确。 返回 3.图甲曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式,图乙表示大分子物质进行胞吞和胞吐的过程。下列相关叙述错误的是(　　) A.图甲中的方式a运输的物质可能是O2、甘油和酒精等 B.图甲b曲线所示方式和图乙过程均需要消耗能量 C.图甲中b曲线达到最大转运速率后的限制因素可能是转运蛋白的数量 D.图乙过程的顺利进行依赖于细胞膜具有流动性,该过程受温度的影响 √ 返回 【解析】选B。分析图甲曲线:方式a只与浓度有关,且与浓度呈正相关,属于自由扩散,可能是O2、甘油和酒精等,A正确。方式b除了与浓度相关,还与载体数量有关,属于协助扩散或主动运输,协助扩散不需要消耗能量,主动运输需要消耗能量,胞吞和胞吐是耗能过程,需要细胞内部提供能量,B错误。图甲中方式b除了与浓度相关,还与载体数量有关,其最大转运速率与载体蛋白数量有关, b 曲线达到最大转运速率后的限制因素可能是转运蛋白的数量,C正确。图乙中的胞吞和胞吐过程通过膜融合完成,依赖于细胞膜的流动性,温度会影响膜的流动性,故该过程受温度的影响,D正确。 返回 悟高考·瞻动向 返回 体验高考·淬炼考能 1.(2025·广东高考)物质跨膜运输是维持细胞正常生命活动的基础,下列叙述正确的是(　　) A.呼吸时O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响 B.心肌细胞主动运输Ca2+时参与转运的载体蛋白仅与Ca2+结合 C.血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞的速率与细胞代谢无关 D.集合管中Na+与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收 √ 返回 【解析】选A。O2从肺泡向肺毛细血管扩散属于自由扩散,速率由O2浓度差决定。因此呼吸时O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响,A正确。心肌细胞主动运输Ca2+时,载体蛋白需结合Ca2+并催化ATP水解,还需结合磷酸基团从而磷酸化,并非仅与Ca2+结合,B错误。葡萄糖进入红细胞的运输方式为协助扩散,扩散速率受浓度差和载体蛋白数量影响。细胞代谢虽不直接供能,但代谢活动维持细胞内低葡萄糖浓度,从而保持浓度差,因此葡萄糖进入红细胞的速率与细胞代谢有关,C错误。集合管中Na+重吸收主要通过主动运输(如钠钾泵),需载体蛋白且消耗能量,而非通过通道蛋白结合Na+被重吸收,D错误。 返回 2.(2025·黑吉辽内蒙古高考)黑暗条件下,叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi的过程示意图如下。其他条件均适宜,下列叙述正确的是(　　) A.ATP、ADP和Pi通过NTT时,无须与NTT结合 B.NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输 C.图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体产生 D.光照充足,NTT运出ADP的数量会减少甚至停止 √ 返回 【解析】选D。载体蛋白的作用机制通常需要与底物结合后才能转运物质。NTT作为载体蛋白,运输ATP、ADP和Pi时需要结合底物,A错误。黑暗条件下,叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi,因此不是主动运输,B错误。黑暗条件下,叶绿体无法进行光反应,自身不能合成ATP。此时进入叶绿体基质的ATP可来自细胞呼吸,但细胞呼吸产生ATP的场所包括细胞质基质(糖酵解)和线粒体(有氧呼吸第二、三个阶段),C错误。光照充足时,叶绿体类囊体膜上进行光反应合成ATP,需要消耗大量ADP和Pi作为原料。此时叶绿体基质中的ADP和Pi会优先被类囊体膜利用,导致基质中ADP浓度降低。由于NTT顺浓度梯度运输ADP(从基质到细胞质基质),当基质中ADP不足时,NTT运出ADP的数量会减少甚至停止,D正确。 返回 3.(2024·贵州高考)茶树根细胞质膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐。硒酸盐被根细胞吸收后,随着植物的生长;吸收的大部分硒与胞内蛋白结合形成硒蛋白,硒蛋白转移到细胞壁中储存。下列叙述错误的是(　　) A.硒酸盐以离子的形式才能被根细胞吸收 B.硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系 C.硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白 D.利用呼吸抑制剂可推测硒酸盐的吸收方式 √ 返回 【解析】选C。本题考查物质运输。硒酸盐是无机盐,以离子的形式才能被根细胞吸收,A正确;根据题意,由于根细胞质膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐,故硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系,B正确;硒蛋白转运到细胞壁是通过胞吐的方式实现的,故不需转运蛋白,C错误;利用呼吸抑制剂从细胞内处理根细胞,根据处理前后根细胞吸收硒酸盐的量可推测硒酸盐的吸收方式,如果是主动运输硒酸盐吸收会受影响,被动运输则不会受影响,D正确。 返回 4.(2024·江西高考)营养物质是生物生长发育的基础。依据表中信息,下列有关小肠上皮细胞吸收营养物质方式的判断,错误的是(　　) A.甲为主动运输 B.乙为协助扩散 C.丙为胞吞作用 D.丁为自由扩散 方式 细胞外相 对浓度 细胞内相 对浓度 需要提 供能量 需要转 运蛋白 甲 低 高 是 是 乙 高 低 否 是 丙 高 低 是 是 丁 高 低 否 否 √ 返回 【解析】选C。本题主要考查物质跨膜运输方式的判断。甲逆浓度梯度进行,且需要消耗能量,并通过转运蛋白转运,为主动运输,A正确;乙顺浓度梯度进行,需要转运蛋白,不需要消耗能量,为协助扩散,B正确;胞吞、胞吐不需要转运蛋白的协助,因此丙不是胞吞作用,C错误;丁顺浓度梯度进行,不需要转运蛋白,也不需要消耗能量,是自由扩散,D正确。 返回 5.(2023·山东高考)溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+,溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累,严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是(　　) A.H+进入溶酶体的方式属于主动运输 B.H+载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累 C.该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除 D.溶酶体破裂后,释放到细胞质基质中的水解酶活性增强 √ 返回 【解析】选D。本题考查物质跨膜运输方式。Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体,说明H+浓度为溶酶体内较高,因此H+进入溶酶体为逆浓度运输,方式属于主动运输,A正确;溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,若H+载体蛋白失活,溶酶体内pH改变导致溶酶体酶活性降低,进而导致溶酶体内的吞噬物积累,B正确;由题干信息可知,Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累,因此该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除,C正确;细胞质基质中的pH与溶酶体内不同,溶酶体破裂后,释放到细胞质基质中的水解酶可能失活,D错误。 返回 返回 基于核心素养的新考向: 1.(结构与功能观)Q侧属于细胞的______侧,判断的依据是________________________________________________________。  内　 糖蛋白位于细胞膜的外侧(或ATP水解酶位于细胞膜内侧) 返回 【解析】1.糖蛋白位于细胞膜的P侧,为外侧(或ATP水解酶位于细胞膜的Q侧,为内侧),可判断Q侧属于细胞的内侧。 返回 2.(稳态与平衡观)Na+ -K+ 泵是常见的 ATP驱动泵,这种泵能逆浓度梯度把3个Na+泵出细胞外,2个K+泵入细胞内,Na+ 通过Na+-K+泵运输的方式与在神经纤维膜上受到刺激后 Na+ 内流的方式分别属于________________和________________。  3.(物质与能量观)图中a方式,物质 Y 转运所需能量来源于_________________________(填“ATP直接供能”或“X运输中的梯度动力”)。   主动运输　　 协助扩散 X运输中的梯度动力 返回 【解析】2.Na+ 通过Na+-K+泵运输到细胞外侧,是从低浓度运向高浓度,为主动运输;神经纤维膜上受到刺激后 Na+ 内流的方向是从高浓度流向低浓度,属于协助扩散。 3.图中a方式属于由X驱动的Y主动运输,物质 Y 转运所需能量来源于X运输中的梯度动力。 返回 4.(设计实验)最新研究表明,若肠腔葡萄糖浓度较高,葡萄糖主要通过蛋白(GLUT2)的协助,通过协助扩散的方式进入小肠上皮细胞。在协助扩散的同时,通过蛋白(SGLT1)的主动运输过程也在发生。但主动运输的载体(SGLT1)容易饱和,协助扩散吸收葡萄糖的速率比主动运输快数倍。请你设计实验加以验证。 实验步骤: 第一步:取甲(敲除了SGLT1蛋白基因的小肠上皮细胞)、乙(敲除了 GLUT2蛋白基因的小肠上皮细胞)、丙(正常的小肠上皮细胞),三组细胞其他生理状况均相同; 返回 第二步:将甲、乙、丙三组细胞分别置于___________________________ _________________________________________________________;  第三步: _______________________________。  实验结果:_______________________________________________________ _____________________,则验证了上面的最新研究结果。   一定较高浓度的葡萄糖溶液中(三组浓度相同),培养一段时间,其他条件相同且适宜　　 检测培养液中葡萄糖浓度 若丙组培养液中葡萄糖浓度小于甲组,甲组培养液中葡萄糖浓度小于乙组 返回 【解析】4.可设计实验如下:第一步,取甲(敲除了SGLT1蛋白基因的小肠上皮细胞)、乙(敲除了GLUT2蛋白基因的小肠上皮细胞)、丙(正常的小肠上皮细胞),三组细胞其他生理状况均相同;第二步,将甲、乙、丙三组细胞分别置于一定较高浓度的葡萄糖溶液中(三组浓度相同),培养一段时间,其他条件相同且适宜;第三步,检测培养液中葡萄糖浓度。实验结果:若丙组培养液中葡萄糖浓度小于甲组,甲组培养液中葡萄糖浓度小于乙组,则验证了题干中的最新研究结果。 返回 例下图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图，下表选项中正确的是（ ） D 瞭望高考·探悟动态 锁定新情境: 膜转运蛋白 　　科学研究发现,细胞进行主动运输主要以以下几种方式进行:①偶联转运蛋白,把一种物质穿过膜的上坡转运与另一种物质的下坡转运相偶联;②ATP驱动泵,把上坡转运与 ATP的水解相偶联;③光驱动泵,主要在细菌中发现,能把上坡转运与光能的输入相偶联(图中a、b、c代表物质跨膜运输方式,、分别代表跨膜的离子或小分子 X、Y)。请根据所学知识回答下列问题。 $