2027届高考生物人教版一轮复习课件06讲物质运输

该高中生物学高考复习课件聚焦“物质的输入和输出”专题，覆盖被动运输（渗透作用、质壁分离）、主动运输及胞吞胞吐等核心考点，依据高考评价体系分析近三年广东卷等真题，明确质壁分离实验、物质运输方式判断为高频考点，归纳渗透原理应用、影响因素分析等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题融入与实验探究指导，如结合2023全国甲卷质壁分离实验题，用科学思维剖析渗透平衡原理，通过“浓度梯度设计+自身对照”探究实践方法突破实验题，培养学生结构与功能观。特设易错警示（如半透膜与选择透过性膜区别），助力学生掌握答题技巧，教师可据此精准复习，提升备考效率。

06讲　物质的输入和输出 2027年高考一轮复习 考情解码·考点定标 考情 分析 （2025·广东卷）主动运输 (2024·广东卷）协助扩散 (2021·广东卷）物质进出细胞的综合判断、质壁分离及其复原实验的应用 质壁分离及复原实验及其应用：2025·北京·15　2024·湖南·14　2024·山东　 2023·全国甲·4　2022·全国甲·2　2022·湖南·10　2021·湖南·3 考点二　主动运输和胞吞、胞吐 知识点1 主动运输 知识点2 胞吞、胞吐 知识点3 影响细胞物质运输的因素 考向1 物质出入细胞方式的判断 考向2 影响物质跨膜运输速率的因素 考点一 被动运输 知识点1 水进出细胞的原理 知识点2 探究植物细胞的吸水和失水 知识点3 自由扩散和协助扩散 考向1 渗透作用的原理及应用分析 考向2 动植物细胞吸水与失水的状况分析 考向3 质壁分离和复原实验及其应用 半透膜 水（溶剂） 蔗糖（溶质） 考点一：渗透作用 1.概念： 分子(或其他溶剂分子)通过_______的扩散，称为渗透作用。 半透膜 水 扩散：物质分子从高浓度向低浓度区域转移，直到均匀分布 膜两侧有浓度差 半透膜： 2.条件 溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。 一些小分子物质（如：水）能透过，另一些较大物质不能透过的多孔性薄膜。能否跨膜取决于物质的直径与孔径的大小。 注：半透膜≠选择透过性膜（半透膜包含生物膜和非生物膜，选择透过性膜是有选择透过性的生物膜，如细胞膜） 溶液浓度低 渗透压低 溶液浓度高 渗透压高 含水量高 含水量低 3.水的运输方向： 渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引力。单位体积溶质微粒越多，对水的吸引力越大，溶液渗透压越高。 4.渗透作用 （不能穿过半透膜） （进出半透膜） 浓度高，溶质微粒多，渗透压大，对水的吸引力强 浓度低，渗透压小，对水的吸引力较弱 （1）漏斗管内液面为什么升高？ 少 多 水分子 运动，但蔗糖溶液渗透压 ，对水的吸引力 ，因此单位时间内通过半透膜进入长颈漏斗的水分子 从漏斗渗出的水分子，最终使漏斗管内液面升高。 双向 较大 较强 多于 少 多 （2）如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？ 水柱产生的静水压 液面上升到一定高度时，水柱产生的静水压加快了漏斗中水分子向外渗出的速度，最终达到渗透平衡，此时水分子进出半透膜的速率相等，液面不再升高。 【提醒】渗透平衡后，若半透膜两侧仍存在液面差，则膜两侧仍存在浓度差，液面高的一侧浓度高。 （3）渗透平衡时，漏斗内外的溶液浓度就相等吗？ 【思维训练】渗透装置的变式分析：渗透平衡时液面高度分析 (1)半透膜只允许水分子通过 葡萄糖分子量 ，相同质量的蔗糖和葡萄糖，葡萄糖的数量 ， 渗透压 ，因此 _____液面升高。 半透膜两边渗透压 ，液面 。 蔗糖被水解为两分子单糖，导致左侧溶质微粒数量 ，渗透压 ，因此 液面升高。 小 相等 不变 更多 更大 右边 +蔗糖酶 增多 更大 左侧 10% 10% （2）如果半透膜允许水和葡萄糖分子通过，一段时间后，水面高度如何变化？ 相同质量的蔗糖和葡萄糖，由于葡萄糖分子量较小，因此葡萄糖溶液中溶质微粒数目更多，故左侧液面先 ，之后由于葡萄糖分子可以通过半透膜，导致右侧溶质微粒数量 ，渗透压 ，右侧液面 ，最终 。 升高 更多 增大 升高 右侧高于左侧液面 (2024·广东六校联考)某兴趣小组用图甲装置研究渗透作用，a和b均为蔗糖溶液，c允许单糖通过。图乙为实验结果。下列说法正确的是(　 ) A.烧杯中蔗糖溶液浓度 大于漏斗中蔗糖溶液浓度 B.若t2时刻烧杯中加入蔗糖酶， 则Δh最终将变小 C.t2时刻半透膜两侧蔗糖溶液浓度相同 D.若t2时刻漏斗中加入蔗糖酶，则Δh将先变大后变小 D 考点二：动物细胞、植物细胞的吸水和失水 1. 动物细胞的吸水和失水 细胞膜 细胞质 失水皱缩 低渗溶液 吸水膨胀 形态不变 高渗溶液（9% NaCl溶液） 等渗溶液（0.9% NaCl溶液） 2. 植物细胞的吸水和失水（以成熟植物细胞为例） 细胞液 细胞壁 细胞膜 细胞质 液泡膜 成熟的植物细胞 原生质层 (1)提出假设：水分子进出细胞是渗透作用，原生质层相当于一层半透膜。 （全透性，伸缩性小） （伸缩性大，具有选择透过性） 成熟的植物细胞内的液体环境主要指液泡中的细胞液；具有一定浓度，与外界溶液能形成一定的浓度差。 水进出细胞主要指水经过原生质层进出液泡。 (2)材料：含细胞壁和大液泡的活组织（细胞液或原生质层最好有色，如：紫色洋葱鳞片叶外表皮、黑藻 叶等。否则需将光线调暗。 外 调暗 叶 (3)试剂：对细胞无害（盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适合） (3)实验步骤 清水制作紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片→低倍镜下观察 ①有一个紫色中央大液泡； ②原生质层紧贴_______ 细胞壁 盖玻片一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，低倍镜下观察 ①中央液泡________②原生质层与细胞壁_____ ③质壁分离前后的细胞大小________ 逐渐变小 分离 基本不变 注：若外界溶液浓度过高（0.5g/mL的蔗糖溶液），原生质层分离的速率虽快，但细胞会失水过多死亡。若蔗糖溶液的浓度过低，则细胞不能发生明显的质壁分离或质壁分离速率较慢。 液泡（细胞液） 细胞壁与原生质层之间的是___________________ 细胞壁 蔗糖溶液（或外界溶液） 自身对照 第一次 (3)实验步骤 清水制作紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片→低倍镜下观察 盖玻片一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，低倍镜下观察 盖玻片一侧滴清水，另一侧用吸水纸吸引，低倍镜下观察 ①中央液泡________，紫色______ ②原生质层逐渐_____细胞壁 ③细胞大小________ 逐渐变大 贴近 变浅 基本不变 结论：原生质层相当于一层半透膜。 当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞发生 ；当外界溶液浓度低于细胞液浓度时，细胞 ，由于存在 ，细胞不会涨破。 质壁分离 吸水膨胀 细胞壁 质壁分离复原 质壁分离 自身对照 第一次 自身对照 第二次 (2)质壁分离与复原的原因 ①原生质层具有选择透过性 ②细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性 外界溶液与细胞液之间存在浓度差 外因： 内因： (3)发生条件： ①具有细胞壁和大液泡的活细胞。 ②细胞外溶液的浓度高于细胞液浓度。 练习.判断以下细胞能否发生质壁分离及原因 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— 细菌细胞— 细胞膜失去选择透过性 没有液泡和细胞壁 没有大液泡 有细胞壁，液泡小，能发生质壁分离，但现象不明显 没有大液泡 【拓展】实验材料的选择 （1）紫色洋葱鳞片叶内表皮： 大液泡， _____发生质壁分离和复原，但 ， 直接观察现象_______ 有 也能 液泡无色 不明显 改进方法 ①调暗 ②在蔗糖溶液中加入色素 ③给液泡染色 （2）黑藻叶片细胞 1.在一定浓度（溶质不能透过半透膜）的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象。 2.在一定浓度（溶质可透过半透膜，如硝酸钾、甘油、尿素、乙二醇等）的溶液中可发生质壁分离，并能自动复原，因为K+、NO3-、尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。 只有用清水或低渗溶液处理，方可复原。 【补充】质壁分离与复原 3.在质壁分离过程中，由于细胞失水，细胞液渗透压升高，细胞对水的吸引力 。 4.质壁分离复原过程中，细胞吸水，细胞液渗透压下降，植物细胞吸水能力逐渐 ，失水能力逐渐 。 增强 减弱 增强 【拓展应用】质壁分离与复原 1.判断成熟植物细胞的死活 2.测定细胞液浓度范围 3.鉴别不同种类的溶液 3.现有普通植物和耐盐碱植物若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3 g·mL－1的KNO3溶液分别处理两组植物细胞，结果如图1所示。 (1)应选择根尖的 (“成熟区”“伸长区” “分生区”或“根冠”)细胞进行上述实验。图1中A→B段，Ⅰ组植物的吸水能力 ，此时，在细胞壁和原生质体之间充满了 。A→C段Ⅰ组植物细胞发生了什么现象？在这个过程中细胞大小如何变化？ 成熟区 逐渐升高 KNO3溶液 (2)实验过程中未添加清水，Ⅱ组植物原生质体体积逐渐增大的原因可能是什么？ Ⅱ组植物细胞液浓度大于外界溶液浓度，水分子透过原生质层进入细胞液， 细胞发生渗透吸水。 (3)比较大小：质壁分离结束且达到渗透平衡时，细胞液浓度 外界溶液浓度；质壁分离复原结束且达到渗透平衡时，细胞液浓度 外界溶液浓度。 ＝ ≥ (4)该兴趣小组继续探究了该耐盐碱植物的细胞液浓度，实验结果如图2，请你根据实验结果尝试写出他们的实验思路。 配制一系列浓度范围在0.3～0.6 g·mL－1的蔗糖 溶液，将Ⅱ组植物细胞进行合理分组，分别置于 不同浓度的蔗糖溶液中，其他条件相同且适宜， 培养一段时间后观察现象并记录。 4.(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(　 ) √ 考点三：物质跨膜运输方式——被动运输 2.被动运输的特点： 1.概念：物质以______方式进出细胞，________消耗细胞内化学反应所释放的能量。 不需要 扩散 自由扩散 协助扩散 ①不需要消耗能量；②顺浓度梯度（高浓度→低浓度） 3.运输动力： 细胞内外物质的浓度差 4.类型： 两者的区别：是否需要 。 转运蛋白 （1）自由扩散（简单扩散）的例子： · 水、气体（氧气、二氧化碳、氮气）、尿素 · 脂溶性小分子（苯、甘油、乙醇、脂肪酸、固醇) 注：O2、CO2分子小，能从磷脂分子的间隙穿过； 脂溶性小分子通过相似相溶原理进出脂双层。 影响自由扩散速率的因素： 细胞内外浓度差 浓度差 扩散速度 扩散速率 O2浓度/氧分压 组织间隙 组织 细胞 管 血 细 毛 肺泡 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 组织间隙 1.O2是怎样进入血液以及组织细胞？ 自由扩散 2.O2从肺泡腔进入血液需要穿过几层生物膜？ （肺泡壁、毛细血管壁为单细胞层） 4层 3.O2从肺泡腔进入组织细胞需要穿过几层生物膜？ 9层 1层生物膜=1层磷脂双分子层 =2层磷脂分子层 【跨膜层数】 （2）协助扩散（易化扩散）：需借助膜上的转运蛋白 · 水通过水通道蛋白进出细胞； · 离子和一些小分子物质 （如葡萄糖进入红细胞、 钠离子进入神经细胞） 载体蛋白 通道蛋白 载体蛋白 通道蛋白 转运对象 构象 参与的运输方式 与自身结合部位相适应的分子或离子 与通道直径和形状相适配、大小和电荷相适宜 每次转运时自身构象都会改变 通道开闭时构象不同，但转运的物质不与通道蛋白结合，运输时构象不变 协助扩散、主动运输 协助扩散 都具有特异性 影响协助扩散速率的因素： ①细胞内外浓度差；②转运蛋白的种类和数量。 扩散速率 细胞内外浓度差 P Q P点后运输速率不变原因是____________________ 转运蛋白数量有限 扩散速率 O2浓度/氧分压 【注】自由扩散和协助扩散的速率还与物质分子的大小、脂溶性程度、 温度等有关。 如：通过自由扩散的物质分子越小，脂溶性越强，运输速率越快。 温度会影响膜的流动性。 水通道 【深化拓展】通道蛋白的实例: 1.比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性（如图），为什么生物膜对水分子通透性大于人工膜？ 生物膜上存在水通道蛋白。 更多的水分子借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式更快地进出细胞。水通道蛋白广泛存在于所有细胞膜上。 2.离子通道蛋白——分别运输K+、Na+、Ca2+、Cl-等。 K+ ++ ++ - - - - Na+ - - - ++ ++ - Ca2+ Na+ + + - - + + - - Na+通道兼受体 K+通道 K+外流 产生静息电位 Ca2+通道 Ca2+内流 诱导胞吐 Na+通道 Na+内流 产生动作电位 兴奋性神经递质 静息电位 动作电位 诱导胞吐 兴奋 Na+内流产生兴奋 兴奋 K+通道 K+外流 产生静息电位 Ca2+通道 Ca2+内流 诱导胞吐 Na+通道 K+ ++ ++ - - - - Na+ - - - ++ ++ - Ca2+ Na+内流 产生动作电位 静息电位 动作电位 诱导胞吐 Cl- + + - - + + - - 兴奋性神经递质 抑制 Cl-内流产生兴奋 Cl-通道兼受体 抑制 离子通道蛋白的具有选择性：即每种通道只对一或几种离子有较高的通透能力，而对其他离子则很小或不通透。 2.离子通道蛋白——分别运输K+、Na+、Ca2+、Cl-等。 考点四：物质跨膜运输方式——主动运输 ①逆浓度梯度（低浓度→高浓度） ②需要膜上载体蛋白参与； ③需要消耗能量 1. 特点： 运输物质结合位点 载体蛋白 ATP结合位点 载体蛋白磷酸化， 物质与其结合 p 载体蛋白去磷酸化， 转运物质 ATP p ADP 【注】能量用于改变载体蛋白的空间结构； 能量可来自ATP的水解、电势能或光能。 2.举例： 3.意义： 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。 ①植物根部细胞吸收无机盐离子； ②甲状腺细胞吸收碘离子； ③动物细胞吸收钾离子和排出钠离子（Na+-K+泵）； ④小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖。 海鸟的盐腺 (主动运输排出多余的盐) 盐腺 海水中生长的桐花树 (叶片主动运输泌盐) 4. 影响主动运输的因素： ①载体蛋白的数量、②能量 扩散速率 O2浓度 P Q P点前受 限制 P点后受______________限制 无氧呼吸提供能量 载体蛋白数量 时间 胞内浓度 胞外浓度 P P点后，胞外<胞内 逆浓度梯度运输 P点前，胞外浓度>胞内浓度 顺浓度梯度运输进入细胞 O2浓度 其他因素： 流动性 【归纳总结】主动运输消耗的能量来源 （1）直接消耗ATP，通常称为泵（ATP驱动泵） ② H+泵 ① Na+-K+泵 （2）间接消耗ATP的主动运输（协同转运） 细胞外 细胞内 Na+ 葡糖糖 细胞外 细胞内 Na+ H+ 同向转运 逆向转运 利用Na+跨膜浓度梯度的能量（势能）为其他物质的逆浓度运输提供能量 例子：小肠上皮细胞（肾小管上皮细胞）逆浓度吸收葡萄糖时，没有直接消耗ATP，而是利用Na+浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+需要消耗ATP。 （3）光驱动：光能→H+浓度差(势能)→ATP中的化学能 例：噬盐光合厌氧细菌细胞膜上特有的光驱动泵排出H+ 【思维训练】探究物质跨膜运输的实验设计 (1)判断主动运输还是被动运输 (2)判断自由扩散还是协助扩散 2.细胞质中积累的Na＋会抑制胞质酶的活性，植物根部细胞通过多种“策略”降低细胞质中Na＋浓度，从而降低盐胁迫的损害，部分生理过程如图所示。 自由扩散 协助扩散 主动运输 水经磷脂双分子层进入细胞 水经通道蛋白进入细胞；H＋经载体蛋白从细胞外或液泡进入细胞质；Na＋经通道蛋白进入细胞质 H＋经载体蛋白运至细胞外或液泡内；Na＋经载体蛋白由细胞质运至细胞外或液泡内 考向三　影响物质跨膜运输的因素分析 5.(2025·广东，8)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 √ 考点五：物质跨膜运输方式——胞吞和胞吐 1. 特点： ①消耗能量； 2.结构基础： 膜具有一定流动性。 ②不需要转运蛋白，但需要膜蛋白的参与。 磷脂分子重排 形成囊泡 ①温度（影响细胞膜的流动性）、②能量（O2浓度）等 3.影响因素： 跨膜层数为0 4. 胞吞的例子： 胞吐的例子： 白细胞吞噬病菌、变形虫吞食细菌等。 分泌蛋白的分泌，如抗体、胰岛素、消化酶等。 思考：胞吐介导的运输一定都是生物大分子吗？ 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选必一29 胆固醇理论上可以穿过磷脂双分子层，但是在人体内胆固醇通常包裹在LDL（低密度脂蛋白）中，这样可在一定程度上避免胆固醇因水溶性低而沉积在血管壁上。 LDL 胆固醇 LDL受体 溶酶体 【拓展】胆固醇的运输 8.(2025·佛山顺德联考)拟南芥CLCa转运蛋白位于液泡膜上，负责将细胞质基质中过多的 转运进入液泡。研究发现ATP和AMP可以差异性调控 CLCa蛋白的转运活性，机理如图所示，已知液泡腔中H＋浓度高于细胞质基质。下列叙述错误的是 A.通过CLCa 蛋白运输 ，可能 需要消耗H＋的电化学势能 B.ATP 与CLCa蛋白结合稳定了发 夹结构，堵塞了 转运通道 C.ATP/AMP值上升有利于 AMP 与CLCa蛋白竞争性结合进而发挥转运活性 D.若液泡吸收2个 的同时排出1个H＋，则液泡中pH 和渗透压会发生改变 √ 11.大肠杆菌中存在一种转运并同时磷酸化糖类的系统——PTS 转运系统(如图所示)。PTS 转运系统由三类蛋白质构成，分别是酶Ⅰ(磷酸烯醇式丙酮酸依赖性蛋白激酶Ⅰ)、HPr及酶Ⅱ(包括酶Ⅱ a、酶Ⅱ b、酶Ⅱ c三个结构域，分别具有不同的作用)。以葡萄糖吸收为例，细胞内的高能化合物——磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)的磷酸基团通过酶Ⅰ的作用转移到 HPr 并将 HPr 激活，细胞膜中酶Ⅱ c能特异性识别、转运葡萄糖，同时将其磷酸化为磷酸糖，磷酸糖可被细胞迅速利用。下列叙述错误的是 A.图示运输方式中，PEP 是磷酸基团供体 B.酶Ⅱ c转运葡萄糖的过程中其结构不发 生变化 C.葡萄糖进入细胞质所需要的能量可能由 转移来的磷酸基团提供 D.以这种方式运输葡萄糖，可避免细胞中 葡萄糖积累过多而影响代谢 √ 13.(2025·广东八校检测)在盐化土壤中，大量Na＋迅速流入细胞，形成胁迫，影响植物正常生长。耐盐植物可通过Ca2＋介导的离子跨膜运输，减少Na＋在细胞内的积累，从而提高抗盐胁迫的能力，其主要机制如图。下列说法正确的是 A.Na＋经转运蛋白C流出细胞需要消耗细胞 呼吸产生的ATP B.H＋泵有运输和降低活化能的作用，起作 用时空间结构会发生可逆改变 C.耐盐植物抗盐胁迫过程同时受Na＋和Ca2＋ 的调节，且作用机理一致 D.加入呼吸酶抑制剂，ATP生成受阻，则Na＋的排出量会明显增加 √ NO NO NO NO $