2027届高考生物人教版一轮复习课件 细胞的物质输入和输出

该高中生物学高考复习课件聚焦“细胞的物质输入和输出”专题，依据高考评价体系梳理了渗透作用原理、物质跨膜运输方式、实验探究等核心考查维度，通过考点分析明确渗透作用、主动运输及质壁分离实验为高频考点，归纳出实验分析、识图判断等常考题型，构建了完整的知识网络和答题体系。 课件亮点在于“真题解析+模型辨析+素养提升”的备考策略，如以质壁分离与复原实验为载体，运用科学思维分析KNO3溶液中自动复原现象的原理，结合探究实践指导实验设计步骤与误差分析。特设“易错点警示”和“运输方式判断模板”，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准突破考点，提升复习效率。

细胞的物质输入和输出 1 问题探讨 液面升高的原因：单位时间内，透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量。 两溶液间的水分子进行双向运动，我们只是观测出由水分子双向运动的差所导致的液面改变。 01 渗透作用 2 01 渗透作用 水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。 渗透作用 有些物质能通过，有些不能通过的多孔性薄膜。 半透膜 1.概念 半透膜 膜两侧溶液具有浓度差 3.条件 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。 注意：只比较单位体积内的微粒数，与微粒的大小与种类无关。 2.原理： 低浓度流向高浓度（高浓度侧液面上升） 水多 水少 3 01 渗透作用 4.渗透平衡 ①液面高度不发生变化，水分子双向运动速率相等，即动态平衡。 ②渗透平衡时： △h的液体重力=漏斗中溶液的吸水力 溶液S1 溶液S2 平衡前：S2＞S1 S表示溶液浓度 渗透过程：S2↓ S1↑ 平衡后：S2＞S1 平衡后S1与S2的浓度差产生的吸水力与高度差的重力相等，S1与S2的浓度差越大，高度差就越大。 浓度差越大，达到平衡所需的时间越短，液面差越大。 渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引力。 大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。 4 例1.(2026·广东卷）用玻璃纸（半透膜）密封长颈漏斗口，向漏斗内注入蔗糖溶液，将装置浸入盛有清水的烧杯中并使漏斗管内外液面等高。据图推测，一段时间后漏斗内外分子的分布情况可能是（ ） A 01 渗透作用 例2.A、B分别表示渗透作用装置，据图回答下列问题： ①A、B图中渗透达到平衡，半透膜两侧 (填“有”或“没有”)水分子的进出。 ②A、B图中Δh不变时，S1、S2溶液浓度的大小关系为： S1 S2(填“>”“<”或“＝”；S1、S2中溶质不能通过半透膜) 有 > 01 渗透作用 01 渗透作用 模型辨析 渗透装置的变式分析 1.半透膜只允许水分子通过 ② 10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液较多，右侧液面升高。 ① 液面不变 右侧液面升高 质量分数 质量分数 7 01 渗透作用 模型辨析 渗透装置的变式分析 1.半透膜只允许水分子通过 ③ 加蔗糖酶 蔗糖被水解为两分子单糖，导致左侧浓度升高，水分子由10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液较多，则左侧液面升高，最终高于右侧。 质量分数 质量分数 8 01 渗透作用 模型辨析 渗透装置的变式分析 2.溶质能通过半透膜的渗透装置 前提：S1和S2是两种不同的溶质且只有水和S1能透过半透膜（假设S1是葡萄糖，S2是蔗糖） S1溶液 S2溶液 半透膜 ① S1的物质的量浓度大于S2的物质的量浓度： ② S1的物质的量浓度小于S2的物质的量浓度： S1液面先升高，S1中的溶质透过半透膜进入S2 ，S2液面升高，最终高于S1。 S1液面始终低于S2液面。 9 02 水进出细胞 相当于 浓度差 半透膜 蔗糖溶液 清水 细胞膜 细胞质 ①外界溶液（低渗溶液）小于细胞质的浓度时，细胞发生渗透作用吸水膨胀。 ②外界溶液（高渗溶液）大于细胞质的浓度时，细胞发生渗透作用失水皱缩。 ③外界溶液（等渗溶液）等于细胞质的浓度时，水分子进出细胞达到动态平衡。 外界溶液 动物细胞的吸水与失水 10 ①用盐腌萝卜时，有水渗出，体积减小； ②对农作物施肥过多，会出现烧苗现象。 植物细胞的吸水与失水 细胞壁 细胞膜 液泡膜 细胞质 原生质层 （全透性） 细胞液（液泡里的液体，有一定浓度） ① ② ③ ④ ⑤ 植物失水： 萎蔫的菠菜浸入清水中。 植物吸水： 原生质层由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成；原生质体是指去除细胞壁后所剩下的植物细胞结构。 02 水进出细胞 探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 表达与交流 （原生质层是一层半透膜吗？） （原生质层相当于一层半透膜） 设计 方案 预期结果 将洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中继续观察。 在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。 质壁分离现象 吸水膨胀，但不会涨破 维持正常形态 02 水进出细胞 选材：易撕取，且细胞有大液泡呈现紫色，易观察 方法步骤： 探究植物细胞的吸水和失水 02 水进出细胞 进行实验，记录结果： 中央液泡大小 原生质层位置 细胞大小 蔗糖溶液 清水 变小 恢复原来大小 恢复原来位置 脱离细胞壁 基本不变 基本不变 颜色变深 颜色变浅 实验结论： 原生质层相当于一层半透膜。 植物细胞是通过渗透作用吸水和失水的。 02 水进出细胞 由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由通过，而蔗糖分子则不能通过，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会缩小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的液泡又会变大，细胞膨胀。 14 该实验中，实验组和对照组在同一装片中同一研究对象上先后进行，属于自身对照。 02 水进出细胞 植物细胞的质壁分离及复原 外界溶液浓度 细胞液的浓度，植物细胞失水,原生质层与细胞壁分离，发生质壁分离的现象。 外界溶液浓度 细胞液的浓度，植物细胞吸水,原生质层恢复成原来状态,发生质壁分离复原。 1.原生质层相当于一层半透膜； 2.原生质层的伸缩性大于细胞壁。 [外因] 外界溶液与细胞液的浓度差 [内因] 细胞液浓度越大，细胞吸水能力越强。 细胞随着质壁分离的进行，吸水能力不断增强。 02 水进出细胞 不可使用对细胞有毒害作用的试剂，否则细胞会死亡。 50%的蔗糖溶液浓度太高，使细胞失水过多而死亡。 2.当把成熟的植物细胞放在一定浓度的KNO3（硝酸钾）溶液中时，发现很快发生了质壁分离现象，但过了一会又发生了质壁分离的自动复原，原因是什么？ 因为植物细胞能主动吸收K+、NO3-进入细胞液，使细胞液浓度增大，而从外界溶液中吸水。 1.将洋葱表皮细胞放入50%的蔗糖溶液中，很快发生了质壁分离现象，但加清水后却不能发生质壁分离复原现象，原因是什么？可否使用盐酸、酒精、醋酸代替蔗糖溶液？ 思考与讨论 能够发生质壁分离的自动复原的物质： KNO3、NaCl、葡萄糖、尿素、甘油、乙二醇等 02 水进出细胞 第一课时结束 17 5.为什么选用紫色洋葱鳞片叶的外表皮？洋葱鳞片叶的内表皮、黑藻叶片、根尖分生区和成熟区的细胞能否作为该实验的材料？ 紫色洋葱鳞片叶外表皮具有紫色大液泡，便于观察。 黑藻叶有液泡，细胞质因含叶绿体而呈绿色，适合。 洋葱鳞片叶内表皮和根尖成熟区的细胞有大液泡，可以发生质壁分离，但因无色而不利于观察，若要观察，需要调暗视野。 根尖分生区的细胞无大液泡，不发生质壁分离，不能作为该实验的材料。 3.细胞发生质壁分离的条件： 4.植物吸水方式有两种： （1）渗透作用（形成液泡） （2）吸胀作用（未形成液泡）如：干种子、根尖分生区 活的成熟的植物细胞 （不能进行质壁分离） 02 水进出细胞 7.质壁分离和复原实验的应用： （1）判断成熟植物细胞的死活 （2）测定植物细胞的细胞液浓度范围 （3）判断不同植物细胞的细胞液浓度（质壁分离所需时间） （4）鉴别不同种类的溶液（如KNO3和蔗糖溶液） （5）比较原生质层与细胞壁伸缩性大小 （6）农业生产中的水肥管理 （7）生活中杀菌、防腐、腌制食品 <过高浓度杀死细胞> 6.动物细胞和植物细胞吸水和失水后的状态相同吗？ 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支持和保护作用。失水后的植物细胞可发生质壁分离，而动物细胞则是皱缩。 02 水进出细胞 19 8.对细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外液体的渗透压一定相等吗？ 不一定。对动物细胞来说，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外溶液的渗透压相等。但植物细胞有细胞壁的支持、保护作用，当单位时间内水分子进出植物细胞数量相等时，有可能细胞液渗透压大于细胞外溶液渗透压。 例3.质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列错误的是（ ） A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关 B.质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁 C.质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低 D.1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等 D 02 水进出细胞 17 03 被动运输 植物细胞的吸水和失水 滴加蔗糖溶液 滴加清水 质壁分离 质壁分离复原 水分子多 水分子少 物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。 被动运输包括自由扩散和协助扩散。 21 1.自由扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。 顺浓度梯度跨膜运输，不消耗能量，无需膜转运蛋白协助。 a.方向： 高浓度→低浓度 b.动力： 浓度差 c.实例： 氧气、二氧化碳、氮气、水、尿素、甘油、乙醇、苯等 （气体、水、脂溶性小分子） 03 被动运输 2.协助扩散:借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。 顺浓度梯度进行的跨膜运输，不消耗能量。 转运蛋白类型 特点 实例 运输曲线 载体蛋白 通道蛋白 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，每次转运时都会发生自身构象的改变。 分布在许多组织细胞膜上的葡萄糖转运蛋白。 只容许与自身通道直径和形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过。 运输物质通过通道时，不需要与其结合，但具有开闭性。 水通道蛋白 离子通道蛋白 03 被动运输 特异性、饱和性 特异性 03 被动运输 协助扩散 自由扩散 ☆两者的区别：是否需要膜转运蛋白。 水分子进出细胞的方式（2种）： 24 04 主动运输 哺乳动物细胞内外Na+和K+浓度 细胞内浓度 细胞外浓度 Na+ 10～20mmol/L 约150mmol/L K+ 约100mmol/L 约5mmol/L 依靠被动运输，能不能建立起细胞内外K+、Na+的浓度差? 本质：Na+-K+依赖式ATP酶 作用：维持细胞内高K+、细胞外高Na+ —获1997年诺贝尔化学奖 转运过程：逆浓度梯度，3个Na+移出 细胞，2个K+移入细胞 Na+-K+泵 运输过程中需要消耗能量(ATP)以改变载体蛋白的空间结构。 25 主动运输: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。 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吸收葡萄糖。 04 主动运输 意义：主动运输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。 04 主动运输 组织液 高Na+ 低K+ 低葡萄糖 小肠上皮细胞 低Na+ 高K+ 高葡萄糖 肠腔 高Na+ 低葡萄糖 主动运输消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度等。 膜内外某些离子浓度差形成电化学梯度。 例4.如图为氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的示意图。正确的是(　 ) D 例5.在黑暗条件下，将分离得到的类囊体放在pH=4的缓冲溶液中，使类囊体内外的pH相等，然后迅速转移到含有ADP和Pi的pH=8的缓冲溶液中，结果检测到有ATP的生成。根据实验分析，正确的是（ ） A. 实验中溶液的 H+均来自水的裂解 B. 黑暗条件下植物叶肉细胞中的叶绿体可产生ATP C. 光照条件下植物细胞叶绿体中类囊体的腔内H+浓度较高 D. 若使类囊体的脂双层对 H+的通透性增大，ATP生成量不变 C 04 主动运输 项 目 自由扩散 协助扩散 主动运输 运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度 逆浓度梯度 载体蛋白 不需要 需要 需要 细胞内的能量 不消耗 不消耗 需要消耗 代表例子 氧气、水、甘油等通过细胞膜 葡萄糖通过红细胞 水通过水通道 K+通过离子通道 葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；离子通过细胞膜等 细胞外 细胞内 b c d e a 代表各种物质分子或离子 能量 能量 注意：某物质的具体运输方式并不唯一，需要根据具体情况去分析判定。 29 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 小结：判断下列物质进出细胞的方式 自由扩散、协助扩散(水通道) 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) 04 主动运输 载体蛋白，需与运输分子结合，引起载体蛋白空间结构改变,包括主动运输、协助扩散。通道蛋白是在膜上形成跨膜的亲水通道，使离子或水从中通过，不需要与运输分子结合,只参与协助扩散。 自由扩散 协助扩散或主动运输 1.物质浓度 05 影响细胞物质跨膜运输的因素 ▲浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越大，运输速率越大。 ▲载体蛋白主要影响协助扩散和主动运输。其他条件适宜时，载体蛋白数量越多，运输速率越大。自由扩散不受载体蛋白数量的影响。 被动运输 主动运输 也可表示哺乳动物成熟红细胞、蛔虫细胞等的主动运输 2.氧气浓度 05 影响细胞物质跨膜运输的因素 a.O点时， 为离子的吸收提供能量。 无氧呼吸 b.OP段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越 ，主动运输的速率也越大。 多 c.P点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他的限制因素运输速率不再增加。 例6.有关物质进出细胞方式，不正确的是( 　) 低温对物质跨膜运输的速率和所运输物质种类都有很大影响 载体蛋白结构异常对协助扩散和主动运输的影响较为显著 受细胞内外物质浓度差影响最大的运输方式是被动运输 土壤通气状况对陆生植物根系的主动运输有很大影响 A 3.温度 05 影响细胞物质跨膜运输的因素 判断：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。( ) √ 06 胞吞&胞吐 当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡进入细胞内部，这种现象叫作胞吞。 细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫作胞吐。 胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解！ 34 06 胞吞&胞吐 不需要载体 需要膜蛋白参与需要消耗能量 ③影响因素： 细胞膜的流动性、温度和能量等 ①特点： 膜具有一定流动性 ②结构基础： ④实例： 新生儿吸收母乳中的抗体 分泌蛋白的合成 神经递质虽然是小分子物质，但神经递质是通过突触小泡，以胞吐方式释放到突触间隙。 完成大分子与颗粒性物质的膜泡运输，运输时不穿膜。 35 1.维持细胞膜两侧的离子浓度差是需要能量的。 2.细胞外高浓度的超氧化物歧化酶可以自由扩散进入细胞。 3.小肠黏膜中的一些细胞可通过主动运输将某种蛋白分泌到肠腔。 4.氢离子可以通过扩散作用进入液泡内。 5.被细胞胞吞的一定是固体物质。 6.血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞是自由扩散。 7.胞吐过程一定会产生分泌泡与质膜的融合。 8.胞吞、胞吐依赖于膜的流动性，主动运输、协助扩散与膜的流动性无关。 9.神经递质由突触前膜释放到内环境的过程需要载体蛋白的协助。 【高考重组　判断正误】 07 巩固练习 氢离子通过主动运输的方式进入液泡内。血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞是主动运输。 选项 管腔中氨基酸→ 上皮细胞 管腔中Na＋→ 上皮细胞 上皮细胞中氨 基酸→组织液 A 主动运输 被动运输 主动运输 B 被动运输 被动运输 被动运输 C 被动运输 主动运输 被动运输 D 主动运输 被动运输 被动运输 × × × × × √ × × √ $