第4章 微专题突破二 物质进出细胞方式的判断-【成才之路•学案】2026-2027学年高中生物必修1 分子与细胞 同步新课程学习指导(人教版)

●093 微专题突破二 物质进出细胞方式的判断 一根据题目中的描述进行判断 1.关于浓度大小关系的相关描述。 逆浓度梯度运输 一定为主动运输 浓度 不需转运蛋白 顺浓度梯度运输 自由扩散 需转运蛋白 协助扩散 2.关于是否需要提供能量及是否需要转运蛋白协助的相关描述。 需转运蛋白 不耗能 协助扩散 被动运输不需转运蛋白 能量 自由扩散 需囊泡 耗能是否需素泡不需囊泡 胞吞、胞吐 主动运输 3.关于物质的化学本质和分子特点的相关描述。 (1)水、气体分子、脂溶性小分子等可通过自由扩散的方式穿过生物膜。 (2)大部分水进出细胞、葡萄糖进入红细胞、离子穿过通道蛋白等运输过程为协助扩散。 (3)大多数情况下无机盐、氨基酸、核苷酸、葡萄糖等的吸收方式为主动运输。 (4)大分子物质进出细胞一般通过胞吞、胞吐的形式。但发生胞吞、胞吐现象时，运输的物质不一定是大 分子物质，如许多神经递质为小分子物质，仍然通过胞吐的形式进行释放，以在短时间内达到大量释 放的效果 4.关于达到平衡时的浓度差相关描述。 若达到平衡时细胞内外仍存在浓度差，则是主动运输，因为自由扩散和协助扩散达到平衡时，细胞内外浓 度相等。 )变式训练 1.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C+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 ⊙根据模型进行判断 1.常见物理模型 大分子 或颗粒物 8能量 能量 。●●●●分别代表各种物质分子或离子 甲 乙 094 (1)根据细胞膜两侧是否有糖蛋白判断细胞内外，进而判断物质的吸收和外排。如甲图中可根据糖蛋白 的位置判断：上方为细胞外，下方为细胞内，进而可知bcd为物质吸收，e为物质外排。 (2)注意物质是穿膜方式还是膜泡运输方式：甲图中均为穿膜运输（直接穿过磷脂双分子层为自由扩散、 通过转运蛋白穿过生物膜且不消耗能量为协助扩散、通过转运蛋白穿过生物膜且消耗能量为主动运 输)，乙图为膜泡运输（进入细胞为胞吞、排出细胞为胞吐）。 (3)代表分子的图形多少可表示浓度的大小关系：如甲图中d运输过程，相应物质的图形上侧四个、下侧 两个，代表该过程顺浓度梯度进行运输，为协助扩散。 2.常见数学模型 ◆运输速率 个运输速率 个运输速率 bc 0细胞外浓度 O细胞外浓度 O细胞能量供应 图A 图B 图C (1)图A中物质的运输速率与细胞外的浓度成正比例的关系，说明该物质的运输速率主要取决于膜内外 物质浓度梯度的大小，不受转运蛋白数量的限制，因此为自由扩散。 (2)图B中物质的运输速率在一定范围内取决于膜内外物质浓度梯度的大小，但是当物质浓度超过一定 范围后，物质运输的速率不再增大，可能是受到转运蛋白数量的限制。综上所述，该物质的运输为被 动运输且需要转运蛋白，为协助扩散。 (3)图C中物质的运输速率与细胞的能量供应无关，说明该物质的运输方式为被动运输，可能是自由扩 散，也可能是协助扩散。 【特别提醒】主动运输的能量提供有两种常见类型①直接型：直接消耗ATP的主动运输，通常相应转 运蛋白同时具有ATP水解酶的功能。②间接型：利用膜两侧其他物质的浓度梯度提供的化学势能。 )变式训练 2.研究者将大蒜的根分别浸入不同浓度的磷酸盐溶液中，4后测定得到如图所 1.6 示的磷吸收速率曲线。下列对本实验现象作出的分析，不合理的是 1.2 0.8 A.磷通过转运蛋白进入大蒜根尖细胞 0.49 B.磷吸收速率受到膜上转运蛋白的数量制约 00.20.61.01.4 C.磷吸收一定是逆浓度梯度进行跨膜运输 磷酸盐溶液/(mmol-L-) D.磷的吸收过程说明细胞膜具有选择透过性 目物质跨膜运输方式的实验探究 1.实验原理 根据主动运输和被动运输对能量和转运蛋白的需求，确定实验的自变量。 2.实验方法 (1)探究是主动运输还是被动运输的方法 呼吸 →对某离子吸收减弱或停止 →主动运输 植株+完全培养液 抑制利 〉不影响离子吸收 →被动运输 (2)探究是自由扩散还是协助扩散的方法 蛋白质抑制剂「 →对某离子吸收减弱或停止 →协助扩散 植株+完全培养液 （或蛋白酶) →不影响离子吸收 〉自由扩散 095 )变式训练 3.为探究强耐盐植物柽柳根部吸收C2+的方式，某科研小组将若干株生长状况相同的柽柳均分为三组，置于 完全培养液（其含植物生长所需要的全部营养元素）中进行如表所示的处理，一段时间后计算每组柽柳对 Ca+的吸收速率。下列说法错误的是 ( 1组 不做任何处理 2组 加入Ca2+的载体抑制剂 3组 加入细胞呼吸抑制剂 A.该实验的自变量是有无抑制剂及抑制剂的种类 B.若1组的吸收速率明显高于2组，说明Ca2+的吸收方式为协助扩散 C.若1组和3组的吸收速率相同，说明Ca2+的吸收方式为被动运输 D.若2组和3组的吸收速率均明显小于1组，说明C2+的吸收方式为主动运输 夯基提能作业 请同学们认真完成练案[16] 章末总结 构建网络 素养提升 水进出细胞的原理挥究植物细胞的吸水和失水 细胞 被动运输 的 自由扩散和 自由扩散特色)顺浓度梯度，不需要转运蛋白和能量 输 协助扩散 协助扩散特总)顺浓度梯度，需要转运蛋白，不需要能量 入和 输出 主动运输与 主动运输 特总 逆浓度梯度，需要载体蛋白，需要能量 胞吞、胞吐 胞吞、胞吐 特点、 一般为大分子物质，不需要载体蛋白，需要能量 体验真题直击高考 1.(2025·重庆卷)某兴趣小组利用图1装置，分别 B.t1~3由X液面快速上升推测水分子不会从漏 使用等体积2.5mol/L葡萄糖溶液和1.2mol/L蔗 斗进入烧杯 糖溶液，室温下观察渗透现象。图2是两种溶液在 C.t2~t,取Y对应烧杯中液体能检测到还原糖 垂直管中，一段时间内溶液高度变化，下列说法正 D.t,后两种溶液在垂直管中液面高度将不变 确的是 2.(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。 垂直管 溶液 h 纯水 h ①细胞膜 玻璃纸 较高浓度蔗糖溶液 ②细胞壁 葡萄糖分子能通过 1t21314ts ③液泡 蔗糖分子不能通过 图1 图2 ④叶绿体 A.X表示葡萄糖溶液在垂直管中的高度变化 图甲 图乙正确：Ca2+通过肠上皮细胞腔侧膜C2+通道进入细胞不需要 能量，这种方式属于被动运输，B正确：Ca+通过Ca-ATP 酶从基底侧膜转出细胞，需要能量，这种方式属于主动运输 C正确：Na-Ca2+交换的动力来自Na的浓度差，这种方式 属于主动运输，D错误。故选D。 变式训练 1.B作物乙在O,浓度大于a时，NO,吸收速率不再增加，说 明运输NO,的载体蛋白已饱和，A正确：生物种类不同，同种 物质的运输载体效率也会有差异，不是数量多速率就一定快， B错误；图示细胞吸收的NO?方式为主动运输，水的吸收是 自由扩散或者协助扩散，C正确：蛋白质、核酸、磷脂中含有N 元素，D正确。故选B。 任务二 问题探究 1.提示：分别是胞吞、胞吐 2.提示：细胞膜具有一定的流动性 3.提示：胞吞和胞吐需要消耗能量。 典例剖析 例：Ca胞吐和b胞吞依据的是膜的流动性，A正确：变形虫是 单细胞生物，是以b的方式吞噬食物，B正确；胞吞和胞吐还 可以运输小分子物质，C错误：b一定需要细胞的表面识别， 具有特异性，需要ATP为其提供能量，D正确。故选C。 变式训练 2.B大型胞饮作用有膜的融合过程，依赖于细胞膜的流动性， 需要消耗能量，A正确；内吞物被降解后只有部分产物能被细 胞回收利用，不能被利用的则被排出细胞，B错误：细胞膜形 成皱褶的过程有蛋白质纤维参与，可能需要细胞骨架发挥作 用，C正确；内吞物要与细胞膜上的受体结合，受体的本质为 蛋白质，故大型胞饮作用摄入物质需要膜上的蛋白质参与，D 正确。故选B。 课堂达标巩固训练 1.C图甲中方式α只与浓度有关，且与浓度呈正相关，属于自 由扩散，方式b除了与浓度相关，还与转运蛋白数量有关，属 于协助扩散或主动运输，A、B正确：图乙中的胞吞和胞吐过 程说明细胞膜具有一定的流动性，C错误；胞吞和胞吐是耗能 过程，需要细胞内部提供能量，D正确。故选C 2.Da是胞吞过程，b是胞吐过程，无论是胞吞还是胞吐都伴 随着细胞膜的变化和具膜小泡的形成，均以膜的流动性为基 础，A正确：胞吞和胞吐均需要消耗能量，B正确：胞吐过程中 有具膜小泡的形成、具膜小泡与细胞膜的融合，因此存在膜成 分的更新，C正确：物质通过胞吞和胞吐运输时，不需要载体 蛋白的协助，但细胞摄取大分子时，需要膜蛋白的参与，D错 误。故选D。 3.(1)线粒体有氧呼吸 (2)主动运输协助扩散转运蛋白结构（或空间结构） (3)胞吐需要 【解析】(1)分析题图，图中细胞结构A为线粒体，线粒体是 细胞进行有氧呼吸的主要场所。(2)图中K逆浓度进入细 胞，其运输方式是主动运输：钙离子是顺浓度进入细胞，需要 转运蛋白，其运输方式是协助扩散；主动运输和协助扩散两者 都需要转运蛋白作为运输工具，两者的运输工具的化学本质 相同，但只能运输对应的特定物质，是因为不同运输工具具有 特定的结构。(3)胰岛素属于蛋白质，蛋白质出细胞通过胞 吐实现，该过程需要细胞提供的能量。 微专题突破二物质进出细胞方式的判断 变式训练 1.A根据题意可知，整个运输过程中，首先H通过主动运输 从细胞质基质进入液泡，从而建立液泡膜两侧的H浓度梯 -26 度，然后顺浓度梯度通过载体蛋白CAX经协助扩散运出 液泡，同时H浓度梯度驱动C通过主动运输进人液泡，该 过程属于反向协同运输，A错误，D正确：C+通过CAX运输 进入液泡后，增大了细胞液的渗透压，有利于植物细胞从外界 吸水，使植物细胞保持坚挺，B正确：加入H焦磷酸酶抑制剂 后，用于H主动运输的能量减少，液泡膜两侧的H浓度梯度 不易建立，而Ca通过CAX运输进入液泡需要H浓度梯度 来驱动，故加人H焦磷酸酶抑制剂后，C通过CAX的运输 速率变慢，C正确。故选A。 2.C由题图可知，磷吸收可能是逆浓度梯度的运输，也可能是 顺浓度梯度的运输，C不合理。故选C。 3.B为探究强耐盐植物柽柳根部吸收Ca2+的方式，该实验的 自变量是抑制剂的种类和有无，因变量是柽柳对C的吸收 速率，A正确；1组和2组的自变量为有无钙离子的载体，若1 组的吸收速率明显高于2组，只能说明C+的吸收过程需要 载体的协助，需要载体协助的可能是协助扩散或主动运输，故 不能说明Ca的吸收方式为协助扩散，B错误：1组和3组的 自变量为有无呼吸抑制剂，即能量的不同，若1组和3组的吸 收速率相同，说明Ca+的吸收过程不需要能量，C2+的吸收方 式为被动运输，C正确；若2组和3组的吸收速率均明显小于 1组，说明Ca+的吸收过程既需要载体也需要能量，故Ca2+的 吸收方式为主动运输，D正确。故选B。 章末总结 体验真题直击高考 1.C开始时葡萄糖溶液和蔗糖溶液的浓度分别为2.5mol/L 和1.2mol/L,由于葡萄糖能透过玻璃纸，最终会使两侧葡萄 糖浓度相等，而蔗糖不能透过，所以开始时葡萄糖溶液一侧浓 度高，水分子进人多，但随着葡萄糖透过玻璃纸，其液面会下 降。蔗糖溶液一侧由于蔗糖不能透过，水分子持续进入，液面 持续上升。所以X表示蔗糖溶液在垂直管中的高度变化，A 错误；1~3时X液面快速上升，这只能说明单位时间内从烧 杯进入漏斗的水分子数量多于从漏斗进入烧杯的水分子数 量，并不是水分子不会从漏斗进入烧杯，B错误：因为葡萄糖 能通过玻璃纸进人烧杯，葡萄糖是还原糖，所以在t2~t取Y 对应烧杯中液体能检测到还原糖，C正确：由于葡萄糖能通过 玻璃纸，最终两侧葡萄糖浓度会相等，但蔗糖不能通过玻璃 纸，所以垂直管中液面高度不会不变，D错误。故选C。 2.C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 水分子可以通过细胞膜，但蔗糖分子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。故 选C。 3.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 胞失去了水，所以图2细胞液浓度更大，D错误。故选D。 4.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 通道蛋白，增加了水的运输能力，但不改变水的运输方向，水 的运输方向为水的顺浓度梯度，C正确；水进出细胞的方式有 水通道蛋白介导的协助扩散和自由扩散，D正确。故选B。 8