第1讲+物质的输入与输出【知识精讲+拓展提升】 高考生物一轮复习 （全国通用）

备战2024年高考一轮复习高中生物必修一考点要求考题统计考情分析物质出入细胞的方式2023.全国乙，T3,6分2023.全国甲，T1,6分，T4,6分2022.全国乙，T29,10分本专题内容多，难度大，又几乎是每年高考必考题目，尤其是光合作用内容多，综合性强，同学们学起来比较困难，因此建议复习时速度慢些，基本过程一定背下来，科学实验要记住，多做些不同类型的习题，进一步巩固基础知识。酶2022.全国乙，T4,6分细胞呼吸2023.新课标，T2,6分2023.全国乙，T3,6分2022.全国甲，T4,6分光合作用2023.新课标，T2,6分2023.全国乙，T2,6分，T31,13分2023.全国甲，T31,12分，第三单元

细胞代谢3

第1讲细胞的物质输入和输出

3第三单元

细胞代谢渗透作用与质壁分离第1讲细胞的物质输入和输出PART.01水进出细胞的原理扩散：泛指物质分子从相对含量多的地方向相对含量少的地方运动，直到均匀分布的现象。滴入红墨水处和旁边的浓度差将会______。减小问题探讨问题探讨半透膜：是指某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。它往往是只能让小分子物质透过，大分子物质不能透过。肠系膜、蛋壳膜、膀胱膜、鱼鳔等都属于半透膜。问题探讨问题探讨1、漏斗管内的液面为什么会升高？多少如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？不会，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，最终达到平衡，液面将不再上升。问题探讨2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？3、如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？不会。因为纱布不是半透膜，孔隙很大，可溶于水的物质都能够自由通过，包括水分子和蔗糖分子都能通过。单位时间透过玻璃纸进出水分子量相同，故漏斗管液面不变条件一：半透膜条件二：浓度差问题探讨1、概念：水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜从低浓度溶液

向高浓度溶液的的扩散.3.渗透作用中水的运输方向含水量高－－半透膜水（溶剂）低浓度溶液－－渗透压低含水量低－－高浓度溶液－－渗透压高2、发生的条件半透膜两侧的溶液具有浓度差。渗透压：溶质微粒对水的吸引力

此处的浓度是指单位体积溶液中溶质微粒的数目，也就是物质的量浓度。相应的，单位体积溶液中溶质微粒数目越多，浓度越大，吸水能力越强。易错警示！EF0.1g/mL的蔗糖溶液0.1g/mL的葡萄糖溶液0.1mol/L的蔗糖溶液0.1mol/L的葡萄糖溶液B液面上升摩尔浓度小摩尔浓度大两处液面等高想一想左右液面如何变化？提示：葡萄糖是单糖，而蔗糖是二糖思考与讨论漏斗管内的液面会下降烧杯内蔗糖浓度>漏斗管内蔗糖浓度：烧杯内蔗糖浓度<漏斗管内蔗糖浓度：烧杯内蔗糖浓度=漏斗管内蔗糖浓度：2、如果烧杯和漏斗管内都是蔗糖溶液，结果会怎样？漏斗管液面下降漏斗管液面上升漏斗管液面不变不会,漏斗内溶液浓度仍然高；漏斗内液柱有静水压如果漏斗管内的液面不再升高，半透膜两侧溶液的浓度大小一样吗？为什么？1、如果烧杯中的是蔗糖溶液，漏斗管内是清水，结果会怎样？外侧浓度高而水少，内部水分向外流动外侧浓度低而水多，外侧水分向内流动▌小总结：把装置放在等、高、低浓度的情况分析渗透装置动物细胞植物细胞发生渗透的条件于高浓度溶液中于低浓度溶液中①半透膜②浓度差（决定吸水程度）细胞的吸水和失水清水中0.9%NaCl溶液中20%的蔗糖溶液中

外界溶液浓度

细胞质的浓度小于吸水膨胀大于失水皱缩等于保持原状

低渗溶液

高渗溶液

等渗溶液不能，

1、红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？2、红细胞的细胞膜是不是相当于一层半透膜？是

主要取决于红细胞内外浓度的差值。一般情况下，浓度差越大

吸水或失水较多。4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？

生理盐水浓度与血浆浓度基本一致，可以维持血细胞正常形态。5、临床输液为什么用生理盐水？3、当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？不一定。思考与讨论蔗糖溶液。生活现象1、连续磕带盐的瓜子时，你的口腔和唇的黏膜有什么感觉呢？2、不同的饮料浓度不同。当我们进行完剧烈的体育活动，大量流汗后，应选择什么浓度的饮料才能更好地解渴呢？为什么？干燥难受的感觉外界浓度高，口腔和唇粘膜细胞失水低浓度盐腌制过的黄瓜皱皱巴巴，还会出很多水；而用清水泡过的青菜却很硬挺，这是为什么呢？细胞液细胞质细胞膜细胞壁原生质层清水?类比学习（全透性）成熟植物细胞模式图液泡膜12345提出问题作出假设设计实验进行实验实验结论表达与交流进一步探究水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是不是相当于一层半透膜？原生质层相当于一层半透膜探究植物细胞的吸水和失水设计方案：将植物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，观察其大小的变化。（设计方案、预期结果…）预期结果：由于原生质层相当于一层半透膜，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会____，细胞_______；在清水中植物细胞的液泡又会______，细胞_____。

缩小皱缩变大膨胀进行实验材料：紫色洋葱鳞片叶、0.3g/mL的蔗糖溶液，清水器具：显微镜、镊子、吸水纸进行实验方法步骤：1、滴清水2、取材3、展平4、盖盖玻片①制片探究植物细胞的吸水和失水②低倍显微观察----正常的洋葱表皮细胞特点：细胞壁液泡具有一个紫色的中央大液泡，原生质层紧贴着细胞壁③一侧滴0.3g/ml的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引（引流法），观察现象：外界溶液浓度细胞液的浓度，细胞失水质壁分离外界溶液浓度细胞液的浓度，细胞吸水④一侧滴清水，另一侧用吸水纸吸引（引流法），观察现象质壁分离复原提出问题作出假设设计实验进行实验实验结论表达与交流进一步探究探究植物细胞的吸水和失水1、原生质层相当于半透膜2、植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？实验结论1.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？2.如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶液，实验结果会有什么不同？思考与讨论不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡，不可能发生质壁分离复原3.为什么植物细胞失水时,原生质层与细胞壁不是一起变化,而是发生质壁分离?原生质层比细胞壁的伸缩性大溶质分子进入了细胞，如滴加浓度稍高的KNO3溶液时1、已经发生质壁分离的细胞，再放入清水也不能复原的原因？细胞死亡2、发生质壁分离自动复原总结：发生质壁分离或复原的条件有哪些？(3)活细胞（1）具有细胞壁（2）具有大液泡质壁分离复原的两种特殊情况分析：发生质壁分离——活细胞不发生质壁分离—死细胞判断成熟植物细胞的死活测定细胞液浓度范围细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间待测成熟植物细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液镜检待测成熟植物细胞一定浓度的蔗糖溶液镜检质壁分离及其复原的应用比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度比较未知浓度溶液的浓度大小发生质壁分离所需时间越短。未知溶液的浓度越大，反之，未知溶液的浓度越小。同一植物的相同成熟细胞未知浓度的溶液镜检发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大不同成熟植物细胞同一浓度梯度的蔗糖溶液镜检质壁分离及其复原的应用鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）溶液不能透过半透膜（如蔗糖溶液）成熟植物细胞不同种类溶液镜检只发生质壁分离质壁分离后自动复原溶质能透过半透膜（KNO3溶液）质壁分离及其复原的应用物质出入细胞的方式第1讲细胞的物质输入和输出PART.02

像水分子这样，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。被动运输1自由扩散2协助扩散实例：O2、CO2、水、脂溶性小分子（乙醇、甘油、苯）1、自由扩散（简单扩散）：物质通过简单的扩散作用进出细胞。

特点：1、顺浓度梯度运输2、不需要转运蛋白协助3、不需要消耗细胞能量比方:球往低处滚：1、顺浓度梯度运输2、需要转运蛋白参与3、不需要消耗能量2、协助扩散（易化扩散）：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散实例:水、某些离子、葡萄糖进入红细胞比方：车载货下坡

特点：研究表明，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。K+离子通道蛋白水通道蛋白借助膜上的通道蛋白进出细胞。载体蛋白通道蛋白转运特点只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过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自身构象改变不改变是否与转运的分子结合结合不结合是否有特异性具有具有实例葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞水分子通过水通道蛋白进出细胞3、转运蛋白的类型自由扩散和协助扩散的比较项目自由扩散协助扩散运输方向是否需要载体是否消耗细胞内的能量举例不需要需要不消耗不消耗O2、CO2、尿素、甘油、乙醇等葡萄糖通过红细胞膜，水通过细胞膜高浓度低浓度高浓度低浓度自由扩散协助扩散影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。影响协助扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差,细胞膜上转运蛋白的种类和数量。P点后速率受转运蛋白数量限制影响跨膜运输的因素1.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，这种方式叫主动运输。载体蛋白能量思考：主动运输有什么样的特点？细胞膜载体蛋白小分子物质细胞外细胞内主动运输2.运输方向：低浓度高浓度3.特点：需要载体，需要能量(ATP)4.实例：某些离子，氨基酸、葡萄糖等（逆浓度梯度）

注：载体蛋白具有专一性

一种载体蛋白只能与一种或一类的离子或分子结合455、意义：

能保证活细胞按照生命活动的需要，主动选择吸收所需的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证个体和细胞生命活动的需要。囊性纤维病肺黏液阻塞了气道囊性纤维化病主要源于患者转运氯离子的CFTR蛋白异常，导致患者支气管黏液增多，易发细菌感染。小分子物质三种跨膜运输方式比较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转运蛋白不需要需要需要能量不消耗不消耗消耗举例水、CO2、O2、甘油、乙醇、苯水、离子红细胞吸收葡萄糖离子、氨基酸小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖高浓度低浓度高浓度低浓度低浓度高浓度（载体蛋白/通道蛋白）（载体蛋白）（ATP）归纳总结主动运输（如a、e）协助扩散（如c、d）自由扩散（如b）细胞外细胞内bcdea代表各种物质分子或离子能量能量判断下列运输方式影响自由扩散速率的因素：浓度差影响协助扩散速率的因素：浓度差、影响主动运输速率的主要因素：载体种类和数量、1、影响因素载体种类和数量能量影响跨膜运输的因素凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。自由扩散2、曲线分析（1）物质浓度（浓度差）

①物质浓度运输速率A·物质浓度运输速率协助扩散或主动运输

②载体有专一性和数量是有限的在协助扩散和主动运输中，具有“饱和效应”下列各曲线图分别代表哪种运输方式？2、曲线分析下列各曲线图分别代表哪种运输方式？

①

②影响细胞内能量的产生2、曲线分析下列各曲线图分别代表哪种运输方式？（3）温度温度生物膜的流动性酶活性呼吸速率物质运输速率2023/7/5大分子物质的运输

胞吞实例：吞噬细胞吞噬细菌、病毒等变形虫摄取有机物颗粒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。胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解！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，这种现象叫作胞吐实例：分泌蛋白的分泌，如抗体、胰岛素、消化酶等胞吞胞吞胞吐不需要载体需要能量影响因素：温度和能量等特点：胞吞细胞内胞吐细胞外细胞内膜具有一定流动性结构基础：细胞外2023/7/5思考·讨论

游离于细胞质基质中的核糖体合成的蛋白质多是供细胞自身使用，而附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质能够分泌到细胞外。试分析其中的道理。

因为游离的核糖体，所合成的蛋白质是大分子有机物，无法直接通过被动运输或主动运输穿过细胞膜运输到细胞外，所以一般只能留在细胞内供细胞自身使用。

而附着核糖体合成的蛋白质能够进入内质网腔中，并借助囊泡移动进入高尔基体，经加工包装后，包裹在囊泡中的蛋白质就可以胞吐的方式分泌到细胞外。

物质跨膜运输方式的判断方法

跨膜运输根据是否需要能量被动运输主动运输或胞吞、胞吐需要不需要根据是否需要转运蛋白根据是否需要转运蛋白需要需要不需要不需要协助扩散胞吞胞吐主动运输自由扩散(1)(3)根据运输方向：（2）根据曲线图：（4）根据常见物质的运输方式：逆浓度梯度运输方式是主动运输。2023/7/5像蛋白质这样的生物大分子，通过胞吞或胞吐进出细胞，其过程也需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。综上所述，除一些不带电的小分子是自由扩散外，离子和小分子的跨膜运输都要借助于转运蛋白，体现了蛋白质是生命活动的承担者。一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质，因此膜上转运蛋白的种类和数量，对物质的跨膜运输起着决定作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。1.如图甲表示某生物膜结构，a．b．c．d表示物质跨膜运输方式。图乙和图丙表示物质运输曲线，请据图回答：

（1）图甲中B表示的结构___________________，D表示___________________