2023年高考生物二轮复习 细胞的物质运输

第一部分专题突破

专题一细胞的物质基础和物质运输

第3讲细胞的物质运输

【思维导图】

条件：①半透膜②膜两便I有浓度差

;动物细胞吸水（膨胀）和失水（皱缩）

厂•渗透作用4A成熟植物细胞失水（质壁分离）和吸水（质壁分离夏原）

A质壁分离实验:原因、材料（紫色洋葱鲫片叶外表皮细胞）.现象

*水是顺相对含量梯度运输，物质跨膜运输并不都是顺相对含量运输

〔;细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜

物A自由扩黑辽回转运蛋白和能量

质水O,Ceh.甘油、脂肪札

I乙一等进出触

运•小分子跨膜运输＜

I》协助扩《澧转运蛋白，不需能量

输［荀萄糖进入红瀛；水进出细胞；K外流.Na∙内河

I》主动运输：需载体侬螃量

'低东度’揭浓度）⅞⅞收葡葡精、氨基酸和无机盐］

;胞吞：不需转运蛋白但需能■:

（・大分子运输变形虫吞食颗粒.白细胞吞噬病匍

＞胞吐：不需转运蛋白但需能量

抗体.蛋白质类激素、消化酶.神经递质的分泌］

【考点梳理】

考点1物质跨膜运输的实例

⑴渗透作用:水分子（溶剂分子）通过半透膜的扩散作用。■

•半透膜:有些分子可以通过,有些分子不能通过。

・选择透过性膜:根据生物的需要选择让一些分子通过,一些

高

低

浓

分子不能通过,具有生物活性。浓

度

度

溶

溶高浓度溶液

①渗透装置液

I液

清水或低

蹒

半

②条件：浓度溶液

半透膜

•有半透膜。AB

•半透膜两侧的溶液存在浓度差。

⑵植物细胞的吸水和失水

液体。

•植物细胞通过渗透作用吸水和失水

中会出现质壁分离复原。

(3)观察植物细胞的质壁分离和复原

①原因：

I♦内因:原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性。

I■外因:外界溶液浓度大于细胞液浓度o

I②材料:活的、有颜色的成熟植物细胞(紫色洋葱鳞片叶外表

皮细胞)。

③现象:液泡变小,细胞液颜色变深,原生质层与细胞壁分离。

④注意事项：

I•细胞壁是全透的,所以质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间

充满的是外界溶液。

I•若用浓度过高的蔗糖溶液（如50%蔗糖溶液）做质壁分离实

验,能发生质壁分离但放入清水中不能复原,原因是细胞失水过多

而死亡。

I•若用尿素、KNO3、KeI等做质壁分离实验,质壁分离后没

有放入清水会出现自动复原现象,原因是尿素、KNorKCI等被

细胞吸收,使细胞液浓度>外界溶液浓度,细胞吸水,从而出现自动

复原。

（4）运输的其他实例

I•细胞吸水和失水是水分子顺相对含量梯度的跨膜运输。I

I・物质的跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的.细胞对物质

的输入和输出有选择性。

I•细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜.这些膜可以让水

分子自由通过,一些离子和小分子也可以通过.而其他的离子、小

分子（如蔗糖）和大分子（如蛋白质）则不能通过。

考点2物质运输的方式

⑴小分子跨膜运输的方式

自由扩散协助扩散主动运输

运输高浓度一低浓■低浓度一高浓度.

高浓度一低浓度

方向度

转运■需要■

不需要需要

蛋白

拓日.不消耗一

耳匕里不消耗消耗

。2、CO2、甘油、葡萄糖进入红Na+、K+、Ca2+>Mg2+等

脂肪酸、乙醇、苯、细胞:神经细离子进出细胞;小肠绒毛

实例

性激素等脂溶性物胞κ+外流、上皮细胞吸收葡萄糖、

质进出细胞Na+内流氨基酸和无机盐等

•转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白。协助扩散中的转运蛋

白可以是载体蛋白或通道蛋白,但主动运输中的转运蛋白一般是

载体蛋白。

・水能通过自由扩散进出细胞,但更多的是借助细胞膜上的

水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。

(2)大分子运输方式一胞吞和胞吐

I∙胞吞和胞吐体现了生物膜的流动性。I■

•胞吞和胞吐需要能量,但不需要转运蛋白。若细胞中的ATP

合成受阻,则胞吞和胞吐不能进行。

•胞吞实例:变形虫吞食颗粒、白细胞吞噬病菌:胞吐实例:乳

腺细胞分泌蛋白质、内分泌腺细胞分泌蛋白质类激素、消化腺

细胞分泌消化酶、神经细胞分泌神经递质等。

⑶影响物质跨膜运输的主要因素

自由扩散协助扩散自由扩散或协助扩散主动运输

•转运蛋白具有专一性和饱皿性,细胞膜上的转运蛋白数量

是有限的！

•影响物质跨膜运输的主要因素：

IA自由扩散:浓度差。

IA协助扩散:①浓度差:②转运蛋白的种类和数量。

A主.动运输:①载体蛋白的种类和数量:②能量:温度、氧气等。

典型示范一

I观察在0.3g/mL蔗糖溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞,发现中

央液泡逐渐变小,说明H

■A.细胞壁相当于一层半透膜

B.细胞壁收缩导致中央液泡失水

■c.此时蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度

D.洋葱鳞片叶外表皮细胞是活的

【答案】D

【重点归纳】质壁分离的原因中外因:外界溶液浓度>细胞

液浓度。内因:原生质层相当于一层半透膜,细胞壁的伸缩性小于

原生质层。表现:液泡由大变小,细胞液颜色由浅变深,原生质层

与细胞壁分离。

观察质壁分离所用实验材料:⑴细胞仍保持有活性;(2)成熟的

植物细胞,即具有大液泡和细胞壁;(3)最好选择液泡有颜色的材料,

便于实验结果的观察。

【详解】洋葱表皮细胞的原生质层相当于一层半透膜,而

细胞壁是全透性的,A错误;因细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度,导致

中央液泡失水,细胞会因失水而导致原生质层收缩,B错误;中央液

泡逐渐变小,说明细胞失水,所以此时细胞液浓度小于蔗糖溶液浓

度,C错误;细胞发生质壁分离,说明该细胞具有活性,只有活细胞才

能因为内外溶液差而产生质壁分离,D正确。

变式训练一

I在不染色的条件下,下列实验材料中,最适合观察细胞质壁分

A.紫色洋葱鳞片叶叶肉细胞

B.紫色洋葱根尖分生区细胞

c.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞

D.紫色洋葱根尖伸长区细胞

【答案】C

【详解】紫色洋葱鳞片叶叶肉细胞的液泡无色,不适合用

于观察植物细胞质壁分离,A错误;紫色洋葱根尖分生区细胞是不

成熟的植物细胞,没有大液泡,质壁分离不明显,B错误;紫色洋葱叶

外表皮细胞是成熟的植物细胞,即具有大液泡和细胞壁,液泡有颜

色,便于质壁分离的观察,C正确;紫色洋葱根尖伸长区细胞,液泡没

有颜色,不易观察到质壁分离,D错误。

典型示范二

下列有关物质跨膜运输的叙述,正确的是，

IA.巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散，

IB.固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输

IC神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于被动运输

D.护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输

【答案】C

【重点归纳】本题考查物质进出细胞的运输方式。大分子

通过胞吞胞吐,小分子通过主动运输和被动运输,被动运输又分为

自由扩散和协助扩散。各种运输方式的实例要记清楚。

【详解】病原体属于颗粒性物质,颗粒性物质或大分子物

质进出细胞的方式为胞吞和胞吐,因此巨噬细胞摄入病原体的过

程属于胞吞,A错误;固醇类激素的化学本质是脂质,脂溶性物质以

自由扩散的方式进入靶细胞,B错误;神经细胞内的Na+浓度比细

胞膜外低,受刺激时,产生的Na+内流是顺浓度梯度进行的,属于被

动运输,C正确;甘油是脂溶性小分子物质,以自由扩散的方式进入

细胞,D错误。

变式训练二

ABe转运蛋白是一类跨膜转运蛋白,参与细胞吸收多种营养

物质,每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性。ABC转运蛋

白的结构及转运过程如图所示,下列有关叙述正确的是（）

小分子•ABC转运蛋白

细胞膜

细胞质基质

ATPFP、

z

∖z2ATP2ADP÷2Pi

ATP结合域

AABC转运蛋白可提高O2的跨膜运输速度

B.ABC转运蛋白可协助葡萄糖顺浓度梯度进入细胞

CCl-和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输

D.若ATP水解受阻,ABC转运蛋白不能完成转运过程

【答案】D

【详解】。2的跨膜运输方式为自由扩散,不需要载体蛋白

协助,A错误;据图可知,ABC转运蛋白发挥作用过程伴随水解ATP,

产生能量,葡萄糖顺浓度梯度进入细胞不需要耗能,B错误;据题干

信息可知“每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性”,故Cl-和

氨基酸跨膜运输依赖的转运蛋白不同,C错误;据图可知,ABC转运

蛋白的功能发挥伴随ArP水解的过程,故若ATP水解受阻,ABC转

运蛋白不能完成转运过程,D正确。

真题回顾

1.（2022.全国甲卷）植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。

现将a、b、C三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞,分别

放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中,当水分交换达到平衡

时观察到:①细胞a未发生变化;②细胞b体积增大;③细胞C发生了

质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，

下列关于这一实验的叙述,不合理的是（）

A.水分交换前,细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度

B.水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞b〉细胞a＞细胞C

C.水分交换平衡时,细胞C的细胞液浓度大于细胞a的细胞

液浓度

D.水分交换平衡时,细胞C的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液

的浓度

【答案】C

【解析】由于细胞b在水分交换达到平衡时细胞的体积增

大,说明细胞吸水,则水分交换前,细胞b的细胞液浓度大于外界蔗

糖溶液的浓度,A正确;水分交换达到平衡时,细胞a的细胞液浓度

等于外界蔗糖溶液的浓度,细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶

液的浓度,细胞C的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度,因此水

分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞b＞细胞a＞细胞c,B正确;由

题意可知,水分交换达到平衡时,细胞a未发生变化,说明其细胞液

浓度与外界蔗糖溶液浓度相等;水分交换达到平衡时,虽然细胞内

外溶液浓度相同,但细胞C失水后外界蔗糖溶液的浓度减小,因此

水分交换平衡时,细胞C的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度,C

错误;在一定的蔗糖溶液中,细胞C发生了质壁分离,水分交换达到

平衡时,其细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度,D正确。

2.（2021.广东卷）保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条

件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片,观察蔗糖溶液对气孔开

闭的影响,图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是（）

用等渗溶液恢复用等渗溶液恢复

滴加蔗糖初始状态后滴加初始状态后滴加

保卫溶液①蔗糖溶液②蔗糖溶液③//

细胞

浸润标有浸润标本.浸润标有卜

Jr

气孔一段时向一段时间一段时高v⅛

后观察B后观察后观察

A.比较保卫细胞细胞液浓度,③处理后>①处理后

B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中I

c.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞

D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③

■【答案】A

【解析】通过分析可知,①处细胞吸水量少于③处细胞,说

明保卫细胞细胞液浓度①处理后>③处理后,A错误;②处细胞失

水,故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中,B正确;

滴加③后细胞大量吸水,故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞,

C正确;通过分析可知,推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③,D

正确。

3.（2020.全国II卷）取某植物的成熟叶片,用打孔器获取叶圆片,

等分成两份,分别放入浓度（单位为g∕mL）相同的甲糖溶液和乙糖

溶液中,得到甲、乙两个实验组（甲糖的相对分子质量约为乙糖的

2倍）。水分交换达到平衡时,检测甲、乙两组的溶液浓度,发现甲

组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质

交换。据此判断下列说法错误的是（）

A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高

B,若测得乙糖溶液浓度不变,则乙组叶细胞的净吸水量为零

C.若测得乙糖溶液浓度降低,则乙组叶肉细胞可能发生了

质壁分离

D,若测得乙糖溶液浓度升高,则叶细胞的净吸水量乙组大

于甲组

【答案】D

【解析】由题干信息可知,叶细胞与溶液之间无溶质交换，

而甲组的甲糖溶液浓度升高,则可能是由于叶细胞的细胞液浓度

大于甲糖溶液物质的量浓度,引起了细胞吸水,A正确;若乙糖溶液

浓度不变,说明乙糖溶液物质的量浓度与叶细胞的细胞液浓度相

等,叶细胞净吸水量为零,B正确;若乙糖溶液浓度降低,说明细胞失

水,叶肉细胞可能发生了质壁分离,C正确;若乙糖溶液浓度升高,说

明乙糖溶液物质的量浓度低于叶细胞的细胞液浓度,细胞吸水,而

乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍,因此叶细胞的净

吸水量应是乙组小于甲组,D错误。

4.（2021.海南卷）分泌蛋白在细胞内合成与加工后,经囊泡运输

到细胞外起作用。下列有关叙述错误的是