高考生物总复习第4章细胞的物质输入和输出第1节物质跨膜运输的实例第2节物质跨膜运输的方式第3节生物膜

第4章细胞物质输入和输出第1页考纲内容能力要求命题分析物质出入细胞方式试验：(1)经过模拟试验探究膜透性(2)观察植物细胞质壁分离和复原 Ⅱ试验与探究能力试验与探究能力1.近几年新课标卷主要以选择题形式，考查了原生质层组成、结构与功效，渗透作用原理、实质及应用，以及物质出入细胞各种方式及所需条件。年考查了物质跨膜运输方式。2.命题趋势：以选择题或者非选择题形式，并结合相关图表作为知识载体进行考查。第2页第1、2、3节物质跨膜运输实例和方式、生物膜流动镶嵌模型第3页一、物质跨膜运输实例半透膜1．渗透作用原理：(1)渗透作用产生条件：①含有______________。多于 升高

②半透膜两侧溶液含有____________。 (2)渗透作用实质：单位时间由清水进入蔗糖溶液中水分子________由蔗糖溶液进入清水中水分子，造成蔗糖溶液液面________。浓度差第4页内容动物细胞植物细胞条件①细胞膜含有选择透过性，相当于半透膜②细胞内溶液与细胞外溶液含有浓度差①原生质层(由________、_________、________组成)相当于________，细胞壁含有全透性②细胞液与外界溶液含有浓度差原理渗透作用水分子运 动方向低浓度溶液→高浓度溶液2．细胞吸水和失水：细胞膜液泡膜细胞质半透膜第5页内容动物细胞植物细胞现象①外界溶液浓度_____细胞质浓度时，细胞失水皱缩②外界溶液浓度小于细胞质浓度时，细胞吸水膨胀，甚至涨破③外界溶液浓度等于细胞质浓度时，水分子进出细胞处于动态平衡，细胞形态基本不变①当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞就经过__________失水，植物细胞发生__________现象②当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞就经过__________吸水；已发生质壁分离植物细胞发生______________现象③当外界溶液浓度等于细胞液浓度时，细胞形态基本不变(续表)渗透作用质壁分离渗透作用质壁分离复原大于第6页时间科学家试验结论19世 纪末欧文顿用500各种物质进行试验，发觉脂溶性物质愈加轻易经过细胞膜进入细胞

细胞膜由________组成20世 纪初——从哺乳动物红细胞中分离出细胞膜，并进行化学分析细胞膜主要成分是________和 __________

3.物质跨膜运输其它实例：水分子自由经过，一些离子和小分子也能够经过，其它离子、小分子和______则不能通过。说明细胞膜和其它生物膜都是______________。二、生物膜流动镶嵌模型大分子选择透过性膜1．对生物膜结构探索历程：脂质脂质蛋白质第7页时间科学家试验结论1925 年——将从红细胞中提取脂质在空气－水界面上铺展成单分子层，测得单分子层面积恰为红细胞表面积2倍细胞膜中脂质分子必定排列为连续____层1959 年罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清楚暗－亮－暗三层结构提出生物膜都是由蛋白质－脂质－蛋白质三层结构组成静态统一结构1970 年——将标志了不一样颜色小鼠细胞和人细胞进行融合，融合后细胞两种荧光能均匀分布细胞膜含有_______1972 年桑格和尼克森归纳前人试验证据提出细胞膜流动镶嵌模型(续表)两流动性第8页2.流动镶嵌模型基本内容：(1)结构模型：(2)结构特点：①特点：含有一定__________。②原因：组成膜__________和__________大都是运动。糖蛋白磷脂双分子层蛋白质流动性磷脂分子蛋白质分子第9页运输方式离子和小分子物质大分子和颗粒物质自由扩散帮助扩散主动运输胞吞(内吞)胞吐(外排)运输方向高浓度→ 低浓度①__________________低浓度→ 高浓度②________________细胞内→ 细胞外运输动力③_______浓度差④_________能量(ATP)能量(ATP)载体不需要⑤________需要不需要⑥_______高浓度→低浓度细胞外→细胞内(1)糖被只分布在细胞膜外表面，是否跨越这个界限，是判断物质进出细胞膜标志。浓度差能量(ATP)需要(2)除细胞膜外，其它生物膜内、外两侧均没有糖被。三、物质跨膜运输方式不需要第10页运输方式离子和小分子物质大分子和颗粒物质自由扩散帮助扩散主动运输胞吞(内吞)胞吐(外排)模型实例

水、CO2、O2、甘油、 乙醇、苯红细胞吸收 葡萄糖

K+、Ca2+、 小肠吸收 氨基酸和 葡萄糖等白细胞吞噬病菌、变形虫吞食食物颗粒胰腺细胞分泌胰岛素、递质释放影响原因细胞膜内外物质浓度差 细胞膜内外 物质浓度差、膜载体 种类和数量 膜载体种类和数量、能量(温度、氧浓度)细胞膜流动性、能量等细胞膜流动性、能量等（续表）第11页[判断正误]1．判断相关细胞吸水和失水叙述正误：(1)细胞膜对膜两侧水和离子进出含有选择性。((2)植物细胞原生质层由细胞膜和液泡膜组成。())(3)当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞一定会发生质壁分离。()(4)发生质壁分离植物细胞是死细胞。()(5)在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子)不再经过半透膜。(

答案：√××××第12页2．判断以下相关物质运输说法正误：(1)植物细胞经过主动运输吸收不一样矿质离子速率都相同。()(2)植物主动运输矿质离子过程只发生在活细胞中。()(3)低温不影响矿质离子吸收速率。()(4)血浆中碘进入甲状腺滤泡上皮细胞属于自由扩散。())(5)氢离子能够经过扩散作用进入液泡内。(答案：×√×××第13页考点一渗透系统组成及原理分析1．渗透系统组成条件：项目渗透作用模型植物细胞渗透系统图解组成条件半透膜一些物质能够透过，另一些物质不能透过多孔性薄膜(如玻璃纸)原生质层相当于半透膜浓度差半透膜两侧溶液体系(S1，S2)细胞液(S1)与外界溶液(S2)之间第14页（续表）项目渗透作用模型植物细胞渗透系统渗透作用发生S1＜S2漏斗内液面下降细胞失水；可发生质壁分离S1＞S2漏斗内液面上升细胞吸水；可发生质壁分离复原S1＝S2水分进出平衡，液面不变细胞既不吸水也不失水第15页①两侧溶液物质量浓度，大一侧渗透压高，小一侧渗透压低，水分子由低浓度一侧→高浓度一侧。

②两侧溶液中溶质是否能经过半透膜，若不能，则只是高浓度一侧液面升高；若能，则先是高浓度一侧液面升高，随后另一侧液面升高，最终两侧液面相平。

③在到达渗透平衡时，普通两侧溶液浓度并不相等，因为液面高一侧形成静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。第16页2．验证渗透作用发生条件：第17页

◎高考探究◎ 考向1渗透作用原理和条件

[例1](年海南卷)取生理状态相同某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定时间后测得甲浓度变小，乙浓度不变，丙浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，则关于这一试验结果，以下说法正确是()

A．试验前，丙浓度＞乙浓度＞甲浓度 B．乙浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙浓度相等 C．试验中，细胞与蔗糖溶液间水分移动属于帮助扩散 D．甲、丙浓度改变是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起第18页

[解析]依据题干分析，生理状态相同叶片其细胞液浓度是相同，甲浓度＞细胞液浓度，乙浓度＝细胞液浓度，丙浓度＜细胞液浓度，则试验前甲浓度＞乙浓度＞丙浓度，A错误；乙浓度不变是因为细胞内细胞液浓度与乙浓度相等，B错误；水分移动属于自由扩散，C错误；甲、丙浓度改变是由渗透作用引发，是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引发，D正确。[答案]D第19页(1)水分子移动方向是双向移动，但最终止果是由低浓度溶液流向高浓度溶液水分子数多。(2)试验中观察指标为漏斗内液面改变，但不能用烧杯液面改变作描述指标，因现象不显著。(3)渗透系统溶液浓度指物质量浓度，而非质量浓度，实质是指渗透压。

(4)渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动到达平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。第20页考向2渗透作用原理应用

[例2](年新课标卷Ⅱ)将某植物花冠切成大小和形状相同细条，分为a、b、c、d、e和f组(每组细条数相等)，取上述6组细条分别置于不一样浓度蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条长度，结果以下列图所表示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则()

A．试验后，a组液泡中溶质浓度比b组高 B．浸泡造成f组细胞中液泡失水量小于b组 C．a组细胞放在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组第21页mol·L－1之间D．使细条在浸泡前后长度不变蔗糖浓度介于0.4～0.5第22页

[解析]试验前长度/试验后长度比值为1时，水分进出细胞到达平衡；比值小于1表明细胞吸水，且比值越小花冠吸水越多；比值大于1表明细胞失水，且比值越大，花冠失水越多。据图可推知a组吸水多于b组，所以试验后a组液泡中溶质浓度低于b组；f组比值大于b组，所以失水量大于b组；水分子进出细胞方式是自由扩散，不消耗能量；由c组吸水，d组失水可知细条细胞液浓度介于0.4～0.5mol·L－1

之间。[答案]D第23页【考点练透】

1．(年江淮十校联考)下列图表示一中间隔以半透膜(只允许水分子经过)水槽，两侧分别加入等质量葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。然后在半透膜两侧加入等质量麦芽糖酶，在加入麦芽糖酶前后A、B两侧液面改变是()A．加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并高于A侧高度B．加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并等于A侧高度第24页C．加酶前后A、B两侧液面不变D．加酶前A、B两侧液面不变，加酶后B侧上升并高于A侧高度

解析：溶液渗透压取决于溶质颗粒浓度，所以等质量葡萄糖溶液渗透压高于麦芽糖，膜只允许水分子经过时，水分子往左侧渗透得快，加酶前A侧上升。加酶后B侧麦芽糖水解，渗透压升高，吸水能力高于A侧。又因为一分子麦芽糖在麦芽糖酶作用下分解成两分子葡萄糖，麦芽糖水解后B侧葡萄糖浓度大于A侧，故加酶后B侧上升并高于A侧高度。答案：A第25页

2．(年湖南长沙模拟)某生物兴趣小组利用下列图所表示渗透装置进行了以下验证试验，装置中半透膜只允许水分子自由穿过，全部试验起始时AB两侧液面齐平，若试验包括多组装置，则每组标识为A1B1、A2B2……请回答以下问题：第26页

(1)为验证“浓度差是渗透现象发生必要条件”，取上图装置3个，A1B1

均为质量分数为3%淀粉溶液，A2B2分别为质量分数为3%和5%淀粉溶液，A3B3

分别为质量分数为3%淀粉溶液和5%葡萄糖溶液，静置一段时间后，各组液面高度情况为A1________B1

，A2________B2

，A3________B3(填“等于”“高于”或“低于”)。

(2)为验证“酶含有专一性”，AB两侧分别加入质量分数为3%蔗糖溶液和麦芽糖溶液，在30℃水浴锅中保温一段时间后，向两侧加入等量________，继续保温一段时间，待反应完全后，可观察到B侧液面高于A侧；若将水浴锅温度调整至80℃再重复上述试验，则观察不到液面改变，原因是__________________。第27页

(3)若半透膜只允许水分子和单糖分子自由穿过，在30℃水浴锅中再重复(2)实验过程，则可观察到B侧液面____________，到达平衡时A侧液面____________(填“等于”“高于”或“低于”)B侧液面。

解析：(1)当半透膜两侧溶液浓度相同时，单位时间内半透膜两侧扩散水分子数相同，所以液面高度A1

等于B1；当半透膜两侧溶液浓度不一样时，单位时间内由低浓度一侧经过半透膜扩散到高浓度一侧水分子数多于由高浓度一侧扩散到低浓度一侧水分子数，所以液面高度A2

低于B2，A3

低于B3。第28页(2)依据题意可知，反应完全后，可观察到B侧液面高于A侧，说明加入酶后B侧溶液浓度变大，造成水分子由A侧扩散到B侧，因为B侧加入是麦芽糖溶液，可知两侧加入是麦芽糖酶，催化B侧麦芽糖水解使B侧溶液浓度变大，但不能催化A侧蔗糖水解。80℃高温造成酶变性失活，所以AB两侧都不发生水解反应，两侧溶液浓度依然相同，所以观察不到液面改变。(3)若半透膜只允许水分子和单糖分子自由穿过，在30℃水浴锅中再重复(2)试验过程，因为B侧麦芽糖被水解为单糖，溶液浓度变大，则可观察到B侧液面升高；随即因为水分子和单糖分子都能够自由穿过半透膜，又会造成B侧液面下降；达到平衡时A侧液面高于B侧液面。第29页答案：(1)等于低于低于(2)麦芽糖酶高温造成酶变性失活(3)先上升后下降高于第30页考点二影响物质跨膜运输原因1．物质跨膜运输方式图解：第31页2．影响物质跨膜运输原因：(1)物质浓度：(2)氧气浓度：第32页(3)温度：温度可影响生物膜流动性和酶活性，因而会影响物质跨膜运输速率。(4)载体：第33页第34页物质进出细胞方式判断(1)依据分子大小与是否需要能量、载体蛋白：(2)依据运输方向:逆浓度梯度跨膜运输方式是主动运输。第35页生物或细胞＋培养液――――→对某一物质吸收是否改生物或细胞＋培养液――――→对物质吸收速率是否改探究物质跨膜方式试验设计(1)探究是主动运输还是被动运输：呼吸抑制剂变，改变为主动运输，没有改变为被动运输。(2)探究是自由扩散还是帮助扩散：蛋白抑制剂

(或蛋白酶)变，若改变为帮助扩散，不改变为自由扩散。第36页◎高考探究◎考向1物质出入细胞方式[例1](年江苏卷)下列图为一个溶质分子跨膜运输示意图。以下相关叙述错误是()(导学号57130018)

A．载体①逆浓度运输溶质分子 B．载体②含有ATP酶活性 C．载体①和②转运方式不一样 D．载体②转运溶质分子速率比自由扩散快第37页

[解析]由图可知载体①逆浓度梯度运输溶质分子，A正确；载体②顺浓度梯度运输溶质分子，不消耗ATP，不含有ATP酶活性，B错误；载体①和②转运方式不一样，前者是主动运输，后者是帮助扩散，C正确；帮助扩散有载体帮助，自由扩散没有，前者快，D正确。[答案]B第38页培养瓶中气体温度/℃离子相对吸收/%空气17100氮气1710空气328考向2影响物质出入细胞方式原因

[例2](年新课标卷Ⅱ)将三组生理状态相同某植物幼根分别培养在含有相同培养液密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子量。培养条件及试验结果见下表：以下分析正确是()A．有氧条件有利于该植物幼根对该离子吸收B．该植物幼根对该离子吸收与温度改变无关第39页C．氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATPD．与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子吸收

[解析]由表格信息可知，一样温度条件下，空气瓶中离子相对吸收量大，说明有氧条件有利于根对离子吸收，A正确。一样空气，不一样温度条件下离子相对吸收量不一样，说明温度改变影响根对离子吸收，B错误。一样温度条件下，氮气环境中根对离子相对吸收量少，说明根对离子吸收需要消耗能量(ATP)，且氮气环境中不利于根对该离子吸收，C、D错误。[答案]A第40页【考点练透】

3．(年河南郑州二模)以下关于物质跨膜运输叙述，错误是()

A．主动运输需要载体蛋白和ATP B．胃蛋白酶需载体蛋白帮助才能进入消化道 C．氧气以自由扩散方式进入肺泡上皮细胞 D．水盐调整过程中，肾小管上皮细胞对水重吸收属于被动运输

解析：胃蛋白酶为生物大分子，进出细胞方式为胞吞胞吐，不需要载体蛋白帮助。

答案：B第41页4．下列图为体内部分细胞物质运输情况，以下分析错误是()

A．图①表示小肠绒毛上皮细胞吸收甘油速度随消化道内甘油浓度改变情况 B．图②表示神经元兴奋时，Na＋流入神经元速度随细胞内外浓度差影响 C．图②表示小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖速度随消化道内葡萄糖浓度改变情况 D．图③表示胰岛B细胞分泌胰岛素速度随细胞内O2浓度改变情况第42页

解析：甘油进出细胞方式为自由扩散，运输动力为浓度差，①图横坐标可表示浓度，运输方式为自由扩散；神经元兴奋时，Na＋流入神经元是帮助扩散，②可表示影响原因为浓度和载体蛋白数量，运输方式为帮助扩散或主动运输；小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖是主动运输，②可表示影响原因为浓度和载体蛋白数量，运输方式为帮助扩散或主动运输；胰岛B细胞分泌胰岛素是胞吐作用，不需要载体，需要能量，分泌速度在一定范围内可伴随O2浓度而增加。答案：D第43页考点三大分子和颗粒性物质进出细胞方式

大分子物质进入细胞方式为胞吞，不需要载体，但消耗能量；大分子物质出细胞方式为胞吐，与胞吞相同，也需要消耗能量。胞吞和胞吐表达了细胞膜流动性。第44页◎高考探究◎考向大分子物质进出细胞方式[典例](年新课标卷Ⅱ)以下过程中，不属于胞吐作用是(

)A．浆细胞分泌抗体到细胞外过程B．mRNA从细胞核到细胞质过程C．分泌蛋白从胰腺腺泡细胞到胞外过程D．突触小泡中神经递质释放到突触间隙过程第45页

[解析]胞吐是指细胞需要外排大分子等物质，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处与细胞膜融合，将大分子物质排出细胞现象。此过程需要消耗能量。浆细胞分泌抗体、胰腺腺泡细胞向胞外分泌蛋白、突触小泡向突触间隙释放神经递质都属于胞吐。mRNA是经过核孔从细胞核到细胞质，不属于胞吐。[答案]B第46页【考点练透】

5．某研究所利用“人工膜技术”制作携带有单克隆抗体磷脂微球体药品，以下列图所表示。当药品被注射到试验鼠血液中一段时间后，首先在某种癌细胞内检测到药品已经进入。据)(导学号此认为，药品进入细胞方式最可能是(57130019)第47页A．抗体与细胞识别后诱导膜融合或胞吞B．药品分子经过微球体自由扩散进入细胞C．药品分子经过识别细胞膜载体主动运输D．抗体与细胞识别后诱发微球体主动侵染

解析：自由扩散是小分子物质经过细胞膜方式，主动运输是依靠载体蛋白在ATP供能条件下运输物质方式，药品分子不是病毒，也没有病毒特定结构，不含有侵染性，据题意知该药品为单克隆抗体，即大分子蛋白质，最可能被细胞识别后诱发细胞膜与药品发生融合或经过胞吞方式进入细胞。答案：A第48页试验探究植物细胞吸水和失水

1．试验原理：成熟(有显著液泡)植物细胞能够与外界溶液组成一个渗透系统，经过渗透作用方式吸水或失水。第49页2．方法步骤与现象：第50页(1)本身对照概念：指试验组与对照组在同一对象上进行，不另设对照组。①对照组：试验操作前状态、现象。②试验组：试验操作后状态、现象。(2)在“植物细胞吸水和失水”试验中存在本身对照，分析以下：①试验对象：同一成熟植物细胞。②观察对象：液泡大小和颜色改变。第51页a过程：第一次对照b过程：第二次对照操作：高浓度溶液处理对照：自然状态与质壁分离状态 操作：低浓度溶液处理 对照：复原后状态与质壁分离状态第52页组别试验组5分钟再过5分钟滴加清水5分钟①0.3g/mL蔗糖溶液x无改变质壁分离复原②0.5g/mL蔗糖溶液质壁分离y无改变③1mol/LKNO3溶液质壁分离质壁分离复原z④1mol/L醋酸溶液无改变细胞大小无改变细胞大小无改变

[典例]某同学在试验室中做“植物细胞吸水和失水”实验时，在试验室教师帮助下，进行了一系列创新试验，实验步骤和现象以下表：第53页对上表推断或解释，不正确是()

A．x为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于细胞膜 B．y为质壁分离，可能造成细胞失水过多而死亡 C．z为细胞稍增大，细胞液颜色逐步变浅 D．④组无改变是因为细胞吸水量等于失水量

[答案]D第54页

[举一反三](年湖南长沙模拟)下列图为某种植物幼苗(大小、长势相同)均分为甲、乙两组后，在两种不一样浓度KNO3溶液中培养时鲜重改变情况(其它条件相同且不变)。以下有关叙述，错误是()(导学号57130020)

A．3h时，两组幼苗均已出现萎蔫现象，直接原因是蒸腾作用和根细胞失水第55页B．6h后，甲组幼苗因根系开始吸收K＋、NO3，吸水能力D．试验表明，该植物幼苗对水分和矿质元素(K＋、NO3)增强，使鲜重逐步提升C．12h后，若继续培养，甲组幼苗鲜重可能超出处理前，乙组幼苗将死亡－吸收是两个相对独立过程解析：6h前，鲜重改变已逐步减缓，说明已开始吸收离子，细胞液浓度增大，但因为蒸腾快，鲜重还在降低。答案：B第56页1．以下各项中不能够经过质壁分离与复原试验加以判定有(

)A．成熟植物细胞死活B．蛋白质、淀粉、纤维素亲水性依次递减C．能进行渗透吸水D．原生质层和细胞壁伸缩性大小第57页

解析：死亡成熟植物细胞细胞膜丧失了选择透过性，不会发生质壁分离及其复原，A正确；质壁分离与复原试验原理是渗透作用，而蛋白质、淀粉、纤维素亲水性是经过吸胀吸水实现，所以无法经过试验判定其亲水性，B错误；质壁分离利用是渗透作用原理，所以能够证实植物细胞能进行渗透吸水，