2025版高考生物一轮复习第4章细胞的物质输入和输出1物质跨膜运输的实例和生物膜的流动镶嵌模型教案新人教版必修1

PAGE11-物质跨膜运输的实例和生物膜的流淌镶嵌模型考点一渗透作用的原理和应用1.渗透作用：(1)渗透装置图解：(2)当液面上升到肯定程度时，液面不再上升的缘由：分析上图可知：漏斗中的液面高于水槽中的液面，液面差为H1，由于水槽中与漏斗中的液体具有浓度差，即具有渗透压差，所以水分子有进入漏斗的趋势；但是当H1产生的压强与渗透压的压强平衡使半透膜两侧水分子的进出相同时，液面不再上升。2.动物细胞和成熟的植物细胞发生渗透作用的条件：【高考警示】细胞发生渗透作用的两点提示(1)物质的量浓度与质量浓度：如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相同，但物质的量浓度是10%蔗糖溶液的较小。(2)吸水和失水的特点：①运输方向：细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度运输的过程。②运输特点：无论细胞吸水还是失水，水分子通过原生质层的扩散都是双向进行的。【典例】(2024·浙江高考)哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜视察并比较其形态变更。下列叙述正确的是 ()A.在高于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分别B.在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞C.在低于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的裂开D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散【解析】选C。在高于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩，但红细胞无细胞壁结构，故不会发生质壁分别，A项错误；在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于水分子进出细胞达到动态平衡，而不是没有水分子进出细胞，B项错误；在低于0.9%NaCl溶液中，红细胞会吸水甚至有的裂开，C项正确；渗透是指水分子或其他溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度的溶液，D项错误。(1)将贮藏的马铃薯(块茎)放入蒸馏水中，水分通过自由扩散的方式进入马铃薯细胞，引起马铃薯鲜重增加。随着蒸馏水处理时间延长，该马铃薯鲜重不再增加，此时，马铃薯细胞的渗透压比处理前的低。(2)将高温杀死的马铃薯细胞放入高浓度的NaCl溶液中，不会(填“会”或“不会”)发生质壁分别现象。(3)将发芽的马铃薯制成匀浆，使其与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀，说明该马铃薯匀浆中含有还原糖。如图是渗透装置(单糖可以透过半透膜，二糖不能通过)，漏斗中是蔗糖和麦芽糖的混合溶液，烧杯中是清水，两侧溶液形成肯定的高度差(h)并维持稳定。向漏斗中加入少量的蔗糖酶后，漏斗内外液面高度差的变更是(不考虑蔗糖酶分子对溶液浓度的影响) ()A.始终下降，直至漏斗内外液面无高度差B.始终上升，直至漏斗内外液面高度差维持稳定C.先上升后下降，稳定状态时的高度差大于hD.先上升后下降，稳定状态时的高度差小于h【解析】选D。试验起先时，漏斗中的蔗糖和麦芽糖混合溶液浓度大于烧杯中的清水，烧杯中的水分向漏斗中渗透，漏斗液面上升，两侧溶液形成肯定的高度差(h)并维持稳定。一段时间后，加入的蔗糖酶使蔗糖水解成葡萄糖和果糖，引起漏斗中溶液浓度进一步上升，漏斗液面接着上升。由于半透膜允许单糖分子透过，漏斗中的葡萄糖和果糖可通过半透膜进入烧杯中，漏斗中的溶液浓度下降，漏斗液面随之下降，最终漏斗维持着肯定的液面高度差。由于有一部分单糖进入烧杯，导致此时的半透膜两侧的浓度差小于试验起先时的浓度差，所以试验达到稳定状态时的高度差小于h。渗透方向及浓度大小的推断(1)推断溶剂渗透的总方向。①若半透膜两侧是同种溶液，依据质量浓度或物质的量浓度判定。②若半透膜两侧是不同的溶液，物质的量浓度才能体现溶质或溶剂分子数的多少，如半透膜两侧为质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，则葡萄糖溶液一侧单位体积中葡萄糖分子数多(水分子数少)，水分子由蔗糖溶液一侧通过半透膜向葡萄糖溶液一侧扩散。(2)推断半透膜两侧溶液浓度大小。若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面差，则半透膜两侧溶液就存在浓度差，液面差越大，浓度差就越大，且液面高的一侧溶液浓度高。【加固训练】1.(2024·上海高考)将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于30%蔗糖溶液数分钟后，结果如图所示，紫色分布的区域和影响色素分布的结构分别是()A.①和细胞膜B.①和细胞膜、液泡膜C.②和细胞膜、液泡膜D.②和细胞膜、液泡膜、细胞壁【解析】选C。图中②表示细胞液，紫色色素分布在细胞液中，细胞膜和液泡膜均为选择透过性膜，影响色素分布，故C项正确。【延长探究】(1)图中相当于半透膜的是①和细胞膜、液泡膜。(2)将题图细胞放入未知浓度的外界溶液中，细胞形态不变，则细胞液浓度=(填“<”“=”或“>”)外界溶液浓度，且此时水分进出细胞达到动态平衡。2.将a、b、c三组红细胞分别置于不同浓度的氯化钠溶液中进行试验，浸泡一段时间后其细胞形态如图所示。下列叙述错误的是 ()A.图中所示细胞内液的溶质浓度，a组的比b组的高B.浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细胞失水量C.若向a组烧杯中加入少量葡萄糖，则其细胞可能会皱缩后复原原状D.上述试验中引起细胞形态的变更而消耗ATP的数量比较：c>b>a【解析】选D。由题图可知：红细胞浸入a溶液中保持正常形态，说明a溶液浓度等于细胞内液的溶质浓度；红细胞浸入b溶液中吸水膨胀，说明b溶液浓度小于细胞内液的溶质浓度；红细胞浸入c溶液中失水皱缩，说明c溶液浓度大于细胞内液的溶质浓度。因此，a、b、c溶液浓度大小：b<a<c。依据分析可知，图中所示a组细胞内液的溶质浓度比b组的高，A正确；b溶液浓度<细胞内液的溶质浓度<c溶液浓度，故浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细胞失水量，B正确；若向a组烧杯中加入少量葡萄糖，则由于外界溶液浓度较高，细胞可能发生先失水，而后由于葡萄糖进入细胞使得细胞内液的溶质浓度增大，导致细胞吸水，C正确；题述试验中引起细胞形态变更的是水分子的运输，为自由扩散，不消耗ATP，D错误。考点二视察植物细胞的质壁分别及复原学生用书P301.试验原理：(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。(2)细胞液具有肯定的浓度，细胞能渗透吸水和失水。(3)原生质层比细胞壁的伸缩性大。2.流程：3.现象与结论：4.质壁分别的缘由及表现：(1)缘由外因:(2)表现宏观:【高考警示】质壁分别和复原试验的四个留意点(1)单独视察处于质壁分别的静态图像，不能推断细胞是正在发生质壁分别还是质壁分别复原。(2)质壁分别过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度；质壁分别程度越大，植物细胞吸水实力越强；质壁分别复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度。(3)质壁分别与复原过程中水分子的移动是双向的，最终表现为进或出的水分子多。(4)本试验用显微镜视察了三次，第一次与其次次形成比照，第三次与其次次形成比照，该比照方法为自身比照。【典例】将某种植物的成熟细胞放入肯定浓度的物质A溶液中，发觉其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变更趋势如图所示。下列叙述正确的是()A.T2时物质A起先通过细胞膜进入细胞内B.T1时细胞质基质的渗透压大于细胞液的渗透压，而T3时相反C.O～T1时细胞体积的变更量与原生质体的变更量相等D.T2时细胞失水量达到最大值，此时细胞已死亡【解析】选B。由图可知，该细胞中原生质体的相对体积先减小后增大，这说明该细胞先发生质壁分别后发生质壁分别的复原，由此可推知物质A一起先就能通过细胞膜进入细胞，A错误；T1时A溶液中的细胞失水，细胞质基质的渗透压大于细胞液的渗透压，水分从细胞质基质进入外界溶液，而T3时相反处于A溶液中的细胞吸水，细胞液的渗透压大于细胞质基质的渗透压，水分从外界溶液进入细胞质基质，进而进入液泡，B正确；O～T1时由于细胞壁的伸缩性小，体积变更量较小，而原生质层的伸缩性大，体积的变更量较大，C错误；T2时细胞失水量达到最大值，但细胞没有死亡，D错误。(1)若该细胞放在不同浓度的物质A溶液中，最终没有发生质壁分别的自动复原，缘由可能是什么？提示：物质A溶液的初始浓度太高，细胞在高浓度溶液中死亡。(2)若用0.5g/mL的蔗糖溶液作为外界溶液，不能(填“能”或“不能”)进行质壁分别复原试验，缘由是外界溶液浓度相对太高，细胞在短时间内失水过多而死亡。1.利用紫色的洋葱外表皮细胞和不同浓度的蔗糖溶液，可以探究细胞质壁分别和复原。下列有关该试验的叙述正确的是 ()A.该试验只是视察了质壁分别和复原现象，没有设计比照试验B.质壁分别的过程中，细胞的吸水实力渐渐增加C.将装片在酒精灯上加热后，再视察质壁分别现象D.不同浓度蔗糖溶液中发生质壁分别的细胞，滴加蒸馏水后都能复原【解析】选B。细胞在清水中的生活状态与加入蔗糖溶液后的细胞状态形成比照，即质壁分别前后形成比照，质壁分别和复原形成比照，故A错误；质壁分别过程中随着细胞渐渐失水，液泡的颜色渐渐加深，细胞液浓度增大，细胞吸水实力渐渐增加，B项正确；质壁分别与复原试验须要用活的成熟的植物细胞作材料，死细胞不会发生质壁分别，故C错误；蔗糖溶液浓度过高，会使细胞失水过多过快而死亡，细胞不会发生质壁分别复原，故D错误。2.(2024·海南高考)为探讨植物细胞质壁分别现象，某同学将某植物的叶表皮放入肯定浓度的甲物质溶液中，一段时间后视察到叶表皮细胞发生了质壁分别现象。下列说法错误的是 ()A.该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞B.细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度C.细胞液中的H2O可以经扩散进入甲物质溶液中D.甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁【解析】选B。由叶表皮细胞发生了质壁分别现象，推知叶表皮细胞发生了失水，细胞液中的H2O经扩散进入甲物质溶液中，因此细胞内甲物质的浓度低于细胞外甲物质的浓度，该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞；由于细胞壁具有全透性，甲物质和H2O都能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁。推断细胞能否发生质壁分别和复原的技巧(1)从细胞角度推断。①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)，不发生质壁分别和复原现象。②具有中心大液泡的成熟植物细胞，可发生质壁分别和复原现象。(2)从溶液角度推断。①在肯定浓度(溶质不能透过半透膜)的溶液中，只会发生质壁分别现象，不能发生质壁分别后自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，方可复原)。②在肯定浓度(溶质可透过半透膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中，可发生质壁分别后自动复原现象。③在过高浓度溶液中，可发生质壁分别现象，由于过度失水而不会发生质壁分别复原现象。考点三生物膜的组成和结构学生用书P311.生物膜的流淌镶嵌模型：(1)细胞膜中的脂质除磷脂外，有的还有一些糖脂和胆固醇。(2)糖脂和糖蛋白分布于细胞膜的外表面。(3)蛋白质分子在细胞膜上呈不对称分布。2.生物膜的结构特点——具有肯定的流淌性：(1)结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的。(2)验证明验：人鼠细胞融合试验。(3)证明实例：质壁分别与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞吞噬细菌等。(4)膜的流淌性受温度影响：在肯定温度范围内，随温度上升膜的流淌性加快。【高考警示】关于细胞膜结构和功能特性的三点提示(1)只有活细胞才具有膜的流淌性和选择透过性。(2)流淌性和选择透过性均是细胞膜的固有属性，无论细胞是否与外界发生物质交换，流淌性总是存在的，但选择透过性只在完成物质交换功能时才能体现出来。(3)细胞膜中的蛋白质有部分起载体蛋白作用，其特异性和数量的多少确定了其运输物质的种类和数量。【典例】(2024·江苏高考)下列关于生物膜透性的叙述，正确的是 ()A.核糖体合成的分泌蛋白能够自由透过高尔基体膜B.细胞质中合成的光合作用相关蛋白需通过内质网输入叶绿体C.子叶细胞中包被脂肪颗粒的膜对葡萄糖具有选择透过性D.细胞外高浓度的超氧化物歧化酶可以自由扩散进入细胞【解析】选C。本题主要考查细胞器的功能与物质跨膜运输方式。核糖体合成的分泌蛋白通过内质网产生的囊泡运输至高尔基体，与高尔基体膜融合，进入高尔基体，所以分泌蛋白不能自由透过高尔基体膜，A项错误。细胞质中合成的光合作用相关蛋白属于胞内蛋白，干脆进入叶绿体，不须要通过内质网，B项错误。子叶细胞中包被脂肪颗粒的膜具有选择透过性，C项正确。超氧化物歧化酶是蛋白质，属于大分子物质，通过胞吞的方式进入细胞，D项错误。(1)选择透过性膜对物质汲取与否及汲取的多少取决于膜上载体蛋白的种类和数目。(2)半透膜是指某些物质可以通过，而另一些物质不能通过的多孔性薄膜。物质能否通过取决于分子大小，如常见的半透膜有动物的膀胱膜、肠衣、鸡蛋的蛋壳膜等。水、葡萄糖等较小的分子能(填“能”或“不能”)通过，而蔗糖、蛋白质等较大的分子不能(填“能”或“不能”)通过。如图是生物膜的结构模型，下列关于生物膜结构及功能的叙述正确的是()A.线粒体、叶绿体膜是由双层磷脂分子构成的，细胞膜是由单层磷脂分子构成的B.苍老细胞的细胞膜通透性发生变更，使物质的跨膜运输实力增加C.膜上的糖蛋白具有信息传递的作用，能够将信息分子转移到细胞内发挥作用D.胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参加血液中脂质的运输【解析】选D。各种膜结构均是由双层磷脂分子构成的，线粒体、叶绿体是双层膜结构，含四层磷脂分子，细胞膜由单层膜构成，含两层磷脂分子，A项错误；苍老细胞的细胞膜通透性发生变更，使物质的跨膜运输实力降低，B项错误；细胞膜上的糖蛋白具有识别作用，信息分子被糖蛋白识别并与之结合后就发挥作用，不能将信息分子转移到细胞内，C项错误。【加固训练】1.关于细胞的叙述，错误的是 ()A.植物细胞的胞间连丝具有物质运输的作用B.动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关C.ATP水说明放的能量可用于细胞内的吸能反应D.哺乳动物的细胞可以合成蔗糖，也可以合成乳糖【解析】选D。本题主要考查细胞膜的组成成分与作用、ATP水解的意义、动植物细胞中所含糖类的差别等学问。A项中，胞间连丝是植物细胞特有的通讯连接