(新高考地区专用版)山东省高考生物新攻略大一轮复习第2单元细胞的基本结构和物质的运输第6讲细胞的物质输

1、第6讲细胞的物质输入和输出山东省生物课程实施指导意见要求(1) 阐明质膜具有选择 透过性。(2) 概述生物膜的结 构。举例说明物质进出 细胞的方式。核心素养解读命题趋势备考指南考纲导学(1) 通过半透膜的模拟实验与观察植物细题型内容:渗透构建各种跨膜运 胞的质壁分离和复原的实验，说明质膜具作用和物质跨膜输的数学模型和 有选择透过性。 运输方式 温度、氧气对主(2) 通过构建生物膜的结构模型，从结构考查形式:通过动运输的影响曲 与功能观理解生物膜的结构与功能。 物质运输模型、线，加深对各种跨(3) 从物质和能量输入与输岀平衡的视角相关实例或实验膜运输方式的理 认识物质通过多种方式进岀细胞,对维持

2、分析的形式考查解 细胞正常代谢有重要意义。考占一P 八、细胞的吸水和失水总纲目录考点二物质进出细胞的方式考点三观察植物细胞的质壁分离和复原（实验）真题再现模拟预测1渗透作用原理(1) 概念:指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。(2) 发生渗透作用的条件:一是具有_，二是半透膜两侧的溶液具有：。2动物细胞的吸水和失水“半透膜”A(1)原理一浓度差A与外界溶液间具浓度差现象3 成熟植物细胞的吸水和失水彳细胞壁质膜 液泡膜特性:即水分子和溶解在水里的物质均能通过伸缩性原生质层(伸缩性大) 相当于半透膜细胞液：液泡内的液体(1)当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时细胞就通过(2)将已发生质壁分

3、离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度外界清水，植物细胞就吸水，发生现象。4 物质跨膜运输的其他实例科学家将番茄和水稻分别放在含有cf结果及分析如下:-初始浓度水稻、Mg2+和SiO ：的培养液中培养,番茄(1) 实验结果 不同植物对 的吸收有差异。 同种植物对丄的吸收也有差异。(2) 实验结论:植物细胞对无机盐离子的吸收具有身错辨析J1. 渗透作用发生时，水分子由低浓度一侧扩散到高浓度一侧，进行单向扩散（2. 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（）3. 质壁分离过程中，细胞液浓度增大，细胞吸水能力减弱（）4. 质壁分离过程中,质膜与细胞壁之间、质膜与液泡膜之间的液体

4、均为 外界溶液（）亲养提升I图1、图2均为渗透装置图,据图分析下列问题:比、 溶半透膜图1中，若Si溶液浓度大于S2,则单位时间内由S2-S的水分子数S1S2,外观上表现为S液面上升;若S溶液浓度小于S2,则情况相反,外观上 表现为&液面下降。(2)在达到渗透平衡后，若存在如图2所示的液面差Ah,则&溶液浓度仍 j_S20因为液面高的一侧形成的压强,会抑制溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。/I1 探究物质能否通过半透膜的方法（以碘和淀粉为例）烧杯内盛淀粉溶液漏斗内盛碘液结论变蓝不变蓝碘能通过半透膜，而淀粉不能不变蓝变蓝淀粉能通过半透膜，而碘不能变蓝变蓝淀粉和碘都能通过半透膜不变蓝不变蓝淀粉和碘

5、都不能通过半透膜2渗透作用模型和植物细胞与外界溶液形成渗透系统分析渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成渗透系统图解蔗糖溶液 半透膜 清水丿.细胞液细 胞 核原质膜 f售-细胞质S L液泡膜 细胞壁 外界溶液一基本 组成 或条件半透膜、浓度差原生质层选择透过性膜、浓度差细胞液与外界溶液之间原理水分子通过半透膜 的扩散作用细胞液通过原生质层与外界溶液之 间发生渗透水扩散 的方向低浓度溶液高浓度溶液考向一渗透系统与渗透作用的分析1.如图所示，在漏斗中加入的蔗糖溶液与蒸憾水液面齐平,一段时间后， 待漏斗内液面不再变化时,再向漏斗中加入一定量的蔗糖酶。下列坐标 曲线中能正确反映整个实验过程中漏斗内外溶液的

6、液面高度差变化的f 加酶A解析实验开始时,漏斗中蔗糖溶液浓度大于烧杯中的蒸憾水，烧杯中的水分向漏斗中渗透，漏斗液面升高。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升高，漏斗液面 继续升高。由于半透膜允许单糖分子透过,漏斗中的葡萄糖和果糖进入 烧杯中，漏斗中的溶液浓度下降，漏斗液面随之下降，最终维持着一定的液面高度差。2.某同学设计的实验如图所示,实验开始时,U形管两侧液面相等,图中半 透膜允许单糖通过。据图分析，下列说法错误的是（.）A. 若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，当液面停止上升时，半透膜 两侧溶液浓度一定是相等的B. 若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖

7、溶液，则实验现象为高浓度一侧 的液面上升C. 若U形管中加入两种浓度不等的葡萄糖溶液，则实验现象为高浓度一 侧液面先上升，随后另一侧液面上升，最后两侧液面持平D. 若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，当液面停止上升时，半透膜 两侧水分子移动达到平衡状态解析由题干可知,实验开始时,U形管两侧液面等高，当U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液时，水分子从低浓度一侧流向高浓度一侧的 较多，即高浓度一侧的液面上升，低浓度一侧的液面下降,直至液面不再 变化，此时半透膜两侧浓度差产生的渗透压力与液面差产生的压力达到 平衡，所以半透膜两侧溶液浓度不会相等,A错误、B正确;当液面停止上 升时，半透膜两侧水分子移

8、动达到平衡状态,D正确;若U形管中加入两种 浓度不等的葡萄糖溶液，开始时水分子总体表现为由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，因此高浓度一侧液面先上升,但随着葡萄糖分子通过半透膜进入低浓度一侧，最后两侧液面会持平,C正确0类题通法渗透方向及浓度大小的判断(1)判断溶剂渗透的总方向 若半透膜两侧是同种溶液，根据质量浓度或物质的量浓度判定。 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)判断半透膜两侧溶液浓度大小若渗

9、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。考向二 细胞吸水与失水情况的分析3. 将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质甲溶液中，发现其原生质 体（即植物细胞中细胞壁以内的部分）的体积变化趋势如下图所示。下列有关叙述中，不正确的是234时间/hA. O1 h内，细胞体积与原生质体体积的变化量相等B. 23 h内,物质甲溶液的渗透压小于细胞液的渗透压C. 物质甲可能是KNChD. 04 h内,该细胞先后进行质壁分离和质壁分离复原解析题图显示:原生质体的相对体积先减小后上升,说明该植物细胞发生了质壁分离后又自动复原。01

10、 h内，原生质体体积变小，说明细 胞因失水而发生了质壁分离，原生质体的伸缩性比细胞壁的伸缩性大， 所以细胞体积与原生质体体积的变化量不等,A错误;23 h内为质壁分 离复原过程中，细胞吸水，物质甲溶液的渗透压小于细胞液的渗透压,B 正确;将某种植物的成熟细胞放在KNCX溶液中，若KNCX溶液的浓度高 于细胞液浓度，细胞失水导致原生质体体积变小，随着硝酸根离子和钾 离子不断通过主动运输的方式被细胞吸收，使细胞液的浓度增大到一定程度后会导致细胞渗透吸水，原生质体体积变大，与曲线相符,c正确;综 上分析o4 h内，该细胞先后进行质壁分离和质离分离复原,D正确。4. 某同学探究“不同浓度蔗糖溶液对叶表

11、皮细胞形态的影响”，得到如 图所示结果,相关叙述不正确的是（1OO90807060504030201OOI1 I I 1I I I 10.35OO.C作 0.10.15 0.2 0.250.2族糖浓度mmcl/TJ A. 实验主要原理是成熟的植物细胞能够发生渗透作用B. 实验中需要使用血细胞计数板、盖玻片、显微镜等仪器C. 叶表皮细胞浸润在蒸馆水中时，细胞会发生膨胀D. 结果表明大多数细胞的细胞液浓度介于0.20.25 mmol/L之间解析成熟的植物细胞放在外界溶液中能够发生渗透作用,A正确；实验中需要制备临时装片，用盖玻片、显微镜等仪器进行观察,但不需 要血细胞计数板,B错误;叶表皮细胞浸润

12、在蒸馆水中时,细胞会吸水膨 胀，但是不能涨破,因为细胞外面存在细胞壁,C正确;外界溶液为0.2 mmol/L 时，质壁分离的细胞为20%,外界溶液为0.25 mmol/L时，质壁分离的细胞为80%,即在0.20.25 mmol/L之间，质壁分离的细胞百分比增力口幅度为60%,则说明大多数细胞的细胞液浓度介于0.20.25 mmol/L之Vi间,D正确。题后悟道细胞吸水、失水的判断(1) 通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断。当细胞外溶液浓 度大于细胞液浓度时，细胞失水；当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时， 细胞吸水。当细胞外溶液与细胞液的浓度相等时,细胞失水量和吸水量 相等，处于动态平衡。

13、(2) 根据重量或长度变化(如萝卜条)来判定。若重量增加或长度变长，贝U 吸水;反之则失水。考点二1物质出入细胞的方式（连线） 不需载体蛋白和能量、 需载体蛋白，不需能量? 需载体蛋白和能量/ 需能量，不需载体蛋白物质进出细胞的方式实例方式a主动运输协助扩散自由扩散I 水、。2、叫、甘油、乙醇喘胞吸收葡m 小肠上皮细胞吸收葡萄糖日胞吞和胞吐一 w大分子、颗粒 性物质2根据下图进一步确定物质跨膜运输的方式和影响因素甲乙丙；乙:(1)填写以下有关跨膜运输方式及结构的名称：;丙:(2)填写以下有关跨膜运输方式的影响因素:甲图:；乙图:_；丙图：I身错辨析丿1. 甘油不能以自由扩散的方式通过质膜（2.

14、 需要载体的运输方式可能是协助扩散或主动运输（-）3. 小肠黏膜中的一些细胞可通过被动运输将某种蛋白分泌到肠腔（）4. 相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞（5. 主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢（6. 同一种物质进入不同细胞的跨膜运输方式相同（）7. 在神经细胞上动作电位产生与膜电位恢复过程中,Na+流入和排出都 是主动运输（） .被细胞胞吞的一定是固体物质（；）亲养提升丿依据模式图确认物质岀入细胞的方式及影响因素:半透膜图1扩散 图5(1) 图2、4、5中物质运输方式依次为OO该运输方式具有哪(2) 写出图1图5中影响物质出入细胞的因素: 图中仅受“浓

15、度差”制约的为 加入蛋白酶处理会受影响的是 加入呼吸酶抑制剂处理,会受影响的是(3) 神经递质的释放应符合上图中哪种模式？ 些特点？1 物质跨膜运输方式图解O能量自由扩散协助扩散A. 蛋白质B. 磷脂双分子层C. 多糖链J分别代表各种物质分子或离子主动运输被动运输2 影响跨膜运输的因素(1)物质浓度0P物质浓度协助扩散或主动运输木P点后速率受载 【体蛋白数量制约p细胞外浓度木P点后低浓度f高浓度时间主动运输 由于自由扩散不需要载体蛋白和能量，所以物质运输速率与物质浓度 成正比。 Q点时:无氧呼吸为物质的吸收提供能量。 QP段:随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速 率越大。

16、Q点以后:当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制 因素的影响,运输速率不再增加。温度生物质运输 响速率謬/生物膜的流动性 温度 零酶活性空呼吸速率3 探究物质跨膜运输方式的实验设计(1)探究是主动运输还是被动运输植株+培养液呼吸抑鯉对某离子吸收_主动 减弱或停止 运输不影响离被动 子吸收f运输(2)探究是自由扩散还是协助扩散植株+培养液蛋白质抑制剂(或蛋白酶)对某离子吸收协助 减弱或停止f扩散不影响离自由 子吸收f扩散考向一 物质出入细胞方式的判断1. 下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是A. 协助扩散比自由扩散转运速率大B. 温度降低不影响甘油和脂肪酸进出细胞的速率C. 主动运

17、输通常使被转运物质在细胞内外的浓度差加大D. 某些小分子物质也可以通过胞吐的方式通过质膜解析 协助扩散需要膜蛋白的帮助，比自由扩散的速率要快几个数 量级,A正确;甘油和脂肪酸以自由扩散方式进出细胞，温度降低会影响 质膜的流动性，从而影响甘油和脂肪酸进出细胞的速率,B错误;主动运 输为逆浓度梯度进行，所以可使被转运物质在细胞内外的浓度差加大,C 正确;某些小分子物质也可以通过胞吐的方式通过质膜，例如神经递质,D正确。2. （2018湖南长沙二模）某细胞对氨基酸、钠离子、葡萄糖和氧气的吸 收方式的比较结果，如下图所示，其中质膜内外浓度情况未标出。已知 质膜上的“O、”为载体蛋白,氨基酸以主动运输的

18、方式进入该细 胞。下列相关描述，不正确的是（）A. 同一载体蛋白运输的物质可能不止一种B. 葡萄糖进入该细胞的方式为主动运输C. 氧气进入该细胞不需要载体，也不消耗能量D. 氨基酸可逆浓度进入该细胞且不消耗能量解析 图中氨基酸和钠离子共用同一载体进入细胞,A正确;葡萄糖 进入该细胞需要消耗能量和载体，所以葡萄糖进入该细胞的方式为主动 运输,B正确;氧气跨膜运输的方式为自由扩散，所以氧气进入该细胞不 需要载体，也不消耗能量,C正确;由题干信息知氨基酸进入该细胞的方 式为主动运输，主动运输逆浓度进行，且需要消耗能量,D错误。类题通法“三看法”判断物质岀入细胞的方式低浓度一 高浓度，一定为主动运输A

19、高浓度 低浓度需载体不需载体自由扩散协助扩散需载体二看.一！协助扩散被动运输1不需载体自由扩散耗能4八7亠I大A胞吞、胞吐:据卄大小主动运输不耗能能冠I三看物质种类右、“脂溶性物质、气体A自由扩散氨基腰，一般为主动运输注:有些小分子物质也是通过胞吞胞吐方式运输的，如神经递质。考向二物质跨膜运输的影响因素及实验分析3. （2018湖北荆州模拟）下图是几种物质进出细胞方式中,运输速率与影*度运输速率运输速率f度运输速率响因素间的关系曲线图，下列与此图相关的叙述中，正确的是运输速率运输速率运输速率能量载体数量载体数量 A. 与氧气进岀细胞相符的图有B 与葡萄糖进入红细胞相符的图有C. 与K+进入神经

20、细胞相符的图有D. 与蛋白质类物质进出细胞相符的图有 7!解析 图中分别表示自由扩散、协助扩散、被动运输、主动 运输、自由扩散,为协助扩散与主动运输。氧气通过自由扩散进出细 胞，与此相符的是,A正确;葡萄糖通过协助扩散方式进入红细胞， 与此相符的是,B错误;K+进入神经细胞是主动运输，与图中 相符,C错误;蛋白质通过胞吞或胞吐进出细胞,D错误。4.氧化物是一种剧毒物质，其通过抑制珂与02的结合，使得组织细胞不 能利用氧气而陷入窒息。如图为研究植物根尖吸收钾离子的相关实A. 通过实验甲可以判断植物根尖细胞吸收K+属于主动运输B. 实验甲中,4 h后氧气消耗速率下降是因为细胞外K+浓度降低C. 实

21、验乙中,4 h后吸收K+的能量可能来自无氧呼吸D. 实验乙加入氧化物后，细胞对氧气的吸收速率不变解析 由题中实验甲可知，加入KC1后，氧气的消耗速率增加,说明植 物根尖细胞吸收K+需要消耗能量，属于主动运输,A正确;实验甲中,4 h后 氧气消耗速率下降是因为细胞外K+浓度降低，细胞吸收K+的量减少,B正 确;实验乙中,4 h后组织细胞吸收K+的速率不再降低，说明此时细胞已经 不能利用氧气，其吸收K+的能量可能来自无氧呼吸,C正确;氧化物能抑 制H与。2的结合，因此实验乙加入氧化物后，细胞对氧气的吸收速率下 降,D错误。题后悟道运输曲线中的运输方式判断(1) 有饱和点的曲线表示协助扩散或主动运输

22、。(2) 运输速率与细胞外浓度成正比关系的曲线表示自由扩散。(3) 运输速率与呼吸作用或氧浓度有关系的曲线表示主动运输。考点三观察植物细胞的质壁分离和复原(实验)1 实验原理成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用(1) 成熟的植物细胞的原生质层相当于一层(2) ；_具有一定的浓度，细胞能渗透吸水和失水。(3) 原生质层比细胞壁的伸缩性2实验步骤制作洋葱鳞片叶表皮临时装片低倍显微镜下观察 有一个紫色的中央大液泡 原生质层紧贴细胞壁质量浓度为 0.3 g/mL 口 -一吸水纸吸引蔗糖溶液 低倍显微镜下观察 中央液泡 （紫色加深） 原生质层与细胞壁逐渐分离吸水纸吸引 -一清水显微镜观察J中央液泡_

23、1原生质层逐渐贴近细胞壁3现象与结论质壁分离（质量浓度为 0.3g/niL的蔗糖溶液） 质壁分离复原（清水）1 实验分析(1) 用紫色洋葱鳞片叶外表皮作实验材料的原因:紫色洋葱鳞片叶外表 皮细胞的细胞液中有花青素，使液泡中的细胞液呈紫色，有利于观察。(2) 发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间的物质分 析:因为细胞壁是全透性的，所以洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之 间是蔗糖溶液。(3) 本实验存在两组对照实验实验组第一组一对照组实验组第二组一对照组经质量浓度为0.3 g/mL蔗糖溶液 处理后发生质壁分离的洋葱表皮细胞自然状态下的洋葱表皮细胞用清水处理后发生了质壁分离复原 的洋葱表皮

24、细胞发生了质壁分离的洋葱表皮细胞(4) 引发质壁分离的两种原因外因：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1层的伸缩性f质壁分离渗透失水(5) 在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离后，在清水中却不能观察到质壁分离复原的原因是细胞失水过多或失水时间过长导致细胞死亡。(6) 本实验是教材中涉及“显微观察”的实验中唯一的一个“只在低倍 镜下”观察(不曾换“高倍镜”)的实验。2 质壁分离和复原实验的拓展应用(1) 判断成熟植物细胞的死活待测成熟植物细胞镜检f一定浓度的蔗糖溶液发生质壁分离一活细胞 不发生质壁分离死细胞(2) 测定细胞液浓度范围待测成熟|植物细胞(细胞液

25、浓度介于未发生质壁 、一_镜检f |分离和冈ij发生质壁分离的两|一系列浓度梯蔗糖溶液浓度之间度的蔗糖溶液(3) 比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度不同成熟植物细胞(发生质壁分离所需时间越短,、镜检细胞液浓度越小，反之则细同一浓度的I胞液浓度越大蔗糖溶液成熟植物细胞不同种类溶液（4）鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）只发生质壁分离-溶质不能透过半透膜 镜| （如蔗糖溶液）检* 质壁分离后自动复原溶质能透过半透膜、（如KNO3溶液）C低倍镜 卞观察吸水纸清水低倍镜下观察D1.（2018湖南长沙调研）下列有关“观察植物细胞的质壁分离和复原”的实验操作,叙述正确的是（吸水纸蔗糖溶液知LL低

26、倍镜制片下观察AB质壁分离实验质壁分离复原实验A. 在步骤C中只需滴加1滴的蔗糖溶液B. 整个实验现象的观察应维持在低倍镜下C. 步骤A具体操作过程为“解离-染色-漂洗-制片”D. 步骤F观察实验结果和步骤D相比,液泡颜色变深解析在步骤C引流操作中需滴加多滴蔗糖溶液，用吸水纸在对侧吸引,A错误;步骤A制片时不需要进行解离,C错误;质壁分离复原的细胞 液泡吸水，颜色变浅,D错误。2.将若干生理状况基本相同，长度为4 cm的鲜萝卜条分为四组，分别置于清水（对照组）和浓度相同的三种溶液中（实验组），尿素溶液、KNOs溶液 和蔗糖溶液分别编号为1、2、3组。测量每组萝卜条的平均长度，结果 如图所示。解

27、析蔗糖溶液中，细胞只能发生质壁分离,A错误;对照组中在前15min水分子进入细胞的数多于出细胞的数,15 min之后水分子进出细胞 处于动态平衡,B错误;1组中的尿素分子和2组中的K+、NO ；都进入了细 胞,尿素的运输方式是自由扩散，而K+、NO ：进入细胞的方式是主动运 输,C正确;3组中,如果一直增大蔗糖溶液浓度，萝卜条就会缩短，但由于 细胞壁的支持作用，萝卜条不可能无限缩短,D错误。真题再现模拟预测1. （2018课标I ,3,6分）下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述，错误的是（）A. 在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的M和N 0 ；B. 农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收C. 土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收D. 给玉米施肥过多时，会因根系水分外流引起“烧苗”现象解析小麦无固氮能力，不能吸收和利用M,A错误;农田适时松土， 可增加土壤氧含量，促进根细胞有氧呼吸,进而促进根细胞通过主动运 输吸收矿质元素,B正确;土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子，可 以被植物根系吸收利用,C正确;施肥过多可造成土壤溶液浓度高于玉米 根细胞的细胞液浓度，导致根细胞水分外流而引起“烧苗”现象,D正 确。2. （2018课标全国II,2,6分）下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是 ）