2025版高考生物一轮复习第二单元细胞的基本结构与物质运输第03讲物质跨膜运输的实例和方式教案新人教版

PAGE19-第03讲物质跨膜运输的实例和方式最新考纲高频考点核心素养1.物质出入细胞的方式(Ⅱ)2．试验：视察植物细胞的质壁分别和复原1.物质跨膜运输的方式2．影响跨膜运输的因素科学思维——归纳与演绎：分析不同物质跨膜运输实例，归纳物质跨膜运输的类型和特点生命观念——物质与能量观：理解细胞内的物质运输与能量供应的关系科学探究——试验设计与试验结果分析：分析植物细胞的质壁分别及质壁分别复原试验考点一渗透作用与细胞的吸水和失水1．渗透作用(1)发生渗透作用的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。(2)常见渗透装置图分析①水分的流淌推断：当溶液浓度S1>S2时，水分就通过半透膜由S2流向S1；当溶液浓度S1<S2时，水分就通过半透膜由S1流向S2。②在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度>S2溶液浓度。因为液面高的一侧形成的净水压，会阻挡溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。2．动物细胞的吸水和失水(2)现象eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀,②外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞失水皱缩,③外界溶液浓度＝细胞质浓度⇒水分进出平衡))3．成熟植物细胞的吸水和失水①当外界溶液浓度>细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分别现象。②当外界溶液浓度<细胞液浓度时，细胞吸水，失水的细胞发生质壁分别复原现象。4．科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiOeq\o\al(4－,4)的培育液中培育，结果及分析如下：(1)试验结论：①不同植物对同种无机盐离子的汲取有差异。②同种植物对不同无机盐离子的汲取也有差异。(2)试验结论：植物细胞对无机盐离子的汲取具有选择性。诊断辨析(1)植物细胞的细胞内液即细胞液。(×)提示细胞液是指植物细胞液泡内的液体；细胞内液是指细胞内的液体环境。(2)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度。(×)(3)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。(×)(4)质壁分别过程中水分子运动只能单向进行。(×)(5)将动物细胞放入肯定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用。(×)(6)成熟的植物细胞发生质壁分别过程中，细胞的吸水实力渐渐减小。(×)(必修1P61“与生活的联系”改编)为什么咸瓜子吃多了更易使人上火(即口干舌燥)?答案这是因为与细胞内液相比，外界浓度高，口腔上皮细胞失水导致的。考向一渗透作用原理1．半透膜对淀粉和葡萄糖的通透性不同(如图Ⅰ)，预料图Ⅱ(起先时漏斗内外液面相平)的试验结果最可能的是()A．图甲中水柱a将持续上升B．图甲中水柱a将保持不变C．图乙中水柱b将保持不变D．图乙中水柱b将先上升后下降解析因淀粉不能透过半透膜，故图甲中的水柱a上升到最大高度后将静止；因葡萄糖可以透过半透膜，故图乙漏斗内液体先表现吸水，水柱b上升，因葡萄糖的外渗，最终扩散平衡时内外葡萄糖浓度相等，即内外液面相平。答案D2．U型管中装有两种不同的溶液R及S，并被一半透性膜(X)隔开(如下图所示)。与S相比，R为低渗溶液(即浓度较低)。当图a中的U形管内达到平衡时(参看图b)，U形管两侧溶液的高度及浓度分别是()A．右侧较高，两溶液等渗，即浓度相等B．右侧较高，且右侧为高渗，即浓度较高C．左侧较高，且右侧为低渗，即浓度较低D．两侧高度相等，且为等渗解析由于溶液S浓度高于溶液R，所以U形管内达到平衡时，右侧较高。此时两侧液面造成的压强差与两侧溶液的渗透压差对水分透过半透膜的作用相等，水分进出平衡。答案B考向二植物细胞吸水与失水的缘由应用3.将小鼠红细胞放入肯定浓度的KNO3溶液中，红细胞体积随时间改变如图，有关叙述正确的是()A．KNO3溶液的起始渗透压小于红细胞内液的起始渗透压B．与B点相比，A点对应时刻红细胞内液的渗透压较大C．AB段失水使红细胞内液的渗透压大于KNO3溶液，从而出现BC段的改变D．B点对应的时刻，KNO3溶液与红细胞内液的渗透压相等解析据图分析，AB段细胞体积变小，说明KNO3溶液的起始渗透压大于红细胞内液的起始渗透压，细胞失水，所以B点红细胞内液的渗透压大于A点；NOeq\o\al(－,3)和K＋以主动运输的方式进入细胞，使得细胞内液的渗透压高于外界溶液，细胞吸水，才出现BC段；B点是细胞体积改变的转折点，说明KNO3溶液与红细胞内液的渗透压相等，水分子进出细胞处于动态平衡。答案D4．(2024·山西六校模拟)某试验小组在室温条件下，将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于肯定浓度的某溶液中，测得细胞液浓度与该溶液浓度的比值(P值)随时间的改变曲线如图所示。下列相关叙述正确的是()A．该溶液是肯定浓度的蔗糖溶液B．细胞在t1时刻起先从外界溶液中汲取溶质C．若降低温度，则t1～t2时间段会变长D．t2时刻后P值不再增大主要是由于细胞壁的限制解析据图可知，试验起先时，即t0～t1时间段，P值<1，则细胞液浓度<外界溶液浓度，细胞表现为失水。t1时P值＝1，则细胞液浓度＝外界溶液浓度，此时细胞吸水和失水达到平衡，表现为不吸水也不失水。t1～t2时间段，P值>1，则细胞液浓度>外界溶液浓度，细胞表现为吸水。据此可推想细胞可汲取外界溶液中的溶质，外界溶液不行能是蔗糖溶液，A项错误；细胞在t1时刻之前就已起先从外界溶液中汲取溶质，B项错误；降低温度，细胞膜的流淌性减弱，同时与细胞呼吸有关的酶活性会降低，影响主动运输，所以t1～t2时间段会变长，C项正确；t2时刻后P值不再增大主要是由于细胞膜上运输外界溶液中溶质的载体蛋白数量有限，D项错误。答案C考点二物质跨膜运输的方式及影响因素1．物质出入细胞方式的比较2.影响跨膜运输的因素(1)物质浓度方式：自由扩散帮助扩散或主动运输主动运输(2)氧气浓度(红细胞的主动运输与O2无关)方式：自由扩散或帮助扩散主动运输(3)温度对跨膜运输的影响：一方面，温度通过影响分子运动而影响图甲自由扩散；另一方面，温度干脆影响蛋白质的活性从而影响图乙主动运输和帮助扩散。(4)说明(必修1P73“与社会的联系”改编)囊性纤维病是细胞中某种蛋白质结构异样，影响了Na＋和Cl－的跨膜运输，这一事例说明这种结构蛋白属于细胞膜上的____________，也反映了细胞膜对离子的汲取具有选择性是通过细胞膜上____________________来实现的。答案载体蛋白载体蛋白的种类和数量诊断辨析(1)胞吐的物质肯定是大分子物质。(×)提示在胞吞和胞吐方式中，某些小分子分泌出细胞外，也可以以胞吐方式进行，例如神经递质等。(2)细胞质中的氢离子可以通过扩散作用进入液泡内。(×)(3)细胞外液中的K＋进入神经细胞属于自由扩散。(×)(4)液泡中积累了大量离子，故液泡膜不具有选择透过性。(×)(5)主动运输使膜内外物质浓度趋于一样，维持了细胞的正常代谢。(×)(6)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同。(√)热图解读物质跨膜运输方式的图解，图中①②分别是什么？提示①帮助扩散②主动运输【真题考情】(2024·全国卷Ⅱ)下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是()A．巨噬细胞摄入病原体的过程属于帮助扩散B．固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输C．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教材命题物质出入细胞的方式是近年高考的高频考点。对此学问点的考查形式是对不同生理条件下物质跨膜运输方式的推断，考查内容涉及不同模块不同章节中的学问，考查角度多、范围广eq\o(。,\s\do4())微解导思巨噬细胞依靠细胞膜的流淌性以胞吞的方式摄入病原体；固醇类激素属于脂质，以自由扩散的方式进入靶细胞；神经细胞受到刺激时，Na＋顺浓度梯度内流，属于被动运输；甘油以自由扩散的方式进入细胞。答案C考向一物质出入细胞的方式及特点1．(2024·北京高考)细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中，以(自由)扩散方式通过细胞膜的是()A．Na＋ B．二氧化碳C．RNA D．胰岛素解析物质通过简洁的扩散作用进出细胞，叫自由扩散。自由扩散不须要载体蛋白、不消耗ATP，以自由扩散方式通过细胞膜的物质有水、气体、脂溶性物质等，B项符合题意；Na＋通过细胞膜的方式有帮助扩散和主动运输，A项不符合题意；RNA一般不能以自由扩散的方式通过细胞膜，C项不符合题意；胰岛素是蛋白质，以胞吐的方式运出细胞，D项不符合题意。答案B2．下图为细胞膜结构及物质跨膜运输示意图，下列相关叙述正确的是()A．O2和CO2以图中a方式通过细胞膜B．被动运输过程有时也须要膜蛋白的参加C．图中c可表示葡萄糖进入口腔上皮细胞的过程D．图中①②④都能运动，而③一般不能运动解析分析题图可知：图中a是帮助扩散，b、d是自由扩散，c是主动运输。O2和CO2的跨膜运输方式都是自由扩散，A项错误；被动运输中的帮助扩散须要载体帮助，B项正确；由①(糖蛋白)位置可知，c表示以主动运输方式向细胞外运输物质，C项错误；构成细胞膜的磷脂和蛋白质大都可以运动，D项错误。答案B一层膜与一层细胞物质穿过一层膜，是指物质通过穿膜运输(自由扩散、帮助扩散和主动运输)的方式通过一层膜结构。物质穿过一层细胞，指的是物质先进入细胞、再排出细胞的过程，通过膜的层数至少为两层。考向二影响跨膜运输的因素3.(2024·淄博模拟)如图中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，下列叙述正确的是()A．甘油、脂肪酸不能通过方式a运输B．人成熟红细胞对葡萄糖汲取方式可用a表示C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关D．线粒体产生的CO2以b方式进入细胞质基质解析图中方式a为自由扩散；方式b为帮助扩散或主动运输。甘油、脂肪酸跨膜运输的方式是自由扩散，A项错误；人成熟红细胞汲取葡萄糖的方式是帮助扩散，B项错误；主动运输、帮助扩散都须要载体的帮助，因此其最大转运速率与载体蛋白数量有关，C项正确；线粒体产生的CO2以自由扩散的方式进入细胞质基质，D项错误。答案C4．用呼吸抑制剂处理哺乳动物的红细胞，如图表示物质汲取量的改变，正确的是()ABCD解析A中葡萄糖的运输方式是帮助扩散，不须要消耗ATP，所以与呼吸强度无关，A项错误；B中两种物质的运输方式都是主动运输，须要消耗ATP，所以当用呼吸抑制剂处理后，它们的运输量会受到影响，B项正确；C和D中物质的运输方式是自由扩散，不须要ATP，所以与呼吸强度无关，C、D两项错误。答案B试验探究物质跨膜运输的方式考点三视察植物细胞的质壁分别和复原1．试验原理(1)植物细胞壁的特点：伸缩性比原生质层小。(2)成熟的植物细胞构成渗透系统可以发生渗透作用。2．试验步骤(1)质壁分别和复原试验流程(2)三次视察的试验现象视察次数视察现象中心液泡原生质层位置第一次有一个紫色的中心液泡紧贴细胞壁其次次渐渐变小(紫色加深)与细胞壁渐渐分别第三次渐渐变大(紫色变浅)渐渐贴近细胞壁(3)拓展应用①推断成熟植物细胞的死活②测定细胞液浓度范围③比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度④鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)⑤验证原生质层具有选择透过性(如细胞在蔗糖溶液中，蔗糖不能进入细胞)。⑥证明细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性。本试验存在两组比照试验深度思索1．试验时肯定要选择紫色洋葱外表皮细胞吗？提示不肯定。但紫色洋葱外表皮细胞含有色素，使液泡呈现肯定的颜色，更有利于视察。2．本试验选用0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂，若浓度过高或过低对试验有何影响？提示选用0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂，既明显出现质壁分别，又不会杀死细胞。若浓度过高，质壁分别速度快，细胞会因失水过多而死亡，不能再进行质壁分别复原；若浓度过低，不能引起质壁分别或质壁分别速度太慢。3．发生质壁分别复原后，细胞液浓度和外界溶液浓度肯定相同吗？提示植物细胞有细胞壁的支持、爱护作用，当单位时间内水分子进出植物细胞数量相等时，有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度。4．为什么不选用相宜浓度的KNO3溶液或尿素、甘油、乙二醇等作为该试验的试剂？盐酸、酒精、醋酸等行吗？为什么？提示K＋和NOeq\o\al(－,3)可被细胞汲取，从而使细胞液浓度增大，所以细胞先发生质壁分别后又自动复原，不适合作为该试验的试剂(尿素、甘油、乙二醇等现象同上)。盐酸、酒精、醋酸能杀死细胞，不能作为质壁分别的溶液。【真题考情】(2024·浙江高考)在视察某植物细胞的质壁分别及质壁分别复原试验中，依次视察到的结果示意图如下，其中①、②指细胞结构。下列叙述正确的是()A．甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象B．甲→乙改变的缘由之一是结构①的伸缩性比②的要大C．乙→丙的改变是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度D．细胞发生渗透作用至丙状态，一段时间后该细胞会裂开教材命题本题考查教材P61～P63植物细胞的渗透作用、细胞的质壁分别及复原等学问，突出了核心素养中的“试验与探究”实力的考查eq\o(。,\s\do4())微解导思由甲→丙的改变过程中，甲处于正常状态，水分进出细胞的速率相同，即此时细胞处于水分进出的动态平衡状态，A项错误；甲→乙的改变，水分进入细胞的速率<(>或<)出细胞的速率，即细胞发生了渗透失水(失水/吸水)，由于①细胞壁伸缩性<(>或<)③原生质层，所以出现了质壁分别，B项错误；乙→丙细胞发生了质壁分别复原现象，其缘由是外界溶液浓度<(>或<)细胞液浓度，导致细胞渗透吸水，并且该过程吸水量大于甲→乙过程的失水量，细胞发生了适度膨胀，但由于细胞外细胞壁对细胞的支持爱护作用，细胞不会裂开，C项正确，D项错误。答案C考向有关试验过程及现象的考查1．(2024·天津河西模拟)以紫色洋葱鳞片叶为材料进行细胞质壁分别和复原的试验，细胞长度和原生质体长度分别用X和Y表示(如图)，在处理时间相同的前提下()A．同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，则紫色越浅B．不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，则越不易复原C．同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，则所用蔗糖溶液浓度越低D．不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，则细胞的正常细胞液浓度越高解析同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，质壁分别越不明显，紫色越浅，A项正确；不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，质壁分别越不明显，说明这种细胞细胞液与外界溶液浓度差小，简洁复原，B项错误；同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，质壁分别越明显，所用蔗糖溶液浓度越高，C项错误；不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，质壁分别明显，说明细胞液的浓度较低，D项错误。答案A2.(2024·上海崇明模拟)在“探究植物细胞外界溶液浓度与质壁分别的关系”试验中，小明利用测微尺对图中高倍镜视野下的细胞进行了测量。若要分析细胞质壁分别的程度，他须要测量并计算的数据是()A．e/b的值 B．c/d的值C．a/d的值 D．a/c的值解析若要分析细胞质壁分别的程度，须要测量并计算的数据是原生质体的长度/细胞的长度的值，即a/d的值，C项正确。答案C3．(2024·四省八校双教研联盟联考)图1曲线表示完全相同的两个植物细胞分别放在A、B溶液中，细胞失水量的改变状况。图2表示在视察上述植物细胞的改变中，依次视察到的结果(①②指细胞结构)。相关叙述正确的是()A．图2细胞是洋葱鳞片叶内表皮细胞，还可用于视察DNA和RNA的分布B．用肯定浓度的KNO3溶液代替B溶液，可得到类似的结果；若B溶液的浓度稍减小，则曲线中b点左移C．甲→乙改变的缘由之一是结构①的伸缩性比②要大，乙→丙的改变是由于外界溶液浓度小于细胞内液浓度D．ab段曲线表明细胞液浓度在渐渐增大而细胞吸水实力在渐渐减小解析分析题图可知，图2细胞发生明显的质壁分别及质壁分别复原现象，而洋葱鳞片叶内表皮细胞几乎没有颜色，无法视察到明显的质壁分别及复原现象，A项错误；将该植物细胞放在肯定浓度的KNO3溶液中，也能发生质壁分别和复原；若B溶液浓度稍减小，细胞的失水量削减，则质壁分别复原所需的时间缩短，因此b点左移，B项正确；甲→乙植物细胞发生质壁分别，其缘由之一是结构①(细胞壁)的伸缩性小于结构②(原生质层)，乙→丙表示该植物细胞发生质壁分别后的复原，其缘由是外界溶液浓度小于细胞液浓度，C项错误；ab段细胞失水量仍大于0，说明该阶段植物细胞液浓度增大，细胞吸水实力也增大，D项错误。答案B1．答题术语填空(1)原生质层的组成是___________________________。(2)成熟植物细胞发生质壁分别的缘由是________________。(3)主动运输的特点是___________________________。答案(1)细胞膜和液泡膜以及两膜之间的细胞质(2)外界溶液的浓度大于细胞液浓度，且原生质层比细胞壁伸缩性大(3)需载体、需能量，一般逆浓度2.(2024·湖南湘东六校联考)海水鱼的鳃须要将体内的盐从体液排到海水中，其方式如图所示，以下说法错误的是()A．该方式为海水鱼在海水中生存供应了肯定的保障B．该方式中载体蛋白与盐结合后，其形态结构会发生改变C．海水中的海藻细胞可通过该方式积累溶质，防止质壁分别D．海水鱼消化系统中消化酶的分泌就是通过该方式实现的解析据图分析，该运输方式须要载体蛋白和能量，可知该方式为主动运输，主动运输为海水鱼在海水中生存供应了肯定的保障，A项正确；据图可知，主动运输过程中载体蛋白与盐结合后，其形态结构发生了改变，B项正确；海水中的海藻细胞可通过主动运输积累溶质提高细胞液的浓度，防止质壁分别，C项正确；消化酶的本质是蛋白质，运出细胞的方式为胞吐，D项错误。答案D3．(2024·全国卷Ⅰ)下列有关植物根系汲取利用养分元素的叙述，错误的是()A．在酸性土壤中，小麦可汲取利用土壤中的N2和NOeq\o\al(－,3)B．农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的汲取C．土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系汲取D．给玉米施肥过多时，会因根系水格外流引起“烧苗”现象解析在酸性土壤中，小麦不能汲取利用土壤中的N2，A项错误；农田适时松土可以增加土壤中的氧气，增加农作物根系的有氧呼吸，有利于农作物根细胞通过主动运输的方式对矿质元素进行汲取，B项正确；土壤微生物可以将秸秆中的有机物分解成无机离子等，植物的根系能汲取这些无机离子用于生命活动，C项正确；给玉米施肥过多时，土壤渗透压上升，当其高于玉米根的细胞液渗透压时，玉米会因根系水格外流而出现“烧苗”现象，D项正确。答案A4．(2024·湖南郴州模拟)图甲为葡萄糖和Na＋进出肾小管上皮细胞的示意图，图乙和图丙是O2浓度对不同的跨膜运输方式运输速率的影响。下列相关叙述错误的是()A．图甲中葡萄糖和Na＋的运输都有两种方式B．图甲中钠钾泵具有运输和催化作用C．图乙所示的运输方式不肯定不须要载体D．图丙中所示的运输方式须要消耗ATP，都是由有氧呼吸供应的解析图甲中葡萄糖逆浓度梯度进入肾小管上皮细胞，跨膜运输方式为主动运输，但运出肾小管上皮细胞时的方式是顺浓度梯度的帮助扩散，Na＋进入肾小管上皮细胞的方式是帮助扩散，运出肾小管上皮细胞的方式是主动运输，所以葡萄糖和Na＋的运输都有两种方式，A项正确；图甲中钠钾泵既起到运输Na＋和K＋的载体的作用，还能催化ATP水解，因此具有运输和催化作用，B项正确；图乙物质的运输速率不随O2浓度的增加而增大，说明不须要能量，可推断为自由扩散或帮助扩散，自由扩散不须要载体，而帮助扩散须要载体的帮助，C项正确；图丙表示的物质运输方式为主动运输，消耗的ATP可由有氧呼吸或无氧呼吸供应，D项错误。答案D5.(2024·湖南模拟)某细胞对氨基酸、钠离子、葡萄糖和氧气的汲取方式的比较结果，如图所示，其中细胞膜内外浓度状况未标出。已知细胞膜上的“○、

”为载体蛋白，氨基酸以主动运输的方式进入该细胞。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．氧气进入该细胞不须要载体，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项正确；葡萄糖进入该细胞须要消耗能量和载体，所以葡萄糖进入该细胞的方