2027届新高考生物精准冲刺复习细胞的物质输入和输出

2027届新高考生物精准冲刺复习细胞的物质输入和输出★考点1渗透装置和渗透作用★考点2物质出入细胞的方式及影响因素★考点3观察植物细胞的质壁分离和复原1.水的渗透方向是？条件是？2.什么是质壁分离，质壁分析的条件是？【思考辨析】1.在渗透作用中,当半透膜两侧溶液浓度相等时,水分子不再通过半透膜。 ()分析:当半透膜两侧溶液浓度相等时,半透膜两侧的水分子进出平衡。2.哺乳动物成熟红细胞没有具膜结构的细胞器,因此不能发生渗透作用。 ()分析:哺乳动物成熟红细胞的细胞膜相当于半透膜,细胞膜内外溶液具有一定的浓度差,可以发生渗透作用。××3.活的、成熟的植物细胞能发生质壁分离和复原。 ()4.质壁分离是指细胞质与细胞壁发生分离。 ()分析:质壁分离是指原生质层与细胞壁发生分离。5.质壁分离过程中细胞液的吸水能力逐渐变大。 ()6.发生质壁分离的细胞,细胞壁与原生质层之间的液体是清水。 ()分析:发生质壁分离的细胞,细胞壁与原生质层之间的液体是外界溶液。√×√×★考点1渗透装置和渗透作用蔗糖溶液玻璃纸（半透膜）清水蔗糖分子水分子水分子可以自由通过，而蔗糖分子不能通过。半透膜渗透作用水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散。1概念：Q1.从分子的角度分析漏斗内的液面为什么会升高？单位时间从清水流入蔗糖溶液中的水分子数单位时间从蔗糖溶液流入清水中的水分子数30%蔗糖溶液玻璃纸30%蔗糖溶液30%蔗糖溶液纱布清水思考：B和C的液面会升高吗？渗透作用发生的条件有哪些？

CB30%蔗糖溶液玻璃纸清水A①具有半透膜渗透作用2发生条件：②半透膜两侧的溶液具有浓度差【主干·梳理与辨析】P30一、水分子进出细胞的原理1.渗透作用:(1)概念:_______(或其他溶剂分子)通过_______的扩散。(3)渗透作用的实质:单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子_____由蔗糖溶液进入清水中的水分子,导致蔗糖溶液液面_____。水分子半透膜多于上升即是研究“溶剂进出细胞”浓度是指：溶液中溶质的物质的量浓度，即单位体积中溶质分子的微粒数，微粒数多的溶液吸水力强。只比较单位体积内的微粒数，与微粒的大小与种类无关。葡萄糖分子量小，相同质量的蔗糖和葡萄糖，葡萄糖的数量更多，渗透压更大，因此右边液面升高半透膜两边渗透压相等，液面不变①②1.假设该半透膜只允许水分子通过，则以下情况页面的变化分别为？蔗糖被水解为两分子单糖，导致左侧浓度升高，水分子由葡萄糖溶液→蔗糖溶液移动，则左侧液面升高③渗透作用1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压相等

（

）

×NaCl电离出Na+和Cl-，蔗糖不发生电离。(非电解质不解离，物质的量浓度相同，渗透压相等）高频考点·通法悟道★考点1渗透装置和渗透作用【核心·归纳与整合】渗透作用的现象分析:(1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度:实质是指渗透压,如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖溶液的质量浓度相等,但质量分数为10%的蔗糖溶液的渗透压小,故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。(2)水分子移动方向:由低浓度溶液流向高浓度溶液是表观现象,实际上水分子是双向移动的,只是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。(3)漏斗内液面上升的原因:单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子数。(4)漏斗内液面停止上升的原因:随着液面的不断上升,漏斗内液体的压强越来越大,从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速率加快,水分子进出漏斗的速率越来越接近,直至完全相等,漏斗内液面不再升高,此时水分子的进出达到动态平衡。

【高考警示钟】关于渗透装置的两个“≠”(1)渗透≠扩散:渗透作用必须通过半透膜,扩散则不一定需要;扩散适用于各种物质,渗透仅指溶剂分子。渗透是一种特殊的扩散。(2)渗透平衡≠两侧溶液浓度相等:渗透平衡时半透膜两侧液面仍存在液面高度差,则半透膜两侧溶液就存在浓度差,且液面高的一侧溶液浓度高。2.动物细胞的吸水和失水:(2)现象如果换成植物细胞将如何？

和动物细胞一样也会吸水涨破吗？3.植物细胞的吸水和失水(以成熟的植物细胞为例):(1)原理:(2)实验步骤及现象:质壁分离质指的是壁指的是原生质层细胞壁注意(3)结论:①植物细胞的原生质层相当于一层_______。②当外界溶液溶质的浓度大于细胞液浓度时:_________。③当外界溶液溶质的浓度小于细胞液浓度时:_________。半透膜细胞失水细胞吸水质壁分离复原干种子的细胞、根尖分生区等未成熟的植物细胞、死细胞、动物细胞能否发生质壁分离？发生质壁分离的条件：①具有大液泡②具有细胞壁

③活细胞A.实验时一定要选择紫色洋葱外表皮细胞吗？

提示：_不一定_。但紫色洋葱外表皮细胞含有_色素_，使液泡呈现一定的颜色，更有利于观察。讨论B.实验选用0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂，若浓度过高或过低对实验有何影响？

提示：选用0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂，既明显出现质壁分离，又不会杀死细胞。若浓度过高，质壁分离速度快，细胞会因_失水过多_而死亡，不能再进行_质壁分离复原_；若浓度过低，不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。C.只要外界溶液的浓度大于细胞液的浓度，细胞就会发生质壁分离吗？请简述原因。

提示：_不一定_。因为质壁分离是_成熟_的活的植物细胞具有的生理现象，未成熟的植物细胞和动物细胞不会发生质壁分离现象。黑藻（高等植物）叶肉细胞D.发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是何物质？

提示：因为细胞壁是_全透_性的，所以洋葱表皮细胞原生质层与细胞壁之间是_外界__溶液（浓度会降低）。E.若用适宜浓度的KNO3溶液进行该实验，结果会发生质壁分离与复原吗？请简述原因。

提示：_会_。开始外界溶液浓度较大，细胞发生质壁分离；细胞_主动运输形式吸收_K+和NO3-后，随着细胞液浓度增大，质壁分离又会_自动复原_。

F.动物细胞和植物细胞吸水和失水后的状态相同吗？试分析原因。

提示：_不同_。动物细胞吸水较多时可涨破，植物细胞则_不会_涨破，因为植物细胞壁具有保护作用。失水后的植物细胞可发生质壁分离，而动物细胞则是皱缩。(1)判断植物细胞的生活状况判断细胞死、活的方法：染色排除法（台盼蓝）、细胞质的流动、质壁分离和复原4.渗透作用原理的应用大本P37(2)测定植物细胞的细胞液浓度范围(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度(5)农业生产中的水肥管理【合理施肥：施肥要适度】【合理灌溉】(6)生活中杀菌、防腐、腌制食品【过高浓度杀死细胞】(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)注意：只要细胞能吸收该溶质，都能发生质壁分离自动复原，如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等与生活的联系①为什么盐渍糖渍食品不易变质？

食品外面形成很高浓度的溶液，使微生物失水过多而死亡。②对农作物施肥过多，为什么农作物会萎蔫，造成烧苗？细胞液浓度低于外界，细胞失水，发生质壁分离现象③为什么放蔫的青菜用清水浸泡又恢复新鲜？细胞液浓度高于清水，细胞吸水，发生质壁分离复原现象【合理施肥：施肥要适度】【合理灌溉】例13.下图表示以洋葱表皮为材料及清水、0.3g/mL蔗糖溶液、0.5g/mL蔗糖溶液、0.3g/mL尿素溶液进行相关实验（时间1表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间2表示开始用清水处理洋葱表皮），测得该细胞原生质体体积变化，图中代表尿素溶液处理结果的是（）

A.aB.bC.cD.dB(6)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)一.水进出细胞的原理★考点3观察植物细胞的质壁分离和复原【核心·归纳与整合】质壁分离和复原实验分析:(1)质壁分离发生的条件:①从细胞角度分析。a.死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。b.具有中央大液泡的成熟的植物活细胞可发生质壁分离及复原现象,且细胞液最好带有一定的颜色,便于观察,以活的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞最佳。★考点3观察植物细胞的质壁分离和复原质壁分离：指的是原生质与细胞壁的分离

而不是细胞质与细胞壁的分离c.紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞细胞液无色,可用于观察质壁分离,但需把视野调暗。②从溶液角度分析。a.在一定浓度(溶质不能透过膜)的溶液中只会发生质壁分离现象,不能自动复原。b.在一定浓度(溶质可透过膜)的溶液(如KNO3、乙二醇、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原现象。c.盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞,不适于做质壁分离实验的溶液。d.本实验选用0.3g/mL的蔗糖溶液。若质量浓度过高,质壁分离速度虽快,但会使细胞在短时间内因失水过多而死亡,质壁分离后不能复原;若质量浓度过低则不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。(2)实验结果分析:质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。这是因为细胞壁是全透性的,且有水分子通过原生质层渗透出来。(3)实验过程分析:本实验存在的两组对照实验,两组实验均为自身对照。

【高考警示钟】关于观察植物细胞质壁分离及复原的两个易错点(1)质壁分离状态不等于质壁分离复原过程:植物细胞处于质壁分离状态时,可能处于质壁分离过程中,也可能处于质壁分离复原过程中,还可能处于渗透平衡状态。(2)发生质壁分离自动复原时,不是开始复原才开始吸收溶质,细胞处于此类溶液中后,即开始吸收溶质。此时，可能是正在分离中，也可能是分离后的复原中【扣点专练·通法悟道】1.将生鸡蛋的大头保持壳膜完好去掉蛋壳,小头开个小孔让蛋清和蛋黄流出。蛋壳内灌入15%的蔗糖溶液,然后放在烧杯的清水中并用铅笔标上吃水线,如图所示。下列分析错误的是(

)A.壳膜相当于渗透装置中的半透膜B.半小时后吃水线低于烧杯的水面是由于清水渗入蛋壳C.若将清水换为15%的NaCl溶液,则蛋壳先上浮后下沉D.若将正常的线粒体放入清水中,则线粒体内膜先涨破√【解析】选D。本实验中相当于渗透装置中半透膜的是壳膜,A正确;蛋壳内为15%的蔗糖溶液,单位时间内进入壳膜的水分子多于从壳膜流出的水分子,导致蛋壳下沉,半小时后吃水线低于烧杯的水面是由于清水渗入蛋壳,B正确;若将清水换为15%的NaCl溶液,则NaCl溶液的浓度大于蔗糖溶液,单位时间内进入壳膜的水分子少于从壳膜流出的水分子,导致蛋壳上浮,随着Cl-和Na+进入壳膜,导致壳膜内的溶液的浓度大于壳膜外的溶液的浓度,单位时间内进入壳膜的水分子多于从壳膜流出的水分子,导致蛋壳下沉,C正确;线粒体内膜内折形成嵴,内膜面积远大于外膜,若将正常的线粒体放入清水中,则线粒体外膜先涨破,D错误。2.图甲是某动物细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中,体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线;图乙是某植物细胞在一定量的250mmol·L-1的KNO3溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析错误的是(

)A.从图甲可知细胞内的NaCl的浓度小于150mmol·L-1B.图乙中OA段A点时细胞失水量最大,此时细胞的体积最小,细胞吸水能力最大C.图乙中B点细胞中液泡体积和细胞液浓度均与O点时状态相同D.若该动物细胞长时间处在图甲中300mmol·L-1的NaCl溶液中可能会因失水过多而死亡√

【扣点专练·通法悟道】1.(2025·北京高考)探究植物细胞的吸水和失水实验中,在清水和0.3g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是(

)A.图1,水分子通过渗透作用进出细胞B.图1,细胞壁限制过多的水进入细胞C.图2,细胞失去的水分子是自由水D.与图1相比,图2中细胞液浓度小√【解析】选D。图1中,水分子通过渗透作用进出细胞,A正确;细胞壁有保护和支撑的作用,所以限制过多的水进入细胞,维持细胞形态,B正确;图2,细胞发生质壁分离,此时失去的水分子是自由水,C正确;与图1相比,图2中细胞发生质壁分离,此时细胞失水,所以图2中细胞液浓度大,D错误。2.(2024·江苏高考)有同学以紫色洋葱为实验材料,进行观察植物细胞的质壁分离和复原实验。下列相关叙述合理的是(

)A.制作临时装片时,先将撕下的表皮放在载玻片上,再滴一滴清水,盖上盖玻片B.用低倍镜观察刚制成的临时装片,可见细胞多呈长条形,细胞核位于细胞中央C.用吸水纸引流使0.3g/mL蔗糖溶液替换清水,可先后观察到质壁分离和复原现象D.通过观察紫色中央液泡体积大小变化,可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态√【解析】选D。本题考查观察植物细胞的质壁分离和复原实验过程、现象和应用等。制作临时装片时,通常是先滴一滴清水在载玻片上,然后将撕下的表皮放在清水上,再盖上盖玻片,A错误;用低倍镜观察刚制成的临时装片时,细胞核通常位于细胞的一侧,而不是中央,B错误;用吸水纸引流蔗糖溶液替换清水,可以观察到质壁分离现象,但要观察复原现象需要重新用清水替换蔗糖溶液,C错误;液泡体积变大说明细胞吸水,液泡体积变小说明细胞失水,所以通过观察紫色中央液泡体积大小变化,可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态,D正确。从教材走向高考3.(必修1P74“复习与提高”拓展)将若干生理状况基本相同、长度为4cm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、KNO3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。据图分析回答下列问题。(1)实验组中可以发生质壁分离和复原现象的是________组(填序号)。判断依据是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

1、2

【解析】(1)根据题干信息可以看出,在所给的实验试剂中尿素和KNO3可以进入细胞,这样就可以改变细胞的渗透压,而蔗糖分子无法穿过细胞膜,所以尿素溶液和KNO3溶液这两组可以先发生质壁分离后自动复原,加入蔗糖的这一组只能发生质壁分离而无法发生自动复原。

(2)若质壁分离后不能复原,导致细胞失水过度而死亡的原因可能有:①____________________,②___________________。若改用相同质量浓度的葡萄糖溶液,则会使细胞开始发生质壁分离时所用时间更________(填“长”或“短”)。

蔗糖溶液浓度过大质壁分离时间过长短【解析】(2)若质壁分离后不能复原,导致细胞失水过度而死亡的原因可能是蔗糖溶液浓度过大,也可能是质壁分离时间过长。由于葡萄糖的相对分子质量小于蔗糖,因此相同质量浓度的葡萄糖溶液物质的量浓度高于蔗糖溶液,所以开始发生质壁分离时所用时间更短。跨膜运输方式有？各种方式的特点是？P66-72二、物质出入细胞的方式及影响因素1.物质出入细胞方式的比较:方式被动运输主动运输胞吞胞吐自由扩散协助扩散运输方向高浓度→低浓度低浓度→高浓度胞外→胞内___________是否需要转运蛋白不需要需要___________________是否耗能否_________举例O2、CO2、水、甘油、乙醇、苯的跨膜运输水、离子、人的红细胞吸收葡萄糖小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐（离子）等吞噬细胞吞噬病原体分泌蛋白、神经递质排出细胞外胞内→胞外需要不需要不需要是是是★考点2物质出入细胞的方式及影响因素被动运输(自由扩散+协助扩散）顺浓度梯度进行的跨膜运输，不消耗能量。通道蛋白载体蛋白>2.膜上的两种转运蛋白比较:名称转运对象特点载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的___________通过每次转运时都会发生_________的改变通道蛋白只容许与自身通道的___________相适配、___________相适宜的分子或离子通过转运分子或离子_______与通道蛋白结合分子或离子自身构象直径和形状大小和电荷不需要与载体蛋白结合，激活其酶活性Pi携转移势能与载体结合载体蛋白空间结构改变Ca2+ATP水解Ca2＋释放到膜外载体蛋白磷酸化①运输②作为ATP水解酶ATP的供能机制：(3)主动运输的意义：红树林

桐花树的泌盐现象资料3：甲状腺滤泡上皮细胞内碘的浓度比血液中高20-25倍。如果缺碘会导致大脖子病。①主动选择吸收所需要的营养物质②排出代谢废物和对细胞有害的物质保证活细胞正常生命活动的需要，维持细胞内外浓度差6胞吞胞吐(1)胞吞的过程①大分子与膜上的

结合；受体蛋白②细胞膜

，包围着大分子；内陷形成小囊③小囊从细胞膜

下来，形成

，

进入细胞内部。分离囊泡实例:白细胞吞噬病菌、变形虫吞食细菌等。磷脂分子重排形成囊泡胞吐一定介导生物大分子的运输吗？①细胞需要外排的大分子，

先在细胞内形成

；②囊泡移到细胞膜处，

与细胞膜

；

③大分子排出到细胞外。囊泡融合实例:分泌蛋白的分泌，如抗体、胰岛素、消化酶等(2)胞吐的过程6胞吞胞吐神经递质虽然是小分子物质，但是神经递质是通过突触小泡，以胞吐方式释放到突触间隙的。目前已知的神经递质种类很多，主要有乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、氨基酸类（如谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等）、一氧化氮等。P选一29神经递质3.物质跨膜运输的方式与细胞膜结构的关系:(1)协助扩散和主动运输依赖细胞膜上_________的种类和数量,或转运蛋白__________的变化,这也是细胞膜具有___________的结构基础。(2)胞吞和胞吐也需要膜上_______的参与,更离不开磷脂双分子层的_______。转运蛋白空间结构选择透过性蛋白质流动性1.判断下列物质进出细胞的方式。物质相应过程运输方式水进入细胞葡萄糖进入红细胞、肝细胞、脑细胞等进入小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞Na+进入神经细胞运出神经细胞K+进入神经细胞运出神经细胞自由扩散、协助扩散（主）协助扩散(葡萄糖载体)主动运输(Na+葡萄糖共运输)协助扩散(Na+通道)主动运输(钠钾泵)主动运输(钠钾泵)协助扩散(K+通道)【思考辨析】1.Mg2+进入叶肉细胞属于自由扩散。 ()分析:Mg2+进入叶肉细胞属于主动运输。2.甘油不能以自由扩散的方式通过细胞膜。 ()分析:甘油为脂溶性分子,以自由扩散方式通过细胞膜。××3.植物细胞通过主动运输吸收不同无机盐离子的速率都相同。 ()分析:植物细胞对不同无机盐离子的吸收速率有差异。4.细胞膜的选择透过性与膜上的蛋白质有关,与磷脂分子无关。 ()分析:细胞膜中的脂质成分决定了脂溶性物质容易通过细胞膜。5.分子或离子通过通道蛋白时,需要与通道蛋白结合。()分析:分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合。6.影响自由扩散和协助扩散运输物质速率的因素相同。()分析:二者运输物质的速率均与膜内外物质浓度的大小有关,协助扩散运输物质的速率还与转运蛋白数量有关。7.胞吞、胞吐与膜上的蛋白质无关。 ()分析:胞吞、胞吐需要膜上的蛋白质参与。×××××【教材·挖掘与延伸】1.拓展填写(必修1P66):根据通道蛋白和载体蛋白的作用特点,推测二者物质运输速率的高低。提示:物质通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,物质运输速率较高;载体蛋白转运物质时,载体蛋白需与物质相结合,并发生空间结构的改变,物质运输速率较低。2.探究延伸(必修1P67):水分子难以大量通过自由扩散进出细胞,从细胞膜的结构分析,其原因是什么?提示:细胞膜以磷脂双分子层作为基本支架,水分子难以大量通过磷脂双分子层中的疏水区域。3.拓展探究(必修1P67):温度高低是否会提高或降低水分通过半透膜的扩散速率?为什么?提示:会,温度高低会影响水分子运动得快慢。★考点2物质出入细胞的方式及影响因素【核心·归纳与整合】1.影响物质跨膜运输因素的分析:(1)浓度差对物质跨膜运输的影响。①浓度差:主要影响自由扩散和协助扩散。②自由扩散:浓度差越大,运输速率越大。③协助扩散:浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加,原因是受转运蛋白数量的限制。(2)氧气含量对跨膜运输的影响:通过影响细胞呼吸提供的能量进而影响主动运输的速率。①P点时:无氧呼吸为物质的运输提供能量。②PQ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。③Q点以后:当氧气含量达到一定程度后,受转运蛋白数量以及其他限制因素的影响,运输速率不再增加。(3)温度对物质运输速率的影响:〖同一种植物对不同离子的吸收量不同，取决于膜上不同种类的离子载体蛋白的数量.()〗〖不同植物对同一种离子的吸收量不同，取决于不同植物的细胞膜上该离子载体蛋白的数量.()〗〖抑制某载体蛋白活性，只会导致以该载体蛋白转运的物质运输停止，对其他物质运输不影响.()〗〖胞吞和胞吐只能运输大分子物质或颗粒.()〗√√√×2.模式图中物质跨膜运输的方式的判断:主动运输进入细胞自由扩散协助扩散协助扩散主动运输排出细胞物质跨膜运输方式的实验探究(1)探究是主动运输还是被动运输(2)探究是自由扩散还是协助扩散

【高考警示钟】关于物质进出细胞方式的几点提醒(1)同一种物质进出细胞的运输方式不一定相同,人的红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,肾小管细胞重吸收葡萄糖的方式是主动运输。(2)消耗能量的运输方式不一定是主动运输,也可能是胞吞或胞吐。(3)需要转运蛋白的运输方式不一定是主动运输,也可能是协助扩散。(4)通过胞吞、胞吐运输的不一定是大分子物质,如神经递质通过胞吐释放。(5)顺浓度运输不一定是自由扩散方式,也可能是协助扩散。长句表达1.(必修1P70“与社会的联系”)引起囊性纤维化的直接原因是_____________________________________;根本原因是___________________________。2.(必修1P67“拓展应用”)细胞内外溶液浓度差会影响物质运输速率,温度会影响水分子通过细胞膜的扩散速率,原因是温度会影响膜上___________________________,水分子通过细胞膜的方式为自由扩散和协助扩散,在一定温度范围内,________________________________。转运氯离子的载体蛋白的功能发生异常3个碱基对缺失造成基因突变磷脂分子和蛋白质的流动性升高温度,会加快水分子的扩散速率【命题探究·释疑解惑】【典例】葡萄糖转运蛋白家族包括GLUT1~GLUT14,均参与葡萄糖的运输。GLUT2是肝细胞的葡萄糖转运蛋白,其作用过程如图1所示,小肠绒毛上皮细胞膜存在载体蛋白SGLT1。借助SGLT1,当Na+顺浓度进入小肠绒毛上皮细胞的同时,葡萄糖进入小肠细胞。探究:(1)与葡萄糖转运蛋白的合成和运输有关的细胞器有_______________________________________________。

(2)根据图1葡萄糖进入肝细胞的方式是___________,影响葡萄糖进入肝细胞速率的因素有________________________________________________。

细胞内外葡萄糖的浓度差和GLUT2转运蛋白的数量核糖体、内质网、高尔基体、线粒体协助扩散【解析】(1)转运蛋白的化学本质是蛋白质,与其合成和运输有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。(2)由于葡萄糖的运输方向是顺浓度梯度且需要转运蛋白,故葡萄糖进入细胞的方式是协助扩散。影响协助扩散的因素有细胞内外葡萄糖的浓度差和GLUT2转运蛋白的数量。(3)上述转运蛋白转运葡萄糖的过程中,其空间结构发生了变化,______(填“能”或“不能”)继续转运葡萄糖。

(4)根据图2可以判断葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的运输方式为____________,判断的依据是_______________________________________________________________________________________________________________________________。

聚焦考查点:物质跨膜运输的方式及判断方法。能主动运输

葡萄糖在进入小肠绒毛上皮细胞的过程中属于逆浓度梯度运输,需要Na+顺浓度进入细胞提供能量,同时需要载体蛋白【解析】(3)转运蛋白可以反复利用,在行使功能过程中不被“消耗”,此转运蛋白为载体蛋白。(4)根据题干信息,结合图2,我们可以看出葡萄糖在进入小肠绒毛上皮细胞的过程中属于逆浓度梯度运输,需要Na+顺浓度进入细胞提供能量,同时需要载体蛋白,符合主动运输的条件。破解策略物质跨膜运输方式的判断【扣点专练·通法悟道】1.(2025·河南高考)耐寒黄花苜蓿的基因M编码的蛋白M属于水通道蛋白家族,将基因M转入烟草植株可提高其耐寒能力。下列叙述错误的是(

)A.细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力B.低温时,水分子通过与蛋白M结合转运到细胞外C.蛋白M增加了水的运输能力,但不改变水的运输方向D.水通道蛋白介导的跨膜运输不是水进出细胞的唯一方式√【解析】选B。结合水是与细胞内的其他物质相结合的水,是细胞结构的重要组成成分,细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力,A正确;水分子通过细胞膜上的通道蛋白进行跨膜运输时,不与通道蛋白相结合,B错误;蛋白M是细胞膜上的水分子通道蛋白,增加了水的运输能力,但不改变水的运输方向,水的运输方向为顺浓度梯度,C正确;水进出细胞的方式为自由扩散和水通道蛋白介导的协助扩散,D正确。2.(2024·甘肃高考)维持细胞的Na+平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下,植物细胞膜(或液泡膜)上的H+-ATP酶(质子泵)和Na+-H+逆向转运蛋白可将Na+从细胞质基质中转运到细胞外(或液泡中),以维持细胞质基质中的低Na+水平(如图)。下列叙述错误的是(

)A.细胞膜上的H+-ATP酶磷酸化时伴随着空间构象的改变B.细胞膜两侧的H+浓度梯度可以驱动Na+转运到细胞外C.H+-ATP酶抑制剂会干扰H+的转运,但不影响Na+转运D.盐胁迫下Na+-H+逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高√【解析】选C。本题考查物质跨膜运输的原理和影响因素。H+-ATP酶是一种转运蛋白,也是一种ATP水解酶,每次转运物质时,与ATP脱落下来的磷酸基团结合后都会发生自身构象的改变,A正确;Na+通过Na+-H+逆向转运蛋白以主动运输的方式运到细胞外(或液泡中),其动力来自H+膜内外浓度差产生的势能,B正确;使用H+-ATP酶抑制剂会干扰H+的转运,进而使膜内外H+的浓度梯度降低,影响Na+转运,C错误;盐胁迫下Na+-H+逆向转运蛋白的数量会增多,其相关基因表达水平会提高,D正确。3.图甲曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式,图乙表示大分子物质进行胞吞和胞吐的过程。下列相关叙述错误的是(

)A.图甲中的方式a运输的物质可能是O2、甘油和酒精等B.图甲b曲线所示方式和图乙过程均需要消耗能量C.图甲中b曲线达到最大转运速率后的限制因素可能是转运蛋白的数量D.图乙过程的顺利进行依赖于细胞膜具有流动性,该过程受温度的影响√【解析】选B。分析图甲曲线:方式a只与浓度有关,且与浓度呈正相关,属于自由扩散,可能是O2、甘油和酒精等,A正确。方式b除了与浓度相关,还与载体数量有关,属于协助扩散或主动运输,协助扩散不需要消耗能量,主动运输需要消耗能量,胞吞和胞吐是耗能过程,需要细胞内部提供能量,B错误。图甲中方式b除了与浓度相关,还与载体数量有关,其最大转运速率与载体蛋白数量有关,b曲线达到最大转运速率后的限制因素可能是转运蛋白的数量,C正确。图乙中的胞吞和胞吐过程通过膜融合完成,依赖于细胞膜的流动性,温度会影响膜的流动性,故该过程受温度的影响,D正确。悟高考·瞻动向体验高考·淬炼考能1.(2025·广东高考)物质跨膜运输是维持细胞正常生命活动的基础,下列叙述正确的是(

)A.呼吸时O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响B.心肌细胞主动运输Ca2+时参与转运的载体蛋白仅与Ca2+结合C.血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞的速率与细胞代谢无关D.集合管中Na+与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收√【解析】选A。O2从肺泡向肺毛细血管扩散属于自由扩散,速率由O2浓度差决定。因此呼吸时O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响,A正确。心肌细胞主动运输Ca2+时,载体蛋白需结合Ca2+并催化ATP水解,还需结合磷酸基团从而磷酸化,并非仅与Ca2+结合,B错误。葡萄糖进入红细胞的运输方式为协助扩散,扩散速率受浓度差和载体蛋白数量影响。细胞代谢虽不直接供能,但代谢活动维持细胞内低葡萄糖浓度,从而保持浓度差,因此葡萄糖进入红细胞的速率与细胞代谢有关,C错误。集合管中Na+重吸收主要通过主动运输(如钠钾泵),需载体蛋白且消耗能量,而非通过通道蛋白结合Na+被重吸收,D错误。2.(2025·黑吉辽内蒙古高考)黑暗条件下,叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi的过程示意图如下。其他条件均适宜,下列叙述正确的是(

)A.ATP、ADP和Pi通过NTT时,无须与NTT结合B.NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输C.图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体产生D.光照充足,NTT运出ADP的数量会减少甚至停止√【解析】选D。载体蛋白的作用机制通常需要与底物结合后才能转运物质。NTT作为载体蛋白,运输ATP、ADP和Pi时需要结合底物,A错误。黑暗条件下,叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi,因此不是主动运输,B错误。黑暗条件下,叶绿体无法进行光反应,自身不能合成ATP。此时进入叶绿体基质的ATP可来自细胞呼吸,但细胞呼吸产生ATP的场所包括细胞质基质(糖酵解)和线粒体(有氧呼吸第二、三个阶段),C错误。光照充足时,叶绿体类囊体膜上进行光反应合成ATP,需要消耗大量ADP和Pi作为原料。此时叶绿体基质中的ADP和Pi会优先被类囊体膜利用,导致基质中ADP浓度降低。由于NTT顺浓度梯度运输ADP(从基质到细胞质基质),当基质中ADP不足时,NTT运出ADP的数量会减少甚至停止,D正确。3.(2024·贵州高考)茶树根细胞质膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐。硒酸盐被根细胞吸收后,随着植物的生长;吸收的大部分硒与胞内蛋白结合形成硒蛋白,硒蛋白转移到细胞壁中储存。下列叙述错误的是(

)A.硒酸盐以离子的形式才能被根细胞吸收B.硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系C.硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白D.利用呼吸抑制剂可推测硒酸盐的吸收方式√【解析】选C。本题考查物质运输。硒酸盐是无机盐,以离子的形式才能被根细胞吸收,A正确;根据题意,由于根细胞质膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐,故硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系,B正确;硒蛋白转运到细胞壁是通过胞吐的方式实现的,故不需转运蛋白,C错误;利用呼吸抑制剂从细胞内处理根细胞,根据处理前后根细胞吸收硒酸盐的量可推测硒酸盐的吸收方式,如果是主动运输硒酸盐吸收会受影响,被动运输则不会受影响,D正确。4.(2024·江西高考)营养物质是生物生长发育的基础。依据表中信息,下列有关小肠上皮细胞吸收营养物质方式的判断,错误的是(

)A.甲为主动运输B.乙为协助扩散C.丙为胞吞作用D.丁为自由扩散方式细胞外相对浓度细胞内相对浓度需要提供能量需要转运蛋白甲低高是是乙高低否是丙高低是是丁高低否否√【解析】选C。本题主要考查物质跨膜运输方式的判断。甲逆浓度梯度进行,且需要消耗能量,并通过转运蛋白转运,为主动运输,A正确;乙顺浓度梯度进行,需要转运蛋白,不需要消耗能量,为协助扩散,B正确;胞吞、胞吐不需要转运蛋白的协助,因此丙不是胞吞作用,C错误;丁顺浓度梯度进行,不需要转运蛋白,也不需要消耗能量,是自由扩散,D正确。5.(2023·山东高考)溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+,溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累,严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是(

)A.H+进入溶酶体的方式属于主动运输B.H+载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累C.该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除D.溶酶体破裂后,释放到细胞质基质中的水解酶活性增强√【解析】选D。本题考查物质跨膜运输方式。Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体,说明H+浓度为溶酶体内较高,因此H+进入溶酶体为逆浓度运输,方式属于主动运输,A正确;溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,若H+载体蛋白失活,溶酶体内pH改变导致溶酶体酶活性降低,进而导致溶酶体内的吞噬物积累,B正确;由题干信息可知,Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,因Cl-