2023版高考生物一轮总复习第4章细胞的物质输入和输出课件

这是一份2023版高考生物一轮总复习第4章细胞的物质输入和输出课件，共60页。PPT课件主要包含了考情分析，思维网络，渗透作用，半透膜，浓度差，杯中的水分子数，子通过，3现象，质壁分离，质壁分离复原等内容，欢迎下载使用。
考点一 细胞的渗透吸水与失水
(1)概念：指水分子(或者其他溶剂分子)通过________的______。(2)渗透装置。
①液面上升的原因：_____________________________________________________________________________________________________。②液面不会一直上升的原因：因为液面上升到一定程度就会产生一个静水压(图中Δh)，当该压力和漏斗中的吸水能力相等时液面不再上升。(3)渗透作用发生的条件。
①具有________。
②半透膜两侧的溶液存在__________。
单位时间由烧杯中通过半透膜进入
漏斗中的水分子数>单位时间由漏斗中通过半透膜进入烧
半透膜与选择透过性膜的比较
(1)区别：半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小；选择透过性膜是具有活性的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。(2)共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分
2.动、植物细胞的吸水和失水
(1)条件：具有中央大液泡的成熟植物细胞。(2)原理。
①当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过__________失水，植物细胞就发生__________现象。②将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度__________ 外界清水，植物细胞吸水，发生
______________现象。
考点二 物质跨膜运输的方式及影响因素1.物质进出细胞方式
(3)Na＋、K＋等无机盐离子一般以主动运输的方式进出
(1)从低浓度一侧向高浓度一侧运输一定是主动运输，
因为逆浓度梯度运输需要消耗能量。
(2)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输。
细胞，但也可通过协助扩散进出细胞。
(4)RNA 和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核，
而不是通过胞吞、胞吐作用。
(1)概念：镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助物质顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。
3.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。
浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。
(2)载体蛋白数量对跨膜运输的影响。
载体蛋白主要影响协助扩散和主动运输。
(3)氧气含量对跨膜运输的影响。
氧气通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率。PQ段，随着氧气含量增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率越大。
(4)温度对物质跨膜运输的影响。
【基础测评】1.易错诊断(1)主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞
(2)人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是均
需要载体蛋白的协助。(
(3)激素都必须通过主动运输进入细胞内才能完成对
(4)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞
(5)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的。(答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
2.半透膜对淀粉和葡萄糖的通透性不同(如图 1)，预测图 2 的实验结果( 开始时漏斗内外液面相平) 最可能的是
A.甲中水柱 a 将持续上升B.甲中水柱 a 将保持不变C.乙中水柱 b 将保持不变
D.乙中水柱 b 将先上升后下降答案：D
3.下列有关物质跨膜运输的叙述，错误的是(A.细胞通过主动运输吸收物质需要消耗能量B.蛋白酶的分泌依赖于生物膜的流动性C.乙醇以自由扩散的方式进入细胞D.对细胞有害的物质都不能通过细胞膜答案：D
4.如图是几种物质进出细胞方式中，运输速率与影响因素间的关系曲线图。下列与此图相关的叙述中，正确的
C.与 K＋进入神经细胞相符的图有②④⑤
A.与氧气进出细胞相符的图有①③⑤
B.与葡萄糖进入红细胞相符的图有①④⑥
D.与蛋白质类物质进出细胞相符的图有②③⑥答案：A
考向 1 渗透作用现象分析及细胞的吸水和失水[典例 1](2021 年广东高考)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，下图为操作及观察
结果示意图。下列叙述错误的是(
A.比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞D.推测 3 种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
解析：通过分析可知，①细胞处吸水量少于③处细胞，说明保卫细胞细胞液浓度①处理后>③处理后，A 错误。②处细胞失水，故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中，B 正确。滴加③后细胞大量吸水，故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞，C 正确。通过分析可知，推测 3 种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③，D 正确。
(1)水分子的移动方向是双向的，但最终结果是由低浓
度溶液流向高浓度溶液的水分子数多。
(2)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度，而非质量浓
【考向集训】1.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实验，浸泡一段时间后其细胞形态如下图所示。
A.图中所示细胞内液的渗透压，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
D.上述实验中引起细胞形态的改变而消耗 ATP 的数量
解析：由图可知，a 烧杯中红细胞形态几乎不变，b 烧杯中红细胞吸水膨胀，c 烧杯中红细胞失水皱缩，则三支烧杯中溶液浓度依次 c＞a＞b，A、B 正确。向 a 组烧杯加入少量葡萄糖，使外界溶液浓度升高，细胞会发生皱缩，但葡萄糖为红细胞选择吸收的物质，红细胞吸收一定量的葡萄糖后会恢复原状，C 正确。图中细胞形态变化是由H2O 的进出引起的，不消耗能量，D 错误。
2.如图表示一个中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽，两侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液，然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶。在
加入麦芽糖酶前后 a、b 两侧液面的变化是(
A.加酶前 a 侧液面上升，加酶后 b 侧液面上升并高于a 侧液面B.加酶前 a 侧液面上升，加酶后 b 侧液面上升并与 a侧液面持平
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 侧液面上升并
解析：溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。相同物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液渗透压相等，即加酶前 a、b 两侧液面不变；但加入麦芽糖酶后，麦芽糖分解，使得 b 侧溶液的渗透压增大，水分由 a 侧向 b 侧转移，b 侧液面上升并高于 a 侧，D 正确。
考向 2 物质跨膜运输方式的判断
【考向集训】3.(2021 年河北高考)人体成熟红细胞能够运输 O2 和CO2，其部分结构和功能如图，①～⑤表示相关过程。下
A.血液流经肌肉组织时，气体 A 和 B 分别是 CO2 和O2
B.①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散
C.成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生 ATP，为
D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中解析：红细胞能运输 O2 和CO2，肌肉细胞进行有氧呼吸时，消耗 O2，产生 CO2，可以判断气体 A 和 B 分别是CO2 和 O2，A 正确。①和②表示气体进出红细胞，一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散，④是葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞，顺浓度梯度，不需要消耗能量，为
协助扩散，⑤是 H2O 通过水通道蛋白进入红细胞，属于协
助扩散，B 正确。③为红细胞通过消耗能量主动吸收 K＋
只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生 ATP，为③提供能量，C 正确。成熟红细胞没有核糖体，不能再合成新的蛋白质，细胞膜上的糖蛋白不能更新，糖蛋白存在于细胞膜的外表面，由于细胞膜具有流动性，其表面的糖蛋白处于不断流动中，D 错误。答案：D
排出Na＋，成熟红细胞没有线粒体，不能进行有氧呼吸，
4.(2020 年江苏高考)如图①～⑤表示物质进、出小肠
上皮细胞的几种方式，下列叙述正确的是(
A.葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同C.多肽以方式⑤进入细胞，以方式②离开细胞D.口服维生素 D 通过方式⑤被吸收
B.Na＋主要以方式③运出小肠上皮细胞
助扩散，A正确。据图可知，Na＋主要以方式②(主动运输)
解析：由图示可知，葡萄糖进入小肠上皮细胞时逆浓度梯度运输，该运输方式属于主动运输，葡萄糖运出小肠上皮细胞时顺浓度梯度运输且需要载体，该运输方式为协
运出小肠上皮细胞，B 错误。多肽以方式⑤胞吞进入细胞，以胞吐方式离开细胞，C 错误。维生素 D 为固醇类物质，口服维生素 D 通过方式④(自由扩散)被吸收，D 错误。
同方式吸收外界溶液中的 K＋。回答下列问题：
(1)细胞外的K＋可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜
(2)细胞外的K＋能够通过离子通道进入植物的根细胞。
考向 3 影响物质跨膜运输的因素分析
[典例 3](2021 年全国卷Ⅱ)植物的根细胞可以通过不
和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统，生物膜的结构特点是______。
离子通道是由_________复合物构成的，其运输的特点是______(答出 1 点即可)。
(3)细胞外的K＋可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植
物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下，根细胞对 K＋的
具有选择性。(3)细胞外的 K＋可以通过载体蛋白逆浓度梯
剂会影响细胞对 K＋的吸收速率。
吸收速率降低，原因是_________________________。
解析：(1)生物膜的结构特点是具有一定的流动性。(2)离子通道是由蛋白质复合物构成的，一种通道只能先让某种离子通过，而另一些离子则不容易通过，即离子通道
度进入植物的根细胞，是主动运输过程。主动运输需要消耗能量，而细胞中的能量由细胞呼吸提供，因此呼吸抑制
(3)细胞逆浓度梯度吸收K＋是主动运输过程，需要能
答案：(1)具有一定的流动性(2)蛋白质 选择性
量，呼吸抑制剂会影响细胞呼吸供能，故使细胞主动运输速率降低
【考向集训】5.(2020 年海南学业水平考试)ABC 转运蛋白是一类跨膜转运蛋白，参与细胞吸收多种营养物质，每一种 ABC转运蛋白对物质运输具有特异性。ABC 转运蛋白的结构及
转运过程如图所示，下列有关叙述正确的是(
A.ABC 转运蛋白可提高 O2 的跨膜运输速度B.ABC 转运蛋白可协助葡萄糖顺浓度梯度进入细胞D.若 ATP 水解受阻，ABC 转运蛋白不能完成转运过程
C.Cl－和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输
Cl－和氨基酸跨膜运输依赖的转运蛋白不同，C错误。据图
解析：O2 的跨膜运输方式为自由扩散，不需要转运蛋白协助，A 错误。据图可知，ABC 转运蛋白发挥作用过程需要消耗能量，葡萄糖顺浓度梯度进入细胞不需要耗能，也就不需要 ABC 转运蛋白的协助，B 错误。据题干信息可知“每一种 ABC 转运蛋白对物质运输具有特异性”，故
可知，ABC 转运蛋白的功能发挥伴随 ATP 水解的过程，故若 ATP 水解受阻，ABC 转运蛋白不能完成转运过程，D正确。
6.(2020 年山东烟台期末)如图甲、乙分别是洋葱根尖在不同 O2 浓度及不同底物浓度情况下(其他条件适宜)，从
A.A 点时影响离子吸收速率的主要因素是能量B.B 点时离子吸收速率不再增大是因为载体蛋白的数量有限
甲 乙
C.C 点时影响离子吸收速率的主要因素是底物浓度D.D 点时离子吸收速率不再增大是因为底物浓度太
速率受能量、载体蛋白数量和底物浓度的影响。A 点时离子吸收速率未达到最大，限制因素是 O2 浓度，而 O2 浓度通过影响呼吸作用产生的能量影响吸收速率，故此时主要影响因素是能量，A 正确。B 点时离子吸收速率不再随 O2
浓度增大而增大，此时的限制因素是载体蛋白的数量，B正确。C 点时离子吸收速率未达到最大，此时影响离子吸收速率的主要因素是底物浓度，C 正确。D 点时离子吸收速率不再随底物浓度增大而增大，主要是因为载体蛋白数量有限，D 错误。
(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大。
对照实验的类型及实验组、对照组的确认
(续表)即给对象施加某种实验处理，虽不是检验假设需要
的，但更能充分说明实验变量的对照。例如，在用动物激素饲喂小动物的实验方案中，饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照组
4.质壁分离及复原发生的条件(1)从细胞角度分析。
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)不发生质壁分离及复原现象。
②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及
(2)从溶液角度分析。
①在一定浓度(溶质不能透过半透膜)的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，方可复原)。
②在一定浓度(溶质可透过半透膜)的溶液(如 KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)中可发生质壁分离，并能自动复原，
胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生
④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适合做质
(1)原生质：包括细胞膜、细胞质和细胞核三部分，动
物细胞可以看作一团原生质。
(2)原生质层：成熟的植物细胞的细胞膜、液泡膜以及
两层膜之间的细胞质，可看作一层半透膜。
[典例](2021 年湖南高考)质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。
A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关B.质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁C.质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低D.1ml/L NaCl 溶液和 1ml/L 蔗糖溶液的渗透压大小相等
解析：施肥过多使外界溶液浓度过高，大于细胞液的浓度，细胞发生质壁分离导致植物过度失水，引起“烧苗”现象，A 正确。发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及之间的细胞质，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B 正确。植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C 正确。溶
液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，1 ml/L 的 NaCl 溶液和 1 ml/L 的蔗糖溶液的渗透压不相同，因 NaCl 溶液中含有钠离子和氯离子，故其渗透压高于蔗糖溶液，D 错误。
【举一反三】(2020 年山东济宁三模)在无任何相反压力时，渗透吸水会使细胞膨胀甚至破裂，不同的细胞用不同的机制解决这种危机。下图表示高等动物、高等植物与原生生物细胞以三种不同的机制避免渗透膨胀，据此推断下列说法正确
A.动物细胞避免渗透膨胀不需要转运蛋白的协助B.植物细胞吸水达到渗透平衡时，细胞内外溶液浓度
C.若将原生生物置于高于其细胞质浓度的溶液中，其
收缩泡的伸缩频率会降低
D.三种细胞发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半