专题03 物质运输——【备考2023】高考生物必背知识点梳理（全国通用）

专题03 物质运输

一、回归教材

1.名词解释

(1)(必修1 P62)渗透作用：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，称为渗透作用。

(2)(必修1 P63)原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。

(3)(必修1 P65)被动运输：物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。

(4)(必修1 P66)自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散，也叫简单扩散。

(5)(必修1 P66)转运蛋白：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。

(6)(必修1 P66)协助扩散：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。

(7)(必修1 P69)主动运输：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫作主动运输。

2.教材结论性语句

(1)(必修1 P63)动物细胞的细胞膜、植物细胞的原生质层都相当于一层半透膜。

(2)(必修1 P66)转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白两类。

(3)(必修1 P70)蛋白质和多糖等有机大分子由于分子太大，靠转运蛋白无法运输，它们进出细胞则通过胞吞或胞吐。

二、核心知识点

1．水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，称为渗透作用。如果半透膜两侧存在浓度差，渗透的方向就是水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。

2．对于水分子来说，细胞壁是全透性的，即水分子可以自由地通过细胞壁，细胞壁的作用主要是保护和支持细胞，伸缩性比较小。

3．原生质层包括细胞膜和液胞膜以及两层膜之间的细胞质，可把它看做一层半透膜。

4．观察质壁分离实验采用成熟的植物细胞为材料，如紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞。

5．成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。当细胞液浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来。

6．物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。

7．有些小分子物质，很容易自由地通过细胞膜的磷脂双分子层，如氧和二氧化碳。甘油、乙醇 、苯等脂溶性的小分子有机物也较易通过自由扩散进出细胞。像这样，物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散，也叫简单扩散。

8．镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助这些物质顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。这种借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。

9．转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变；通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。

10．自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输，都不需要耗能，因此属于被动运输。

11．主动运输的条件：需要载体蛋白、消耗能量。方向：逆浓度梯度。

12．主动运输的意义：通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。

13．囊性纤维化发生的一种主要原因是，患者肺部支气管上皮细胞表面转运氯离子的载体蛋白的功能发生异常，导致患者支气管中黏液增多，造成细菌感染。

14．胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解。

15．大分子物质和细菌、病毒等通过胞吞和胞吐方式出入细胞，需要消耗线粒体提供的能量。

16．不同细胞对同种离子的吸收量不同，同一种细胞对不同离子的吸收量不同，这说明细胞对离子的吸收具有选择性，其原因是膜载体的种类和数目不同。

三、易错易混考点

与物质出入细胞方式相关的5个易错点

(1)物质跨膜运输(自由扩散、协助扩散、主动运输)体现了生物膜的选择透过性；大分子物质和颗粒性物质的胞吞、胞吐体现了生物膜的流动性。

(2)主动运输消耗的能量并非都来自ATP：主动运输需要消耗能量，其能量主要来自ATP，此外还可能来自离子跨膜运输的电化学势能。

(3)Na＋、K＋等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞，但也可通过协助扩散(或离子通道)进出细胞，如神经元受到刺激时Na＋顺浓度梯度进入细胞。

(4)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外，不要漏掉协助扩散。

(5)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外，不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。

四、22年真题赏析

1．（2022·湖北·高考真题）哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸银（AgNO3）可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是（　　）

A．经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀

B．经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小

C．未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀

D．未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小

【答案】B

【解析】AB、经AgNO3处理的红细胞，水通道蛋白失去活性，但水可以通过自由扩散的形式进出细胞，故其在低渗蔗糖溶液中会吸水膨胀，在高渗蔗糖溶液中会失水变小，A正确，B错误；

CD、未经AgNO3处理的红细胞，水可通过水通道蛋白快速进出细胞，也可通过自由扩散进出细胞，故其在低渗蔗糖溶液中会迅速吸水膨胀，在高渗蔗糖溶液中会迅速失水变小，CD正确。

2．（2022·山东·高考真题）NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源，NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO3-的吸收由H+浓度梯度驱动，相关转运机制如图。铵肥施用过多时，细胞内NH4+的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是（    ）

A．NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP

B．NO3-通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输

C．铵毒发生后，增加细胞外的NO3-会加重铵毒

D．载体蛋白NRT1.1转运NO3-和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关

【答案】B

【解析】A、由题干信息可知，NH4+的吸收是根细胞膜两侧的电位差驱动的，所以NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量不是来自ATP，A错误；

B、由图上可以看到，NO3-进入根细胞膜是H+的浓度梯度驱动，进行的逆浓度梯度运输，所以NO3-通过SLAH3转运到细胞外是顺浓度梯度运输，属于被动运输，B正确；

C、铵毒发生后，H+在细胞外更多，增加细胞外的NO3-，可以促使H+向细胞内转运，减少细胞外的H+，从而减轻铵毒，C错误；

D、据图可知，载体蛋白NRT1.1转运NO3-属于主动运输，主动运输的速率与其浓度无必然关系；运输H+属于协助扩散，协助扩散在一定范围内呈正相关，超过一定范围后不成比例，D错误。

3．（2022·湖南·高考真题）原生质体（细胞除细胞壁以外的部分）表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌，其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述错误的是（　　）

A．甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，表明细胞中NaCl浓度≥0.3 mol/L

B．乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原

C．该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加

D．若将该菌先65℃水浴灭活后，再用 NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化

【答案】A

【解析】A、分析甲组结果可知，随着培养时间延长，与0时（原生质体表面积大约为0.5μm2）相比，原生质体表面积增加逐渐增大，甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，说明细胞吸水，表明细胞中浓度>0.3 mol/L ，但不一定是细胞内NaCl浓度≥0.3 mol/L，A错误；

B、分析乙、丙组结果可知，与0时（原生质体表面积大约分别为0.6μm2、0.75μm2）相比乙丙组原生质体略有下降，说明乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原，B正确；

C、该菌的正常生长，细胞由小变大可导致原生质体表面积增加，该菌吸水也会导致原生质体表面积增加，C正确；

D、若将该菌先65℃水浴灭活，细胞死亡，原生质层失去选择透过性，再用 NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化，D正确。

4．（2022·浙江·高考真题）“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所示。下列叙述正确的是（  ）

A．由实验结果推知，甲图细胞是有活性的

B．与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低

C．丙图细胞的体积将持续增大，最终胀破

D．若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显

【答案】A

【解析】A、 能发生质壁分离细胞应为活的植物细胞，据图分析，从甲到乙发生了质壁分离现象，说明甲细胞是活细胞，A正确；

B、 乙图所示细胞发生质壁分离，该过程中细胞失水，故与甲图相比，乙图细胞的细胞液浓度较高，B错误；

C、 由于有细胞壁的限制，丙图细胞体积不会持续增大，且不会涨破，C错误；

D、 根尖分生区细胞无中央大液泡，不能发生质壁分离现象，D错误。

5．（2022·全国·高考真题）植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是（    ）

A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度

B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c

C．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度

D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度

【答案】C

【解析】A、由于细胞b在水分交换达到平衡时细胞的体积增大，说明细胞吸水，则水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A正确；

 B、水分交换达到平衡时，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c，B正确；

C、由题意可知，水分交换达到平衡时，细胞a未发生变化，说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等；水分交换达到平衡时，虽然细胞内外溶液浓度相同，但细胞c失水后外界蔗糖溶液的浓度减小，因此，水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C错误

D、在一定的蔗糖溶液中，细胞c发生了质壁分离，水分交换达到平衡时，其细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，D正确。