2024届高考生物一轮总复习必修1第4章细胞的物质输入和输出课件

这是一份2024届高考生物一轮总复习必修1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，渗透作用，半透膜，2渗透作用原理，细胞膜，外界溶液，②原理，③现象，胞吐作用，转运蛋白的类型等内容，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.水进出细胞的原理。
(1)动物细胞的吸水和失水的原理。(2)植物细胞的吸水和失水的原理。①条件：具有中央大液泡的成熟植物细胞。
半透膜与选择透过性膜的比较
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。
(2)Na＋、K＋等无机盐离子一般以主动运输的方式进出细胞，
(1)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。
但也可通过协助扩散进出细胞。
(3)RNA 和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核，而不是
(4)小分子物质的运输方式不一定都是被动运输或主动运输，
如神经递质的释放方式是胞吐。
(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。
①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，转运物质时，自身构象会发生变化。例如协助葡萄糖进入红细胞的载体蛋白。
②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。例如水通道蛋白、钾离子通道蛋白、钙离子通道蛋白、钠离子通道蛋白。
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
(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
(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
(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，维持了细胞的正常
(2)人的红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是均需要载
(3)分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象。(
(4)协助扩散的方向取决于膜两侧被转运物质的相对含量。
)(5)大分子有机物要通过载体蛋白才能进入细胞内，并且消耗
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√
2.如图为简单渗透装置，图甲是初始状态，②中浓度大于①，
图乙是一段时间后的平衡状态。下列相关叙述正确的是(
A.平衡状态时①的浓度等于②B.平衡状态时没有水分子进入②C.液面上升的速率先慢后快再慢
D.若②中溶质能通过③，则②也会出现液面上升现象答案：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，正确的是(
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
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：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。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，而非质量浓度，实
【考向集训】1.(2021 年湖北高考)红细胞在高渗 NaCl 溶液(浓度高于生理盐水)中体积缩小，在低渗 NaCl 溶液(浓度低于生理盐水)中体积增
大。下列有关该渗透作用机制的叙述，正确的是(
A.细胞膜对Na＋和Cl－的通透性远高于水分子，水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液B.细胞膜对水分子的通透性远高于Na＋和Cl－，水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液C.细胞膜对Na＋和Cl－的通透性远高于水分子，Na＋和Cl－从高渗溶液扩散至低渗溶液D.细胞膜对水分子的通透性远高于Na＋和Cl－，Na＋和Cl－从高渗溶液扩散至低渗溶液
解析：大多数水分子以协助扩散的方式进出细胞，少数水分子以自由扩散的方式进出细胞，而Na＋和Cl－以主动运输的方式进出红细胞。自由扩散和协助扩散比主动运输更容易，故细胞膜对水分子的通透性远高于Na＋和Cl－。由于自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输，主动运输一般是逆浓度梯度运输，故水分子从低渗溶液被运输至高渗溶液，Na＋和Cl－从低渗溶液运输至高渗溶液。
2.(2022 年全国甲卷)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
B.水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞 b＞细胞 a＞细
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
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
解析：浸泡在蔗糖溶液中的 b 细胞的体积明显增大，这说明 b细胞从蔗糖溶液中吸水，即水分交换前，细胞 b 的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A 正确。三种不同浓度的植物细胞分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液中，a 细胞的体积基本不变，b 细胞的体积增大，c 细胞发生了质壁分离，可判断细胞液浓度的大小关系为细胞 b＞细胞 a＞细胞 c，B 正确。细胞 c 质壁分离过程中，细胞液中水分子进入蔗糖溶液，使蔗糖溶液比最初蔗糖溶液浓度变小，由题干信息可知，“细胞 a 在蔗糖溶液中未发生变化”，
说明细胞 a 的细胞液浓度与最初蔗糖溶液浓度相等，而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，故水分交换平衡时，细胞 c的细胞液浓度小于细胞 a 的细胞液浓度，C错误。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，D 正确。答案：C
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。下列叙述错误的是
A.血液流经肌肉组织时，气体 A 和 B 分别是 CO2 和 O2B.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③提供
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
量主动吸收 K+排出 Na+，成熟红细胞没有线粒体，不能进行有氧
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
呼吸，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。
膜运输 H+ ，建立液泡膜两侧的 H+浓度梯度。该浓度梯度驱动 H+
C.加入 H+焦磷酸酶抑制剂，Ca2+通过 CAX 的运输速率变慢
D.H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输
4.(2021 年山东高考)液泡是植物细胞中储存 Ca2+的主要细胞
通过液泡膜上的载体蛋白 CAX 完成跨膜运输，从而使 Ca2+以与
H+相反的方向同时通过 CAX进入液泡并储存。下列说法错误的是 ) A.Ca2+通过 CAX 的跨膜运输方式属于协助扩散 B.Ca2+通过 CAX 的运输有利于植物细胞保持坚挺
器，液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨
解析：Ca2+通过CAX的跨膜运输方式为主动运输，所需要的能量由H＋顺浓度梯度产生的势能提供，A错误。Ca2+通过CAX的运输进入液泡增大细胞液的浓度，有利于植物细胞保持坚挺，B正确。加入H＋焦磷酸酶抑制剂，则液泡内外的H＋浓度降低，液泡吸收Ca2+的动力减小，Ca2+通过CAX的运输速度变慢，C正确。H＋从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式需要水解无机焦磷酸释放的能量来提供，为主动运输，D正确。
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。细胞膜和核膜等
(2)细胞外的 K＋能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通
考向 3 影响物质跨膜运输的因素分析
[典例 3](2021 年全国甲卷)植物的根细胞可以通过不同方式吸
共同构成了细胞的生物膜系统，生物膜的结构特点是______。
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＋的吸收速率降低，
的 K＋可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞，是主动运
供，因此呼吸抑制剂会影响细胞对K＋的吸收速率。
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，即离子通道具有选择性。(3)细胞外
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
(3)细胞逆浓度梯度吸收K+是主动运输过程，需要能量，呼吸
答案：(1)具有一定的流动性(2)蛋白质 选择性
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
C.Cl－和氨基酸依赖同一种 ABC 转运蛋白跨膜运输
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
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Cl－和氨基酸跨膜运输依赖的转运蛋白不
同，C 错误。据图可知，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。答案：D
D.线粒体内膜上的电子传递链也会发生图示过程
6.(2021年浙江1月选考)如图为植物细胞质膜中H＋­ATP 酶将细胞质中的H＋转运到膜外的示意图。下列叙述正确的是(　　)A.H＋转运过程中H＋­ATP 酶不发生形变B.该转运可使膜两侧 H＋维持一定的浓度差C.抑制细胞呼吸不影响 H＋的转运速率
解析：据图分析可知，H＋逆浓度梯度运输，该过程为主动运输；在此过程中H＋­ATP酶兼有载体蛋白和ATP水解酶的功能，主动运输过程中H＋­ATP酶作为载体蛋白，会发生形变，协助物质运输，A错误。该转运方式为主动运输，主动运输的结果是使膜两侧H＋维持一定的浓度差，B正确。H＋的转运方式为主动运输，需要载体蛋白的协助，同时需要能量，抑制细胞呼吸会影响细胞的能量供应，进而影响H＋的运输速率，C错误。图示过程是消耗ATP的过程，而线粒体内膜的电子传递链最终会生成ATP，不会发生图示过程，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。
本实验存在的两组对照实验：本实验存在的两组实验均为自身对照，自身对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照。
3.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复原
(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
尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，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，但不会发生质壁分
④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适合做质壁分离
对照实验的类型及实验组、对照组的确认
[典例](2022 年湖南高考)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(
甲组：0.3 ml·L-1 NaCl
乙组：1.0 ml·L-1 NaCl
丙组：1.5 ml·L-1 NaCl
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 ml·L-1
B.乙、丙组 NaCl 处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即
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
解析：甲组中原生质体表面积随时间变化逐渐增大，说明细胞吸水，外界溶液浓度低于细胞内溶液浓度，但并不能说明细胞内 NaCl浓度≥0.3 ml·L-1，A 错误。乙组、丙组中用 NaCl 处理时原生质体体积都比葡萄糖基本培养基处理时要小，说明 NaCl 处理后发生了质壁分离；换用葡萄糖基本培养基处理后，原生质体体积又增大，说明 NaCl处理解除后细胞又发生了质壁分离复原，B 正确。该菌正常生长，细胞会有所长大，原生质体表面积增加；细胞吸水，细胞体积会有所增大，原生质体表面积也会增加，C 正确。若将该菌先 65 ℃水浴灭活后，细胞膜失去选择透过性，此时再用 NaCl 溶液处理，不会发生质壁分离，原生质体表面积无变化，D 正确。
【举一反三】(2022 年福建福州三中质检)在相同条件下，分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞，观察其质壁分离，再用清水处理后观察其质壁分离复原，实验结果见图。下列叙述错误的
A.T1 组经蔗糖溶液处理后，有 52%的细胞原生质层的收缩程
B.各组蔗糖溶液中，水分子不能从蔗糖溶液进入细胞液C.T1 和 T2 组经清水处理后，发生质壁分离的细胞均复原D.T3 和 T4 组若持续用清水处理，质壁分离的细胞比例可能
解析：在相同条件下，分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞，质壁分离的细胞比例 T1 组＜T2 组＜T3 组＜T4组，T3 组、T4 组再用清水处理后质壁分离复原比例 T3 组＜T4 组。