【高考生物一轮复习课件】必修1 第4章 细胞的物质输入和输出(共62张PPT)

(共62张PPT)
必修一 分子与细胞
第4章　细胞的物质输入和输出
2025年高考一轮总复习
课标要求 核心素养 命题趋势
1.阐明细胞膜具有选择透过性
2.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白
3.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞
4.活动：探究植物细胞的吸水和失水 1.生命观念：从细胞的整体协作关系，以
及结构与功能的角度理解物质跨膜运输的方式
2.科学思维：深刻理解生物膜的多种功能；利用物质跨膜运输的原理进行推理和判断
3.科学探究：根据植物细胞的质壁分离与复原实验过程分析实验原理，交流实验结果
4.社会责任：利用物质跨膜运输的原理，在日常生活实践中服务于人类，分析解决现实生活中的有关问题，提升社会责任 以选择题或者非选择题的形式，重点考查跨膜运输方式的推理及判断；以细胞的失水和吸水为依托考查渗透作用的原理及应用；物质跨膜运输方式的相关实验探究等
[考情分析]
考点一 细胞的渗透吸水与失水
1.渗透作用。
(1)概念：指水分子(或者其他溶剂分子)通过_______的______。
半透膜
扩散
(2)渗透作用原理。
半透膜
浓度差
大于
2.水进出细胞的原理。
细胞膜
外界溶液
(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。
②原理。
③现象。
大于
小于
等于
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.被动运输。
不需要
自由扩散和协助扩散
(1)概念：物质以扩散方式进出细胞，________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。
(2)类型：分为______________________两类。
转运
高
低
高
低
不需要
不消耗
蛋白
2.主动运输。
载体蛋白
逆
需要
代谢废物
O2浓度
(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
通过胞吞、胞吐作用。
(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。
3.转运蛋白。
协助扩散
主动运输
不改变
改变
特异
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。
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。
4.胞吞和胞吐。
膜蛋白
流动性
5.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。
(4)温度对物质跨膜运输的影响。
【基础测评】
1.易错诊断
(1)1 mol/L NaCl 溶液和 1 mol/L 蔗糖溶液的渗透压大小相等。
(
)
(2)小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中各种溶质分子
的浓度有关。(
)
(3)分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象。(
)
具有特异性。(
)
(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
能量。(
)
答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)√
(5)×
(4)神经细胞膜上运入K＋的载体蛋白和运出K＋的通道蛋白都
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②
B.平衡状态时没有水分子进入②
C.液面上升的速率先慢后快再慢
甲
乙
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
答案：A
4.(2023年浙江高考)缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，可结合在微生物的细胞膜上，将K＋运输到细胞外(如图所示)，降低细胞内外的K＋浓度差，使微生物无法维持细胞内离子的正常浓度而死亡。下列叙述正确的是(　　)
A.缬氨霉素顺浓度梯度运输K＋到膜外
B.缬氨霉素为运输K＋提供ATP
C.缬氨霉素运输K＋与质膜的结构无关
D.缬氨霉素可致噬菌体失去侵染能力
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：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。
答案：A
(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
质是指渗透压。
【考向集训】
1.(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
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
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
答案：B
【考向集训】
2.(2023年湖南高考改编)盐碱化是农业生产的主要障碍之一。植物可通过质膜H＋泵把Na＋排出细胞，也可通过液泡膜H＋泵和液泡膜NHX载体把Na＋转入液泡内，以维持细胞质基质Na＋稳态。下图是NaCl处理模拟盐胁迫，钒酸钠(质膜H＋泵的专一抑制剂)和甘氨酸甜菜碱(GB)影响玉米Na＋的转运和相关载体活性的结果。下列叙述正确的是(　　)
A.溶质的跨膜转运都会引起细胞膜两侧渗透压的变化
B.GB可能通过调控质膜H＋泵活性增强Na＋外排，从而减少细胞内Na＋的积累
Na＋外排多，若用钒酸钠处理抑制了质膜H＋泵后，NaCl、NaCl＋
解析：溶质的跨膜转运不一定都会引起细胞膜两侧渗透压的
变化，如正常细胞为维持相对稳定的渗透压时刻进行跨膜运输，
A 错误。由图示可知，在盐胁迫条件下，NaCl＋GB 组比 NaCl 组
C.GB引起盐胁迫下液泡中Na＋浓度的显著变化，与液泡膜
H＋泵活性有关
D.盐胁迫下细胞质基质Na＋排出细胞或转入液泡都能降低植物的耐盐性
答案：B
GB两组Na＋外排基本相同，说明GB可能通过调控质膜H＋泵活性增强Na＋外排，从而减少细胞内Na＋的积累，B正确。盐胁迫下，NaCl、NaCl＋GB两组液泡膜H＋泵活性相同，说明GB对液泡膜H＋泵活性无影响，C错误。由题干信息“植物可通过质膜H＋泵把Na＋排出细胞，也可通过液泡膜H＋泵和液泡膜NHX载体把Na＋转入液泡内，以维持细胞质基质Na＋稳态”可知，盐胁迫下细胞质基质Na＋排出细胞或转入液泡都能维持细胞质基质Na＋稳态，从而增强植物的耐盐性，D错误。
考向 3 影响物质跨膜运输的因素分析
【考向集训】
3.(2023 年广东一模)如图是钾离子通道模式图，它由四个相同
的亚基形成了一个倒圆锥体，在宽的一端外部有一个选择性的
“过滤器”。下列叙述错误的是(
)
A.K＋通过通道蛋白时不需要与通道蛋白结合
B.此通道蛋白对通过的离子具有选择性
C.此通道的运输速率受到K＋浓度差的影响
D.此通道蛋白对K＋的运输可以双向进行
解析：通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大
答案：D
小和电荷相适宜的分子或离子通过， K＋通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合， A 正确。此通道蛋白对通过的离子具有选择性，例如，水分子和 Na＋不能借助 K＋通道蛋白进出细胞，B正确。 K＋可通过通道蛋白进出细胞，则其方式是协助扩散，膜内外物质浓度梯度的大小会直接影响协助扩散速率，浓度差越大扩散速率越快， C正确。钾离子通道由四个相同的亚基形成了一个倒圆锥体，在宽的一端外部有一个选择性的“过滤器”，故此通道蛋白对K＋的运输只能单向进行，D错误。
植物细胞的吸水和失水
1.实验原理。
(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层________。
(2)________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_____。
半透膜
细胞液
大
2.实验步骤。
紫色
紧贴
逐渐变小
加深
逐渐变大
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
现象。
(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
离复原现象。
④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适合做质壁分离
实验的溶液。
空白
对照 对照组为自然状态下不做处理的对象组，实验组为施加实验
变量处理的对象组
自身
对照 实验处理前的对象组为对照组，实验处理后的对象组为实
验组
对照实验的类型及实验组、对照组的确认
相互
对照 不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如“影响酶活性
的条件”的实验中，探究温度对酶活性的影响时，要用热水、
正常温度的水、冰水三个实验组来探究温度对酶活性的影
响，进行相互对照，以得出相应的实验结论
条件
对照 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
(续表)
[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胞菌，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(
)
组：0.3 mol·L-1 NaCl 　　 乙组：1.0 mol·L-1 NaCl
丙组：1.5 mol·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 mol·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
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
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 mol·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。
答案：A
【举一反三】
(2022 年浙江 6 月选考)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，最终涨破
D.若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显
解析：根据实验结果可知，该细胞能够发生质壁分离，说明
甲图细胞具有活性，A 正确。甲图细胞发生质壁分离，细胞失水，
细胞液浓度增大，即乙图细胞的细胞液浓度大于甲图细胞的，B
错误。由于有细胞壁的支持和保护，丙图细胞的体积不会持续增
大，也不会涨破，C 错误。由于根尖分生区细胞不具有大液泡，
不能发生质壁分离，故不能作为观察质壁分离及质壁分离复原的
实验材料，D 错误。
答案：A
谢谢
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