第4章細胞的物質(zhì)輸入和輸出課標要求核心素養(yǎng)命題趨勢1.說明物質(zhì)進出細胞的方式2.通過模擬實驗探究膜的透性3.觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復原1.生命觀念：細胞膜的成分、結(jié)構(gòu)與運輸物質(zhì)的功能相適應(yīng)2.科學思維：歸納總結(jié)物質(zhì)運輸方式的異同點，并對物質(zhì)出入細胞方式進行推理和判斷3.科學探究：根據(jù)植物細胞的質(zhì)壁分離與復原實驗過程分析實驗原理，交流實驗結(jié)果4.社會責任：依據(jù)滲透作用原理，指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和選擇低鹽飲食的健康生活方式以選擇題或者非選擇題的形式，內(nèi)容以跨膜運輸及質(zhì)壁分離為主，觀察質(zhì)壁分離與復原，探究物質(zhì)跨膜運輸方式[考情分析][思維網(wǎng)絡(luò)]考點一細胞的滲透吸水與失水1.滲透作用半透膜擴散

(1)概念：指水分子(或者其他溶劑分子)通過________的______。

(2)滲透裝置。

①液面上升的原因：_____________________________________________________________________________________________________。 ②液面不會一直上升的原因：因為液面上升到一定程度就會產(chǎn)生一個靜水壓(圖中Δh)，當該壓力和漏斗中的吸水能力相等時液面不再上升。

(3)滲透作用發(fā)生的條件。①具有________。半透膜濃度差②半透膜兩側(cè)的溶液存在__________。單位時間由燒杯中通過半透膜進入漏斗中的水分子數(shù)>單位時間由漏斗中通過半透膜進入燒杯中的水分子數(shù)半透膜與選擇透過性膜的比較

(1)區(qū)別：半透膜是無生命的物理性薄膜，物質(zhì)能否通過取決于分子的大??；選擇透過性膜是具有活性的生物膜，載體蛋白的存在決定了其對不同物質(zhì)吸收的選擇性。細胞死亡或膜載體蛋白失活后，其選擇透過性喪失。

(2)共性：都允許水分子自由通過，而不允許生物大分子通過。2.動、植物細胞的吸水和失水(1)條件：具有中央大液泡的成熟植物細胞。(2)原理。(3)現(xiàn)象。滲透作用質(zhì)壁分離

①當外界溶液的濃度大于細胞液濃度時，細胞就通過__________失水，植物細胞就發(fā)生__________現(xiàn)象。 ②將已發(fā)生質(zhì)壁分離的植物細胞放入清水中，此時細胞液的濃度__________外界清水，植物細胞吸水，發(fā)生______________現(xiàn)象。大于質(zhì)壁分離復原方式被動運輸主動運輸胞吞胞吐自由擴散協(xié)助擴散運輸方向①________________低濃度↓高濃度②_______ ↓

細胞內(nèi)細胞內(nèi)↓細胞外是否需要蛋白質(zhì)不需要需要需要需要需要能量不消耗③_______④______⑤______⑥______考點二物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞郊坝绊懸蛩?.物質(zhì)進出細胞方式高濃度→低濃度細胞外不消耗消耗消耗消耗方式被動運輸主動運輸胞吞胞吐自由擴散協(xié)助擴散模型舉例O2、CO2、甘油、乙醇、苯紅細胞吸收葡萄糖、H2O通過通道蛋白的運輸小腸上皮細胞吸收葡萄糖、無機鹽、氨基酸等白細胞吞噬病菌分泌蛋白的分泌(續(xù)表)方式被動運輸主動運輸胞吞胞吐自由擴散協(xié)助擴散影響因素濃度差濃度差；轉(zhuǎn)運蛋白的種類和數(shù)量載體蛋白種類和數(shù)量；能量溫度；能量(續(xù)表)(3)Na＋、K＋等無機鹽離子一般以主動運輸?shù)姆绞竭M出(1)從低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)運輸一定是主動運輸，因為逆濃度梯度運輸需要消耗能量。

(2)同一種物質(zhì)進出不同細胞時，運輸方式可能不同，如紅細胞吸收葡萄糖的方式是協(xié)助擴散，小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式則是主動運輸。細胞，但也可通過協(xié)助擴散進出細胞。(4)RNA和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)通過核孔進出細胞核，而不是通過胞吞、胞吐作用。2.轉(zhuǎn)運蛋白的類型

(1)概念：鑲嵌在膜上的一些特殊的蛋白質(zhì)，能夠協(xié)助物質(zhì)順濃度梯度跨膜運輸，這些蛋白質(zhì)稱為轉(zhuǎn)運蛋白。(2)分類。3.影響物質(zhì)跨膜運輸因素的分析(1)濃度差對物質(zhì)跨膜運輸?shù)挠绊憽舛炔钪饕绊懽杂蓴U散和協(xié)助擴散。(2)載體蛋白數(shù)量對跨膜運輸?shù)挠绊?。載體蛋白主要影響協(xié)助擴散和主動運輸。(3)氧氣含量對跨膜運輸?shù)挠绊憽?/p>

氧氣通過影響細胞呼吸進而影響主動運輸?shù)乃俾?。PQ段，隨著氧氣含量增加，有氧呼吸產(chǎn)生的能量越多，主動運輸?shù)乃俾试酱蟆?4)溫度對物質(zhì)跨膜運輸?shù)挠绊??！净A(chǔ)測評】1.易錯診斷(1)主動運輸使膜內(nèi)外物質(zhì)濃度趨于一致，維持了細胞的正常代謝。()(2)人紅細胞吸收膽固醇與吸收葡萄糖的相同點是均需要載體蛋白的協(xié)助。()(3)激素都必須通過主動運輸進入細胞內(nèi)才能完成對細胞代謝的調(diào)節(jié)。()(4)植物細胞的原生質(zhì)層包括細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核。())(5)無機鹽離子都是逆濃度梯度跨膜運輸?shù)摹?答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×

2.半透膜對淀粉和葡萄糖的通透性不同(如圖1)，預測圖2的實驗結(jié)果(開始時漏斗內(nèi)外液面相平)最可能的是()圖1甲乙圖2A.甲中水柱a將持續(xù)上升B.甲中水柱a將保持不變C.乙中水柱b將保持不變D.乙中水柱b將先上升后下降答案：D)3.下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運輸?shù)臄⑹?，錯誤的是(A.細胞通過主動運輸吸收物質(zhì)需要消耗能量B.蛋白酶的分泌依賴于生物膜的流動性C.乙醇以自由擴散的方式進入細胞D.對細胞有害的物質(zhì)都不能通過細胞膜答案：D

4.如圖是幾種物質(zhì)進出細胞方式中，運輸速率與影響因素間的關(guān)系曲線圖。下列與此圖相關(guān)的敘述中，正確的是()C.與

K＋進入神經(jīng)細胞相符的圖有②④⑤A.與氧氣進出細胞相符的圖有①③⑤B.與葡萄糖進入紅細胞相符的圖有①④⑥D(zhuǎn).與蛋白質(zhì)類物質(zhì)進出細胞相符的圖有②③⑥答案：A

考向1滲透作用現(xiàn)象分析及細胞的吸水和失水

[典例1](2021年廣東高考)保衛(wèi)細胞吸水膨脹使植物氣孔張開。適宜條件下，制作紫鴨跖草葉片下表皮臨時裝片，觀察蔗糖溶液對氣孔開閉的影響，下圖為操作及觀察結(jié)果示意圖。下列敘述錯誤的是()A.比較保衛(wèi)細胞細胞液濃度，③處理后>①處理后B.質(zhì)壁分離現(xiàn)象最可能出現(xiàn)在滴加②后的觀察視野中C.滴加③后有較多水分子進入保衛(wèi)細胞D.推測3種蔗糖溶液濃度高低為②>①>③

解析：通過分析可知，①細胞處吸水量少于③處細胞，說明保衛(wèi)細胞細胞液濃度①處理后>③處理后，A錯誤。②處細胞失水，故質(zhì)壁分離現(xiàn)象最可能出現(xiàn)在滴加②后的觀察視野中，B正確。滴加③后細胞大量吸水，故滴加③后有較多水分子進入保衛(wèi)細胞，C正確。通過分析可知，推測3種蔗糖溶液濃度高低為②>①>③，D正確。答案：A(1)水分子的移動方向是雙向的，但最終結(jié)果是由低濃度溶液流向高濃度溶液的水分子數(shù)多。(2)滲透系統(tǒng)的溶液濃度指物質(zhì)的量濃度，而非質(zhì)量濃度，實質(zhì)是指滲透壓。

【考向集訓】

1.將a、b、c三組紅細胞分別置于不同濃度的氯化鈉溶液中進行實驗，浸泡一段時間后其細胞形態(tài)如下圖所示。下列敘述錯誤的是()A.圖中所示細胞內(nèi)液的滲透壓，a組的比b組的高B.浸泡過程中a組細胞失水量小于c組細胞失水量C.若向a組燒杯中加入少量葡萄糖，則其細胞可能會皺縮后恢復原狀D.上述實驗中引起細胞形態(tài)的改變而消耗ATP的數(shù)量比較：c>b>a

解析：由圖可知，a燒杯中紅細胞形態(tài)幾乎不變，b燒杯中紅細胞吸水膨脹，c燒杯中紅細胞失水皺縮，則三支燒杯中溶液濃度依次c＞a＞b，A、B正確。向a組燒杯加入少量葡萄糖，使外界溶液濃度升高，細胞會發(fā)生皺縮，但葡萄糖為紅細胞選擇吸收的物質(zhì)，紅細胞吸收一定量的葡萄糖后會恢復原狀，C正確。圖中細胞形態(tài)變化是由H2O的進出引起的，不消耗能量，D錯誤。答案：D

2.如圖表示一個中間隔以半透膜(只允許水分子通過)的水槽，兩側(cè)分別加入等物質(zhì)的量濃度的葡萄糖溶液和麥芽糖溶液，然后在半透膜兩側(cè)加入等質(zhì)量的麥芽糖酶。在加入麥芽糖酶前后a、b兩側(cè)液面的變化是()

A.加酶前a側(cè)液面上升，加酶后b側(cè)液面上升并高于a側(cè)液面

B.加酶前a側(cè)液面上升，加酶后b側(cè)液面上升并與a側(cè)液面持平C.加酶前后a、b兩側(cè)液面不變D.加酶前a、b兩側(cè)液面不變，加酶后b側(cè)液面上升并高于a側(cè)液面

解析：溶液滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質(zhì)微粒的數(shù)目。相同物質(zhì)的量濃度的葡萄糖溶液和麥芽糖溶液滲透壓相等，即加酶前a、b兩側(cè)液面不變；但加入麥芽糖酶后，麥芽糖分解，使得b側(cè)溶液的滲透壓增大，水分由a側(cè)向b側(cè)轉(zhuǎn)移，b側(cè)液面上升并高于a側(cè)，D正確。答案：D考向2物質(zhì)跨膜運輸方式的判斷答案：A

【考向集訓】

3.(2021年河北高考)人體成熟紅細胞能夠運輸O2和CO2，其部分結(jié)構(gòu)和功能如圖，①～⑤表示相關(guān)過程。下列敘述錯誤的是()

A.血液流經(jīng)肌肉組織時，氣體A和B分別是CO2

和O2B.①和②是自由擴散，④和⑤是協(xié)助擴散C.成熟紅細胞通過無氧呼吸分解葡萄糖產(chǎn)生ATP，為③提供能量

D.成熟紅細胞表面的糖蛋白處于不斷流動和更新中

解析：紅細胞能運輸O2

和CO2，肌肉細胞進行有氧呼吸時，消耗O2，產(chǎn)生CO2，可以判斷氣體A和B分別是CO2和O2，A正確。①和②表示氣體進出紅細胞，一般氣體等小分子進出細胞的方式為自由擴散，④是葡萄糖通過載體蛋白進入紅細胞，順濃度梯度，不需要消耗能量，為協(xié)助擴散，⑤是H2O通過水通道蛋白進入紅細胞，屬于協(xié)助擴散，B正確。③為紅細胞通過消耗能量主動吸收K＋

只能通過無氧呼吸分解葡萄糖產(chǎn)生ATP，為③提供能量，C正確。成熟紅細胞沒有核糖體，不能再合成新的蛋白質(zhì)，細胞膜上的糖蛋白不能更新，糖蛋白存在于細胞膜的外表面，由于細胞膜具有流動性，其表面的糖蛋白處于不斷流動中，D錯誤。

答案：D排出Na＋，成熟紅細胞沒有線粒體，不能進行有氧呼吸，4.(2020年江蘇高考)如圖①～⑤表示物質(zhì)進、出小腸上皮細胞的幾種方式，下列敘述正確的是()A.葡萄糖進、出小腸上皮細胞方式不同

C.多肽以方式⑤進入細胞，以方式②離開細胞D.口服維生素D通過方式⑤被吸收B.Na＋主要以方式③運出小腸上皮細胞助擴散，A正確。據(jù)圖可知，Na＋主要以方式②(主動運輸)

解析：由圖示可知，葡萄糖進入小腸上皮細胞時逆濃度梯度運輸，該運輸方式屬于主動運輸，葡萄糖運出小腸上皮細胞時順濃度梯度運輸且需要載體，該運輸方式為協(xié)運出小腸上皮細胞，B錯誤。多肽以方式⑤胞吞進入細胞，以胞吐方式離開細胞，C錯誤。維生素D為固醇類物質(zhì)，口服維生素D通過方式④(自由擴散)被吸收，D錯誤。答案：A同方式吸收外界溶液中的

K＋?；卮鹣铝袉栴}：(1)細胞外的K＋可以跨膜進入植物的根細胞。細胞膜(2)細胞外的K＋能夠通過離子通道進入植物的根細胞?？枷?影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩胤治鯷典例3](2021年全國卷Ⅱ)植物的根細胞可以通過不和核膜等共同構(gòu)成了細胞的生物膜系統(tǒng)，生物膜的結(jié)構(gòu)特點是______。離子通道是由_________復合物構(gòu)成的，其運輸?shù)奶攸c是______(答出1點即可)。(3)細胞外的K＋可以通過載體蛋白逆濃度梯度進入植物的根細胞。在有呼吸抑制劑的條件下，根細胞對K＋的具有選擇性。(3)細胞外的K＋可以通過載體蛋白逆濃度梯劑會影響細胞對K＋的吸收速率。吸收速率降低，原因是_________________________。

解析：(1)生物膜的結(jié)構(gòu)特點是具有一定的流動性。(2)離子通道是由蛋白質(zhì)復合物構(gòu)成的，一種通道只能先讓某種離子通過，而另一些離子則不容易通過，即離子通道度進入植物的根細胞，是主動運輸過程。主動運輸需要消耗能量，而細胞中的能量由細胞呼吸提供，因此呼吸抑制(3)細胞逆濃度梯度吸收K＋是主動運輸過程，需要能答案：(1)具有一定的流動性(2)蛋白質(zhì)選擇性量，呼吸抑制劑會影響細胞呼吸供能，故使細胞主動運輸速率降低

【考向集訓】

5.(2020年海南學業(yè)水平考試)ABC轉(zhuǎn)運蛋白是一類跨膜轉(zhuǎn)運蛋白，參與細胞吸收多種營養(yǎng)物質(zhì)，每一種ABC轉(zhuǎn)運蛋白對物質(zhì)運輸具有特異性。ABC轉(zhuǎn)運蛋白的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)運過程如圖所示，下列有關(guān)敘述正確的是()A.ABC轉(zhuǎn)運蛋白可提高O2的跨膜運輸速度B.ABC轉(zhuǎn)運蛋白可協(xié)助葡萄糖順濃度梯度進入細胞

D.若ATP水解受阻，ABC轉(zhuǎn)運蛋白不能完成轉(zhuǎn)運過程C.Cl－和氨基酸依賴同一種ABC轉(zhuǎn)運蛋白跨膜運輸Cl－和氨基酸跨膜運輸依賴的轉(zhuǎn)運蛋白不同，C錯誤。據(jù)圖

解析：O2

的跨膜運輸方式為自由擴散，不需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助，A錯誤。據(jù)圖可知，ABC轉(zhuǎn)運蛋白發(fā)揮作用過程需要消耗能量，葡萄糖順濃度梯度進入細胞不需要耗能，也就不需要ABC轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助，B錯誤。據(jù)題干信息可知“每一種ABC轉(zhuǎn)運蛋白對物質(zhì)運輸具有特異性”，故可知，ABC轉(zhuǎn)運蛋白的功能發(fā)揮伴隨ATP水解的過程，故若ATP水解受阻，ABC轉(zhuǎn)運蛋白不能完成轉(zhuǎn)運過程，D正確。答案：D

6.(2020年山東煙臺期末)如圖甲、乙分別是洋蔥根尖在不同O2

濃度及不同底物濃度情況下(其他條件適宜)，從

關(guān)描述不正確的是()

A.A點時影響離子吸收速率的主要因素是能量

B.B點時離子吸收速率不再增大是因為載體蛋白的數(shù)量有限甲乙C.C點時影響離子吸收速率的主要因素是底物濃度D.D點時離子吸收速率不再增大是因為底物濃度太高，細胞發(fā)生質(zhì)壁分離速率受能量、載體蛋白數(shù)量和底物濃度的影響。A

點時離子吸收速率未達到最大，限制因素是O2濃度，而O2濃度通過影響呼吸作用產(chǎn)生的能量影響吸收速率，故此時主要影響因素是能量，A正確。B

點時離子吸收速率不再隨O2濃度增大而增大，此時的限制因素是載體蛋白的數(shù)量，B正確。C

點時離子吸收速率未達到最大，此時影響離子吸收速率的主要因素是底物濃度，C正確。D

點時離子吸收速率不再隨底物濃度增大而增大，主要是因為載體蛋白數(shù)量有限，D錯誤。答案：D植物細胞的吸水和失水1.實驗原理(1)成熟的植物細胞的原生質(zhì)層相當于一層半透膜。(2)細胞液具有一定的濃度，細胞能滲透吸水和失水。(3)原生質(zhì)層比細胞壁的伸縮性大。2.實驗步驟3.現(xiàn)象與結(jié)論空白對照對照組為自然狀態(tài)下不做處理的對象組，實驗組為施加實驗變量處理的對象組自身對照實驗處理前的對象組為對照組，實驗處理后的對象組為實驗組相互對照不單設(shè)對照組，而是幾個實驗組相互對照。如“影響酶活性的條件”的實驗中，探究溫度對酶活性的影響時，要用熱水、正常溫度的水、冰水三個實驗組來探究溫度對酶活性的影響，進行相互對照，以得出相應(yīng)的實驗結(jié)論對照實驗的類型及實驗組、對照組的確認條件對照(續(xù)表)

即給對象施加某種實驗處理，雖不是檢驗假設(shè)需要的，但更能充分說明實驗變量的對照。例如，在用動物激素飼喂小動物的實驗方案中，飼喂甲狀腺激素的為實驗組；飼喂甲狀腺抑制劑的是條件對照組；不飼喂藥劑的是空白對照組4.質(zhì)壁分離及復原發(fā)生的條件(1)從細胞角度分析。①死細胞、動物細胞及未成熟的植物細胞(如根尖分生區(qū)細胞)不發(fā)生質(zhì)壁分離及復原現(xiàn)象。②具有中央大液泡的成熟植物細胞可發(fā)生質(zhì)壁分離及復原現(xiàn)象。(2)從溶液角度分析。

①在一定濃度(溶質(zhì)不能透過半透膜)的溶液中只會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，不能發(fā)生自動復原現(xiàn)象(只有用清水或低滲溶液處理，方可復原)。

②在一定濃度(溶質(zhì)可透過半透膜)的溶液(如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)中可發(fā)生質(zhì)壁分離，并能自動復原，胞液濃度升高，細胞滲透吸水而發(fā)生自動復原。 ③在高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，但不會發(fā)生質(zhì)壁分離復原現(xiàn)象。④鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細胞，不適合做質(zhì)壁分離實驗的溶液。(1)原生質(zhì)：包括細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核三部分，動物細胞可以看作一團原生質(zhì)。(2)原生質(zhì)層：成熟的植物細胞的細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)，可看作一層半透膜。

[典例](2021年湖南高考)質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復原是某些生物細胞響應(yīng)外界水分變化而發(fā)生的滲透調(diào)節(jié)過程。下列敘述錯誤的是()

A.施肥過多引起的“燒苗”現(xiàn)象與質(zhì)壁分離有關(guān)

B.質(zhì)壁分離過程中，細胞膜可局部或全部脫離細胞壁

C.質(zhì)壁分離復原過程中，細胞的吸水能力逐漸降低

D.1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的滲透壓大小相等

解析：施