高中生物微课物质运输知识归纳

高中生物微课物质运输
1.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。

2.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。

考点一渗透作用与质壁分离
1．渗透作用
(2)渗透作用原理
2．动、植物细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的吸水和失水
①
②现象
(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)
①原理
植物细胞吸水，发生质壁分离复原现象。

典型例题1教材基础
1. 下列高中生物学实验中，用紫色的洋葱鳞片叶和黑藻叶片作为实验材料均可完成的是（）
A. 观察叶绿体和细胞质流动
B. 提取和分离叶绿素
C. 观察细胞质壁分离及复原
D. 观察细胞的有丝分裂
[知识点]
物质跨膜运输的实例，细胞质，细胞的增殖，光合作用
[答案]
C
[解析]
洋葱是比较好的实验材料，洋葱根尖分生区细胞观察植物细胞的有丝分裂；洋葱鳞片叶外表皮细胞，色素含量较多，用于观察质壁分离和复原；洋葱的绿叶做叶绿体中色素的提取和分离实验，叶肉细胞做细胞质流动实验，观察叶绿体的形态和分布；洋葱的内表皮细胞颜色浅、由单层细胞构成，适合观察DNA、RNA在细胞中的分布状况。

A、紫色洋葱鳞片叶细胞不含叶绿体，不能作为观察叶绿体的实验材料，黑藻的幼嫩叶片中含有大量的叶绿体，细胞质颜色比较深，易于观察叶绿体和细胞质流动，A错误；
B、洋葱的管状叶呈绿色，可用于提取和分离叶绿体中的色素，而紫色洋葱鳞片叶细胞不能，B错误；
C、洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色的大液泡，可作为观察细胞质壁分离和复原的材料，黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于细胞质壁分离及复原实验现象的观察，C正确；
D、要作为观察有丝分裂的材料,材料本身必须能发生有丝分裂，洋葱磷片叶、黑藻叶片都不能发生有丝分裂，而洋葱的根尖分生区可作为观察有丝分裂的材料，色浅，无其他色素干扰，D错误。

故选C。

2. 在“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”的实验中，某同学在显微镜下观察到图中所示细胞状态，下列叙述正确的是（）
A.②所指的区域是细胞质基质
B. ①是细胞壁，它两侧的浓度会有较大差异
C. ③所指的是细胞液，其浓度可能大于②
D. 整个过程中可以看到细胞内的紫色发生深-浅-深的变化
[知识点]
物质跨膜运输的实例
[答案]
C
[解析]
1、分析图可知，①是细胞壁，②是细胞壁和细胞膜之间的空隙，③是细胞液。

2、图中细胞处于质壁分离状态，存在情况可能是处于平衡状态，细胞液与外界溶液浓度相等；或者正在发生质壁分离，细胞液浓度小于外界溶液浓度；或者正在发生质壁分离复原，细胞液浓度大于外界溶液浓度。

A、②是细胞壁和细胞膜之间的空隙，此时该处是外界溶液，A错误；
B、①是细胞壁，它具有全透性，它两侧的浓度相等，B错误；
C、③所指的是细胞液，图中细胞处于质壁分离状态，如果处于平衡状态，细胞液与外界溶液浓度相等；如果正在发生质壁分离，细胞液浓度小于外界溶液浓度；如果正在发生质壁分离复原，细胞液浓度大于外界溶液浓度，故③所指的细胞液浓度可能大于②，C正确；
D、实验过程是细胞先发生质壁分离，后又发生质壁分离复原，整个过程中可以看到细胞内的紫色发生浅-深-浅的变化，D错误。

故选C。

典型例题2拓展延伸
1. 根据“探究洋葱表皮细胞外界溶液浓度与质壁分离关系”的实验与下图信息，下列叙述中错误的是
A. 质壁分离时，植物细胞失去的水分主要来自大液泡
B. 如果A/B值越大，说明所滴加的蔗糖溶液浓度越大
C. 所滴加的蔗糖溶液浓度越大，该细胞A值越小
D. 图中A/B值越大，说明细胞质壁分离程度越高
[知识点]
物质跨膜运输的实例
[答案]
C
[解析]
A.细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液，质壁分离时，植物细胞失去的水分主要来自大液泡，A项正确；
B、D.A/B值＝细胞的长度÷原生质体的长度，在这个比值中A的变化很小，所以A/B值越大，说明原生质层与细胞壁之间的距离增大，则质壁分离程度越大，所滴加的蔗糖溶液浓度越大，故B、D项正确；
C.图中的A是从细胞的两端测量的，代表的是细胞的长度，由于细胞壁的伸缩性很小，所以A值变化很小，几乎不变，C项错误。

故选C。

本题考查了细胞质壁分离与质壁分离复原现象及其原因，考生要能够结合质壁分离和复原过程来分析和解决问题。

图中 A 是从细胞的两端测量的，代表的是细胞的长度， B 是细胞内缩小的原生质体，代表的是原生质体的长度。

可据此答题。

2. 某研究小组用5种植物材料进行质壁分离实验。

在相同的放大倍数下，记录视野中的细胞数目，然后滴加蔗糖溶液，记录从滴加蔗糖溶液到发生“初始质壁分离”的平均时间，绘制成下图。

下列说法正确的是
A. 据图分析可知，5种植物材料中山茶细胞最小
B. 该实验在观察质壁分离现象时，没有设计对照实验
C. 若在发生质壁分离后滴加清水，则5种材料复原时间都不同
D. 5种材料中，红花檀木发生质壁分离的速度最快
[知识点]
物质跨膜运输的实例
[答案]
D
[解析]
由题意可知，实验的自变量是植物种类，因变量是细胞平均数和发生初始质壁分离所需要的时间。

A 、根据图示信息分析可知，在相同的放大倍数下，记录视野中细胞数目以山茶细胞最少，说明其细胞体积最大， A 错误；
B、该实验中的各组材料之间相互对照，所以本实验不需要单独设计对照实验，B错误；
C、根据各组实验结果，只能得到几种植物细胞质壁分离的平均时间不同，无法推知滴加清水后，它们质壁分离后的复原时间是否相同，C错误；
D、各组实验中，红花檀木质壁分离的平均时间最短，故质壁分离的速度最快，D正确。

故选D。

不同植物细胞发生初始质壁分离的平均时间的长短表示质壁分离的速度，时间越短，说明速度越快。

1．影响渗透作用中液面变化的因素分析
2．渗透装置中溶液渗透方向与浓度的判断
3．本实验两个特别提醒
(1)本实验存在两组对照实验
(2)本实验是教材必修1 中涉及”显微观察“实验中唯一的一个”只在低倍镜下“观察(不换”高倍镜“)的实验。

4．质壁分离实验的两个”并非“
(1)并非所有细胞都可发生质壁分离。

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。

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)并非所有溶液都使植物细胞发生质壁分离及复原
①一定浓度的溶质不能透膜的溶液中只会发生质壁分离现象，不能自动复原，如0.3 g/mL 蔗糖溶液。

②一定浓度的溶质可透膜的溶液中可发生质壁分离后自动复原现象，如KNO3溶液、甘油、尿素、乙二醇等。

③在高浓度溶液(如0.5 g/mL蔗糖溶液)中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。

5．质壁分离和复原实验的拓展应用
(1)判断成熟植物细胞的死活
(2)测定细胞液浓度范围
(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度
(4)鉴别不同种类的溶液(如乙二醇溶液和蔗糖溶液)
考点二物质出入细胞的方式
1．各种物质出入细胞方式的比较
2．膜上的两种转运蛋白比较
3.物质跨膜运输的方式与细胞膜结构的关系
(2)胞吞和胞吐也需要膜上蛋白质的参与，更离不开磷脂双分子层的流动性。

典型例题1围绕物质进出细胞方式考查生命观念及科学思维
1. 如图分别表示载体蛋白和通道蛋白介导的两种物质运输方式，其中通道蛋白介导的运输速率比载体蛋白介导的运输速率快1 000倍以上。

下列叙述错误的是（）
A. 通道蛋白介导的运输速率较快可能是因为消耗的能量较少
B. 载体蛋白在细胞膜上具有一定的流动性
C. 两种膜蛋白对运输的物质均具有专一性
D. 载体蛋白介导的运输速率会受到载体蛋白数量的限制
[知识点]
细胞的物质输入和输出
[答案]
A
[解析]
由题图可知，溶质分子跨膜运输特点是由高浓度运输到低浓度，需要载体蛋白或通道蛋白，不需要能量，都属于协助扩散。

A、由题图可知，溶质分子跨膜运输特点是由高浓度运输到低浓度，通道蛋白介导的运输方式属于协助扩散，不需要消耗能量，A错误；
B、载体蛋白在运输物质的过程中其空间结构会发生改变，完成转运后，其空间结构能恢复，说明细胞膜上具有一定的流动性，B正确；
C、两种膜蛋白均转运相应的物质，因此两种膜蛋白均具有专一性（特异性），C正确；
D、图中通道蛋白介导的运输方式属于协助扩散，物质运输速率会受到载体蛋白数量的限制，D正确。

故选A。

2. 人体胃内的酸性环境主要通过细胞膜上的质子泵来维持，胃酸过多会导致患者出现烧心、反酸、胃部疼痛等症状。

质子泵催化1分子的ATP水解所释放的能量，可驱动1个H+从胃壁细胞进入胃腔和1个K+从胃腔进入胃壁细胞，K+又可经过通道蛋白顺浓度进入胃腔。

下列相关叙述错误的是（）
A. 该质子泵既能催化化学反应又能转运H+
B. H+、K+等离子进出胃壁细胞都需要消耗ATP
C. 利用药物抑制质子泵的活性可以改善胃反酸等症状
D. 该质子泵的合成与加工依赖于核糖体、内质网、高尔基体等细胞器
[知识点]
细胞的物质输入和输出，细胞质，酶与ATP
[答案]
B
[解析]
结合题意分析，“质子泵催化 1 分子的 ATP 水解所释放的能量，可驱动 1 个 H +从胃壁细胞进入胃腔和 1 个 K +从胃腔进入胃壁细胞”，说明质子泵既可以催化反应，又为离子跨膜运输过程提供能量，故质子泵运输离子的过程是主动运输。

K +可经过通道蛋白顺浓度进入胃腔，方式为协助扩散。

A 、该质子泵即可催化 ATP 的水解，又可驱动 H +从胃壁细胞进入胃腔， A 正确；
B、K+经过通道蛋白顺浓度由胃壁细胞进入胃腔，为协助扩散，不需要消耗ATP，B错误；
C、利用药物抑制质子泵的活性，可以减少H+从胃壁细胞进入胃腔，避免胃酸过多，改善胃反酸等症状，C正确；
D、该质子泵的化学本质为蛋白质，其合成与加工依赖于核糖体、内质网、高尔基体等细胞器，D正确。

故选B。

本题需要提取题干的信息，考查主动运输以及协助扩散的特点、蛋白质的合成等知识点，将知识点和实例进行有机结合是解题的关键。

典型例题2围绕物质进出细胞方式考查科学思维及科学探究
1. 某种H﹢-ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶活性，能够利用水解ATP 释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H﹢。

①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中（假设细胞内的pH高于细胞外），置于暗中一段时间后，溶液的pH不变。

②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组，一组照射蓝光后溶液的pH明显降低；另一组先在溶液中加入H﹢-ATPase
的抑制剂（抑制ATP水解），再用蓝光照射，溶液的pH不变。

根据上述实验结果，下列推测不合理的是
A. H﹢-ATPase位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的H﹢转运到细胞外
B. 蓝光通过保卫细胞质膜上的H﹢-ATPase发挥作用导致H﹢逆浓度梯度跨膜运输
C. H﹢-ATPase逆浓度梯度跨膜转运H﹢所需的能量可由蓝光直接提供
D. 溶液中的H﹢不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞
[知识点]
细胞的物质输入和输出
[答案]
C
[解析]
细胞跨膜运输的方式根据是否需要消耗能量分为主动运输和被动运输，被动运输根据是否需要载体蛋白分为自由扩散和协助扩散。

主动运输需要载体蛋白，消耗的能量直接来源于 ATP 的水解。

载体蛋白位于细胞膜上，根据题意可知，照射蓝光后溶液的pH值明显下降，说明H +含量增加，进而推知：蓝光能够引起细胞内H +转运到细胞外， A 正确；对比②中两组实验可知，蓝光引起细胞内H +转运到细胞外需要通过H + -ATPase，且原先细胞内pH值高于细胞外，即细胞内H +浓度低于细胞外，因此该H +为逆浓度梯度转运， B 正确；由题意可知H +－ATPase具有ATP水解酶活性，利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H +， C 错误；由①中的实验可知，最初细胞内pH值高于细胞外，即细胞内H +浓度低于细胞外，但暗处理后溶液浓度没有发生变化，说明溶液中的H +不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞， D 正确。

2. 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
B. Na+主要以方式③运出小肠上皮细胞
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
[知识点]
细胞的物质输入和输出，细胞中的糖类和脂质
[答案]
A
[解析]
由图示可知，葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式①为主动运输；Na+逆浓度梯度运出小肠上皮细胞和K+逆浓度梯度进入小肠上皮细胞的过程均需要载体和能量，则方式②为主动运输；方式③葡萄糖运出小肠上皮细胞是顺浓度梯度，需要载体协助，为协助扩散；水进入细胞的方式④为自由扩散；多肽等大分子物质进入细胞的方式⑤为胞吞。

A、葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，运出小肠上皮细胞的方式为协助扩散，A正确；
B、由图示可知，Na+主要以②主动运输的方式运出小肠上皮细胞，B错误；
C、多肽以⑤胞吞的方式进入细胞，以胞吐方式离开细胞，C错误；
D、维生素D属于固醇类，进入细胞的方式为④自由扩散，D错误。

故选A。

1．模式图中物质跨膜运输的方式的判断
2．归纳概括同一物质的不同运输方式
3．有关物质出入细胞方式的七个”不要漏掉“
(1)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。

(2)消耗能量的运输方式除主动运输外，不要漏掉胞吞和胞吐。

(3)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。

(4)影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外，不要漏掉浓度差。

(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。

(6)运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。

(7)Na＋、K＋等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞，但不要漏掉，也可通过协助扩散(或离子通道)进出细胞，如神经细胞维持静息电位时的K＋外流和形成动作电位时的Na＋内流。

4.快速判定物质出入细胞的方式
5.影响物质跨膜运输两大因素的模型构建(1)物质浓度(在一定的浓度梯度范围内)
(2)氧浓度。