高考生物一轮复习第二单元细胞的基本结构与物质运输第03讲物质跨膜运输的实例和方式新人教版

解析 据图可知，实验开始时，即 t0～t1 时间段，P 值<1，则细胞液浓 度<外界溶液浓度，细胞表现为失水。t1 时 P 值＝1，则细胞液浓度＝外界 溶液浓度，此时细胞吸水和失水达到平衡，表现为不吸水也不失水。t1～t2 时间段，P 值>1，则细胞液浓度>外界溶液浓度，细胞表现为吸水。据此可 推测细胞可吸收外界溶液中的溶质，外界溶液不可能是蔗糖溶液，A 项错 误；细胞在 t1 时刻之前就已开始从外界溶液中吸收溶质，B 项错误；降低 温度，细胞膜的流动性减弱，同时与细胞呼吸有关的酶活性会降低，影响 主动运输，所以 t1～t2 时间段会变长，C 项正确；t2 时刻后 P 值不再增大主 要是由于细胞膜上运输外界溶液中溶质的载体蛋白数量有限，D 项错误。
答案 B
一层膜与一层细胞 物质穿过一层膜，是指物质通过穿膜运输(自由扩散、协助扩散和主动运 输)的方式通过一层膜结构。物质穿过一层细胞，指的是物质先进入细胞、再 排出细胞的过程，通过膜的层数至少为两层。
考向二 影响跨膜运输的因素 3. (2019·淄博模拟)如图中曲线 a、b 表示物质跨膜运输的两种方式，下 列叙述正确的是( )
答案 D
4．(2019·山西六校模拟)某实验小组在室温条件下，将紫色洋葱鳞片叶 外表皮细胞置于一定浓度的某溶液中，测得细胞液浓度与该溶液浓度的比值 (P 值)随时间的变化曲线如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A．该溶液是一定浓度的蔗糖溶液 B．细胞在 t1 时刻开始从外界溶液中吸收溶质 C．若降低温度，则 t1～t2 时间段会变长 D．t2 时刻后 P 值不再增大主要是由于细胞壁的限制
①水分的流动判断：当溶液浓度 S1>S2 时，水分就通过半透膜由 S2 流向 S1；当溶液浓度 S1<S2 时，水分就通过半透膜由 S1 流向 S2。
②在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差 Δh，则 S1 溶液浓度 > S2 溶液浓度。因为液面高的一侧形成的净水压，会 阻止 溶剂由低浓度一侧 向高浓度一侧扩散。
答案 C
4．用呼吸抑制剂处理哺乳动物的红细胞，如图表示物质吸收量的变化， 正确的是( )
A
B
C
D
解析 A 中葡萄糖的运输方式是协助扩散，不需要消耗 ATP，所以与 呼吸强度无关，A 项错误；B 中两种物质的运输方式都是主动运输，需要 消耗 ATP，所以当用呼吸抑制剂处理后，它们的运输量会受到影响，B 项 正确；C 和 D 中物质的运输方式是自由扩散，不需要 ATP，所以与呼吸强 度无关，C、D 两项错误。
答案 B
考向二 植物细胞吸水与失水的原因应用 3.将小鼠红细胞放入一定浓度的 KNO3 溶液中，红细胞体积随时间变化 如图，有关叙述正确的是( )
A．KNO3 溶液的起始渗透压小于红细胞内液的起始渗透压 B．与 B 点相比，A 点对应时刻红细胞内液的渗透压较大 C．AB 段失水使红细胞内液的渗透压大于 KNO3 溶液，从而出现 BC 段的变化 D．B 点对应的时刻，KNO3 溶液与红细胞内液的渗透压相等
细胞内的物质运输与能量供应的
2．影响跨膜运输
物细胞的质壁分
关系
的因素
离和复原
科学探究——实验设计与实验结
果分析：分析植物细胞的质壁分离
及质壁分离复原实验
微考点•大突破
核心考点 深度解析
考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水
1．渗透作用 (1)发生渗透作用的条件：一是具有 半透膜 ，二是半透膜两侧的溶液具 有 浓度差 。 (2)常见渗透装置图分析
(4)说明
(必修 1 P73“与社会的联系”改编)囊性纤维病是细胞中某种蛋白质结 构异常，影响了 Na＋和 Cl－的跨膜运输，这一事例说明这种结构蛋白属于 细胞膜上的___载__体__蛋__白___，也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通 过细胞膜上__载__体__蛋__白__的__种__类__和__数__量___来实现的。
解析 因淀粉不能透过半透膜，故图甲中的水柱 a 上升到最大高度后 将静止；因葡萄糖可以透过半透膜，故图乙漏斗内液体先表现吸水，水柱 b 上升，因葡萄糖的外渗，最终扩散平衡时内外葡萄糖浓度相等，即内外 液面相平。
答案 D
2．U 型管中装有两种不同的溶液 R 及 S，并被一半透性膜(X)隔开(如 下图所示)。与 S 相比，R 为低渗溶液(即浓度较低)。当图 a 中的 U 形管内 达到平衡时(参看图 b)，U 形管两侧溶液的高度及浓度分别是( )
答案 C
考点二 物质跨膜运输的方式及影响因素 1．物质出入细胞方式的比较
2.影响跨膜运输的因素 (1)物质浓度
方式： 自由扩散
协助扩散或主动运输
主动运输
(2)氧气浓度(红细胞的主动运输与 O2 无关)
方式： 自由扩散或协助扩散
主动运输
(3)温度对跨膜运输的影响：一方面，温度通过影响分子运动而影响图 甲 自由扩散 ； 另一方 面，温 度直接影 响蛋白 质的活 性从而 影响图 乙 主动运输和协助扩散 。
教材 命题 物质出入细胞的方式是近年高考的高频考点。对此知识点的考查形式是对 不同生理条件下物质跨膜运输方式的判断，考查内容涉及不同模块不同章节中 的知识，考查角度多、范围广。
微解导思 巨噬细胞依赖细胞膜的 流动 性以 胞吞 的方式摄入病 原体；固醇类激素属于脂质，以 自由扩散 的方式进入靶细胞；神经细胞受到 刺激时，Na＋ 顺 浓度梯度内流，属于 被动 运输；甘油以 自由扩散 的方 式进入细胞。
4．科学家将番茄和水稻分别放在含有 Ca2＋、Mg2＋和 SiO44－的培养液中培 养，结果及分析如下：
(1)实验结论： ①不同植物对 同种无机盐离子 的吸收有差异。 ②同种植物对 不同无机盐离子 的吸收也有差异。 (2)实验结论：植物细胞对无机盐离子的吸收具有 选择性 。
诊断辨析 (1)植物细胞的细胞内液即细胞液。( × ) 提示 细胞液是指植物细胞液泡内的液体；细胞内液是指细胞内的液体环 境。 (2)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度。( × ) (3)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。( × ) (4)质壁分离过程中水分子运动只能单向进行。( × ) (5)将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用。( × ) (6)成熟的植物细胞发生质壁分离过程中，细胞的吸水能力逐渐减小。( × )
解析 分析题图可知：图中 a 是协助扩散，b、d 是自由扩散，c 是主 动运输。O2 和 CO2 的跨膜运输方式都是自由扩散，A 项错误；被动运输中 的协助扩散需要载体协助，B 项正确；由①(糖蛋白)位置可知，c 表示以主 动运输方式向细胞外运输物质，C 项错误；构成细胞膜的磷脂和蛋白质大 都可以运动，D 项错误。
考向一 物质出入细胞的方式及特点
1．(2018·北京高考)细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环
境。下列物质中，以(自由)扩散方式通过细胞膜的是( )
A．Na＋
B．二氧化碳
C．RNA
D．胰岛素
解析 物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫自由扩散。自由扩散不
需要载体蛋白、不消耗 ATP，以自由扩散方式通过细胞膜的物质有水、气
2．动物细胞的吸水和失水
(2)现象①②外外界界溶溶液液浓浓度度<>细细胞胞质质浓浓度度⇒⇒细细胞胞吸失水水膨皱胀缩 ③外界溶液浓度＝细胞质浓度⇒水分进出平衡
3．成熟植物细胞的吸水和失水
①当 外界溶液浓度 > 细胞液浓度 时，细胞失水，发生 质壁分离 现 象。
②当 外界溶液浓度< 细胞液浓度 时，细胞吸水，失水的细胞发生 质壁分离复原 现象。
第二单元 细胞的基本结构与物质运输
第03讲 物质跨膜运输的实例和方式
微考点•大突破 微考场•大揭秘
最新考纲
高频考点
核心素养
科学思维——归纳与演绎：分析不
同物质跨膜运输实例，归纳物质跨
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1.物质出入细胞 的方式(Ⅱ)
1.物质跨膜运输 的方式
膜运输的类型和特点 生命观念——物质与能量观：理解
2．实验：观察植
热图解读 物质跨膜运输方式的图解，图中①②分别是什么？
主动运输
协助扩散
【真题考情】 (2018·全国卷Ⅱ)下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是 (C)
A．巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散 B．固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输 C．神经细胞受到刺激时产生的 Na＋内流属于被动运输 D．护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输
诊断辨析 (1)胞吐的物质一定是大分子物质。( × )
提示 在胞吞和胞吐方式中，某些小分子分泌出细胞外，也可以以胞吐方 式进行，例如神经递质等。
(2)细胞质中的氢离子可以通过扩散作用进入液泡内。( × ) (3)细胞外液中的 K＋进入神经细胞属于自由扩散。(× ) (4)液泡中积累了大量离子，故液泡膜不具有选择透过性。( × ) (5)主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢。( × ) (6)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同。( √ )
答案 B
实验探究物质跨膜运输的方式
考点三 观察植物细胞的质壁分离和复原
1．实验原理 (1)植物细胞壁的特点：伸缩性比原生质层 小 。 (2)成熟的植物细胞构成渗透系统可以发生 渗透作用 。
2．实验步骤 (1)质壁分离和复原实验流程
(2)三次观察的实验现象
观察
观察现象
次数
中央液泡
原生质层位置
第一次 有一个紫色的中央液泡
A．甘油、脂肪酸不能通过方式 a 运输 B．人成熟红细胞对葡萄糖吸收方式可用 a 表示 C．方式 b 的最大转运速率与载体蛋白数量有关 D．线粒体产生的 CO2 以 b 方式进入细胞质基质
解析 图中方式 a 为自由扩散；方式 b 为协助扩散或主动运输。甘油、 脂肪酸跨膜运输的方式是自由扩散，A 项错误；人成熟红细胞吸收葡萄糖 的方式是协助扩散，B 项错误；主动运输、协助扩散都需要载体的协助， 因此其最大转运速率与载体蛋白数量有关，C 项正确；线粒体产生的 CO2 以自由扩散的方式进入细胞质基质，D 项错误。
紧贴细胞壁
第二次 逐渐变小 (紫色加深) 与细胞壁逐渐分离
第三次 逐渐变大 (紫色变浅) 逐渐贴近细胞壁
(3)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 KNO3 溶液和蔗糖溶液)
⑤验证原生质层具有 选择透过性 (如细胞在蔗糖溶液中，蔗糖不能进入 细胞)。
A．右侧较高，两溶液等渗，即浓度相等 B．右侧较高，且右侧为高渗，即浓度较高 C．左侧较高，且右侧为低渗，即浓度较低 D．两侧高度相等，且为等渗
解析 由于溶液 S 浓度高于溶液 R，所以 U 形管内达到平衡时，右侧 较高。此时两侧液面造成的压强差与两侧溶液的渗透压差对水分透过半透 膜的作用相等，水分进出平衡。
解析 据图分析，AB 段细胞体积变小，说明 KNO3 溶液的起始渗透压 大于红细胞内液的起始渗透压，细胞失水，所以 B 点红细胞内液的渗透压 大于 A 点；NO－ 3 和 K＋以主动运输的方式进入细胞，使得细胞内液的渗透 压高于外界溶液，细胞吸水，才出现 BC 段；B 点是细胞体积变化的转折 点，说明 KNO3 溶液与红细胞内液的渗透压相等，水分子进出细胞处于动 态平衡。
(必修 1 P61“与生活的联系”改编)为什么咸瓜子吃多了更易使人上火 (即口干舌燥)?
答案 这是因为与细胞内液相比，外界浓度高，口腔上皮细胞失水导 致的。
考向一 渗透作用原理 1．半透膜对淀粉和葡萄糖的通透性不同(如图Ⅰ)，预测图Ⅱ(开始时漏斗 内外液面相平)的实验结果最可能的是( )
A．图甲中水柱 a 将持续上升 B．图甲中水柱 a 将保持不变 C．图乙中水柱 b 将保持不变 D．图乙中水柱 b 将先上升后下降
体、脂溶性物质等，B 项符合题意；Na＋通过细胞膜的方式有协助扩散和主
动运输，A 项不符合题意；RNA 一般不能以自由扩散的方式通过细胞膜，
C 项不符合题意；胰岛素是蛋白质，以胞吐的方式运出细胞，D 项不符合
题意。
答案 B
2．下图为细胞膜结构及物质跨膜运输示意图，下列相关叙述正确的是 ()
A．O2 和 CO2 以图中 a 方式通过细胞膜 B．被动运输过程有时也需要膜蛋白的参与 C．图中 c 可表示葡萄糖进入口腔上皮细胞的过程 D．图中①②④都能运动，而③一般不能运动