1、1专题 03 细胞的物质输入与输出考点概述物质的输入和输出在必修模块中直到一个承上启下的作用。微观上可联系细胞的亚显微结构，宏观上可联系生物的内环境，甚至牵扯到生物的遗传变异的相关内容。本专题内容考查结合点多，对题目中有效信息的提取能力和对不同专题之间的综合要求高。主要考查几种常见的方式（渗透作用、自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞胞吐）的判定、特点及影响因素；物质跨膜运输的实例，主要涉及对渗透作用的理解、渗透过程的分析、拓展及应用、植物细胞吸水和失水以及 由此引进的质壁分离及复原，应注意构建知识框架，实现对知识的整体把握。容易对渗透作用中的水分运输方向理解不透，渗透平衡后半透膜两侧浓度差是否
2、存在理解不透，误认为浓度差是质量分数浓度差，对质壁分离的概念及发生条件理解不到位，常见物质出入细胞膜的具体方式混淆不清，对基本概念内涵没有深入理解。通过对渗透作用、物质出入细胞方式、质壁分离的概念内涵的理解，列表比较物质出入细胞的信息特征，回忆相应物质出入细胞的典型特征，或用概念图对细胞出入细胞方式进行比较，分析列举影响节点的内因和外因，从文字或图解背景中找出关键信息，如是否消耗能量，是否需要载体，是否逆浓度运输，是大分子还是小分子，再掌握特殊物质出入细胞的方式即可，如神经递质、哺乳动物成熟的红细胞对葡萄糖的吸收等。应根据现象提出问题、分析大批量、归纳概念的方法，联系生活实际进行类比，培养解读
3、图表的能力，探索使用图表描述生理活动的方法。应结合渗透装置分析成熟植物细胞的吸水和失水；细化质壁分离和质壁分离复原的实验；结合细胞膜的流动镶嵌模型，运用表格的方式，加深对不同物质运输方式的理解。考点精讲【要点梳理】1常见渗透装置图形分析（1）溶质不能通过半透膜的情况若 S1溶液浓度大于 S2溶液浓度，则单位时间内由 S2S 1的水分子数多于由 S1S 2的，2外观上表现为 S1溶液液面上升；若 S1溶液浓度小于 S2溶液浓度，则情况相反，外观上表现为 S1溶液液面下降。在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差 h，则 S1溶液浓度仍大于 S2溶液浓度。因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低
4、浓度一侧向高浓度一侧扩散。（2）溶质能通过半透 膜的情况若 S1溶液浓度大于 S2溶液浓度，则最初单位时间内由 S2S 1的水分子数多于由 S1S 2的，随着溶质的扩散，最终 S1和 S2溶液浓度相等，外观上表现为 S1溶液液面先上升后下降，最终 S1和 S2溶液液面持平；若 S1溶液浓度小于 S2溶液浓度，则情况相反。2验证渗透作用发生的条件（1）具有半透膜烧杯内盛清水，漏斗内盛蔗糖溶液A 组漏斗口密封半透膜漏斗液面上升B 组漏斗口密封纱布漏斗液面不上升（2）具有浓度差漏斗口密封半透膜A 组漏斗内盛蔗糖溶液，烧杯内盛清水漏斗液面上升B 组漏斗和烧杯内盛相同浓度的蔗糖溶液漏斗液面不上升3质壁分
5、离与复 原的观察实验（1）发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间的物质分析因为细胞壁是全透性的，所以洋葱表皮细胞原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液。（2）从细胞角度分析能否发生质壁分离及复原死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞（如根尖分生区细胞）不能发生质壁分离及复原现象。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。（3）从溶液的角度分析在一定浓度（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。在一定浓度（溶质可透膜）的溶液（如 KNO3、甘油等）中可发生质壁分离后自动复原现象。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物质进出细胞方式的比较物质
6、类别 出入细胞方式 物质转运方向 载体蛋白 耗能情况3自由扩散 不需要被动运输 协助扩散 高浓度低浓度 不耗能 离子和小分子物质 主动运输 低浓度高浓度需要胞吞 细胞外细胞内 细胞 外细胞内颗粒和大分子物质 胞吐 细胞内细胞外 细胞内细胞外 不需要耗能5物质跨膜运输方式图解6影响物质跨膜运输的三大因素（1）物质浓度（在一定浓度范围内）（2）O 2浓度（3）温度4温度通过影响生物膜的流动性和酶的活性，进而影响物质运输的速率。【方法突破】1关于渗透系统中的 2 个“比较”（1）半透膜与选择透过性膜的比较区别：半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。选择透过性膜是具有生命的生物膜，
7、载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。 消耗 ATP，C 错误；茎尖分生区的细胞不含叶绿体和大液泡，根尖成熟区的细胞不含叶绿体，D 错误。 上，B 错误；核膜与核膜上的核孔可实现核质之间频繁的物质交换，因此细胞核与细胞质之间可进行双向物质运输，C 正确；主动运输需要载体和能量，一般是逆浓度运输，使膜内外浓度差增大，D 错误。6 （湖北省监利一中 2018 届高三上学期起点考试生物试卷）关于细胞膜的叙述，正确的是（ ）A甘油不能以自由扩散的方式通过细胞膜B用胰蛋白酶处理细胞膜不会改变其通透性C植物根细胞吸收无机盐离子需要依靠细胞膜上的受体蛋白
8、D细胞间的信息交流不一定依靠膜上的蛋白质分子【答案】D【解析】甘油是脂溶性小分子，能以自由扩散的方式通过细胞膜，A 错误；细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，故用胰蛋白酶处理细胞膜会分解其中的蛋白质，使其通透性改变，B 错误；植物根毛细胞吸收无机盐离子是主动运输，需要依靠细胞膜上的载体蛋白和消耗能量，C 错误；细胞间的信息交流不一定依靠膜上的蛋白质分子，如植物细胞间的信息交流依靠胞间连丝，D 正确。7 （湖南省永州市 2019 年高考第一次模拟考试试卷生物试题）下列关于选择透过性膜的叙述，正确的是（ ）5A生物膜的选择透过性是活细胞的重要特征B细胞膜是选择透过性膜，主要由磷脂和糖类组成C人工脂双层
9、膜能让 O2通过，不能让 Ca2+通过，属于选择透过性膜D植物细胞的质壁分离现象体现了细胞壁和原生质层的选择透过性【答案】A8 （山东省青岛市 2019 届高三 9 月份调研检测生物试题）将甲、乙两种植物的块茎切成形状、大小相同的细条，分别置于质量浓度为 0.3gmL 蔗糖溶液中，绘制的失水量曲线如下。下列叙述错误的是（ ）A与图相关细胞的原生质层会有一定程度的收缩B由图推知甲植物细胞液浓度小于乙植物细胞液浓度C4min 时细胞液的渗透压大于外界溶液的渗透压D8min 时水分子跨膜运输进出细胞达到平衡【答案】C【解析】据图分析，随着时间的延长，失水量逐渐增加后趋于稳定，因此相关细胞的原生质层都
10、会有一定程度的收缩，A 正确；根据以上分析已知，甲植物细胞液浓度小于乙植物细胞液浓度，B 正确；4min 时，细胞仍然在失水，说明细胞液的渗透压小于外界溶液的渗透压，C 错误；8min 时失水量不再增加，水分子跨膜运输进出细胞达到平衡，D 正确。9 （广西壮族自治区河池市高级中学 2019 届高三上学期第二次月考生物试题）下列物质出入细胞过程中，需消耗 ATP 的是（ ）A甘油进入人体皮肤细胞B葡萄糖进入红细胞6C矿质离子逆浓度梯度转运至根细胞内D质壁分离过程中水分子进出洋葱表皮细胞【答案】C【解析】甘油进入人体皮肤细胞的方式为自由扩散，不消耗 ATP，故 A 错误；葡萄糖进入红细胞的方式为协
11、助扩散，需载体蛋白协助，但不消耗 ATP，故 B 错误；矿质元素逆浓度梯度运输是主动运输过程，既需要载体蛋白协助，也要消耗 ATP，故 C 正确；质壁分离过程中水分子进出洋葱表皮细胞是通过自由扩散，不消耗 ATP； 综上所述，选 C 项。10 （安徽省巢湖市柘皋中学 2018 届高三上学期第一次月考生物试题）下表表示某一洋葱表皮细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中发生变化的实验记录，该实验的主要目的是（ ）蔗糖溶液（g/mL） 细胞变化0.30 发生质壁分离0.25 无明显变化0.20 有胀大趋势A证明细胞膜具有一定的流动性 B测定细胞液浓度为 0.25g/mL 左右C验证原生质具有选择透过性 D证实
12、细胞是有生命的【答案】B【解析】该实验是观察细胞是否发生质壁分离，没有证明细胞膜具有一定的流动性，A 错误；通过细胞的形态变化，可以测定细胞液的浓度，由于在 0.25g/mL 的蔗糖溶液中洋葱表皮细胞无明显变化，说明细胞液浓度为 0.25g/mL 左右，B 正确；本实验没有验证原生质具有选择透过性，C 错误；质壁分离过程中细胞要保持活性，但实验的主要目的不是证实细胞是有生命的，D 错误。11 （辽宁省阜新二高 2018 届高三上学期第一次考试生物试题）Na +K+泵由 4 个亚基（多肽）组成，其中一个亚基向着细胞质的一面有一个 ATP 结合位点和三个 Na+结合位点，外表面有两个 K+结合位点
13、。这一过程利用 ATP 供能，将 Na+从细胞内逆浓度梯度排出，将 K+从细胞外逆浓度梯度运入。对此过程的不正确说法是（ ）ANa +和 K+出入细胞是主动运输的过程BNa +K+泵是一个可同时反向转运两种离子的载体蛋白，该过程与细胞膜的选择透过性无关C说明细胞膜具有一定的流动性7D这一过程可能会造成细胞膜内外产生电位差【答案】B【解析】由题干可知，Na +、K +的运输需消耗 ATP，是主动运输过程，故 A 正确；载体蛋白具有相对专一性，体现了膜的选择透过性，故 B 错误；物质跨膜运输的过程说明了细胞膜具有一定的流动性，故 C 正确；由于 Na+、K +进出细胞的数量不均衡，故可导致细胞膜内
14、外产生电位差，故 D 正确。12 （四川省双流中学 2018 届高三上学期 9 月月考生物试题）下列关于物质进出细胞膜的叙述，错误的是（ ）A中耕松土会促进玉米根细胞对土壤溶液中 K+的吸收B细胞膜相当于一层半透膜，决定了动物细胞吸水或失水C胰岛素的分泌过程体现了生物膜在结构与功能上紧密联系D主动运输、胞吞和胞吐均具有选择性、均需要消耗能量【答案】B【解析】植物根对钾离子的吸收过程是一个主动运输过程，需要能量，中耕松土可以提高土壤中氧气的含量，有利于根细胞的有氧呼吸，从而为根细胞吸收钾离子提供更多的能量，A 正确；细胞膜相当于一层半透膜，而细胞内外浓度差决定了动物细胞吸水或失水，B 错误；胰岛
15、素的化学本质是蛋白质，在内质网初步加工，进入高尔基体进一步加工，整个过程需要线粒体提供能量，有生物膜结构与功能上的联系，C 正确；主动运输需要载体和消耗能量，胞吞和胞吐是利用细胞膜的流动性，需要消耗能量，都具有选择性，D 正确。13 （湖南省衡阳市八中 2018 届高三第二次（10 月）月考生物试题）生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用，图中表示 3 种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。下列叙述正确的是（ ）A图 l 表示的生理过程是有氧呼吸的第三阶段，产生的大量能量主要用于合成 ATPB图 2 若是肌细胞内的生物膜，CO 2的运输过程为 bC植物根细胞吸收矿质元素离子消耗的能量
16、来源于图 3 中合成的 ATP8D图 1-3 中生物膜的功能不同，从其组成成分分析，主要原因是含有的蛋白质不同【答案 】D14 （甘肃省会宁县第一中学 2018 届高三上学期第一次月考理综生物试题）某科研人员利用玫瑰花瓣进行质壁分离和复原实验，将其置于一定浓度的蔗糖溶液中。下列有关叙述正确的是（ ）A若去掉玫瑰花瓣细胞壁，则不能发生渗透失水B质壁分离过程中，蔗糖溶液将出现玫瑰红色C质壁分离复原过程中，细胞液的浓度逐渐升高D质壁分离时间过长，将不会发生质壁分离复原【答案】D【解析】如果去掉玫瑰花瓣细胞壁，但还有原生质层的存在，依然能发生渗透失水，A 错误。质壁分离过程中，蔗糖溶液还是无色的，液泡
17、中有玫瑰红色，B 错误。质壁分离复原过程中，因为吸水较多，细胞液的浓度是降低的，C 错误。质壁分离时间过长，细胞会因为失水而死亡，所以不会再发生质壁分离的复原，D 正确。15 （河北省大名县第一中学 2018 届高三（普通班）上学期第一次月考生物试题）下列能发生渗透吸水现象的是（ ） 、高尔基体 磷脂 （2）ATP 在其膜外壳中加入 K+的载体 （3）在该结构的膜外壳中加入能与癌细胞特异性结合（识别）的信号分子（蛋白质、糖蛋白） （4）通过呼吸作用（分解）释放能量（ATP）（5）细胞代谢（代谢） 肝细胞膜受损（或细胞裂解）【解析】 （1）该模型能自己移动和改变形态，类似于内质网、高尔基体产生的
18、囊泡，其边界主要由磷脂分子构成。9（2）ATP 是生命活动的直接能源物质。K +以主动运输的方式进入囊泡，需要相应的载体蛋白的协助，该结构缺乏载体蛋白，所以 K+不能进入其中。在其膜外壳中加入 K+的载体，即可使其能够吸收 K+。（3）根据细胞膜的识别功能，在该结构的膜外壳中加入能与癌细胞特异性结合（识别）的信号分子（蛋白质、糖蛋白） ，即可利用该结构运输抗癌药物到达患者体内，且仅与癌细胞密切接触并释放药物。（4）氨基酸是蛋白质的基本组成单位，培养液中的氨基酸进入细胞后，其主要作用是作为蛋白质合成的原料；葡萄糖是主要的能源物质，被吸收的葡萄糖主要作用是通过呼吸作用（分解）释放能量（ATP） 。
19、（5）由图可知，随培养时间延长细胞中，氨基酸的含量降低，培养液中尿素含量增加，由此可以推测尿素是细胞氨基酸代谢的产物。转氨酶正常情况下不会排出胞外，在细胞培养液中检测到该类酶，说明肝细胞膜受损（或细胞裂解） 。学_科网25 （福建省福建师范大学第二附属中学 2018 届高三上学期期中考试生物试题）主动 运输作为一种重要的跨膜运输方式，可以按照生命所需吸收营养物质，排出代谢废物，体现了生命活动的“主动性” 。为探究主动运输的特点，科研人员利用下图装置进行实验（图 1） ，其中 HgCl2是一种可以影响 ATP 水解的新陈代谢抑制剂。请分析回答：（1）该实验的自变量是_，因变量是_。（2）实验得到的结果如图 2。根据实验结果，添加 HgCl2会_（填“促进”或“抑制” ）磷酸盐的吸收，由此可得出的实验结论是_。与甲组相比，丙组吸收磷酸盐_，原因可能是_。【答案】 （1）是否添加 HgCl2和细胞的成熟程度 实验前后溶液中磷酸盐浓度差 （2）抑制 细胞主动运输（吸收磷酸盐）需要能量（或能量供应不足，影响主动运输）较少 幼嫩组织供能少，幼嫩组织细胞膜上载体少1
