资源简介

(共35张PPT)
2024届新高考生物一轮复习
第二单元 细胞的代谢
（1）物质出入细胞的方式
核心考点
细胞的吸水和失水
01
02
生物膜的流动镶嵌模型
03
物质进入细胞的方式
核心素养
生命观念：细胞膜作为系统的边界，需有分隔内外和与外界交流的功能，同时还应有相应的结构能保证其功能的行使。
科学思维：物质进出细胞是无法通过显微镜观察到的，但是可以通过其他的方式验证，如水分子进入细胞后，会导致细胞变大。
科学探究：理解渗透作用发生的条件和原理，通过观察质壁分离和复原了解植物细胞吸水和失水过程。
社会责任：通过了解物质跨膜运输的几种方式，理解农作物灌溉和施肥的原理，理解组织水肿等一些疾病的发病原理，对农业生产和个人健康形成正确的态度。
知识梳理
考点1 渗透作用
1.渗透作用的原理
（1）漏斗管内液面上升的原因：单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数 由蔗糖溶液进入清水的水分子数。
（2）纱布代替玻璃纸，液面不会上升的原因：纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以 。
（3）清水换成同样浓度的蔗糖溶液，液面不会上升的原因：半透膜两侧浓度相等时，单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数 渗出的水分子数。
2.渗透作用发生的条件
（1）具有 。
（2）半透膜两侧溶液具有 。
多于
自由通过
等于
半透膜
浓度差
考点拓展
当液面上升到一定高度时，液面不再上升的原因
分析图可知：H产生的压强和蔗糖溶液产生的渗透压达到平衡，使半透膜两侧水分子的相向运动达到动态平衡，液面便不再上升。需要注意的是，此时蔗糖溶液浓度仍大于烧杯内溶液浓度。
例题练习
（多选题）1.在中部装有半透膜（允许葡萄糖通过，不允许蔗糖通过）的U形管（如图所示）中进行实验，下列说法正确的是（ ）
A.若a侧为细胞色素（一种红色蛋白质），b侧为清水，开始时两侧液面高度相同，一段时间后，a侧液面升高
B.若a侧为质量浓度为5%的蔗糖溶液，b侧为质量浓度为10%的蔗糖溶液，开始两侧液面高度相同，一段时间后，b侧液面升高
C.若a侧为质量浓度为10%的葡萄糖溶液，b侧为质量浓度为10%的蔗糖溶液，开始两侧液面高度相同，较长时间后，b侧液面升高
D.若a侧为质量浓度为5%的葡萄糖溶液，b侧为质量浓度为10%的葡萄糖溶液，开始两边液面高度相同，较长时间后，b侧液面升高
答案与解析
答案：ABC
解析：细胞色素是蛋白质，不能透过半透膜，水分子可以，一段时间后，a侧液面上升，A正确；蔗糖不能通过半透膜，a侧的物质的量浓度小于b侧，一段时间后，b侧液面上升，B正确；a、b两侧质量浓度相同，由于蔗糖是二糖，葡萄糖是单糖，因此a侧的物质的量的浓度大于b侧，则a侧液面升高，又因葡萄糖可以穿过半透膜，因此b侧渗透压逐渐升高，a侧渗透压下降，当b侧渗透压大于a侧时，b侧液面升高，高于a侧，C正确；开始时，a侧渗透压小于b侧，则b侧液面升高，因为葡萄糖可以穿过半透膜，最终两侧液面相等，D错误。
例题练习
2.渗透吸水会使细胞膨胀甚至破裂。下图表示高等动物高等植物与原生动物细胞避免渗透膨胀致使细胞破裂的不同机制。下列相关叙述错误的是（ ）
A.机制1，离不开细胞膜上的离子转运蛋白的协助
B.机制2，水分进出细胞达到平衡时，细胞内外的渗透压不一定相等
C.机制3，收缩泡将多余水分排出细胞与细胞膜有一定的流动性有关
D.图示三种细胞发生渗透吸水时，相当于半透膜的结构都是细胞膜
答案与解析
答案：D
解析：细胞主动将离子排出细胞，需要载体蛋白（离子转运蛋白）的协助，A正确；植物细胞水分进出达到平衡时，由于细胞壁的存在，细胞内外的渗透压不一定相等，B正确；原生动物生活在低渗溶液中，会通过收缩泡将多余的水排到细胞外，伸缩泡发挥作用时，离不开细胞膜的流物性，C正确；成熟植物细胞发生渗透吸水时，相当于半透膜的结构是原生质层，而原生质层是由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质构成的，D错误。
知识梳理
考点2 细胞的吸水和失水
1.动物细胞的吸水和失水
（1）条件
①半透膜：动物细胞的 相当于一层半透膜。
②浓度差：细胞质有一定 ，与外界溶液能形成一定的浓度差。
（2）现象
①当外界溶液的浓度 细胞质的浓度，细胞吸水膨胀。
②当外界溶液的浓度 细胞质的浓度，细胞失水皱缩。
③当外界溶液的浓度 细胞质的浓度，细胞形态正常。
细胞膜
浓度
＜
＞
＝
2.植物细胞的吸水和失水
（1）条件
①半透膜： 和 以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。它具有选择透过性，相当于一层 ，伸缩性比细胞壁大。
②浓度差：成熟植物细胞内的液体环境主要指 里的细胞液，液泡中的细胞液与外界溶液之间存在 。
（2）现象
①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外界溶液浓度 细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原现象。
细胞膜
液泡膜
半透膜
液泡
浓度差
＞
＜
3.探究植物细胞的吸水和失水
（1）活动目标
①用显微镜观察植物细胞的质壁分离与复原。
②说明植物细胞发生渗透作用的原理。
（2）实验原理
（3）实验材料用具
①紫色洋葱鳞片叶的外表皮。原因：具有中央 且具有颜色好观察。
②质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水。
③刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，显微镜。
大液泡
（4）实验过程及实验结果
（5）实验结论
①当细胞液浓度<外界溶液浓度时，细胞失水，原生质层和细胞壁 ，发生质壁分离。
②发生质壁分离的细胞，当细胞液浓度>外界溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离的 。
分离
复原
例题练习
1.哺乳动物细胞在0.9% NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是（ ）
A.在高于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离
B.在0.9% NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞
C.在低于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂
D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散
答案：C
解析：在高于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩，但不会发生质壁分离，A错误；在0.9% NaCl溶液中，红细胞形态未变，但此时仍有水分子进出细胞，B错误；在低于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂，C正确；渗透作用是指水分子从溶液浓度较低处向溶液浓度较高处进行的扩散，D错误。
例题练习
（多选题）2.如图为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞经X溶液处理后出现的三种状态，下列说法正确的是（ ）
A.1、2、3分别为细胞壁、细胞质、液泡膜，三者构成的原生质层在紫色洋葱鳞片叶细胞中被挤成一薄层
B.c时细胞有可能在吸水，也有可能在失水，还有可能此时细胞进出水已达到动态平衡
C.若X为苯，细胞在a→b→c的过程中对苯的吸收速率不同，且b时细胞对苯的吸收速率较c时大
D.若给a时细胞提供用18O标记的H2O，则其能产生含有放射性的CO2、O2
答案与解析
答案：BC
解析：本题考查植物细胞的渗透吸水和失水。1、2、3分别为细胞壁、细胞质、液泡膜，原生质层由细胞膜、液泡膜及二者之间的细胞质构成，A错误；c时细胞可能处于质壁分离复原的过程中在吸水，也可能处于质壁分离过程中在失水，还可能处于质壁分离的最终状态，则此时细胞进出水已达到动态平衡，B正确；苯通过自由扩散方式进出细胞，动力为细胞内外的浓度差，a、b、c时外界溶液中苯的浓度不同，即细胞在a→b→c的质壁分离过程中对苯的吸收速率不同，又因b时细胞外苯的浓度较c时高，故可确定b时细胞对苯的吸收速率较c时大，C正确；若给a时细胞提供用18O标记的H2O，此水分子在有氧呼吸第二阶段可与丙酮酸产生C18O2，但洋葱鳞片叶外表皮细胞不能进行光合作用，因此不能产生18O2，D错误。
知识梳理
考点3 自由扩散与协助扩散
一、概念
被动运输是指物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的 的物质跨膜运输方式。
二、类型
能量
（1）自由扩散
①概念：物质通过简单的 作用进出细胞的方式。
②特点：由 浓度到 浓度； 需要转运蛋白；不消耗 。
③实例
当肺泡内氧的浓度 肺泡细胞内部氧的浓度时，氧便通过扩散作用进入肺泡细胞内。
组织细胞内由于细胞呼吸时使二氧化碳浓度升高时，二氧化碳便通过扩散作用排出细胞，进入细胞外液，后经血液循环运送至 ，最终排出体外。
扩散
高
低
不
能量
大于
肺泡
（2）协助扩散
①概念：借助膜上的 进出细胞的物质扩散方式。
②特点：由 浓度到 浓度； 转运蛋白； 消耗能量。
③实例
水分子通过通道蛋白进出细胞。
葡萄糖分子进入红细胞；K+排出神经细胞，Na+进入神经细胞。
三、影响被动运输速率的因素
1.浓度差：不论自由扩散，还是协助扩散，物质运输的动力都来自 。一般来说，浓度差越 ，运输速率越快
转运蛋白
高
低
需要
不
浓度差
大
2.转运蛋白：自由扩散 转运蛋白的协助，协助扩散 转运蛋白的协助，因此，随着细胞外物质浓度的增大，自由扩散速率逐渐增大，而协助扩散的速率先 ，后来受转运蛋白数量的限制，运输速率不再随细胞外务浓度增大而增大，即存在转运蛋白饱和现象（如图）
3.被动运输的速率还与该物质分子的 、脂溶性程度等有关
不需要
需要
增大
大小
例题练习
图甲表示物质跨膜运输方式，图乙为物质透过细胞膜的速率随物质浓度变化。下列相关说法正确的是（ ）
A.图甲中载体蛋白在核糖体上合成，经高尔基体加工运输到膜上
B.图甲溶质分子的运输速率随物质浓度的变化不可用图乙表示
C.图甲载体蛋白在运输物质过程中构象会发生变化
D.图乙进行物质运输时与氧气浓度无关
答案与解析
答案：C
解析：图甲中载体蛋白在核糖体合成，经内质网、高尔基体加工运输到细胞膜上；图甲溶质分子的跨膜运输由高浓度到低浓度，需要载体，为协助扩散，运输速率随物质浓度的变化可用图乙表示；图甲载体蛋白在运输物质过程中构象会发生改变；图乙中物质浓度超过一定限度后，物质跨膜速度不变，因此可判定为与载体蛋白有关的协助扩散或主动运输，主动运输需要消耗能量，与需要氧气的细胞呼吸有关。
知识梳理
考点4 主动运输
一、概念：物质进出细胞时，从 一侧运输到 一侧，需要 的协助，同时还需要 细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。
二、特点：① 浓度梯度运输；② 能量；③ 载体蛋白的协助。
三、实例：小肠绒毛上皮细胞对Na＋、K＋、葡萄糖、氨基酸等的吸收。
四、影响因素：①细胞外物质浓度；② ；③ 。
低浓度
高浓度
载体蛋白
消耗
逆
需要
需要
载体蛋白
能量
五、曲线分析
①图A中，P点之前运输速率主要受 影响，P点之后受膜上 数量或能量的限制。
②图B中，Q点的物质运输由无氧呼吸提供能量，P点之后受膜上载体蛋白数量的限制。
③图C中，P点之前运输速率受能量的影响，P点之后受载体蛋白数量的限制。
六、生理意义：保证活细胞按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞 的物质。
物质浓度
载体蛋白
有害
例题练习
1.如图为各种物质跨膜运输示意图，其中甲、乙、丙、丁表示各种物质，A、B表示相应蛋白质类型。下列相关叙述中正确的是（ ）
A.蛋白质类型A、B都需要消耗能量来实现其结构的改变
B.蛋白质类型A参与动作电位的形成，不参与静息电位的形成
C.若物质乙表示水分子，则其运输方向为高浓度到低浓度
D.与物质丁一致的运输方式存在一定的特异性
答案与解析
答案：D
解析：本题主要考查物质的跨膜运输方式。根据题图可看出，蛋白质类型A为通道蛋白，通过通道蛋白运输的方式为协助扩散，不需要消耗能量来实现其结构的改变，其动力为膜内外的浓度差，A错误；动作电位的形成与Na+内流有关，静息电位的形成与K+外流有关，Na+与K+的运输都需蛋白质类型A（通道蛋白）的参与，B错误；若物质乙表示水分子，则其通过水通道蛋白进行协助扩散，是从水分子多的一侧向水分子少的一侧运输，因此从物质浓度上看，其运输方向为从低浓度到高浓度，C错误；由题图可知，物质丁的运输需要载体蛋白的协助且消耗能量，因此运输方式为主动运输，载体蛋白具有特异性，因此与物质丁一致的运输方式存在一定的特异性，D正确。
例题练习
（多选题）2.钠—钾ATP酶（Na+/K+-ATPase）存在于大多数动物细胞膜上，能够利用ATP水解释放的能量，将细胞内的Na+泵出细胞外，而相应地将细胞外K+泵入细胞内，从而维持膜内外一定的电化学梯度。该电化学梯度能驱动葡萄糖协同转运载体以同向协同转运的方式将葡萄糖等有机物转运入细胞内，然后由膜上的转运载体GLUT2转运至细胞外液，完成对葡萄糖的吸收。图为人小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程示意图，分析错误的是（ ）
A.图示细胞吸收和释放Na+的方式均属于主动运输
B.图示细胞吸收和释放葡萄糖的方式均属于协助扩散
C.图示细胞的膜蛋白有催化、运输、信息交流等功能
D.图示的Na+/K+-ATPase也存在于神经元的细胞膜上
答案与解析
答案：ABC
解析：本题考查物质跨膜运输方式。题图细胞中释放Na+的过程由细胞内的低浓度到细胞外的高浓度转运，同时伴随着ATP水解，因此释放Na+的方式是主动运输，但吸收Na+的过程需要载体并由高浓度向低浓度方向转运，因此是协助扩散，A错误；葡萄糖由肠腔转移到小肠上皮细胞内通过电化学梯度驱动，由葡萄糖协同转运载体转运，属于主动运输，而通过CLUT2将细胞内的葡萄糖转移到细胞外液的方式是协助扩散，B错误；题图所示的膜蛋白Na+/K+-ATPase能够催化ATP的水解，并同时转运Na+和K+，因此具有催化作用和运输作用，未体现信息交流功能，C错误；Na+/K+-ATPase存在于大多数动物细胞膜上，负责转运Na+和K+，并同时水解ATP为其提供能量，维持细胞膜内外的电化学梯度，因此可推测该蛋白质也存在于神经元的细胞膜上，D正确。
知识梳理
考点5 胞吞与胞吐
一、胞吞：大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从 上分离下来，形成 ，进入细胞内部。
二、胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，然后移动到细胞膜处，并与之融合将大分子 细胞。
三、胞吞、胞吐体现了细胞膜的 。
四、条件：需要 能量。
五、实例
①胞吞：白细胞吞噬病菌；变形虫摄取食物颗粒等。
②胞吐：分泌蛋白的分泌等。
细胞膜
囊泡
排出
流动性
消耗
考点拓展
快速判断物质进出细胞的方式
例题练习
1.如图是物质进出细胞的两种运输方式示意图，以下有关说法错误的是（ ）
A.吞噬细胞对病原体的摄取和处理与a过程有关
B.胰岛素通过a过程进入靶细胞发挥作用
C.浆细胞产生的抗体经b过程分泌到细胞外
D.经b过程出细胞的物质不一定都是大分子物质
答案与解析
答案：B
解析：图中a表示胞吞，b表示胞吐。吞噬细胞对病原体的摄取和处理通过胞吞过程，A项正确；胰岛素与靶细胞膜上的受体结合发挥作用，不进入靶细胞，B项错误；浆细胞产生的抗体经胞吐过程分泌到细胞外，C项正确；小分子物质神经递质也是通过胞吐排出细胞的，D项正确。
例题练习
（多选题）2.如图表示某物质排出细胞的过程（下方表示细胞内部）。下列叙述错误的是（ ）
A.囊泡中包裹的物质可能是小分子
B.囊泡中包裹的物质没有穿过细胞膜
C.变形虫摄食过程与此过程相同
D.此过程不需要消耗能量
答案与解析
答案：CD
解析：囊泡中包裹的物质一般是大分子物质，也可以是小分子物质，如神经递质，A正确；囊泡中包裹的物质排出细胞不穿膜，B正确；该过程表示胞吐过程，向细胞外分泌物质，变形虫摄食过程是胞吞过程，C错误；胞吞和胞吐过程需要消耗能量，D错误。
好好学习 天天向上

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