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一轮复习 必修1：分子与细胞
第7讲 物质的输入与输出
课标要求 核心素养要求
物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的代谢。 1.阐明细胞膜具有选择透过性 2.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白 3.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞 1.从细胞的整体协作关系，认可生物膜能够对物质出入进行控制，是以细胞中多种结构和生理过程为基础的。建立生命结构与功能相适应的观点(生命观念)
2.利用物质跨膜运输的相关原理，对其他成分物质出入细胞的方式进行推理和判断(科学思维)
3.通过观察植物细胞的质壁分离与复原以及模拟探究膜透性的实验，掌握探究性实验设计的一般程序(科学探究)
4.渗透作用在生产生活中的应用(社会责任)
一轮复习 必修1：分子与细胞
物质的输入与输出
细胞的吸水和失水
考点一
指水分子(或其他溶剂分子)通过________的扩散，称为渗透作用。
半透膜
(2) 发生条件：
②膜两侧溶液具有浓度差。
①具有半透膜。
(3) 渗透作用中水的运输方向
水分子可以通过半透膜进行双向扩散，直到水分子进出速率达到动态平衡
①从溶质的角度分析：
低浓度溶液→高浓度溶液
②从水分子自身的角度分析：
水分子数多 → 水分子数少
半透膜
含水量___
含水量___
___浓度溶液
___浓度溶液
低
高
高
低
渗透平衡时水分子进出速率相等
渗透作用
考点1
1.渗透作用原理
(1) 概念：
一.渗透作用
问题探讨
半透膜：是指某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。它往往是只能让小分子物质透过，大分子物质不能透过。肠系膜、蛋壳膜、膀胱膜、
鱼鳔等都属于半透膜。
渗透作用产生的条件
半透膜
半透膜两侧的溶液具有浓度差
渗透作用
考点1
渗透装置
渗透平衡 两侧溶液浓度相等
注意：
≠
渗透作用
考点1
3.渗透装置及现象分析
①若溶液浓度S1＞S2，则单位时间内水分子由S2→S1 由S1→S2，此时 液面上升。
②若溶液浓度S1＜S2，则情况相反，外观上表现为 液面上升。
③在达到 后，若存在上图所示的液面差Δh，此时溶液浓度S1 S2。
多于
S1
S2
渗透平衡
＞
(△h的液体重力=漏斗中溶液的吸水力)
(1)溶质不能通过半透膜的情况
动植物细胞的吸水和失水
考点2
动植物细胞的吸水和失水
外界溶液
细胞膜
半透膜
蔗糖溶液
细胞质基质
相当于
相当于
①红细胞与外界溶液组成了一个 。
②红细胞的细胞膜相当于一层 ，水分通过渗透作用进出红细胞。
动植物细胞的吸水和失水
考点2
1.动物细胞的吸水和失水
渗透系统
半透膜
(2)现象：
①当外界溶液浓度＞细胞质浓度时，细胞
；
②当外界溶液浓度＜细胞质浓度时，
细胞 ；
③当外界溶液浓度=细胞质浓度时
失水皱缩
吸水膨胀
水分进出平衡，细胞形态不变
动植物细胞的吸水和失水
考点2
1.动物细胞的吸水和失水
成熟植物细胞模式图
细胞膜
细胞液
细胞质
液泡膜
细胞壁
(全透性)
原生质层
是否满足发生渗透作用的条件：①具有半透膜 ②半透膜两侧的溶液具有浓度差
已知：细胞膜和液泡膜都是生物膜，都具
有选择透过性。
整个原生质层相当于一层 。
？
动植物细胞的吸水和失水
考点2
半透膜
当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，原生质层比细胞壁的伸缩性大，发生质壁分离。当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。
成熟植物细胞模式图
过程：
外界溶液
细胞液
1.植物细胞发生质壁分离的条件：
（1）细胞是活的（2）细胞有大液泡
（3）细胞外溶液的浓度大于细胞液浓度。
内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性；
外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度。
2.质壁分离产生的原因
动植物细胞的吸水和失水
考点2
1. 下列哪一项不是细胞发生质壁分离现象所必需的(　　)
A．细胞是活细胞
B．不能是动物细胞
C．外界溶液浓度大于细胞液浓度
D．细胞中必须要有叶绿体
2. 一个正在发生质壁分离的细胞，它的吸水能力是逐渐 (　　)
A．减少 B．增大
C．不变 D．等于零
D
B
习题检测
考点2
【易错辨析】
（1）虽然红细胞没有具膜细胞器,但将其放入一定浓度的外界溶液中,也能发生
渗透作用。( )
√
（2）葡萄糖分子通过渗透作用进入细胞。( )
×
（3）在渗透作用中,当半透膜两侧溶液浓度相等时,水分子不再通过半透膜。
( )
×
（4）细胞吸水和失水是水分子顺相对含量梯度跨膜运输的过程。( )
√
（5）当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞都会因吸水而涨破。( )
×
[解析] 植物细胞的细胞壁对细胞具有支持和保护的作用,因此植物细胞不会吸水涨破。
(3)实例：
1、自由扩散（简单扩散）：
(2)特点：
1、顺浓度梯度运输
2、不需要转运蛋白协助
3、不需要消耗细胞能量
考点3
物质出入细胞方式
物质通过简单的扩散作用进出细胞。
(1)概念：
O2、CO2、水、脂溶性小分子（乙醇、甘油、苯）
1、顺浓度梯度运输
2、需要转运蛋白参与
3、不需要消耗能量
2、协助扩散（易化扩散）：
水、某些离子、葡萄糖进入红细胞
考点3
物质出入细胞方式
(1)概念：
借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散
(2)特点：
(3)实例：
细胞膜
外
内
ATP
根吸收矿质元素；
（2）特征：
①能逆相对含量梯度运输
②需要载体蛋白协助
③需要消耗能量（ATP）
（3）举例：
物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时也需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。
（1）概念：
小肠上皮细胞吸收无机盐离子、葡萄糖、氨基酸等
Na-K泵排钠吸钾；
考点3
物质出入细胞方式
3、主动运输
（专一性）
能保证活细胞按照生命活动的需要， 吸收所需的营养物质， 代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证个体和细胞生命活动的需要。
考点3
物质出入细胞方式
（5）意义：
主动选择
排出
3、胞吞、胞吐
结构基础：膜的流动性
特点：耗能，不需载体蛋白，跨膜层数为0
白细胞吞噬细菌
分泌蛋白质的分泌、神经递质的释放
主动运输（如a、e）
协助扩散（如c、d）
自由扩散（如b）
细胞外
细胞内
b
c
d
e
a
代表各种物质分子或离子
能量
能量
判断下列运输方式
考点3
物质出入细胞方式及影响因素
名师解读
载体与受体的区别
载体是协助物质运输的蛋白质，如血红蛋白是运输氧的载体，细胞膜上有运输葡萄糖、Na＋、K＋等的转运蛋白；
受体是接受信号分子的蛋白质，如神经递质受体、激素分子受体，其主要作用是实现细胞间信息交流。
【思维拓展】转运蛋白的不同类型比较
均具有特异性，饱和性
三、物质出入细胞的方式与膜的关系
1.除一些不带电荷的小分子可以自由扩散的方式进出细胞外，离子和较
小的有机分子的跨膜运输都要借助于转运蛋白，这体现了
_______________________________。
蛋白质是生命活动的主要承担者
2.一种转运蛋白往往只适合转运____________,因此,细胞膜上转运蛋白的
____________,或转运蛋白__________的变化对许多物质的跨膜运输起着
决定性的作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。
特定的物质
种类和数量
空间结构
3.像蛋白质这样的生物大分子，通过胞吞和胞吐进出细胞，其过程也需
要膜上_______的参与，更离不开膜上______________的流动性。
蛋白质
磷脂双分子层
【易错辨析】
（1）日常生活中,手上涂抹的护肤甘油进入皮肤细胞的过程属于自由扩散。( )
√
（2）物质通过通道蛋白的运输速率与细胞的能量供应有关。( )
×
[解析] 若某物质通过通道蛋白的运输方式是协助扩散,则不需要消耗能量。
（3）若某物质运输到细胞外需要能量,则可能不需要载体蛋白的参与。( )
√
（4） 与有关载体蛋白结合排出细胞属于主动运输。( )
√
（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。( )
×
[解析] 主动运输使膜内外物质浓度有差异,维持了细胞的正常代谢。
（6）以胞吐的方式排出细胞的物质不一定都是生物大分子。( )
√
(1)影响自由扩散速率的因素：
浓度差
(2)影响协助扩散速率的因素：
浓度差、
(3)影响主动运输速率的主要因素：
载体种类和数量、
5.影响因素影响因素相关曲线分析
载体种类和数量
能量
注意：
凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。
考点3
物质出入细胞影响因素
①浓度差对物质跨膜运输的影响
自由扩散
协助扩散/主动运输
a.OA段主要是受 的影响；
b.A点后受 的限制。
浓度差
载体蛋白种类和数量
考点3
物质出入细胞方式及影响因素
②转运蛋白数量对物质跨膜运输的影响
自由扩散
协助扩散
主动运输
转运蛋白主要影响协助扩散和主动运输。其他条件适宜的情况下,协助扩散中转运蛋白数量越多,运输速率越_____；主动运输中载体蛋白数量达到一定程度后运输速率不再增加,可能是受___________的限制。自由扩散不受转运蛋白数量的影响。
大
能量供应
考点3
物质出入细胞方式及影响因素
③氧气含量（能量）对物质跨膜运输的影响
自由扩散/协助扩散
主动运输
a.A点不进行 呼吸，能量由 呼吸提供；
b.AB段主要受 影响；
c.B点后受 的限制。
有氧
无氧
O2浓度
载体蛋白种类和数量
考点3
物质出入细胞方式及影响因素
在协助扩散和主动运输中，具有“饱和效应”
④温度（pH）对物质跨膜运输的影响
a.温度会影响生物膜的 性和酶 ，进而影响运输速率；
b.pH会影响 ，进而影响运输速率。
流动
活性
酶活性
考点3
物质出入细胞方式及影响因素
角度一 物质出入细胞方式的分析
1.[2022·湖南衡阳三模] 如图为几种物质跨膜运输方
式的示意图。有关叙述不正确的是( )
D
A.甲图物质进细胞的动力是膜两侧物质具有浓度差
B.乙图可以表示哺乳动物成熟红细胞吸收葡萄糖
C.吲哚乙酸的极性运输以丙图中所示方式进行
D.乙酰胆碱通常是以丙图中所示方式排出细胞的
2.[2022·山西吕梁一模] 质子泵是具有 水解酶活性的一种载体蛋白。胃液
的正常范围是，是因为胃黏膜上皮细胞的细胞膜上有质子泵。进食之前，
位于细胞内的小泡膜上；进食之后，整合到细胞膜上（如图所示）。下列叙述不
正确的是( )
C
A.质子泵具有运输和催化的功能
B.小泡膜可能来自高尔基体
C. 分泌到胃内的跨膜运输方式为协助扩散
D.开发特异性抑制质子泵活动的药物，可治疗胃酸
分泌过多引起的疾病
考点三 主动运输与胞吞、胞吐
重点难点·透析
三种（类）常考物质进出细胞的方式
水
直接穿过磷脂双分子层： 自由扩散
水通道蛋白介导：
协助扩散
无机盐离子
一般为
主动运输
通过离子通道蛋白顺浓度进行：协助扩散
葡萄糖等有机小分子
一般为协助扩散，如进入红细胞
小肠上皮细胞、肾小管上皮细胞等：主动运输
考点3
物质出入细胞方式及影响因素
【思维拓展2】
课堂总结
（1）小分子物质的运输方式一定不是胞吞或胞吐 （ ）
（2）大分子物质的运输方式一定是胞吞或胞吐 （ ）
×
×
（3）物质运输过程中的囊泡只能来自于内质网和高尔基体（ ）
×
（4）被动运输都是顺浓度梯度运输，主动运输都是逆浓度梯度进行的（ ）
√
考点3
物质出入细胞方式及影响因素
1.易错辨析
1.易错辨析
（5）分子或离子通过通道蛋白时，需要与通道蛋白结合(　　)
（6）少数水分子借助水通道蛋白进出细胞，更多的水分子以自由扩散方式进出细胞(　　)
（7）Na＋与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输(　　)
（8）细胞外液中的K＋进入神经细胞属于自由扩散(　　)
（9）同种物质进出同一细胞的方式一定相同(　　)
×
×
×
√
×
（10）以胞吐的方式排出细胞的物质不一定都是生物大分子(　　)
（11）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(　　)
（12）过胞吞或胞吐方式进出细胞，需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性(　 　)
√
×
√
考点3
物质出入细胞方式及影响因素
角度二 影响物质运输的因素分析
3.[2022·河南洛阳三模] 植物生长过程中，需要不断从外界吸收无机盐离子。为探
究大麦根对 的吸收方式，科学家先后进行了两个实验，结果如图甲和
乙所示。下列相关描述不正确的是( )
A
A.据图甲判断根毛细胞吸收 的方式为协助扩散
B.据图乙判断根毛细胞吸收 的方式可能为主动运输
C.根毛细胞在一定浓度的 溶液中会发生质壁分离并自动复原
D.农田施肥的同时还要适当浇水，有利于化肥中无机盐的溶解与吸收
角度三 物质运输方式的相关实验分析
4.[2023·福建龙岩期中] 植物细胞吸收土壤中的 主要通过细胞膜上的磷转
运体进行，其转运机理如图所示。研究发现，植物在低磷胁迫条件下，磷转运体
基因会受到低磷胁迫的诱导而快速表达。下列叙述错误的是( )
C
A. 和 的转运方向相同
B. 进入细胞的方式为主动运输
C.若土壤中的 升高，则植物吸收磷的速率会增大
D.磷转运体基因的表达有利于植物在低磷胁迫下吸收磷
该过程消耗 的梯度势能
角度四 物质运输在生产生活实际中的应用分析
7.[2022·广东大埔模拟] 铁是人体内必不可少的微量
元素，如图表示铁被小肠吸收和转运至细胞内的过
程。图中转铁蛋白 可运载 ，以
C
A. 顺浓度梯度通过蛋白1通道的过程属于协助扩散
B. 与 结合后携带 进入细胞的过程属于胞吞
C.蛋白2和转铁蛋白 都是细胞膜上的载体蛋白
D. 进入囊泡的过程属于主动运输，需要消耗能量
结合形式进入血液。 与转铁蛋白受体 结合后进入细胞，并在囊泡
的酸性环境中将 释放。下列叙述不正确的是( )
8.合欢叶柄基部近轴侧运动细胞受光刺激后质子泵活化，消耗 泵出 ，建
立跨膜质子梯度进而驱动载体蛋白协同运入 和 ，细胞内渗透压升高吸水膨
胀，白天叶片水平展开；夜晚近轴侧运动细胞 流出，细胞失水皱缩，叶片合
拢。下列说法错误的是( )
C
A.影响叶片昼开夜合的信号属于物理信息
B.运动细胞中的液泡通过吸水与失水调节细胞的形态
C. 通过载体蛋白以协助扩散的方式进入细胞
D.与夜晚相比，白天近轴侧运动细胞外的 较低
考点三
探究细胞的吸水与失水
三、结论
1.成熟植物细胞能进行渗透作用,当细胞外溶液浓度______细胞液浓度时,细胞失水,
发生质壁分离。
大于
2.当细胞外溶液浓度______细胞液浓度时,细胞吸水,发生质壁分离复原现象。
小于
实验分析（1）实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目的是什么？
______________________________________________________________
观察原生质层和细胞壁的初始位置，以便与处理后的状态形成对照。
（2）为什么要用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料？在合适的条件下洋葱鳞
片叶内表皮细胞能发生质壁分离及复原现象吗？
______________________________________________________________________
____________________________________________________
洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素，便于观察。在合适条件下，内表皮细胞也能发生质壁分离及复原现象，但是观察现象不明显。
（3）在细胞失水的过程中，细胞液的浓度和失水速度之间有什么关系？
__________________________________________________________
二者之间呈负相关，细胞液浓度越来越大，失水速度越来越小。
【易错辨析】
（1）在蔗糖溶液中加入适量红墨水,可观察紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分
离。 ( )
√
（2）质壁分离复原过程中,液泡体积增大、颜色变深。 ( )
×
[解析] 质壁分离复原过程中,细胞吸水,液泡体积增大、颜色变浅。
（3）在发生质壁分离的过程中,细胞的吸水能力逐渐增强。( )
√
（4）将装片置于酒精灯上加热后,质壁分离的复原现象可能不会再发生。( )
√
（5）只有使用高倍镜,才能观察到质壁分离和复原现象。( )
×
[解析] 质壁分离和复原现象使用低倍镜即可观察到。
2.不同外界溶液中植物细胞体积变化的分析
将植物的细胞依次浸于蒸馏水、质量浓度为 的蔗糖溶液和 的
尿素溶液中,原生质体（即植物细胞中细胞壁以内的部分）的体积随时间的变化如
图所示,分析如下:
3.质壁分离和复原实验的应用
（1）判断成熟植物细胞的死活
（5）鉴别不同种类的溶液（如 溶液和蔗糖溶液）
1.[2022·上海徐汇区二模] 如图为某同学利用紫色洋葱鳞片叶作为实验材料，观察
植物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤。下列相关叙述中，错误的是( )
D
A.第二次观察 和第一次观察 形成对照，第三次观察 和第二次观察
形成对照
B.该实验用显微镜主要观察原生质层和细胞壁的位置、液泡的颜色和大小等
C.如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的 溶液，则可以省略 过程
D.增大蔗糖溶液的浓度实验效果会更明显且不影响细胞的活性
2.[2022·湖南师大附中模拟] 科研人员将某种植物叶片置于一定浓度的乙二醇溶液
和蔗糖溶液中，培养相同时间后检测其原生质体（去掉细胞壁的植物细胞）体积
的变化，结果如图所示。下列相关描述错误的是( )
D
A.用于培养植物叶片的甲溶液和乙溶液起始浓度可能相同
B.甲溶液是乙二醇溶液，乙溶液是蔗糖溶液
C. 后，处于乙溶液中的植物细胞可能已经死亡
D. 点时甲溶液中的溶质开始进入细胞，细胞开始发生质
壁分离后的复原
经典真题·明考向
1.[2022·浙江6月选考] “观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所示。
下列叙述正确的是( )
A
A.由实验结果推知，甲图细胞是有活性的
B.与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低
C.丙图细胞的体积将持续增大，最终涨破
D.若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显
2.[2022·湖北卷] 哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸银
可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是( )
B
A.经 处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀
B.经 处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小
C.未经 处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀
D.未经 处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小
3.[2021·湖北卷] 红细胞在高渗 溶液（浓度高于生理盐水）中体积缩小，在
低渗 溶液（浓度低于生理盐水）中体积增大。下列有关该渗透作用机制的叙
述，正确的是( )
B
A.细胞膜对 和的通透性远高于水分子，水分子从低渗溶液扩散至高渗溶
液
B.细胞膜对水分子的通透性远高于 和 ,水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液
C.细胞膜对 和 的通透性远高于水分子， 和 从高渗溶液扩散至低
渗溶液
D.细胞膜对水分子的通透性远高于 和 , 和 从高渗溶液扩散至低渗
溶液
4.[2021·广东卷] 保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草
叶片下表皮临时装片观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，如图为操作及观察结果示
意图。下列叙述错误的是( )
A
A.比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后 处理后
B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为
5.[2020·江苏卷] 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
A.葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同
B. 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 通过方式⑤被吸收
6.[2021·河北卷] 人体成熟红细胞能够运输 和 ,其部分结构和功能如图，①
~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是( )
D
A.血液流经肌肉组织时，气体 和 分别是 和
B.①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散
C.成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生 ，为③提供能量
D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
7.[2022·全国甲卷] 植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将 、 、 三
种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞,分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液
的试管中,当水分交换达到平衡时观察到:①细胞 未发生变化;②细胞 体积增大;
③细胞 发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换,下
列关于这一实验的叙述,不合理的是( )
C
A.水分交换前，细胞 的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B.水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞 细胞 细胞
C.水分交换平衡时，细胞 的细胞液浓度大于细胞 的细胞液浓度
D.水分交换平衡时，细胞 的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
8.[2021·全国甲卷] 植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的 。回答
下列问题：
（1）细胞外的 可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞
的生物膜系统，生物膜的结构特点是______________________________________
_______________________________________________。
磷脂双分子层构成膜的基本支架，具有流动性；蛋白质分子以不同方式镶嵌于磷脂双分子层中
（2）细胞外的 能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由________
复合物构成的，其运输的特点是________________________________（答出1点
即可）。
蛋白质
一种离子通道只允许一种离子通过
（3）细胞外的 可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑
制剂的条件下，根细胞对 的吸收速率降低，原因是_______________________
____________________________________________________________。
通过载体蛋白逆浓度梯度运输需要消耗能量，呼吸抑制剂使细胞呼吸作用产生的能量减少

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