冲刺届高考生物二轮复习核心考点特色突破专题03 细胞的物质输入与输出及答案解析.docx

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冲刺届高考生物二轮复习核心考点特色突破专题03细胞的物质输入与输出及答案解析

冲刺2019届高考

生物二轮复习核心考点特色突破

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

①若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→S2的，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。

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S2→S1的水分子数多于由S1→S2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

①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。

②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

①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。

②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。

③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

物质类别

出入细胞方式

物质转运方向

载体蛋白

耗能情况

离子和小分子物质

被动运输

自由扩散

高浓度→低浓度

不需要

不耗能

协助扩散

需要

主动运输

低浓度→高浓度

耗能

颗粒和大分子物质

胞吞

细胞外→细胞内

细胞

外→细胞内

不需要

胞吐

细胞内→细胞外

细胞内→细胞外

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）O2浓度

（3）温度

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：

①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。

②选择透过性膜是具有生命的生物膜，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

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（　　）

A．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】A

8．（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0.3g／mL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

C．4min时细胞液的渗透压大于外界溶液的渗透压

D．8min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

C．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。

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（）

A．Na+和K+出入细胞是主动运输的过程

B．Na+—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

D．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ATP

B．图2若是肌细胞内的生物膜，CO2的运输过程为b

C．植物根细胞吸收矿质元素离子消耗的能量来源于图3中合成的ATP

D．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

】D

14．（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、高尔基体产生的囊泡，其边界主要由磷脂分子构成。

（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）。

（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）。

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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。

①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____________________________________________________________。

②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