知識清單04 細胞的物質(zhì)輸入和輸出（3大考點+6個易錯點）高考生物一輪復習知識清單

知識清單04細胞的物質(zhì)輸入和輸出內(nèi)容概覽知識導圖：感知全局，了解知識要點考點清單：3大考點總結(jié)，梳理必背知識、歸納重點易混易錯：6個錯混點梳理，高效查漏補缺真題賞析：感知真題、知識鏈接、知己知彼考點1水進出細胞的原理1．植物細胞吸水的方式(1)吸脹吸水：吸脹吸水主要依賴細胞內(nèi)的親水性物質(zhì)(如蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素等)吸收水分，三者吸水能力的大小關系為纖維素<淀粉<蛋白質(zhì)。植物細胞在形成中央液泡之前(如植物根尖分生生細胞和干種子)通過吸脹作用吸水。(2)滲透吸水：這是成熟的植物細胞的主要吸水方式，如根尖成熟區(qū)細胞等形成中央大液泡的細胞。成熟的植物細胞是一個滲透系統(tǒng)。2．滲透作用：水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜的擴散，稱為滲透作用。(1)滲透作用發(fā)生的條件：有一層半透膜、半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度(物質(zhì)的量濃度)差。(2)滲透作用的對象：水分子或其他溶劑分子。(3)滲透作用的方向：如果半透膜兩側(cè)存在濃度差，滲透的方向就是水分子或其他溶劑分子從相對含量高的一側(cè)向相對含量低的一側(cè)滲透。(4)滲透現(xiàn)象分析當液面上升到一定程度時，液面不再升高的原因分析：由于水槽中與漏斗中的液體具有濃度差，即具有滲透壓差，所以多數(shù)水分子進入漏斗，使漏斗中的液面高于水槽中的液面，液面差為H1；當H1產(chǎn)生的壓強使半透膜兩側(cè)的滲透平衡時，半透膜兩側(cè)水分子的交換速率相同，液面不再升高。拓展延伸：滲透平衡的深入理解①液面高度不發(fā)生變化，水分子雙向運動速率相等，即動態(tài)平衡。②S表示溶液濃度：平衡前：S2＞S1、滲透過程：S2↓

S1↑，平衡后：S2＞S1。平衡后S1與S2的濃度差產(chǎn)生的吸水力與高度差的重力相等，S1與S2的濃度差越大，高度差就越大?？键c2探究：植物細胞的失水和吸水1．實驗原理(1)植物細胞的原生質(zhì)層相當于半透膜，細胞壁與原生質(zhì)層具有一定的伸縮性，原生質(zhì)層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性。(2)外界溶液濃度>細胞液濃度→細胞失水，原生質(zhì)層皺縮→發(fā)生質(zhì)壁分離。(3)外界溶液濃度<細胞液濃度→細胞吸水→已發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞發(fā)生質(zhì)壁分離復原現(xiàn)象。2．實驗材料：紫色的洋蔥鱗片葉，質(zhì)量濃度為0.3g/mL-1的蔗糖溶液、清水。3．實驗步驟3．實驗分析(1)質(zhì)壁分離的現(xiàn)象與原因分析(2)結(jié)論：成熟植物細胞能與外界溶液發(fā)生滲透作用。當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離；當外界溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復原。特別提醒(1)本實驗存在兩組對照實驗①質(zhì)壁分離實驗：實驗組，發(fā)生質(zhì)壁分離的洋蔥鱗片葉外表皮細胞；對照組，自然狀態(tài)下的洋蔥鱗片葉外表皮細胞。②質(zhì)壁分離復原實驗：實驗組，用清水處理后發(fā)生了質(zhì)壁分離復原的洋蔥鱗片葉外表皮細胞；對照組，發(fā)生了質(zhì)壁分離的洋蔥鱗片葉外表皮細胞(2)本實驗是教材必修1中涉及”顯微觀察“實驗中唯一的一個”只在低倍鏡下“觀察(不換”高倍鏡“)的實驗。考點3考點3物質(zhì)出入細胞的方式1．物質(zhì)出入細胞的方式總結(jié)物質(zhì)出入細胞的方式被動運輸主動運輸自由擴散協(xié)助擴散運輸方向高濃度→低濃度一般為低濃度→高濃度是否需要載體不需要需要是否消耗能量不消耗消耗注意說明物質(zhì)進出細胞時，需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助的不一定消耗能量，如協(xié)助擴散；消耗能量的不一定需要轉(zhuǎn)運蛋白，如圖例舉例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入細胞的方式紅細胞吸收葡萄糖；H2O借助水通道蛋白進出細胞小腸絨毛上皮細胞吸收葡萄糖、氨基酸等2．在物質(zhì)的跨膜運輸過程中，胞吞、胞吐是普遍存在的現(xiàn)象，它們也需要消耗細胞呼吸所釋放的能量。3．影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩丶跋嚓P曲線分析(1)濃度差對物質(zhì)跨膜運輸?shù)挠绊憹舛炔钪饕绊懽杂蓴U散和協(xié)助擴散。自由擴散中，濃度差越大，運輸速率越大；協(xié)助擴散中，濃度差達到一定程度后運輸速率不再繼續(xù)增加的原因是受載體數(shù)量的限制。主動運輸不受濃度差的影響。(2)載體數(shù)量對跨膜運輸?shù)挠绊懼饕绊憛f(xié)助擴散和主動運輸。其他條件適宜的情況下，載體數(shù)量越多，運輸速率越大。自由擴散不受載體數(shù)量的影響。(3)氧氣含量對跨膜運輸?shù)挠绊懲ㄟ^影響細胞的呼吸進而影響主動運輸?shù)乃俾?。胞吞、胞吐?4)溫度對跨膜運輸?shù)挠绊懽杂蓴U散協(xié)助擴散和主動運輸一方面升高溫度通過影響分子運動而影響自由擴散和協(xié)助擴散，另一方面溫度直接影響蛋白質(zhì)的活性，通過影響呼吸作用中酶的活性而影響主動運輸。易錯點1不同滲透裝置中水分子運動情況及液面變化(1)溶質(zhì)不能通過半透膜的情況①若S1溶液濃度大于S2溶液濃度，則單位時間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)多于由S1→S2的，表現(xiàn)為S1溶液液面上升。②若S1溶液濃度小于S2溶液濃度，則情況相反，表現(xiàn)為S1溶液液面下降。③在達到滲透平衡后，若存在如圖所示的液面差Δh，則S1溶液濃度仍大于S2溶液濃度。(2)溶質(zhì)能通過半透膜的情況①若S1溶液濃度大于S2溶液濃度，則最初單位時間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)多于由S1→S2的，隨著溶質(zhì)的擴散，最終S1和S2溶液濃度相等，表現(xiàn)為S1溶液液面先上升后下降，最終S1和S2溶液液面持平。②若S1溶液濃度小于S2溶液濃度，則情況相反。易錯點2質(zhì)壁分離實驗的兩個“并非”(1)并非所有細胞都可發(fā)生質(zhì)壁分離。具有中央大液泡的成熟植物細胞可發(fā)生質(zhì)壁分離及復原現(xiàn)象。死細胞、動物細胞及未成熟的植物細胞(如根尖分生區(qū)細胞)不發(fā)生質(zhì)壁分離及復原現(xiàn)象。(2)并非所有溶液都使植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離及復原①一定濃度的溶質(zhì)不能透膜的溶液中只會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，不能自動復原，如0.3g/mL蔗糖溶液。②一定濃度的溶質(zhì)可透膜的溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復原現(xiàn)象，如KNO3溶液、甘油、尿素、乙二醇等。③在高濃度溶液(如0.5g/mL蔗糖溶液)中可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，但不會發(fā)生質(zhì)壁分離復原現(xiàn)象。易錯點3膜上的兩種轉(zhuǎn)運蛋白比較名稱轉(zhuǎn)運對象特點載體蛋白只容許與自身結(jié)合部位相適應的分子或離子通過每次轉(zhuǎn)運時都會發(fā)生自身構象的改變通道蛋白只容許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過轉(zhuǎn)運分子或離子不需要與通道蛋白結(jié)合易錯點4物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞脚c細胞膜結(jié)構的關系(1)協(xié)助擴散和主動運輸依賴細胞膜上轉(zhuǎn)運蛋白的種類和數(shù)量，或轉(zhuǎn)運蛋白空間結(jié)構的變化，這也是細胞膜具有選擇透過性的結(jié)構基礎。(2)胞吞和胞吐也需要膜上蛋白質(zhì)的參與，更離不開磷脂雙分子層的流動性。易錯點5歸納概括同一物質(zhì)的不同運輸方式物質(zhì)相應過程運輸方式葡萄糖進入紅細胞協(xié)助擴散進入小腸絨毛上皮細胞、腎小管重吸收葡萄糖主動運輸Na＋進入神經(jīng)細胞協(xié)助擴散(靠離子通道)運出神經(jīng)細胞主動運輸(鈉—鉀泵)K＋進入神經(jīng)細胞主動運輸(鈉—鉀泵)運出神經(jīng)細胞協(xié)助擴散(靠離子通道)易錯點6有關物質(zhì)出入細胞方式的七個“不要漏掉”(1)需要載體蛋白協(xié)助的運輸方式除主動運輸外，不要漏掉協(xié)助擴散。(2)消耗能量的運輸方式除主動運輸外，不要漏掉胞吞和胞吐。(3)從高濃度到低濃度的運輸方式除自由擴散外，不要漏掉協(xié)助擴散。(4)影響協(xié)助擴散運輸速率的因素除載體蛋白數(shù)量外，不要漏掉濃度差。(5)與主動運輸有關的細胞器除供能的線粒體外，不要漏掉載體蛋白的合成場所——核糖體。(6)運輸速率與O2濃度無關的運輸方式除自由擴散外，不要漏掉協(xié)助擴散。(7)Na＋、K＋等無機鹽離子一般以主動運輸方式進出細胞，但不要漏掉，也可通過協(xié)助擴散(或離子通道)進出細胞，如神經(jīng)細胞維持靜息電位時的K＋外流和形成動作電位時的Na＋內(nèi)流。1．(2024·浙江·高考真題)嬰兒的腸道上皮細胞可以吸收母乳中的免疫球蛋白，此過程不涉及(

)A．消耗ATP B．受體蛋白識別 C．載體蛋白協(xié)助 D．細胞膜流動性[答案]C．[解析]AD、免疫球蛋白化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，是有機大分子物質(zhì)，吸收方式為胞吞，需要消耗ATP，胞吞體現(xiàn)了細胞膜具有一定的流動性的結(jié)構特點，AD正確；BC、免疫球蛋白是有機大分子物質(zhì)，細胞吸收該物質(zhì)，需要受體蛋白的識別，不需要載體蛋白的協(xié)助，B正確，C錯誤。故選C。知識鏈接：小分子的物質(zhì)可以通過主動運輸和被動運輸來進出細胞，大分子進出細胞是通過內(nèi)吞和外排來完成的。被動運輸?shù)膭恿碜约毎麅?nèi)外物質(zhì)的濃度差，主動運輸?shù)膭恿碜訟TP。胞吞和胞吐進行的結(jié)構基礎是細胞膜的流動性。胞吞和胞吐與主動運輸一樣也需要能量供應。2．(2023·遼寧·高考真題)血腦屏障的生物膜體系在控制物質(zhì)運輸方式上與細胞膜類似。下表中相關物質(zhì)不可能存在的運輸方式是(

)選項通過血腦屏障生物膜體系的物質(zhì)運輸方式A神經(jīng)生長因子蛋白胞吞、胞吐B葡萄糖協(xié)助擴散C谷氨酸自由擴散D鈣離子主動運輸A．A B．B C．C D．D[答案]C．[解析]A、神經(jīng)生長因子蛋白是生物大分子，通過胞吞胞吐通過生物膜細胞，與生物膜的流動性有關，A正確；B、葡萄糖進入哺乳動物成熟紅細胞的方式為協(xié)助擴散，故血腦屏障生物膜體系可能為協(xié)助擴散，B正確；C、谷氨酸跨膜運輸需要載體蛋白的協(xié)助，不能為自由擴散，當谷氨酸作為神經(jīng)遞質(zhì)出細胞時為胞吐，也不是自由擴散，C錯誤；D、鈣離子通過生物膜需要載體蛋白，方式可能為主動運輸，D正確。故選C。知識鏈接：自由擴散的方向是從高濃度向低濃度，不需載體蛋白和能量，常見的有CO2、O2、甘油、苯、酒精等；協(xié)助擴散的方向是從高濃度向低濃度，需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助，不需要能量，如紅細胞吸收葡萄糖；主動運輸?shù)姆较蚴菑牡蜐舛认蚋邼舛?，需要載體蛋白和能量，常見的如小腸絨毛上皮細胞吸收氨基酸、葡萄糖，K+等。3．(2023·全國·高考真題)物質(zhì)輸入和輸出細胞都需要經(jīng)過細胞膜。下列有關人體內(nèi)物質(zhì)跨膜運輸?shù)臄⑹?，正確的是(

)A．乙醇是有機物，不能通過自由擴散方式跨膜進入細胞B．血漿中的K+進入紅細胞時需要載體蛋白并消耗ATPC．抗體在漿細胞內(nèi)合成時消耗能量，其分泌過程不耗能D．葡萄糖可通過主動運輸?shù)荒芡ㄟ^協(xié)助擴散進入細胞[答案]B．[解析]A、乙醇是有機物，與細胞膜中磷脂相似相溶，可以通過擴散方式進入細胞，A錯誤；B、血漿中K+量低，紅細胞內(nèi)K+含量高，逆濃度梯度為主動運輸，需要消耗ATP并需要載體蛋白，B正確；C、抗體為分泌蛋白，分泌過程為胞吐，需要消耗能量，C錯誤；D、葡萄糖進入小腸上皮細胞等為主動運輸，進入哺乳動物成熟的紅細胞為協(xié)助擴散，D錯誤。故選B。知識鏈接：自由擴散常見的有CO2、O2、甘油、苯、酒精等；協(xié)助擴散有紅細胞吸收葡萄糖；主動運輸需要載體蛋白和能量，常見的如小腸絨毛上皮細胞吸收氨基酸、葡萄糖，K+等。大分子蛋白質(zhì)進出細胞4．(2022·山東·高考真題)NO3-和NH4+是植物利用的主要無機氮源，NH4+的吸收由根細胞膜兩側(cè)的電位差驅(qū)動，NO3-的吸收由H+濃度梯度驅(qū)動，相關轉(zhuǎn)運機制如圖。銨肥施用過多時，細胞內(nèi)NH4+的濃度增加和細胞外酸化等因素引起植物生長受到嚴重抑制的現(xiàn)象稱為銨毒。下列說法正確的是(

)A．NH4+通過AMTs進入細胞消耗的能量直接來自ATPB．NO3-通過SLAH3轉(zhuǎn)運到細胞外的方式屬于被動運輸C．銨毒發(fā)生后，增加細胞外的NO3-會加重銨毒D．載體蛋白NRT1.1轉(zhuǎn)運NO3-和H+的速度與二者在膜外的濃度呈正相關[答案]B．[解析]A、由題干信息可知，NH4+的吸收是根細胞膜兩側(cè)的電位差驅(qū)動的，所以NH4+通過AMTs進入細胞消耗的能量不是來自ATP，A錯誤；B、由圖上可以看到，NO3-進入根細胞膜是H+的濃度梯度驅(qū)動，進行的逆濃度梯度運輸，所以NO3-通過SLAH3轉(zhuǎn)運到細胞外是順濃度梯度運輸，屬于被動運輸，B正確；C、銨毒發(fā)生后，H+在細胞外更多，增加細胞外的NO3-，可以促使H+向細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運，減少細胞外的H+，從而減輕銨毒，C錯誤；D、據(jù)圖可知，載體蛋白NRT1.1轉(zhuǎn)運NO3-屬于主動運輸，主動運輸?shù)乃俾逝c其濃度無必然關系；運輸H+屬于協(xié)助擴散，協(xié)助擴散在一定范圍內(nèi)呈正相關，超過一定范圍后不成比例，D錯誤。故選B。知識鏈接：主動運輸是由低濃度向高濃度一側(cè)運輸。需要消耗能量，也需要載體的協(xié)助。5．(2022·湖南·高考真題)原生質(zhì)體(細胞除細胞壁以外的部分)表面積大小的變化可作為質(zhì)壁分離實驗的檢測指標。用葡萄糖基本培養(yǎng)基和NaCl溶液交替處理某假單孢菌，其原生質(zhì)體表面積的測定結(jié)果如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．甲組NaCl處理不能引起細胞發(fā)生質(zhì)壁分離，表明細胞中NaCl濃度≥0.3mol/LB．乙、丙組NaCl處理皆使細胞質(zhì)壁分離，處理解除后細胞即可發(fā)生質(zhì)壁分離復原C．該菌的正常生長和吸水都可導致原生質(zhì)體表面積增加D．若將該菌先65℃水浴滅活后，再用NaCl溶液處理，原生質(zhì)體表面積無變化[答案]A．[解析]A、分析甲組結(jié)果可知，隨著培養(yǎng)時間延長，與0時(原生質(zhì)體表面積大約為0.5μm2)相比，原生質(zhì)體表面積增加逐漸增大，甲組NaCl處理不能引起細胞發(fā)生質(zhì)壁分離，說明細胞吸水，表明細胞中濃度>0.3mol/L，但不一定是細胞內(nèi)NaCl濃度≥0.3mol/L，A錯誤；B、分析乙、丙組結(jié)果可知，與0時(原生質(zhì)體表面積大約分別為0.6μm2、0.75μm2)相比乙丙組原生質(zhì)體略有下降，說明乙、丙組NaCl處理皆使細胞質(zhì)壁分離，處理解除后細胞即可發(fā)生質(zhì)壁分離復原，B正確；C、該菌的正常生長，細胞由小變大可導致原生質(zhì)體表面積增加，該菌吸水也會導致原生質(zhì)體表面積增加，C正確；D、若將該菌先65℃水浴滅活，細胞死亡，原生質(zhì)層失去選擇透過性，再用NaCl溶液處理，原生質(zhì)體表面積無變化，D正確。故選A。知識鏈接：當細胞液的濃度小于外界溶液的濃度時，原生質(zhì)體中的水分就透過細胞膜進入到外界溶液中，由于原生質(zhì)層比細胞壁的伸縮性大，當細胞不斷失水時，原生質(zhì)層逐漸縮小，原生質(zhì)層就會與細胞壁逐漸分離開來，即發(fā)生了質(zhì)壁分離。當細胞液的濃度大于外界溶液的濃度時，外界溶液中的水分就透過細胞膜進入到原生質(zhì)體中，原生質(zhì)體逐漸變大，發(fā)生質(zhì)壁分離復原。6．(2022·全國·高考真題)植物成熟葉肉細胞的細胞液濃度可以不同。現(xiàn)將a、b、c三種細胞液濃度不同的某種植物成熟葉肉細胞，分別放入三個裝有相同濃度蔗糖溶液的試管中，當水分交換達到平衡時觀察到：①細胞a未發(fā)生變化；②細胞b體積增大；③細胞c發(fā)生了質(zhì)壁分離。若在水分交換期間細胞與蔗糖溶液沒有溶質(zhì)的交換，下列關于這一實驗的敘述，不合理的是(

)A．水分交換前，細胞b的細胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度B．水分交換前，細胞液濃度大小關系為細胞b>細胞a>細胞cC．水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度大于細胞a的細胞液濃度D．水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度[答案]C．[解析]A、由于細胞b在水分交換達到平衡時細胞的體積增大，說明細胞吸水，則水分交換前，細胞b的細胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度，A正確；B、水分交換達到平衡時，細胞a的細胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度，細胞b的細胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度，細胞c的細胞液濃度小于外界蔗糖溶液的濃度，因此水分交換前，細胞液濃度大小關系為細胞b>細胞a>細胞c，B正確；C、由題意可知，水分交換達到平衡時，細胞a未發(fā)生變化，說明其細胞液濃度與外界蔗糖溶液濃度相等；水分交換達到平衡時，雖然細胞內(nèi)外溶液濃度相同，但細胞c失水后外界蔗糖溶液的濃度減小，因此，水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度小于細胞a的細胞液濃度，C錯誤。D、在一定的蔗糖溶液中，細胞c發(fā)生了質(zhì)壁分離，水分交換達到平衡時，其細胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度，D正確。故選C。知識鏈接：質(zhì)壁分離時，外界溶液濃度>細胞液濃度→細胞失水，原生質(zhì)層皺縮→發(fā)生質(zhì)壁分離。外界溶液濃度<細胞液濃度→細胞吸水→已發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞發(fā)生質(zhì)壁分離復原現(xiàn)象。7．(2021·山東·高考真題)液泡是植物細胞中儲存Ca2+的主要細胞器，液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解無機焦磷酸釋放的能量跨膜運輸H+，建立液泡膜兩側(cè)的H+濃度梯度。該濃度梯度驅(qū)動H+通過液泡膜上的載體蛋白CAX完成跨膜運輸，從而使Ca2+以與H+相反的方向同時通過CAX進行進入液泡并儲存。下列說法錯誤的是(

)A．Ca2+通過CAX的跨膜運輸方式屬于協(xié)助擴散B．Ca2+通過CAX的運輸有利于植物細胞保持堅挺C．加入H+焦磷酸酶抑制劑，Ca2+通過CAX的運輸速率變慢D．H+從細胞質(zhì)基質(zhì)轉(zhuǎn)運到液泡的跨膜運輸方式屬于主動運輸[答案]A．[解析]A、Ca2+通過CAX的跨膜運輸方式為主動運輸，所需要的能量由H+順濃度梯度產(chǎn)生的勢能提供，A錯誤；B、Ca2+通過CAX的運輸進入液泡增加細胞液的濃度，細胞液的滲透壓，有利于植物細胞從外界吸收水分，有利于植物細胞保持堅挺，B正確；C、加入H+焦磷酸酶抑制劑，則液泡中的H+濃度降低，液泡膜兩側(cè)的H+濃度梯度差減小，為Ca2+通過CAX的運輸提供的能量減少，C正確；D、H+從細胞質(zhì)基質(zhì)轉(zhuǎn)運到液泡的跨膜運輸方式需要水解無機焦磷酸釋放的能量來提供，為主動運輸，D正確。故選A。知識鏈接：H＋跨膜運輸需要借助無機焦磷酸釋放的能量，其運輸方式為主動運輸。Ca2+通過H＋濃度差驅(qū)動的主動運輸8．(2022·海南·高考真題)細胞膜上存在的多種蛋白質(zhì)參與細胞的生命活動。回答下列問題。(1)細胞膜上不同的通道蛋白、載體蛋白等膜蛋白，對不同物質(zhì)的跨膜運輸起著決定性作用，這些膜蛋白能夠體現(xiàn)出細胞膜具有的功能特性是。(2)細胞膜上的水通道蛋白是水分子進出細胞的重要通道，水分子借助水通道蛋白進出細胞的方式屬于。(3)細胞膜上的H＋-ATP酶是一種轉(zhuǎn)運H＋的載體蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解釋放的能量將H＋泵出細胞，導致細胞外的pH；此過程中，H＋-ATP酶作為載體蛋白在轉(zhuǎn)運H＋