1、【教材解读】2015 高中生物 第 4 章 物质的输入和输出专题总结 新人教版必修 1 , 专题一 物质跨膜运输的图表信息解读) 1被动运输的示意图解读 物质进入细胞需要穿过细胞膜，不同物质的跨膜方式不同，如图 41 表示在一定范围内， 细胞膜外物质进入细胞膜内的不同情况。 (1)图(1)中物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运，不消耗能量，也不需要 载体协助，所以此图是自由扩散过程。 (2)图(2)表示物质的运输速率与物质浓度差成正比关系，说明此过程只受物质浓度的影响， 因此是自由扩散过程。 (3)自由扩散的动力是膜两侧的浓度差，因此随着细胞外物质浓度的降低，自由扩散的速率 会越来越
2、慢。 (4)图(3)中运输速率不受 O2浓度影响，说明运输过程不需要能量，因此是自由扩散或协助 扩散过程。 2主动运输的示意图解读 (1)图(4)中物质从浓度低的一侧通过细胞膜向浓度高的一侧转运，需要载体协助，同时消 耗能量，所以此图是主动运输过程。 (2)图(5)中 AB 段表示物质运输的速率随着物质浓度差的升高而增大，而 BC 段趋于平缓， 说明该运输方式不仅受浓度差影响，还受载体影响，因此图(5)可表示协助扩散或主动运输过程。 AB 段的主要限制因素是物质浓度差， BC 段的主要限制因素是载体的数量。 (3)图(6)中物质运输速率受 O2浓度影响，因此此运输过程需要能量，所以图(6)是主
3、动运 输过程。 A 点时，O 2浓度为 0，细胞进行无氧呼吸，产生能量较少，物质运输速率较慢。 AB 段 的限制因素是 O2浓度，即能量； B 点以后随 O2浓度的增大运输速率不再改变，所以 BC 段的限 制因素是载体的数量。 【例 1】 如图 43 是几种物质进出细胞的方式中运输速率与影响因素之间的关系曲线图， 下列与各图相关的叙述中，正确的是( ) A与水进出细胞相符的图有 B与葡萄糖进入红细胞相符的图有 C与 K 进入丽藻细胞相符的图有 D与蛋白质进出细胞相符的图有 解析；自由扩散不需要载体蛋白和能量，物质运输速率与物质浓度成正相关；协助扩散和 主动运输都需要载体蛋白，主动运输还要消耗能
4、量。据此可确定为自由扩散；为协助扩散 或主动运输；为自由扩散或协助扩散；为主动运输；为自由扩散；为协助扩散或主动 运输。水进出细胞的方式为自由扩散，葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散，K 进入丽藻细胞 的方式为主动运输，蛋白质进出细胞的方式为胞吞和胞吐。综合以上分析，可得出答案。 答案：A 点拨：坐标曲线中限制性因素的判断 在曲线上升阶段，限制其增长的因素为横坐标所表示的因子；当曲线不再上升时，限制其 增长的因素，需要从其他因素中考虑，横坐标的因素不再是限制因素。 专题二 结构与功能相统一的思想观点) 1细胞膜的结构与运输功能图解(如图 44 所示) 2细胞膜的结构特性 (1)细胞膜的结构特性是
5、具有一定的流动性，其基础是构成生物膜的蛋白质和脂质分子都是 可以运动的。 (2)细胞膜的功能特性是具有选择透过性，表现为水分子可以自由通过，细胞需要的小分子 和离子可以通过，其他小分子、离子和大分子不能通过。根本原因是遗传物质决定了细胞膜上 载体的种类和数量不同。 (3)细胞膜的流动性是选择透过性的基础，正是由于具有该特性，细胞才能完成其各项生命 活动，也才能表现出选择透过性。 3结构决定功能 细胞膜的流动性(结构特点)是决定其选择透过性(功能特点)的结构基础。 (1)自由扩散、协助扩散、主动运输等需借助细胞膜上的磷脂分子和蛋白质分子的运动才能 实现。若细胞膜上的磷脂分子和蛋白质分子不能运动，
6、则细胞膜的物质运输功能无法实现。 (2)胞吞和胞吐是依赖细胞膜的流动性得以实现的。 【例 2】 将酶、抗体、核酸等生物大分子或小分子药物用磷脂制成的微球体包裹后，更 容易运输到患病部位的细胞中。这是因为( ) A生物膜具有选择透过性，能够允许对细胞有益的物质进入 B磷脂双分子层是生物膜的基本支架，且具有一定的流动性 C微球体能将生物大分子药物水解成小分子药物 D生物膜具有半透性，优先让生物大分子物质通过 解析：细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，根据相似相溶性，脂溶性物质更容易通过细胞 膜，B 项正确。A 项叙述正确，但不是微球体更易运输到患病部位的细胞中的原因。题干中未提 到该微球体是否将大分子
7、药物水解成小分子药物，C 项错误。因为生物膜具有选择透过性，所 以不会让大分子物质优先通过，D 项错误。 答案：B 点拨：细胞膜的基本骨架是磷脂，而且具有一定的流动性，根据相似相溶原理，脂溶性的 物质可以与细胞膜融合，并且优先通过细胞膜。 考 点 命题趋势 物质出入细胞的方式 从近几年课标地区高考试题看，考查点主要集中在“物质 出入细胞的方式及影响因素”和“影响物质的运输因素及 实验探究”。知识难度较低，主要考查实验设计方法，考 查学生解读图示的能力，在高考中常以选择题和简答题形 式出现。简答题以图表信息和实验分析为主，综合性较强 观察植物细胞的质壁分离和复原 本考点主要考查质壁分离的原理和应
8、用，通常联系生产生 活实际，考查学生应用生物学原理解决实际问题的能力， 高考中常以细胞图像、坐标曲线等形式进行考查，多以选 择题形式出现 【真题 1】 (2011全国)将人的红细胞放入 4 蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂， 主要原因是( ) A红细胞膜具有水溶性 B红细胞的液泡体积增大 C蒸馏水大量进入红细胞 D低温时红细胞膜流动性增大 解析：将人的红细胞放入 4 蒸馏水中，红细胞会因大量蒸馏水进入而导致破裂；红细胞 膜是脂溶性的；人的红细胞没有液泡；因低温时分子运动减慢而导致细胞膜的流动性降低。 答案：C 【真题 2】 (2011全国)撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、
9、 数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份 在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。然后，两组外表皮都用质量浓度为 0.3 g/mL 的蔗糖溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。此时甲、乙两组细胞水分 渗出量的大小以及水分运出细胞的方式是( ) A甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输 B甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输 C甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输 D甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输 解析：将两份完全相同的紫色洋葱外表皮细胞分别放入完全营养液和蒸馏水中浸泡相同时 间，放入蒸馏水中的
10、外表皮细胞因吸水较多，而使甲组细胞的细胞液浓度大于乙组细胞的细胞 液浓度，由于甲组细胞的细胞液与质量浓度为 0.3 g/mL 的蔗糖溶液的浓度差小于乙组细胞的细 胞液与质量浓度为 0.3 g/mL 的蔗糖溶液的浓度差，所以乙组细胞水分渗出量多。水分是通过渗 透作用进出细胞的，既不需要载体协助，也不消耗能量，为被动运输。 答案：C 【真题 3】 (2011全国)将紫色洋葱在完全营养液中浸泡一段时间，撕取外表皮，先用 质量浓度为 0.3 g/mL 的蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，立即将外表皮放入蒸馏水中，直 到细胞中的水分不再增加。若在该实验过程中，蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓度为甲，细 胞
11、中的水分不再增加时外表皮细胞液的浓度为乙，则甲、乙的关系，以及实验过程中水分进出 细胞的方式为( ) A甲乙，被动运输 B甲乙，被动运输 C甲乙，主动运输 D甲乙，主动运输 解析：水分子顺浓度梯度进出细胞，不需要载体和能量，属于被动运输。用完全营养液浸 泡紫色洋葱，保持了外表皮细胞的生活状态(细胞液浓度为甲)，用质量浓度为 0.3 g/mL 的蔗糖 溶液处理时，外界溶液的浓度大于细胞液浓度，由于蔗糖分子不能进入细胞，细胞失水导致质 壁分离，细胞液浓度升高。发生质壁分离后立即放入蒸馏水中的细胞仍保持生活状态，因蒸馏 水浓度小于细胞液浓度，导致质壁分离复原。随着细胞吸水，细胞液浓度逐渐降低，逐渐恢
12、复 至甲，直到细胞中的水分不再增加，此时外表皮细胞液浓度为乙。故此实验过程中，外表皮细 胞液的浓度应为甲乙。 答案：B 【真题 4】 (2011天津)将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在质量浓度为 0.3 g/mL 的蔗糖溶液 中，1 min 后进行显微观察，结果见图 45。下列叙述错误的是( ) A图中 L 是细胞壁，M 是液泡，N 是细胞质 B将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原 C实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异 D洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料 解析：显微观察质壁分离的实验材料应选择具有大液泡的、成熟的植物细胞，洋葱根尖分 生区细胞无大液泡，不宜作为该实验的
13、实验材料；植物细胞的细胞壁是全透性的，蔗糖分子能 够通过，细胞膜是选择透过性膜，蔗糖分子不能通过。0.3 g/mL 的蔗糖溶液浓度大于细胞液浓 度，细胞失水，洋葱鳞片叶表皮细胞表现为质壁分离，结果如图。图中 L 是细胞壁，M 是液泡， N 是蔗糖溶液。N 的成分说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异；将发生质壁分离的 细胞浸润在清水中，细胞吸水，原生质体会逐渐复原。 答案：A 【真题 5】 (2012海南高考)关于细胞中细胞器的叙述，错误的是( ) A大肠杆菌无线粒体，有核糖体 B水稻叶肉细胞有叶绿体，也有液泡 C酵母菌有线粒体，也有叶绿体 D小鼠肝细胞有线粒体，也有内质网 解析：大肠杆
14、菌是原核生物，只有核糖体这一种细胞器，没有线粒体，A 项正确；水稻叶 肉细胞是成熟的植物细胞，含有叶绿体、液泡，B 项正确；酵母菌属于真菌，是真核生物，代 谢类型为异养兼性厌氧，有线粒体但没有叶绿体，C 项错误；小鼠肝细胞为动物细胞，具有线 粒体和内质网，D 项正确。 答案：C 【真题 6】 (2011海南)原尿中葡萄糖、氨基酸等物质的浓度与血浆中的基本相同。原 尿经肾小管上皮细胞的选择性重吸收和分泌作用后形成尿液。正常情况下尿液中不含葡萄糖。 肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液。图 46 为肾小管壁及相关结构示 意图。 请据图回答下面的问题。 (1)肾小管上皮细胞中的葡萄糖
15、浓度_(填“高于”“低于”或“等于”)组织液中的。 (2)原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞的运输方式是_，需要_的参与。 (3)肾小管上皮细胞重吸收水分的原理是_，原尿中葡萄糖未能被完全重吸收从而导致 尿量增加的原因是 _ _。 解析：(1)依据题干中提供的信息“肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组 织液”可推测肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度高于组织液中的葡萄糖浓度。(2)依据题干提供的 信息：“原尿中葡萄糖浓度与血浆中的基本相同”、“正常情况下尿液中不含葡萄糖”可推知 原尿中葡萄糖进入肾小管上皮细胞的运输方式是主动运输，需要载体蛋白参与。(3)肾小管上皮 细胞重吸收水分的原理是渗透作用。原尿中葡萄糖未能被完全重吸收，会使原尿渗透压增加， 水分重吸收减弱，造成尿量增加。 答案：(1)高于 (2)主动运输 载体蛋白和 ATP (3)渗透吸水 肾小管腔中液体的浓度高 于正常水平，渗透压高，水分重吸收减弱，造成尿量增加
