假期复习：第四章：细胞的物质输入和输出

暑假，对于即将步入高二和高三的孩子们来说，这是一个弯道超车的好时机。对于准高一的孩子们来说，这个暑假也是你比人家高起点的台阶。接下来，我们将按照章节或一章或一节地来串高中生物学的知识点。希望能让孩子开学后能有一个全新的自己。本文内容可能不多，但后面相关阅读的超链接部分有更多内容，可以选择阅读。

第四章：细胞的物质输入和输出

第一节：物质跨膜运输的实例

一、渗透作用：

1.水分子（溶剂分子）通过半透膜的扩散作用。（渗透是宏观上的，而非微观的）。

2.渗透作用发生的条件：①具有半透膜②膜两侧有浓度差

说明：分析渗透作用时，半透膜两侧的浓度（渗透压）是指所有溶质的物质的量浓度，与溶质种类无关。

二、细胞的吸水和失水：

1.动物细胞依靠渗透作用吸水和失水。

①动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜。②动物细胞膜内外可能存在浓度差（渗透压差）。

2.成熟植物细胞主要通过渗透作用吸水和失水。

成熟植物细胞与外界溶液可以构成一个渗透系统，这是因为：原生质层具有选择透过性，相当于一层半透膜；当原生质层两侧存在浓度差（渗透压差）时，就可以发生渗透作用。

3.原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。

4.质壁分离与质壁分离复原

①细胞壁是_____________（溶于水的物质可以通过细胞壁）且伸缩性较_____，植物细胞吸水和失水时其形态变化_________。原生质层具有选择透过性且伸缩性较大。

②当植物细胞失水导致细胞液减少时，________________随之收缩，与_____________逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。

③质壁分离的细胞处于低渗溶液（如清水）中时，植物细胞吸水，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，使植物细胞逐渐发生___________________。

三、物质跨膜运输的其它实例

1.细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输。生物体能逆相对含量的梯度进行物质的跨膜运输。如，水稻会大量积累SiO44-，甲状腺滤泡上皮细胞能大量积累I-。

2.细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。

第二节：生物膜的流动镶嵌模型

一、流动镶嵌模型的主要内容

1.磷脂双分子层构成膜的基本支架。

2.蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。

3.膜具有一定的流动性，这是因为构成膜的__________（“所有”或“大多数”）磷脂分子可以运动，构成膜的__________（“所有”或“大多数”）蛋白质分子也可以运动。

二、关于糖蛋白

详情：细胞膜——系统的边界知识点

三、生物膜的特点：

结构特点：具有一定的流动性

功能特性：选择透过性

第三节：物质跨膜运输的方式

一、物质跨膜运输的方式
1.自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞。

自由扩散需要穿过磷脂双分子层。物质穿过磷脂双分子层的能力取决于被运输物质的极性和大小。极性越弱的分子越容易穿过磷脂双分子层。极性相似时，越小的分子越容易穿过磷脂双分子层。离子哪怕是最小的氢离子也不能穿过磷脂双分子层。

2.协助扩散：进出细胞的物质要借助膜转运蛋白的扩散。

介导协助扩散的膜转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白。被动运输都是顺浓度梯度的运输，运输动力来自于膜两侧的浓度梯度，其结果是降低膜两侧的浓度梯度。

3.主动运输: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，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。

逆浓度梯度的运输都是主动运输，主动运输通过消耗能量建立膜两侧的浓度梯度。

4.大分子需要胞吞胞吐的方式出入细胞

胞吞胞吐运输大分子的同时也会运输小分子，如水，有些神经递质等。详情：揭发：关于神经递质的“私密事件”

二、 自由扩散、协助扩散和主动运输的比较

三、物质跨膜运输方式的分析

先看被运输物质的大小，大分子的运输依靠胞吞或胞吐；小分子的运输再看运输方向（顺浓度还是逆浓度）。

练习：

1.[2019年·全国卷II，3]某种H﹢-ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶活性，能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H﹢。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中（假设细胞内的pH高于细胞外），置于暗中一段时间后，溶液的pH不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组，一组照射蓝光后溶液的pH明显降低；另一组先在溶液中加入H﹢-ATPase的抑制剂（抑制ATP水解），再用蓝光照射，溶液的pH不变。根据上述实验结果，下列推测不合理的是

A．H^﹢-ATPase位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的H^﹢转运到细胞外

B．蓝光通过保卫细胞质膜上的H^﹢-ATPase发挥作用导致H^﹢逆浓度梯度跨膜运输

C．H^﹢-ATPase逆浓度梯度跨膜转运H^﹢所需的能量可由蓝光直接提供

D．溶液中的H^﹢不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞

2.[2019年·海南，8]植物细胞中水和矿质元素离子会表现出某些特点。下列叙述错误的是

A.根细胞中的K+不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中

B.矿质元素离子在细胞内积累可引起外界溶液中的水进入细胞

C.根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中

D.叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于结合水

3.[2018年·全国卷II，2]下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是

A．巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散

B．固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输

C．神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于被动运输

D．护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输

4.[2017年全国卷II，4]将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体（即植物细胞中细胞壁以内的部分）的体积变化趋势如图所示，下列叙述正确的是

A.0~4h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内

B. 0~1h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等

C. 2~3h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压

D. 0~1h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压

5.[2017年•海南卷，9]为研究植物细胞质壁分离现象，某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲物质溶液中，一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。下列说法错误的是

A．该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞

B．细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度

C．细胞液中的H2O可以经扩散进入甲物质溶液中

D．甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁

6.[2017年•海南,6]将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组，分别移入适宜的营养液中在光下培养，并给甲组的营养液适时通入空气，乙组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的。关于这一实验现象，下列说法错误的是

A．给营养液通入空气有利于该植物的生长

B．根细胞对a离子的吸收过程属于自由扩散

C．根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗

D．根细胞的有氧呼吸有利于根对a离子的吸收

7.[2018年·浙江11月选考，19]质膜的流动镶嵌模型如图所示，①~④表示其中的物质。下列叙述正确的是

A．①在质膜的内外侧均有分布，与细胞间的识别有关

B．②可自发形成双层结构，与核糖体的形成有关

C．③分布于质膜中，能催化质膜中发生的生化反应

D．④有脂溶性和水溶性两部分，可控制某些离子出入细胞

答案:

1.C

题目有点长，需要生化跨学科，最起码要知道pH值高氢离子浓度越小。题目说细胞内的pH高于细胞外，说明细胞外氢离子浓度高。经蓝光照射后溶液（细胞外）的pH明显降低，说明细胞外氢离子浓度升高了，当然是从里面出来的，逆浓度出来，主动运输。

2.D

3.C

4.C

5.B

6.B

7.D

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11.揭发：关于神经递质的“私密事件”（有关于神经递质的运输情况的分析）