“细胞的物质输入和输出”一章中常见问题探析

“细胞的物质输入和输出”一章中常见问题探析

王俊

阜阳市第十中学 

摘要：高中生物知识中，细胞的物质输入和输出是人教版必修1分子与细胞当中非常重要的章节，是是高中生物的入门知识，同时也是高考考察的重点之一，本文主要对该章节常见的重难点进行归纳总结，并通过历年高考真题进行刍议，希望可以对教学者和学习者在研究或学习本章内容是起到一定的帮助。

关键词：细胞的物质输入和输出 问题探析

一、细胞的物质输入和输出章节概括

1.物质跨膜运输的实例

（1）发生渗透作用的条件：①半透膜； ②浓度差。

（2）动物细胞的吸水和失水

动物细胞的吸水和失水主要的取决于外界溶液浓度与细胞质浓度，当前者浓度较小时

细胞会吸水膨胀反之则会失水收缩，相等时则处于动态平衡。

（3）植物细胞的吸水和失水
植物细胞的吸水和失水与动物细胞有着相似之处，但不同的是植物细胞会发生质壁分

离，而质壁分离主要的原因是：原生质层伸缩性大于细胞壁的伸缩性，外界溶液浓度＞细胞液浓度

2.生物膜的流动镶嵌模型
生物膜由蛋白质，磷脂和糖类构成，功能特点是：具有选择透过性。

3.物质跨膜运输的方式
（1）被动运输

①自由扩散：a.沿浓度梯度扩；b.不需要提供能量；c.没有膜蛋白的协助。

②协助扩散也称促进扩散，其运输特点是：a.比自由扩散转运速率高；b.存在最大转

运速率；c.有特异性，即与特定溶质结合。
（2）主动运输：①沿逆浓度梯度运输；②需要能量；③需要载体蛋白；④具有选择性和

特异性。
（3）胞吞胞吐：①不需要载体蛋白；②需要能量。

二、高考真题探析   

例1  H+-A是一种位于细胞膜上的载体蛋白,具有ATP 水解酶活性，并利用其释放的能量可逆浓度梯度转运H+。现在设置两组实验①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在PH值小于胞内的溶液中，将其进行暗处理，发现溶液PH并未发生变化。②将含有植物气孔的保卫细胞的溶液分为两组，一组使用蓝光照射，另一组加入物质H+-A的抑制剂（可抑制ATP水解），再使用蓝光进行照射。结果发现第一组溶液PH降低，第二组溶液PH不变。依据上述内容，推断出不正确的一项（    ）。

A.H+-A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+-A发挥作用导致H+逆浓度梯度跨膜运输

C.H+-A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

思路：题目所给条件是设置实验以及结果，解题时先对题目所给信息进行分析，分析完成再对选项判断正误，题中所给物质H﹢-A既可作为载体蛋白协助扩散又可作ATP水解酶水解ATP释放能量，所给的两个条件都可得知H﹢跨膜运输是主动运输①H﹢是逆浓度梯度运输②H﹢的跨膜运输需要能量，由实验易得，当有蓝光照射的溶液PH值降低，则表明H﹢通过主动运输进入胞外，当加入抑制剂后，主动运输缺少能量，H﹢无法进入细胞外，溶液PH不发生变化。

解析：有分析题中对照实验可得出无蓝光照射时溶液pH值不变而有蓝光照射时溶液PH却下降，而在此题目中导致PH下降的主要原因则是H﹢浓度的增加，所以在蓝光照射时H﹢会通过主动运输运至胞外，A项正确；通过分析可知H﹢-A可水解ATP提供能量使H﹢逆浓度主动运输，B正确；C项，在此实验中光照并不会直接给反应提供能量就如某些化学反应中必须使用催化剂一样，而是促成反应完成的一个必要条件，所以，C错误；D项，由题目我们可知最初细胞内的pH高于胞外，溶液中决定pH主要原因是H﹢，如果H﹢发生了自由扩散则胞外溶液的pH会发生变化，但是题目所给实验中经过暗处理后细胞外溶液的pH仍未发生变化，易得出H﹢并未发生自由扩散，D项正确

总结：高考中此种考查方式十分常见，题目所给的实验大部分情况下是在课本当中见不到的，但却和课本知识点紧密相关，实验中的现象在课本中有相应的表述，需要学生通过题目所给条件与课本所学知识相联系，这种题目对学生知识点掌握的情况有一定要求。

例2（2018全国Ⅱ卷）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

思路：本题考察了多种物质输入输出方式，考察点较多但都较为简单。

解析：A项，在学习免疫系统章节时我们在书中生动形象的图例中了解到了巨噬细胞吞噬病原体时是以胞吞的方式而并非协助扩散，故A错误；固醇类激素的分子质量较小且是脂溶性的，它可以通过协助扩散或者通过载体蛋白的运输来进入靶细胞，都不属于主动运输B项错误；C项，神经细胞受到刺激时，会处于动作电位，而在动作电位时Na+会产生被动运输内流，C项正确；D选项，在生活中使用的护肤品化妆品中的甘油和固醇类激素有着相似之处都属于脂溶性小分子，所以也不属于主动运输。

总结：我们经常会遇到考察区分主动运输，被动运输，协助扩散的题目，但在此类题型中我们需要注意的是，运输方式不仅仅有这几种，还有胞吞胞吐这些不可忽略。

例3（2018全国Ⅲ卷）神经细胞处于静息状态时，细胞内外K+和Na+的分布特征是（  ）。

A．细胞外K+和Na+浓度均高于细胞内

B．细胞外K+和Na+浓度均低于细胞内

C．细胞外K+浓度高于细胞内，Na+相反

D．细胞外K+浓度低于细胞内，Na+相反

思路：本题考查了对神经细胞膜两侧K+和Na+的分布特征的掌握情况。

解析：本题对知识的考查在于对基础知识的了解和掌握--神经细胞膜两侧的K+和Na+的分布特征，静息电位是由K＋外流引起。而动作电位是由Na＋内流引起，题中所给条件表明是静息状态静息电位，细胞在静息状态下，K+则会外流故此题得D项 。

总结：在钠离子与钾离子内外流的问题当中，要弄清楚处于静息电位与动作电位是钠钾离子的分布状态，才能有助于我们更轻松的解题。

例4(2017•新课标Ⅱ卷)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.  0~4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内

B.  0~1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等

C.  2~3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压

D.  0~1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压

解析：分析题目所给图片我们可知随着时间不断变长原生质体的相对体积首先下降到50%左右最后在四小时的时候有重新回到百分附近其中就包含了细胞先发生质壁分离然后再复原的过程，由此易得A，D选项错误；观察图像在前一小时原生质体的相对体积减小细胞则失水发生质壁分离，因为原生质体伸缩性与细胞壁不同，因此体积变化量也不尽相等，B项错误；在途中二到三小时时原生质体的相对体积又是从慢一点吗不断增加，可看出是质壁分离复原过程所以此时物质A溶液渗透压小于细胞液的渗透压，C项正确。

总结：在学习过程中对图像的理解能力也是非常重要的，这直接关乎到我们做题时对题目条件的分析以及对选项的判断，同时要注意图表中横纵坐标分别代表什么，以防止误解题目条件。

三、总结

在关于细胞的物质输入和输出的问题常常会涉及到此章的许多知识点。例如，将知识点与实验相结合、物质转运的机制和调控等方面的知识。需要将这些知识综合掌握，融会贯通，找到知识点之间的联系，建立起知识树。才能更好地应对试题中的相关问题。