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第二节物质出入细胞的方式高频考点突破实验专题探究即时达标训练第二节物质出入细胞的方式基础自主梳理命题视角剖析基础自主梳理一、扩散和渗透1．扩散分子或离子从________处向低浓度处运动的现象。扩散使得分子分布均匀，直到平衡。2．渗透水分子等溶剂分子通过膜的扩散称为渗透。扩散和渗透都是物理现象。高浓度3．细胞吸水和失水当细胞外水分子数相对较多，也就是溶液浓度相对较低时，动物细胞(如红细胞)在水中会因渗透作用吸水而破裂；植物细胞也会吸水而膨胀，但不会破裂，是因为植物细胞的最外层具有_______。当细胞外水分子相对较少，也就是溶液浓度相对较高时，红细胞会因渗透失水导致细胞收缩，植物细胞的质膜会连同以内的部分收缩而发生_________。细胞壁质壁分离二、被动转运及其类型1．被动转运物质由_________的一侧转运到浓度较低的一侧，称为被动转运。这种转运不消耗能量，包括单纯扩散、渗透及易化扩散。2．单纯扩散与易化扩散单纯扩散与易化扩散都属于_____转运，都不需要消耗能量，都是物质从高浓度一侧通过膜扩散到低浓度一侧。不同点是易化扩散需要转被动浓度较高运蛋白(又称载体蛋白)的协助，因而扩散的速度更快。思考感悟1．为什么脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质通过却十分困难？【提示】细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，根据物质的相似相溶原理，所以脂溶性物质易透过细胞膜。三、主动转运1．概念：在_________的参与下，把离子或分子从低浓度一侧通过膜转运到_______一侧，同时消耗ATP。2．影响因素限制主动转运的因素有载体蛋白和_____，一种成分能否进行主动转运，或主动转运的速率大小取决于是否含有运输该成分的载体蛋白及其数量，以及ATP的供应情况。载体蛋白高浓度ATP四、胞吞和胞吐有的物质进出细胞时被一部分质膜包起来，然后这部分质膜与整个质膜脱离，裹着该物质运到细胞内侧就称为胞吞，运到细胞外侧就称为____。胞吞或胞吐的物质可以是固体或液体。胞吞或胞吐的物质穿过膜的层数为0，发生胞吞或胞吐作用与膜结构的流动性有关。胞吐思考感悟2．单纯扩散、易化扩散和主动转运与胞吞、胞吐有何主要区别？【提示】单纯扩散、易化扩散和主动转运属于物质的跨膜转运，物质以各种方式穿膜而过,属于细胞选择性转运。胞吞、胞吐属于物质的膜泡转运，物质出入都无需穿过细胞膜，而以囊泡的形式出入细胞。高频考点突破渗透与植物的吸水和失水1．渗透系统的组成(如图)及条件(1)需具备半透膜。半透膜可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜，也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。(2)半透膜两侧的溶液具有浓度差。浓度差的实质是单位体积溶液中溶质分子数的差，即物质的量浓度之差。2．渗透作用发生的条件(溶质分子不能通过半透膜)(1)当S1浓度S2浓度时，由S2→S1的水分子数多于由S1→S2的水分子数，漏斗(S1)液面上升。(2)当S1浓度S2浓度时，由S1→S2的水分子数多于由S2→S1的水分子数，漏斗(S1)液面下降。(3)当S1浓度＝S2浓度时，由S1到S2的水分子与由S2到S1的水分子数相等，此时扩散达到动态平衡，漏斗(S1)液面保持不变。【易误警示】①若溶质分子能通过半透膜，则先是浓度高的一侧液面升高，随后另一侧液面上升，最后达到渗透平衡。②上图中，在达到渗透平衡后，只要存在液面差Δh，则S1溶液的浓度仍大于S2溶液的浓度。3．渗透作用原理的应用(1)验证渗透作用发生的条件①具有半透膜：②具有浓度差：(2)比较不同溶液浓度大小漏斗内烧杯内溶液浓度MN现象及结论①若漏斗内液面上升，则MN②若漏斗内液面不变，则M＝N③若漏斗内液面下降，则MN4．植物细胞是一个渗透系统(1)原生质层相当于半透膜(2)细胞液与外界溶液具有浓度差由以上两点可知，植物细胞构成一个渗透系统。即时应用(随学随练，轻松夺冠)1．如图所示，烧杯内装有蒸馏水，下部封有半透膜的长颈漏斗内装有淀粉和食盐溶液，漏斗颈内的液面与烧杯内蒸馏水的液面相同。过一段时间后用碘水和硝酸银溶液分别检测蒸馏水中的物质。整个实验过程中所观察到的现象是()①漏斗颈内的液面下降②漏斗颈内的液面上升③烧杯内的液体遇硝酸银溶液有白色沉淀生成④烧杯内的液体遇碘水变蓝A．①②B．②③C．③④D．①④解析：选B。淀粉是大分子物质，不能透过半透膜，使漏斗内与烧杯中蒸馏水之间渗透压不平衡，水分子通过半透膜进入漏斗，使其液面上升；烧杯内的水中无淀粉，遇碘也不变蓝。食盐溶液中的离子可以透过半透膜，所以烧杯内的液体遇硝酸银溶液有白色沉淀生成。物质进出细胞的方式单纯扩散、易化扩散和主动转运的比较物质出入细胞的方式被动转运主动转运单纯扩散易化扩散运输方向高浓度→低浓度高浓度→低浓度低浓度→高浓度是否需要载体不需要需要需要是否消耗能量不消耗不消耗消耗物质出入细胞的方式被动转运主动转运单纯扩散易化扩散图例举例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入细胞红细胞吸收葡萄糖小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等物质出入细胞的方式被动转运主动转运单纯扩散易化扩散表示曲线(一定浓度范围内)【易误警示】①同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细胞吸收葡萄糖为易化扩散，小肠细胞吸收葡萄糖则是主动转运。②在跨膜运输方式中，只有主动转运需要能量，且能逆浓度梯度运输。即时应用(随学随练，轻松夺冠)2．(2011年嘉兴海盐高级中学一模)如图有关概念的分析，正确的是()A．①和②所示的过程都需要消耗细胞内ATP水解释放的能量B．只有①所示的过程能逆浓度梯度运输物质C．大分子只有通过①所示的过程才能进入细胞D．腌制蜜饯时蔗糖进入细胞与过程①和②有直接关系解析：选B。①表示主动转运，②表示易化扩散，是顺浓度梯度运输物质，不消耗能量。一些大分子物质可通过胞吞和胞吐进出细胞。蜜饯腌制过程中细胞因失水过多死亡，此时细胞的选择透过性丧失。实验专题探究植物细胞的吸水和失水的实验探究及应用1．实验原理成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞液具有一定的浓度，能够渗透失水和吸水。2．实验流程3．质壁分离的原因分析4．实验结论成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。5．植物细胞质壁分离与复原的应用(1)判断细胞的死活待测细胞＋分离剂——→镜检发生质壁分离和复原→活细胞不发生质壁分离→死细胞(2)测定细胞液浓度范围待测细胞＋一系列浓度梯度的分离剂———→分别镜检细胞液浓度范围介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围之间。(3)比较未知浓度的溶液浓度大小同一植物的成熟细胞＋未知浓度的溶液——→镜检刚刚发生质壁分离所需时间—→比较所用时间长短—→判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。(4)比较不同植物细胞的细胞液浓度不同植物细胞＋同一浓度的分离剂——→镜检刚发生质壁分离时所需时间比较—→判断质壁分离速度(或细胞液浓度)。(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)成熟植物细胞＋不同种类溶液——→质壁分离―→溶质不能通过半透膜的溶液如蔗糖质壁分离后又自动复原―→溶质能通过半透膜的溶液如KNO3溶液实战演练(专项提能，小试牛刀)下图所示洋葱表皮细胞在不同溶液中，细胞吸水力和原生质相对体积(正常状态为1.0)的相互关系图解，据图回答问题。(注：题中涉及到要用的试剂应从所给的试剂中选择)材料和用具：紫色洋葱、显微镜、载玻片、盖玻片、吸水纸、滴管等；供选择试剂：清水、质量浓度为0.1g/mL的KNO3溶液、质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、质量浓度为0.5g/mL蔗糖溶液。(1)由B→C的过程中，细胞应处于哪种试剂中？_________，细胞液的浓度变化是_________。(2)若B→A过程发生后可自动发生A→B过程，应怎样完成实验操作？第一步：将一小块紫色洋葱表皮平展在载玻片中央的清水中，盖上盖玻片，在显微镜下观察,可看到原生质层紧紧地贴着细胞壁。第二步：______________________________________________________________________________________________________________。说明选择该试剂的原理是：______________________________________________________________________________________________。(3)若选择一种试剂在完成B→A过程后，无论再用哪种试剂，A→B过程都不能发生，则所选择的试剂是：__________，原因是：___________________________________________________________________________________。答案：(1)清水逐渐变小(2)在盖玻片一侧滴入质量浓度为0.1g/mL的KNO3溶液，另一侧用吸水纸吸引，这样重复几次，使洋葱表皮浸入到KNO3溶液中，用显微镜观察K＋和NO会通过主动转运进入细胞内，使细胞液浓度逐渐升高后，外界的水会自动进入细胞内，质壁分离会自动复原(3)0.5g/mL的蔗糖溶液该溶液浓度过高，在该溶液内细胞过度失水死亡，质壁分离不能复原命题视角剖析视角1紧扣教材重点物质出入细胞的方式(2010年高考上海卷)如图表示一种物质的跨膜运输方式，下列叙述中正确的是()例1A．该膜中载体也能运输蔗糖B．碘以该方式进入海带细胞C．该方式不会出现饱和现象D．该方式发生在被运输物质从高浓度到低浓度时【尝试解答】D【解析】从图中得出，该过程需要载体蛋白协助，不需要能量，属于被动转运中的易化扩散，只能进行顺浓度梯度运输，D项正确。载体蛋白具有特异性，因此载体蛋白只能运输一种或一类化合物，A项错；碘进出细胞的方式为主动转运，B项错；细胞膜上载体蛋白的数量是有限的，所以易化扩散和主动转运过程均存在一个最大运输速率，C项错。【探规寻律】(1)据分子大小判断(2)根据运输方向判断：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动转运。变式训练(2010年高考广东卷)下图是植物根从土壤中吸收某矿质离子示意图。据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为()A．单纯扩散B．易化扩散C．主动转运D．被动转运解析：选C。分析该物质跨膜运输的示意图可知，该矿质离子的跨膜运输是由低浓度到高浓度，不仅需要载体蛋白的协助，还需要消耗能量，故为主动转运。视角2洞察高考热点例2细胞质壁分离和复原(2010年高考上海卷)右图为显微镜下某植物细胞在30%蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是()A．若将细胞置于清水中，A仍保持不变B．若该细胞处于40%蔗糖溶液中，B/A值将变小C．B/A值能表示细胞失水的程度D．A、B分别表示细胞和液泡的长度【尝试解答】D【解析】植物细胞在30%的蔗糖溶液中已经发生质壁分离，用B表示原生质体的长度，A表示细胞(壁)长度。质壁分离过程中，原生质体逐渐变小，细胞壁伸缩有限，A长度基本不变，B/A值体现质壁分离程度；将其放入清水中将发生质壁分离复原，但细胞壁长度A基本不变；若放入40%的蔗糖溶液中，质壁分离更加明显，B/A值变小。【探规寻律】(1)从细胞角度分析①具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。②死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离现象。(2)从溶液角度分析①在溶质可穿膜的溶液中细胞会发生先质壁分离后自动复原现象。②在溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象，不能自动复原。③在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象，但会因过度失水而死亡不再复原。变式训练(2011年台州中学第一次考试)某同学在做植物细胞质壁分离实验时，观察到紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐缩小，这说明()A．洋葱表皮细胞是活细胞B．细胞液的溶质透出细胞C．蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度D．细胞壁收缩导致中央液泡失水解析：选A。植物细胞质壁分离实验中，由于蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水，又因为原生质层的伸缩