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第7讲物质出入细胞的方式和实例考纲要求(考点)物质跨膜运输实例方式细胞的吸水和失水其他实例如K+、Ca2+等被动运输主动运输自由扩散协助扩散离子等蛋白质等动物细胞植物细胞质壁分离和复原实验1．渗透作用的条件(1)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，物质的量浓度也是衡量溶液渗透压的大小。2．渗透作用的发生(溶质分子不能通过半透膜)蔗糖溶液浓度清水，由清水→蔗糖溶液的水分子数多于由蔗糖溶液→清水中的水分子数，漏斗液面上升。考点一：渗透系统和细胞吸水思考与比较：①渗透与扩散的关系？②半透膜与选择透过性膜的区别？•议一议：半透膜与选择透过性膜有哪些异同点？答案：①相同点：某些物质可以通过，另一些物质不能通过。②不同点：选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。注意：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水分子的移动方向：双向移动，但最终结果是单位体积内水分子数多(低浓度)溶液流向单位体积内水分子数少(高浓度)溶液。④水分子的运输方向：①低浓度溶液→高浓度溶液②低渗透压溶液→高渗透压溶液③水分子多溶液→水分子少溶液（水分子也是一种自由扩散）3．动物细胞构成渗透系统可发生渗透作用动物细胞膜相当于一层半透膜。(1)外界溶液浓度③________细胞质浓度时，细胞吸水膨胀外界溶液浓度④________细胞质浓度时，细胞失水皱缩外界溶液浓度⑤________细胞质浓度时，细胞水分进出平衡，形态不变＜＞＝(2)细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜两侧溶液中水的相对含量的_____。3．植物细胞的吸水和失水差值4．与渗透作用模型对比分析成熟植物细胞是一个渗透系统渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成的渗透系统图解原理水分子通过_______的扩散作用细胞液通过_________与外界溶液之间发生渗透作用水扩散的方向___浓度溶液―→___浓度溶液低原生质层半透膜高4．成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用原生质层与原生质体的区别？细胞液:植物细胞液泡内的水状液体，含有细胞代谢活动的产物，其成分有糖类、蛋白质、有机酸、色素、生物碱、无机盐等。其浓度决定植物细胞的渗透压。细胞内液:指人或高等动物细胞内的液体，“质”与“壁”各指什么？原生质层是指植物细胞中，细胞膜、液泡膜、以及它们之间的物质，总的叫原生质层。原生质体是指植物细胞去除细胞壁以后，剩下的所有部分。细胞液与细胞内液的区别？注意：①分生区细胞和干种子细胞因无大液泡，不能发生渗透作用（吸胀吸水），无质壁分离和复原现象。(成熟、活的，植物细胞才能发生质壁分离)②植物细胞有细胞壁的存在，不管失水还是吸水，细胞体积变化不大（液泡体积变化较大）。但动物细胞体积会发生明显变化。1．验证渗透作用的发生需具半透膜烧杯内盛满清水，漏斗内盛满蔗糖溶液2．验证发生水分子的移动需具浓度差漏斗口密封半透膜漏斗内液面上升漏斗口密封纱布漏斗内液面不上升A组B组考点突破：3．渗透装置的应用——可用于确认与比较两种不同溶液的浓度(或渗透压)大小比较漏斗内烧杯内溶液浓度MN现象及结论①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MN注意初始状态时漏斗内外液面相等。4．探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)烧杯内盛淀粉溶液漏斗内盛碘液结论变蓝不变蓝碘能通过半透膜，而淀粉不能不变蓝变蓝淀粉能通过半透膜，而碘不能变蓝变蓝淀粉和碘都能通过半透膜不变蓝不变蓝淀粉和碘都不能通过半透膜成熟的植物细胞细胞膜液泡膜两膜间的细胞质原生质层外界溶液细胞液1．原理：成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。考点二：植物细胞的质壁分离及复原实验务实基础：2．流程实验结果：变小脱离细胞壁基本不变逐渐恢复原来大小恢复原位基本不变清水蔗糖溶液中央液泡大小原生质层位置细胞大小细胞失水细胞吸水质壁分离现象：外界溶液浓度细胞液的浓度质壁分离复原现象：外界溶液浓度细胞液浓度，3.实验现象：1．(2010·上海生物，20)如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D巩固练习：渗透作用的原理及应用(2013·江苏单科，27)下图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时的液面差为Δh，此时S1和S2浓度大小关系为________。S1大于S2•(1)由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧浓度大小是a________b(大于、小于、等于)。由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在________，最终液面不再上升。当液面不再上升时，c两侧浓度大小是a________b。•(2)图丙中相当于图甲中c结构的是________(填序号)，结构②当中充满的液体是________。此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是________。•A．细胞液外界溶液B．细胞液外界溶液•C．细胞液＝外界溶液D．都有可能小于下降小于③④⑤外界溶液D(3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中，发现细胞液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水？，原因是__________________________。(4)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中，发现细胞液泡体积在增大。当液泡体积不再增大时，细胞液浓度是否一定和外界溶液浓度相等？______________。不能细胞壁对原生质层有支持和保护的作用不一定4.在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如右图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将()A．不变B．增大C．减小D．先增后减B-23-【例1】下图所示U形管中间被一种能允许水分子通过而二糖和单糖都不能透过的半透膜隔开,现在两侧分别加入0.1mol/L的蔗糖溶液和麦芽糖溶液,一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的?若向U形管右侧加入微量的某种物质(不影响溶液浓度),一段时间后,右侧液面高度上升,那么加入的这种微量物质最可能是()A.右侧液面高度下降;胰岛素B.右侧液面高度下降;衣藻C.两侧液面高度不变;麦芽糖酶D.两侧液面高度不变;蒸馏水导析:(1)渗透作用发生的条件是什么?(2)水解蔗糖和麦芽糖的酶叫什么?C4．质壁分离的原因分析(1)原因(2)表现外界溶液浓度＞细胞液浓度外因内因原生质层相当于一层半透膜细胞壁的伸缩性小于原生质层宏观微观植株：坚挺→萎蔫液泡：大→小细胞液颜色：浅→深原生质层：与细胞壁分离考点突破：1．实验成功的关键实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察。2．质壁分离和质壁分离复原中水分子移动是双向的，结果是双向水分子运动的差别所导致的现象。3．质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，因细胞壁是全透性且有水分子通过原生质层渗出来。4．若用50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因为细胞过度失水而死亡。5．若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验会出现自动复原现象，因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。6、质壁分离实验的拓展应用对位训练5．在一定的条件下，运用植物细胞质壁分离的实验原理，测试某种农作物新品种的细胞液浓度，以此种方法获得作物代谢情况的必要数据。在此项测试中，实验变量(自变量)是()A．作物细胞质壁分离状态B．作物细胞液浓度C．制备的系列浓度检测液D．一定的环境温度或其他气候数据C巩固练习：6．以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象，下列叙述错误的是()A．在发生质壁分离的细胞中能观察到紫色中央液泡逐渐缩小B．滴加30%的蔗糖溶液比10%的蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间短C．发生质壁分离的细胞放入清水中又复原，说明细胞保持活性D．用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起细胞质壁分离D知识点二物质跨膜运输的其他实例1．其他实例(1)植物植物对无机盐离子的吸收不同植物如番茄、水稻对同一离子的吸收能力同种植物对不同离子的吸收能力(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点：逆浓度梯度(3)不同微生物对各种矿物质的需要量不同，吸收时各自都有________不同不同选择性2．结论(1)细胞膜和其他生物膜一样都是选择透过性膜(2)它具有的特点a.可以自由通过b.一些需要的也可以通过c.其他的则不能通过水分子离子和小分子离子、小分子和大分子提示吸水为自由扩散，吸收矿质离子为主动运输，且无机盐离子必须溶于水后才能被吸收，所以吸水和吸收无机盐离子是两个相对独立的过程。考点突破：①物质的跨膜运输并不都是顺相对含量浓度梯度的，而且细胞对于物质的输入和输出有选择性。②细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，其结构基础为膜上载体蛋白的种类和数量，有饱和性现象。③高浓度的盐、醋、糖等溶液能使细胞脱水而死亡，杀菌也是这个道理。④吸水和吸收矿质离子是何种关系？考点四：物质跨膜运输的方式务实基础：1、判断物质进出细胞的方式①根据分子大小与是否需要载体蛋白、能量物质出入细胞的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散运输方向高浓度→低浓度高浓度→低浓度一般为低浓度→高浓度是否需要载体蛋白不需要需要需要是否消耗能量不消耗不消耗消耗影响因素浓度差浓度差和载体能量和载体实例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入细胞红细胞吸收葡萄糖小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等图例表示曲线(一定浓度范围内)自由扩散协助扩散主动运输②根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。(2)不同因素对主动运输的影响不同由于主动运输需要载体蛋白参与和消耗呼吸作用释放的能量,因此抑制某载体蛋白活性，则只会导致以该载体蛋白转运的物质运输停止，对其他物质运输不影响；但抑制呼吸作用，所有以主动运输跨膜的物质运输受影响。2、物质跨膜运输与膜的流动性和选择透过性有关，选择透过性的结构基础是膜上载体蛋白的种类和数量。3、影响物质跨膜运输的因素(1)物质浓度(在一定浓度范围内)自由扩散协助扩散(2)O2浓度(3)温度温度可影响生物膜的流动性和有关酶的活性，因而影响物质的运输速率，如低温会使物质跨膜运输速率下降。运输方向实例备注胞吞细胞外→细胞内白细胞吞噬细菌等①结构基础：细胞膜的流动性②需消耗能量③不需载体蛋白协助胞吐细胞内→细胞外分泌蛋白、神经递质的分泌释放等2、大分子的跨膜运输比一比：自由扩散、协助扩散和主动运输与胞吞、胞吐有何主要区别？答案：前三种物质运输方式是小分子和离子的运输方式，不包括大分子，且他们是穿膜运输。胞吞、胞吐是大分子或颗粒性物质的运输方式，运输是通过膜融合实现转移的，被运输的物质不直接穿过生物膜。对位训练3．下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是()A．主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量B．在静息状态下，神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输C．质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高D．抗体分泌过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分巩固练习：B解析：B不对！静息状态下的神经细胞也需要进行呼吸作用，也必须要摄取葡萄糖进行氧化分解供能！1．把哺乳动物成熟的红细胞置于清水中是获取细胞膜的最佳方法，根据渗透作用的原理，请分析在此过程中，细胞的吸水能力的变化情况是()A．逐渐增强B．逐渐降低C．保持不变D．先升高后降低B考点过关演练2．将洋葱表皮细胞置于30%的蔗糖溶液中，细胞中含水量的变化用下面哪个图表示()C3．下表资料显示四组马铃薯条分别浸入Ⅰ～Ⅳ四种不同溶液1h后质量转变百分率，根据表中资