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第二单元细胞的代谢专题３ 物质进出细胞的方式对应学生用书起始页码Ｐ２６考点１细胞的吸水与失水 一、渗透系统与渗透作用１．渗透系统（１）组成：一个完整的渗透系统，由两个溶液体系（Ｓ１、Ｓ２）以及两者中间的半透膜组成，如图。（２）水分的流动判断：①当溶液浓度Ｓ１＞Ｓ２时，水分就通过半透膜由Ｓ２流向Ｓ１（总趋势）；②当溶液浓度Ｓ１＜Ｓ２时，水分就通过半透膜由Ｓ１流向Ｓ２（总趋势）。２．渗透作用（１）指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，是自由扩散的一种形式。（２）渗透作用产生的条件条件→具有半透膜。→半透膜两侧的溶液具有浓度差。３．渗透作用发生条件的验证（１）方案设计（２）结论①甲、乙对比可说明渗透作用发生必须具有半透膜。②甲、丙对比可说明渗透作用发生必须具有浓度差。 （１）渗透系统（如Ｕ形管中）达到渗透平衡后，半透膜两侧的溶液为什么会存在高度差？提示：渗透系统达到渗透平衡后，半透膜两侧的溶液仍可能会存在浓度差，液面高的一侧（溶液浓度也高）形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。（２）半透膜两侧若为质量分数为１０％的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，则不发生渗透作用，这句话对吗？提示：渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压，质量分数为１０％的葡萄糖溶液和质量分数为１０％的蔗糖溶液的质量浓度相等，但质量分数为１０％的蔗糖溶液的渗透压小，故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。二、动、植物细胞的吸水和失水１．动物细胞的吸水和失水（１）原理“半透膜”细胞膜→浓度差细胞质与外界溶液间具浓度差→（２）现象①外界溶液浓度＜细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀②外界溶液浓度＞细胞质浓度⇒细胞失水皱缩③外界溶液浓度＝细胞质浓度⇒水分进出平衡２．植物细胞的吸水和失水（以成熟植物细胞为例）（１）条件：成熟植物细胞具有中央（大）液泡。（２）原理（３）现象①当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生质壁分离现象。②将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度高于外界，植物细胞吸水，发生质壁分离复原现象。考点２物质出入细胞的方式 一、小分子和离子的跨膜运输１．跨膜运输方式比较方式被动运输自由扩散协助扩散主动运输图示运输方向高浓度→低浓度一般为低浓度→高浓度特点不需要载体不消耗能量需要载体不消耗能量需要载体消耗能量续表举例Ｏ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｏ、甘油、乙醇、苯的跨膜运输人的红细胞吸收葡萄糖小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等影响因素细胞膜内外物质的浓度差细胞膜内外物质的浓度差；膜载体的种类和数量膜载体的种类和数量；能量（温度、氧浓度等） ２．影响物质跨膜运输的因素（１）物质浓度（在一定的范围内） Ａ．自由扩散 Ｂ．协助扩散或主动运输（２）氧气浓度 Ａ．自由扩散或协助扩散 Ｂ．主动运输（３）温度３．膜转运蛋白（１）载体蛋白：具有通透酶性质；属多次跨膜蛋白，介导被动运输与主动运输。有特异性结合位点，可同特异性溶质结合。 （２）通道蛋白：是跨膜的亲水性通道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过，故又称离子通道。只介导被动运输，不需与溶质分子结合。具有离子选择性，转运速率高。二、大分子和颗粒性物质进出细胞的方式方式胞吞胞吐图示过程大分子物质附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子，然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡进入细胞内部细胞需要外排的大分子物质先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞运输方向胞外→胞内胞内→胞外特点不需要载体、消耗能量举例吞噬细胞吞噬抗原胰岛素、消化酶、抗体的分泌影响因素细胞膜流动性、能量等 （１）人体的白细胞能吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的红细胞，这是细胞的什么作用？对于人体有什么意义？提示：这是细胞的胞吞作用，这属于人体的防御功能，并有利于细胞新陈代谢的正常进行。 （２）低温环境会影响物质的跨膜运输吗？为什么？提示：低温环境肯定会影响物质的跨膜运输。温度会影响分子运动的速率，影响化学反应的速率，因此，组成细胞膜的分子的流动性也会相应降低，呼吸作用释放能量的过程也会因有关酶的活性降低而受到抑制。这些都会影响物质跨膜运输的速率。对应学生用书起始页码Ｐ２７一 辨认、解读物质出入细胞的方式（物质与能量观）１．三看法比较、辨认物质出入细胞的方式２．解读、推理跨膜运输模型及曲线中的运输方式（１）解读运输模型中的运输方式甲为主动运输；乙为自由扩散；丙、丁为协助扩散。（２）解读、推理曲线图中的运输方式①有饱和点的曲线表示协助扩散或主动运输———乙、丁；②与横坐标因素成正比关系的曲线表示自由扩散———甲；③与呼吸作用或氧浓度有关系的曲线表示主动运输———丁。３．实验法推理物质跨膜运输的方式（１）比较、推理是主动运输还是被动运输植株＋培养液 呼吸抑 制剂对某离子吸收减弱或停止→主动运输不影响离子吸收→被动运输（２）比较、推理是自由扩散还是协助扩散植株＋培养液 蛋白抑制剂 （或蛋白酶）对某离子吸收减弱或停止→协助扩散不影响离子吸收→自由扩散如图为生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，下列相关叙述正确的是（ ）Ａ．细胞膜的厚度会发生改变体现了它的流动性Ｂ．大分子物质的跨膜运输必须通过④的方式进行Ｃ．神经递质乙酰胆碱通过②方式进入突触后膜Ｄ．神经元接受刺激产生兴奋的生理基础是Ｎａ＋通过④方式内流思路导引 联系→细胞膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输方式分析作答→解析 细胞膜的厚度会发生改变体现了它的流动性，Ａ正确；图中①～④代表的运输方式分别为自由扩散、协助扩散、协助扩散和主动运输，大分子物质通过胞吞、胞吐的方式出入细胞，Ｂ错误；神经递质乙酰胆碱通过胞吐方式被突触前膜释放，与突触后膜上的特异性受体结合，不能进入突触后膜，Ｃ错误；神经元受刺激时Ｎａ＋内流产生兴奋，Ｎａ＋内流的方式是协助扩散，Ｄ错误。答案 Ａ１－１ （２０１８北京东城期末，４）如图为氨基酸和Ｎａ＋进出肾小管上皮细胞的示意图。下列叙述不正确∙∙∙的是（ ）Ａ．管腔中Ｎａ＋进入上皮细胞是被动运输Ｂ．上皮细胞中Ｎａ＋进入组织液是主动运输Ｃ．上皮细胞中氨基酸进入组织液是主动运输Ｄ．氨基酸进入上皮细胞依赖于Ｎａ＋浓度梯度１－１答案 Ｃ 由图可知，管腔中的Ｎａ＋顺浓度梯度进入上皮细胞，属于协助扩散；Ｎａ＋逆浓度梯度从上皮细胞进入组织液，而且需要消耗ＡＴＰ，属于主动运输，故Ａ、Ｂ选项均正确。管腔中的氨基酸逆浓度梯度进入上皮细胞，利用了Ｎａ＋浓度梯度势能，属于主动运输；氨基酸顺浓度梯度从上皮细胞进入组织液，属于协助扩散，故Ｃ选项错误，Ｄ选项正确。 １－２ 如图为物质Ｐ和Ｑ跨膜出细胞的示意图。下列叙述正确的是（ ）Ａ．物质Ｐ可能是氧气Ｂ．物质Ｑ一定是水分子Ｃ．物质Ｐ和Ｑ出细胞都需要载体蛋白Ｄ．物质Ｑ出细胞未必消耗能量１－２答案 Ｄ 物质Ｐ出细胞是逆浓度梯度的主动运输过程，氧气的跨膜运输是顺浓度梯度的自由扩散过程，Ａ错误。物质Ｑ出细胞是顺浓度梯度的被动运输过程，物质Ｑ不一定是水分子，Ｂ错误。主动运输需要载体蛋白的协助，需要消耗能量；协助扩散需要载体蛋白的协助，不需要消耗能量；自由扩散不需要载体蛋白的协助，不需要消耗能量，故Ｃ错误、Ｄ正确。二 观察植物细胞的质壁分离与复原（科学探究）１．观察植物细胞的质壁分离和复原（１）原理：成熟的植物细胞与外界溶液构成渗透系统可发生渗透作用。（２）流程 制作洋葱鳞片叶表皮临时装片低倍显微镜下观察↓①有一个紫色的中央大液泡②原生质层紧贴细胞壁{↓吸水纸吸引低倍显微镜下观察↓①中央液泡逐渐变小（紫色加深）②原生质层与细胞壁逐渐分离{↓清水低倍显微镜下观察↓①中央液泡逐渐变大②原生质层逐渐贴近细胞壁{（３）实验结论成熟植物细胞能与外界溶液构成渗透系统，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。２．质壁分离与复原实验的拓展应用（１）判断成熟植物细胞是否是活细胞待测成熟植物细胞＋较高浓度的蔗糖溶液镜检→发生质壁分离→是活细胞不发生质壁分离→是死细胞{（２）测定细胞液浓度范围待测成熟植物细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液镜检→细胞液浓度介于使植物细胞未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间（３）比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度不同成熟植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液镜检→发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之细胞液浓度越大（４）鉴别不同种类的溶液（如ＫＮＯ３和蔗糖溶液）成熟植物细胞＋不同种类溶液镜检→只发生质壁分离→蔗糖溶液质壁分离后自动复原→ＫＮＯ３溶液{１．并非所有细胞都可发生质壁分离具有中央大液泡的成熟植物细胞在一定条件下可发生质壁分离及复原。死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞（如根尖分生区细胞）不能发生质壁分离及复原。２．并非所有溶液都能使植物细胞发生质壁分离及复原（１）一定浓度的、溶质不能透膜的溶液中，只会发生质壁分离，不能自动复原，如０．３ｇ／ｍＬ蔗糖溶液。（２）一定浓度的、溶质可透膜的溶液中，可发生质壁分离后自动复原，如ＫＮＯ３溶液、甘油等。（３）在高浓度溶液中可发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原。３．质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。这是由于细胞壁是全透性的，且有水分子通过原生质层渗透出来。在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察和两次处理。下列有关叙述正确的是（ ）Ａ．第一次观察为低倍镜观察，后两次为高倍镜观察Ｂ．第一次处理滴加的液体为清水，第二次滴加的液体为０．３ｇ／ｍＬ的蔗糖溶液Ｃ．若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，则不会发生质壁分离Ｄ．紫色洋葱鳞片叶外表皮中不属于原生质层的有细胞壁、细胞核和细胞液思路导引 依据→质壁分离和复原实验原理分析作答→质壁分离和复原实验操作步骤解析 “观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，一般需要进行三次显微观察，第一次是正常细胞的观察，第二次是质壁分离细胞的观察，第三次是质壁分离复原细胞的观察，三次观察均为低倍镜观察，Ａ错误。第一次处理滴加的液体为０．３ｇ／ｍＬ的蔗糖溶液，为观察质壁分离现象；第二次滴加的液体为清水，为观察质壁分离复原现象，Ｂ错误。紫色洋葱鳞片叶的内表皮细胞经相同处理也会发生质壁分离，但其不含色素，现象不明显，Ｃ错误。原生质层是指细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质，紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中不属于原生质层的有细胞壁、细胞核和细胞液，Ｄ正确。答案 Ｄ错因分析 正确理解本实验是自身对照实验，观察同一视野不同时期的细胞状态：初态、质壁分离状态、质壁分离复原状态。２－１ 为探究茉莉酸（植物生长调节剂）对离体培养的成熟胡杨细胞质壁分离的影响，将细胞分别移至不同的培养液中继续培养３天，结果如表。下列叙述错误的是（ ）组别培养液中另添加的成分ＮａＣｌ茉莉酸结 果①＋－部分细胞质壁分离②＋＋细胞正常，无质壁分离③－－细胞正常，无质壁分离 注：“＋”表示有添加，添加后ＮａＣｌ浓度为１００ｍｍｏｌ·Ｌ－１，茉莉酸浓度为１０－３ｍｇ·Ｌ－１；“－”表示无添加。Ａ．胡杨细胞通过渗透作用吸水和失水Ｂ．质壁分离的胡杨细胞液泡体积变小Ｃ．ＮａＣｌ为自变量，茉莉酸为因变量Ｄ．茉莉酸对ＮａＣｌ引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用２－１答案 Ｃ 本题主要考查植物细胞质壁分离实验和实验设计的相关问