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1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.专题07细胞的物质输入和输出【考纲解读】【知识梳理】1．渗透作用指_____分子（或其他溶剂分子）通过______膜的扩散过程。渗透作用产生的条件：一是具有_______膜，二是半透膜两侧的溶液具有_______。2．动、植物细胞的吸水和失水（1）动物细胞的吸水和失水外界溶液浓度细胞质浓度⇒细胞__________；外界溶液浓度细胞质浓度⇒细胞__________；外界溶液浓度＝细胞质浓度⇒水分进出_______。（2）植物细胞的吸水和失水（以成熟植物细胞为例）当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过_______作用____水，植物细胞就发生_____________现象。将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度大于外界清水，植物细胞____水，发生质壁分离_______现象。3.物质运输的方式（1）被动运输包括___________和___________两种。（2）自由扩散的特点是：______浓度梯度，______载体，______能量。协助扩散的特点是：______浓度梯度，______载体，______能量。主动运输的特点是：______浓度梯度，______载体，______能量。考点分布考纲要求备考指南1．渗透作用2．物质跨膜运输的其他实例3．物质运输影响因素4.观察植物细胞的质壁分离和复原1.物质出入细胞的方式（Ⅱ）。2.实验：（1）通过模拟实验探究膜的透性；（2）观察植物细胞的质壁分离和复原。理解掌握渗透作用的原理和相关现象。理解并掌握主动运输、被动运输、胞吞胞吐的特点及相对应的物质。明确各种运输方式的条件及影响因素。理解质壁分离及复原实验的操作步骤和原理并掌握质壁分离和复原的条件。2（3）通过自由扩散运输的物质有__________________________________。通过协助扩散运输的物质有__________________________________。通过主动运输的物质有__________________________________。4.观察植物细胞的质壁分离和复原实验的原理是成熟的植物细胞的___________相当于一层半透膜。细胞液具有一定的浓度，细胞能渗透吸水和失水。___________比___________的伸缩性大。【考点精讲】一、物质跨膜运输的实例1．渗透作用（1）概念：指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散过程。（2）渗透系统的组成及条件①具有半透膜。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，而不是质量分数浓度差。（3）常见渗透装置图分析①水分的流动判断：当溶液浓度S1S2时，水分就通过半透膜由S2流向S1；当溶液浓度S1S2时，水分就通过半透膜由S1流向S2。②在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2。因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。2．渗透作用原理的应用（1）验证渗透作用发生的条件（2）比较不同溶液浓度的大小3比较项目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MN（3）探究物质能否通过半透膜的方法（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2．动、植物细胞的吸水和失水（1）动物细胞的吸水和失水②现象外界溶液浓度细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀；外界溶液浓度细胞质浓度⇒细胞失水皱缩；外界溶液浓度＝细胞质浓度⇒水分进出平衡。概念辨析半透膜与选择透过性膜的比较a．区别：半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小；选择透过性膜是具有活性的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。b．共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子通过。（2）植物细胞的吸水和失水（以成熟植物细胞为例）①原理②现象a．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。b．将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度大于外界清水，植物细胞吸水，发生质4壁分离复原现象。3.成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统与渗透作用模型的比较项目渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成的渗透系统图解基本条件半透膜、浓度差原生质层——相当于半透膜；浓度差——细胞液与外界溶液之间的浓度差原理水分子通过半透膜的扩散作用水分子通过原生质层在细胞液与外界溶液之间发生扩散水扩散总趋势低浓度溶液→高浓度溶液典例1.（2019·湖南省常德市检测）如图为研究渗透作用的实验装置，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，水分子可以透过半透膜，而蔗糖分子则不能。漏斗内外起始时液面相平，当渗透达到平衡时，液面差为m。下列有关叙述正确的是（）A．渗透平衡时，溶液S1的浓度等于溶液S2的浓度B．若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时m变小C．达到渗透平衡时，仍有水分子通过半透膜进出D．若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，再次平衡时m将增大【答案】C【解析】漏斗内外起始时液面相平，液面差m的形成与漏斗内外的渗透压不同有关，即渗透平衡时，溶液S1的浓度大于溶液S2的浓度，A错误；向漏斗中加入蔗糖分子半透膜两侧浓度差变大，则平衡时m变大，B错误；吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，会导致漏斗内的蔗糖溶液的渗透压减小，再次平衡时m将减小，D错误。【易错点拨】水分子由低浓度溶液流向高浓度溶液是表观现象，实际上水分子是双向移动的，只是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。52．渗透平衡不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等，只意味着半透膜两侧水分子移动达到动态平衡状态。典例2.（2019·成都模拟）将a、b、c三组红细胞分别置于不同浓度的氯化钠溶液中进行实验，浸泡一段时间后其细胞形态如图所示。下列叙述错误的是（）A．图中所示细胞内液的渗透压，a组的比b组的高B．浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细胞失水量C．若向a组烧杯中加入少量葡萄糖，则其细胞可能会皱缩后恢复原状D．上述实验中引起细胞形态的改变而消耗ATP的数量比较：cba【答案】D【解析】由图可知：红细胞浸入a溶液中保持正常形态，说明a溶液浓度等于细胞内液的溶质浓度；红细胞浸入b溶液中吸水膨胀，说明b溶液浓度小于细胞内液的溶质浓度；红细胞浸入c溶液中失水皱缩，说明c溶液浓度大于细胞内液的溶质浓度。因此，a、b、c溶液浓度大小：bac。根据分析可知，图中所示a组细胞内液的溶质浓度比b组的高，A正确；根据分析可知，b溶液浓度细胞内液的溶质浓度c溶液浓度，故浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细胞失水量，B正确；若向a组烧杯加入少量葡萄糖，则由于外界溶液浓度较高，细胞可能发生先失水，而后由于葡萄糖进入细胞使得细胞内液的溶质浓度增大，导致细胞吸水，C正确；题述实验中引起细胞形态的改变是由于水分子的运输，为自由扩散，不消耗ATP，D错误。【易混辨析】细胞吸水失水的判断方法（1）通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断：当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水；当细胞外溶液与细胞液的浓度相等时，细胞失水量和吸水量相等，处于动态平衡。（2）根据重量或长度变化（如萝卜条）来判定：若重量增加或长度变长，则吸水；反之则失水。二、物质出入细胞的方式及影响因素1．各种物质出入细胞方式的比较物质出入细胞的方式被动运输主动运输胞吞胞吐自由扩散协助扩散6图例运输方向高浓度→低浓度低浓度→高浓度胞外→胞内胞内→胞外是否需要载体否是是否是否消耗能量否否是是举例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、无机盐等吞噬细胞吞噬抗原胰岛素、消化酶、抗体的分泌物质跨膜运输方式的图解特别提醒（1）从低浓度一侧向高浓度一侧运输一定是主动运输，因为逆浓度梯度运输需要消耗能量。（2）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的方式是协助扩散，小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输。（3）Na＋、K＋等无机盐离子一般以主动运输的方式进出细胞，但也可通过协助扩散进出细胞。（4）RNA和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核，而不是通过胞吞、胞吐作用。[技法总结]归纳法记忆同一物质的不同运输方式葡萄糖进入红细胞：协助扩散进入小肠绒毛上皮细胞肾小管重吸收葡萄糖主动运输Na＋进入神经细胞：协助扩Na＋－K7K＋Na＋－K2．影响物质跨膜运输因素的分析（1）浓度差对物质跨膜运输的影响浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越大，运输速率越大；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受载体蛋白数量的限制。（2）载体蛋白数量对跨膜运输的影响载体蛋白主要影响协助扩散和主动运输。其他条件适宜的情况下，协助扩散载体蛋白数量越多，运输速率越大；主动运输中载体蛋白数量达到一定程度后运输速率不再增加，可能原因是受能量供应限制。自由扩散不受载体蛋白数量的影响。（3）氧气含量对跨膜运输的影响通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。①P点时：无氧呼吸为物质的运输提供能量。②PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率越大。③Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，运输速率不再增加。（4）温度典例1.（2017·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8B．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【答案】B【解析】由题目给出的信息“甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的”，说明根对a离子的吸收过程属于主动运输，主动运输需要能量和载体蛋白，B项错误，C项正确；给营养液通入的空气中含有氧气，根细胞获得氧气，有氧呼吸能正常进行，有利于根对a离子的吸收，有利于该植物的生长，A、D项正确。【归纳总结】探究物质跨膜运输方式的实验设计思路（1）探究是主动运输还是被动运输（2）探究是自由扩散还是协助扩散典例2.（2018·潍坊期中）下列关于细胞物质输入和输出的叙述，错误的是（）A．受O2浓度影响的物质运输方式一定需要载体B．性激素和胰岛素的运输方式不同C．水的跨膜运输是顺相对含量梯度的D．某些离子和一些较大的分子可以顺浓度梯度进行协助扩散【答案】A【解析】胞吞、胞吐受O2浓度的影响，但不需要载体。【易混点拨】1．物质进出细胞核并非都通过核孔。核孔是RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道；一般，小分子物质进出细胞核是通过跨膜运输实现的，都具有选择性。2．植物吸收水分的方式是自由扩散，而吸收无机盐离子的方式是主动运输，因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。3．物质跨膜运输（自由扩散、协助扩散、主动运输）体现了生物膜的选择透过性；大分子物质和颗粒性物质的胞吞、胞吐体现了生物膜的流动性。4．胞吐、胞吞的不一定是大分子物质，如神经递质是小分子物质，通过胞吐排出细胞。5．生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。6．消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。