(人教通用)高考生物大一轮复习第二单元细胞的基本结构和物质的运输第6讲细胞的物质输入和输出讲义

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1、第6讲细胞的物质输入和输出考纲要求1.物质出入细胞的方式()。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。考点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)渗透作用产生的条件:一是具有半透膜,二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。2动、植物细胞的吸水和失水(1)动物细胞的吸水和失水现象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

2、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)原理现象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,发生质壁分离复原现象。3物质跨膜运输的其他实例(1)植物对无机盐离子的吸收不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行的。(3)不同微生物对不同矿物质

3、的吸收表现出较大的差异性。(1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度()(2)在渗透作用中,当半透膜两侧溶液浓度相等时,水分子不再通过半透膜()(3)将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中,不能发生渗透作用()(4)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核()(5)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的()如图甲、乙、丙分别是细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图(箭头大小代表水分子数的多少)。请回答下列问题:(1)若将人的成熟红细胞放入清水中,会出现如图所示哪种现象?分析原因。提示会出现如图甲所示现象。将人的成熟红细胞放入清水中,由于发生渗透作用,从细胞外进入细胞内的水分子多于从细

4、胞内到细胞外的水分子,因此细胞吸水。 (2)若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中,会出现如图所示哪种现象?达到平衡时,水分子进出细胞的状况是图中哪一种?提示将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中,细胞外界溶液浓度较大,细胞失水,如图丙所示;达到平衡状态时,水分子进出细胞的速率相等,如图乙所示。(3)若某叶肉细胞正处于图甲所示状态,一段时间内细胞体积增大,最终会不会涨破?为什么?提示细胞不会涨破,因为植物细胞有细胞壁的保护。1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比较项目漏斗内烧杯内溶液浓度MN现象及结论若漏斗内液面上升

5、,则MN若漏斗内液面不变,则MN若漏斗内液面下降,则Mba答案D解析分析题图可知,a组细胞基本可以维持原状,b组细胞吸水膨胀,c组细胞失水皱缩;与a组相比,b组细胞吸水,细胞内液渗透压降低;向a组烧杯中加入少量葡萄糖后,首先会使外界溶液渗透压大于细胞内液渗透压,从而使细胞失水皱缩,后来葡萄糖通过协助扩散的方式进入细胞内,造成细胞内液渗透压大于外界溶液,细胞吸水恢复原状;细胞形态的改变是细胞通过渗透作用失水或吸水造成的,不消耗ATP。4(2018博雅闻道第一次联合质检)将洋葱某部位细胞放入一定浓度的物质 A 溶液中,发现其原生质体体积自行变化趋势如图所示,下列说法正确的是()A该部位可能位于洋葱

6、的根尖分生区B物质 A 可能为 2 mol/L 的蔗糖溶液C该细胞出现质壁分离现象后又自动复原 D原生质体相对体积恢复到100%后无水进出答案C解析洋葱根尖分生区细胞没有大液泡,不能发生质壁分离,A 项错误;植物细胞在蔗糖溶液中不能发生质壁分离自动复原的现象,B项错误;分析题图可知,原生质体的相对体积先减小后增大,最终恢复到100%,说明该细胞出现质壁分离现象后又自动复原,C项正确;当原生质体相对体积恢复到100%后依然有水分子进出,D 项错误。科学思维两种方法判断细胞的吸水、失水(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

7、细胞液浓度时,细胞吸水;当细胞外溶液浓度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)来判断:若重量增加或长度变长,则吸水;反之则失水。考点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、抗体的分泌特别提醒(1)从低浓度一侧向高浓度一侧运输一定是主

8、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。2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

9、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。P点时:无氧呼吸为物质的运输提供能量。PQ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。Q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(1)细胞质中的氢离子可以通过扩散作用进入液泡内()(2)Na与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输()(3)细胞外液中的K

10、进入神经细胞属于自由扩散()(4)液泡中积累了大量离子,故液泡膜不具有选择透过性()(5)主动运输使膜内外物质浓度趋于一致,维持了细胞的正常代谢()(6)人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是需要载体蛋白的协助()(7)新生儿从乳汁中获得抗体需要消耗能量()(8)激素必须通过主动运输进入细胞内才能完成对细胞代谢的调节()1分析物质进出细胞的有关图像(1)图甲、乙所示物质进出细胞的方式一样吗?为什么?提示不一样。图甲中a点以后物质是逆浓度梯度运输,为主动运输;图乙中物质顺浓度梯度运输,需要载体蛋白,但不消耗能量,为协助扩散。(2)图乙所示的运输方式也可以逆浓度梯度进行吗?提示不能,逆浓度梯度运输一定消耗能量。(3)只要是消耗能量的运输方式就是主动运输吗?提示不是,消耗能量的运输方式除了主动运输,还有胞吞和胞吐以及穿越核孔的运输方式。2完善物质跨膜运输方式图解命题点一物质跨膜运输方式的判断1(2018全国,2)下列有关物质跨膜运输的叙述,正确的是()A吞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

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