专题三细胞代谢

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1、必修1 细胞的代谢（共3课时）考点1细胞的物质输入和输出（B级要求）活动一、重点、难点突破（一）渗透系统1渗透系统(1)基因组成条件(2)动物细胞的吸水和失水(以红细胞为例)红细胞膜相当于一层半透膜。当外界溶液浓度 细胞质浓度时，细胞失水皱缩。当外界溶液浓度 = 细胞质浓度时，水分进出平衡。(3)成熟的植物细胞是一个渗透系统： 当细胞液浓度外界溶液浓度时，吸水，质壁分离复原。 当细胞液浓度外界溶液浓度时，失水，质壁分离。提醒 分生区细胞和干种子细胞因无大液泡，不能发生渗透作用,无质壁分离和复原现象。若有细胞壁的存在，不管失水还是吸水，体积变化不大。 2疑误辩析 (1)半透膜、选择透过性膜 区别

2、：半透膜是无生命的物理性膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。 选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。 共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。 (2)原生质层、原生质体 原生质层是成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟植物细胞中。 原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核部分，常用作植物细胞融合的材料。3读图析

3、图 根据图示可从以下几个方面读取信息： (1)两侧溶液的物质的量浓度，大的一侧渗透压高，小的一侧渗透压低，水分子由低浓度一侧高浓度一侧。 (2)两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是高浓度一侧液面升高；若能，则先是高浓度一侧液面升高随后另一侧液面升高，最后两侧液面相平。 (3)在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。 (4)B图中若浸在烧杯低浓度溶液中的是透析袋，由于透析袋内的溶质分子不能透过，吸收一定水分后，膨胀到一定程度，受到透析袋的束缚力，水分子进出达到动态平衡。此时透析袋内外的溶液浓度是不相等的，透析

4、袋内溶液浓度仍高于烧杯中的液体浓度。4迁移应用将盛有一定浓度蔗糖溶液的透析袋口扎紧后浸于蒸馏水中，下图表示透析袋中蔗糖溶液浓度与时间的关系，正确的是 （ ）参考答案：B（二）植物细胞的吸水和失水的实验探究1探究问题 (1)提出问题：原生质层相当于细胞膜吗? (2)作出假设：原生质层相当于一层半透膜。 (3)设计实验。 2实验原理 (1)成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性，细胞壁和原生质层具有一定伸缩性，但原生质层的伸缩性大于细胞壁。 (2)细胞液浓度外界溶液浓度外界溶液中的水分经原生质层进入细胞液质壁分离复原。 3实验流程图示见教材4质壁分离的原因分析 5实验注意问题 (1)实验成功的关键是

5、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现象。 (2)滴加蔗糖溶液和清水，要在载物台的载玻片上进行，否则不容易对比观察某个细胞的失水和吸水情况。 (3)蔗糖溶液溶度不宜过高，否则会引起植物细胞过度失水而死亡。(如用50的蔗糖溶液做实验)。 (4)若用葡萄糖、NaCl、KNO3、尿素、乙二醇等做实验，发生质壁分离后，会自动复原，其原因是上述物质都可转运到细胞内，致使细胞液浓度升高，外界溶液浓度降低，重新吸水而复原。 (5)质壁分离时，在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低了的外界溶液，因为细胞壁是全透性的。 6实验验证问题 观察质壁分离和复原：可以证明一个成熟的植物细

6、胞构成一个渗透系统，质壁分离和复原是细胞渗透失水或吸水的标志；可以证明渗透作用发生的条件；可以证明细胞是活的；还可以大致测出细胞液的浓度；证明原生质层的伸缩性大于细胞壁。（三）物质跨膜运输的其他实例分析 1番茄和水稻吸收矿质离子的比较科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2+、Mg2+和Si4+的培养液中培养，结果及分析如下： (1)不同植物细胞对同一无机盐离子、同一植物细胞对不同无机盐离子的吸收均有差异，说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有选择性。 (2)番茄吸收Ca2+、Mg2+多，吸收Si4+少；水稻吸收对Si4+多，而吸收Ca2+、Mg2+少，从营养学角度讲番茄的补钙效果比水稻好。 (3)

7、水稻吸收水的相对速度比吸收Ca2+、Mg2+的大，造成培养液中Ca2+、Mg2+浓度上升；番茄吸收水的相对速度比吸收Si4+的大，造成培养液中Si4+浓度上升。 (4)植物细胞在同一时间吸收离子和吸收水的量不同，即吸收离子和吸收水是两个不同的过程。 2人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点 人体甲状腺滤泡上皮细胞内碘的浓度比血液高2025倍，说明碘进入甲状腺滤泡上皮细胞是从低浓度高浓度，即逆浓度梯度。 3实例分析结论 (1)细胞膜和其他生物膜一样都是选择透过性膜。 它具有的特点是： 水分子可以自由通过。 一些需要的离子和小分子也可以通过。 其他的离子、小分子和大分子则不能通过。 (2)物质通过生物

8、膜的跨膜运输，有的是顺相对含量梯度的，有的是逆相对含量梯度的。 (3)细胞对于物质输入和输出及选择性是通过细胞膜实现的。（四）细胞膜的分子结构与功能1细胞膜的分子结构 (1)化学成分：主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成。 (2)磷脂双分子层是细胞膜的基本骨架，蛋白质分子镶嵌、嵌插、贯穿或覆盖在磷脂分子层上。 (3)糖类在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白。它在细胞生命活动中具有保护、润滑、细胞表面的识别等作用。 2细胞膜的结构特点具有一定的流动性 原理：构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数不是静止的，而是可以流动的。 【归纳总结】证明细胞膜具有流动性的实例 (1)质壁

9、分离和复原实验； (2)变形虫捕食和运动时伪足的形成； (3)白细胞吞噬细菌； (4)胞吞与胞吐； (5)受精时细胞的融合过程； (6)动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程； (7)细胞杂交时的细胞融合(如人鼠细胞融合)。 3细胞膜的功能特性选择透过性 水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子可以通过，其他的离子、小分子和大分子不能通过。按生命活动的需要主动地选择吸收营养物质，排出废物和有害物质。 【迁移拓展】 常用以下两种方法探究细胞膜的选择透过性功能：可利用细胞液有颜色的植物组织，将其放入无色溶液中，然后用高温或强碱处理，观察处理前后有无溶液颜色的变化。将种子切开，放入红墨水中，胚部分不

10、被染红，而胚乳部分被染红，因为胚是由活细胞组成，红墨水中大分子物质不能进入，而胚乳中细胞已解体，失去选择透过性，所以被染成红色。 提醒 细胞膜的流动性和选择透过性 流动性与选择透过性都是对细胞膜的描述，但两者既有区别又有联系。区别：流动性是细胞膜结构方面的特性，选择透过性体现了细胞膜功能方面的特性，主动运输能充分说明选择透过性。联系：细胞膜的流动性是表现选择透过性的基础。因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性；相反，细胞膜失去了选择透过性，细胞也就死亡了。（五）物质出入细胞的方式1自由扩散、协助扩散和主动运输的比较 【迁移拓展】 影响主动运输的因素 (1)载

11、体：是细胞膜上的一类蛋白质。 载体具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数目也不同。 载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体已经达到饱和，细胞吸收由该载体运载的物质时速度不再随物质浓度的增大而增大。 (2)能量：凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。2析图 由上图可解读以下信息： (1)A图中物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运，不消耗能量也不需载体协助，所以此图是指物质通过细胞膜时的自由扩散过程。 (2)可以预测，A图中随着细胞膜外物质浓度的降低，自由扩散的速度会越来越慢。 (3)A图中箭头表示当细胞外物质浓度高于细胞内时物质的转运

12、方向。 (4)B图表示物质的运输速度与物质浓度差呈正比关系，说明自由扩散过程只受物质浓度的影响。 【探究思考】 若将上述运输方式换成协助扩散、主动运输，其图解和坐标曲线如何画?从相应图解中如何读取信息? 提示 主动运输既可以从细胞外向细胞内转运，也可从细胞内向细胞外转运。 3胞吞与胞吐 (1)作用：细胞摄取或排出大分子的方式。 (2)原理：膜的流动性。 (3)实例 a胞吞：单细胞动物如变形虫、草履虫等都可吞噬细胞或其他食物颗粒。人体白细胞能吞噬细菌、细胞碎片以及衰老的红细胞。分为吞噬作用(固体颗粒)和胞饮作用(液体)。 b胞吐：大分子物质由细胞内转移到细胞外，如分泌蛋白的排出。活动二、例题分析

13、：1(07模拟：启学高三大联考)在美国梅奥诊所工作的华人科学家陈贤明研究员和他的同事，利用体外胆管上皮细胞感染模型，分析了隐孢子虫的子孢子进入细胞内的全过程。结果发现，隐孢子虫的子孢子侵入宿主细胞膜内时，会诱发大量宿主细胞膜载体及水通道聚集，导致膜局部快速水内流，从而促使局部细胞膜伸展突起。据此回答：（1）上述材料说明细胞膜的结构具有 特性。（2）下列哪些现象与细胞膜伸展突起相关 （ ）A肿瘤细胞的浸润转移 B白细胞吞噬异物C葡萄糖进入小肠上皮细胞 D抗体的分泌（3）若要进一步证明水的快速内流是细胞膜水通道蛋白开放所致，可另设计一组对照实验，用 对 进行处理。【答案】（1）一定的流动性（1分）

14、（2）A、B、D（2分，答不全不给分）（3）蛋白质抑制剂（1分）水通道蛋白 （1分）本题以最新医学研究成果为材料，旨在考查学生对材料的阅读及对材料中信息的提取与处理能力。考查的知识点为细胞膜的结构与功能。（1）从题给材料可知，细胞膜受到刺激可使细胞膜伸展突起，说明细胞膜具有一定的流动性；（2）肿瘤细胞的浸润转移需进行变形运动，白细胞吞噬异物细胞膜要伸出伪足将异物包裹；抗体的分泌细胞膜要出芽外排，都与细胞膜伸展突起相关。葡萄糖进入小肠上皮细胞是通过细胞膜上载体的主动运输进行，与上皮细胞细胞膜伸展突起无关（3）要证明水的快速内流是水通道蛋白开放所致，自变量是细胞膜上水通道蛋白开放与否，应变量是水是否大量进入细胞，因此，用蛋白质抑制剂抑制水通道蛋白的活性作为对照即可。活动三、课后巩固【高考考向01】：渗透作用概念及渗透系统的组成1(07模拟：全国百所名校示范模拟)将晡乳动物的红细胞分别浸入