第7講

細胞(xìbāo)的物質(zhì)輸入和輸出第二單元(dānyuán)細胞的基本結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的運輸?shù)谝豁摚参迨豁摗？季V要求(yāoqiú)

1.物質(zhì)出入細胞的方式(Ⅱ)。2.實驗：(1)通過模擬實驗探究膜的透性；(2)觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原。第二頁，共五十一頁。1、滲透(shèntòu)作用概念：

透過

從

濃度溶液向

濃度溶液的擴散，稱為滲透作用。水分子（或其他(qítā)溶劑分子）半透膜低高考點一、細胞失水(shīshuǐ)和吸水的方式：滲透作用2.必備條件（1）具有半透膜；（2）半透膜兩側(cè)的溶液之間具有濃度差。第三頁，共五十一頁。滲透作用擴散作用區(qū)別概念水分子（或其他溶劑分子通過半透膜的擴散物質(zhì)從相對含量多的地方到相對含量少的地方的自由運動物質(zhì)水等溶劑分子溶劑、溶質(zhì)分子及氣體分子是否穿膜需穿過半透膜與半透膜無關(guān)方向低濃度溶液→高濃度溶液分子密度高→分子密度低聯(lián)系滲透作用是擴散作用的一種特殊方式第四頁，共五十一頁。[提醒](1)滲透系統(tǒng)的溶液濃度指物質(zhì)的量濃度而非質(zhì)量(zhìliàng)濃度，如質(zhì)量(zhìliàng)分數(shù)為10%的葡萄糖溶液和質(zhì)量分數(shù)為10%的蔗糖溶液的質(zhì)量濃度相等，但質(zhì)量分數(shù)為10%的蔗糖溶液的物質(zhì)的量濃度小。(2)水分子的移動方向是雙向，但最終結(jié)果是由低濃度溶液流向高濃度溶液的水分子數(shù)較多。(3)滲透平衡只意味著半透膜兩側(cè)水分子移動達到動態(tài)平衡狀態(tài)，既不可看作沒有水分子移動，也不可看作兩側(cè)溶液濃度絕對相等。第五頁，共五十一頁。觀察(guānchá)動物細胞的吸水和失水失水(shīshuǐ)皺縮外界濃度細胞質(zhì)濃度>水分(shuǐfèn)進出處動態(tài)平衡外界濃度細胞質(zhì)濃度=外界濃度細胞質(zhì)濃度<吸水膨脹動物細胞的什么結(jié)構(gòu)相當(dāng)于半透膜？細胞膜動物細胞的膜兩側(cè)溶液是什么？

細胞質(zhì)與外界溶液（人：細胞內(nèi)液與細胞外液）動物細胞什么條件下失水，什么條件下吸水？動物細胞吸水或失水的多少取決于什么條件？細胞內(nèi)外濃度差（摩爾濃度差）第六頁，共五十一頁。成熟的植物細胞就是一個(yīɡè)滲透系統(tǒng)內(nèi)溶液(róngyè)外界(wàijiè)溶液半透膜原生質(zhì)層細胞膜液泡膜細胞質(zhì)細胞液細胞壁（全透性）所以：原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜P34第七頁，共五十一頁。結(jié)論(jiélùn)2）動物細胞吸水還是失水(shīshuǐ)取決于外界溶液濃度與細胞質(zhì)濃度的差值外界(wàijiè)溶液濃度＞細胞質(zhì)濃度細胞失水外界溶液濃度＜細胞質(zhì)濃度細胞吸水1）動植物細胞是一個滲透系統(tǒng)動物細胞成熟植物細胞半透膜濃度差細胞膜原生質(zhì)層細胞質(zhì)與外界溶液細胞液與外界溶液第八頁，共五十一頁。概念(gàiniàn)辨析半透膜擇透過性膜概念允許一部分物質(zhì)通過，不允許另一部分物質(zhì)通過的多孔性膜根據(jù)生命活動的需要，決定物質(zhì)分子是否通過的生物膜特點①允許小分子物質(zhì)通過②不具生物活性①具擇透過性②具生物活性物質(zhì)透過的原理半透膜上孔徑大小控制物質(zhì)出入生物膜上運載不同物質(zhì)的載體第九頁，共五十一頁。易錯警示

關(guān)于滲透系統(tǒng)中的3個“比較”(1)滲透平衡與溶液濃度的內(nèi)涵發(fā)生滲透平衡只意味著半透膜兩側(cè)水分子移動達平衡狀態(tài)，既不可看作沒有水分子移動也不可看作兩側(cè)溶液濃度相等。溶液濃度指物質(zhì)的量濃度而非質(zhì)量濃度。(2)半透膜與選擇透過性膜的比較區(qū)別：①半透膜是無生命的物理性薄膜，物質(zhì)能否通過取決于分子的大小。②選擇透過性膜是具有生命的生物膜，載體蛋白的存在決定了其對不同物質(zhì)吸收的選擇性。細胞死亡或膜載體蛋白失活后，其選擇透過性喪失。共性：都允許水分子自由通過，而不允許生物大分子物質(zhì)通過。(3)原生質(zhì)層與原生質(zhì)體的比較①原生質(zhì)層在成熟的植物細胞內(nèi)相當(dāng)于半透膜的結(jié)構(gòu)，由細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)組成(zǔchénɡ)，不包括細胞核和液泡內(nèi)的細胞液。此結(jié)構(gòu)僅存在于成熟的植物細胞中。②原生質(zhì)體是去除了植物細胞壁后所剩下的具有生物活性的植物細胞結(jié)構(gòu)，包括細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核三部分。第十頁，共五十一頁。

1.如圖表示一中間隔以半透膜(只允許水分子通過)的水槽，兩側(cè)分別加入等物質(zhì)的量濃度的葡萄糖溶液(róngyè)和麥芽糖溶液(róngyè)。然后在半透膜兩側(cè)加入等質(zhì)量的麥芽糖酶，在加入麥芽糖酶前后M、N兩側(cè)液面的變化是答案(dáàn)解析(jiěxī)A.加酶前M側(cè)液面上升，加酶后N側(cè)液面上升并高于M側(cè)液面B.加酶前M側(cè)液面上升，加酶后N側(cè)液面上升并等于M側(cè)液面C.加酶前后M、N兩側(cè)液面不變D.加酶前M、N兩側(cè)液面不變，加酶后N側(cè)液面上升并高于M側(cè)液面命題點一滲透作用現(xiàn)象的分析第十一頁，共五十一頁。M側(cè)和N側(cè)分別加等物質(zhì)的量濃度的葡萄糖溶液和麥芽糖溶液，所以加酶前液面不變；麥芽糖酶將1分子的麥芽糖分解為2分子的葡萄糖，在半透膜兩側(cè)加入等質(zhì)量(zhìliàng)的麥芽糖酶，麥芽糖水解，N側(cè)的葡萄糖溶液濃度大于M側(cè)，進入N側(cè)水分子的數(shù)目大于流出N側(cè)的水分子數(shù)目，N側(cè)液面上升且高于M側(cè)液面，故選D。第十二頁，共五十一頁。4.(2016·贛州模擬)某同學(xué)進行如下(rúxià)圖所示的實驗，甲圖為實驗開始狀態(tài)，乙圖為實驗結(jié)束狀態(tài)。請在乙圖所示實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上繼續(xù)實驗，探究蔗糖的水解產(chǎn)物能否通過半透膜。命題點二與滲透作用有關(guān)(yǒuguān)的實驗探究增添(zēngtiān)的實驗材料：蔗糖酶溶液、斐林試劑、試管、滴管、水浴鍋等。(1)請設(shè)計出繼續(xù)實驗的簡要步驟：①____________________________________________________________；②______________________________________________________________________________________________________________。向a、b兩管中分別加入等量蔗糖酶溶液，觀察a、b兩管內(nèi)液面的變化吸取a、b兩管內(nèi)適量液體，分別加入A、B兩試管中，并加入斐林試劑，50～65℃水浴加熱，觀察A、B試管內(nèi)有無磚紅色沉淀答案第十三頁，共五十一頁。(2)預(yù)測(yùcè)實驗現(xiàn)象并做出結(jié)論：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。如果a、b兩管液面高度(gāodù)差縮小，且A、B試管內(nèi)均有磚紅色沉淀，則蔗糖(zhètáng)的水解產(chǎn)物能通過半透膜；如果a、b兩管液面高度差增大，且A試管內(nèi)無磚紅色沉淀、B試管內(nèi)有磚紅色沉淀，則蔗糖的水解產(chǎn)物不能通過半透膜答案第十四頁，共五十一頁。1.驗證滲透作用發(fā)生(fāshēng)條件的方法(1)具有半透膜歸納整合(2)半透膜兩側(cè)溶液具有(jùyǒu)濃度差第十五頁，共五十一頁。2.探究物質(zhì)能否(nénɡfǒu)通過半透膜的方法(以碘和淀粉為例)燒杯內(nèi)盛淀粉溶液漏斗內(nèi)盛碘液結(jié)論變藍不變藍碘能通過半透膜，而淀粉不能不變藍變藍淀粉能通過半透膜，而碘不能變藍變藍淀粉和碘都能通過半透膜不變藍不變藍淀粉和碘都不能通過半透膜第十六頁，共五十一頁。

6.(2016·成都模擬)五個大小相同的馬鈴薯幼根與物種A的幼根分別放入甲～戊五種不同濃度的蔗糖溶液中，數(shù)小時后，取出稱重，重量變化如圖所示。以下關(guān)于該實驗(shíyàn)結(jié)果的說法不正確的是A.與馬鈴薯幼根細胞液等滲的溶液是甲溶液B.馬鈴薯比物種(wùzhǒng)A更耐旱C.物種A幼根的細胞在甲濃度溶液中一定會發(fā)生明顯的質(zhì)壁分離D.在這五種蔗糖溶液中，濃度最大的是乙溶液答案(dáàn)解析命題點三細胞吸水與失水的分析第十七頁，共五十一頁。在甲溶液中，馬鈴薯幼根細胞的重量不變，說明馬鈴薯吸水和失水處于動態(tài)平衡，甲溶液是馬鈴薯幼根細胞液的等滲溶液，A正確；由圖可知，馬鈴薯吸水能力要比物種A強，所以馬鈴薯更耐干旱，B正確；幼根細胞的發(fā)育程度不同，因此其不一定會發(fā)生(fāshēng)明顯的質(zhì)壁分離，C錯誤；在這五種蔗糖溶液中，乙溶液中的馬鈴薯幼根細胞的重量減少最大，說明乙溶液的濃度最大，D正確。第十八頁，共五十一頁。方法技巧(1)通過比較細胞外溶液和細胞液的濃度大小來判斷。當(dāng)細胞外溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞失水；當(dāng)細胞外溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞吸水。當(dāng)細胞外溶液與細胞液的濃度相等時，細胞失水量和吸水量相等，處于動態(tài)平衡。(2)根據(jù)重量或長度(chángdù)變化(如蘿卜條)來判定。若重量增加或長度變長，則吸水；反之則失水。細胞吸水、失水(shīshuǐ)的判斷方法第十九頁，共五十一頁。考點二物質(zhì)進出細胞(xìbāo)的方式

各種物質(zhì)(wùzhì)出入細胞方式的比較物質(zhì)出入細胞的方式被動運輸圖例第二十頁，共五十一頁。第二十一頁，共五十一頁。[提醒](1)從高濃度向低濃度方向運輸?shù)姆绞讲⒎侵挥斜粍舆\輸，主動運輸也可以從高濃度向低濃度運輸，如餐后小腸上皮細胞吸收葡萄糖是由高濃度向低濃度運輸。(2)從低濃度向高濃度方向運輸一定是主動運輸。因為逆濃度梯度運輸需要消耗能量(néngliàng)。(3)同一種物質(zhì)進出不同細胞時，運輸方式可能不同，如紅細胞吸收葡萄糖的方式為協(xié)助擴散，小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式則是主動運輸。(4)Na＋、K＋等無機鹽離子一般以主動運輸方式進出細胞，但也可通過協(xié)助擴散方式進出細胞。(5)胞吞、胞吐不屬于跨膜運輸方式，所以物質(zhì)以這兩種方式進出細胞時穿過生物膜的層數(shù)為0。(6)RNA和蛋白質(zhì)等大分子進出細胞核通過的結(jié)構(gòu)是核孔。第二十二頁，共五十一頁。①由于自由擴散不需要載體蛋白和能量，所以物質(zhì)運輸速率與物質(zhì)濃度成正比。②由于協(xié)助擴散和主動運輸需要載體蛋白，所以當(dāng)所有的載體蛋白都被利用了之后，物質(zhì)的運輸速率將達到最大(P點)，此時限制物質(zhì)運輸速率的因素主要是載體蛋白的數(shù)量。③由于主動運輸可以逆濃度梯度運輸物質(zhì)，所以當(dāng)細胞內(nèi)濃度大于細胞外濃度時，物質(zhì)仍可以被吸收進入細胞。2.影響細胞物質(zhì)運輸?shù)囊蛩?1)物質(zhì)濃度的影響圖2-7-7第二十三頁，共五十一頁。①由于自由擴散和協(xié)助擴散的動力來自物質(zhì)的濃度差造成的勢能，不需要細胞產(chǎn)生的ATP，所以O(shè)2濃度不影響它們的運輸速率。②由于主動運輸需要消耗ATP，而ATP主要來自有氧呼吸，所以O(shè)2濃度可以影響主動運輸?shù)倪\輸速率。(2)O2濃度的影響圖2-7-8第二十四頁，共五十一頁。(3)溫度圖2-7-9第二十五頁，共五十一頁。命題點一物質(zhì)跨膜運輸(yùnshū)方式的判斷4依據(jù)模式圖確認(quèrèn)物質(zhì)出入細胞的方式及影響因素。(1)填寫以下有關(guān)物質(zhì)運輸方式(fāngshì)及結(jié)構(gòu)的名稱：圖②________；圖③________；圖④________；a____________；圖⑤__________。第二十六頁，共五十一頁。(2)寫出圖①～圖④中影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩兀篈．圖中僅受“濃度差”制約的為圖________。B．加入蛋白酶抑制劑處理，會受影響的是圖________。C．加入呼吸酶抑制劑處理，會受影響的是圖________。(3)甘油分子(fēnzǐ)跨膜運輸遵循圖________所示模式，紅細胞吸收葡萄糖與圖________所示模式一致，多數(shù)離子跨膜運輸方式應(yīng)為圖________所示模式。(4)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放應(yīng)符合圖________所示模式，該模式________(填“需要”或“不需要”)消耗能量，其運輸機制與膜的__________有關(guān)。[答案](1)自由擴散(kuòsàn)協(xié)助擴散(kuòsàn)主動運輸載體蛋白胞吞、胞吐(2)A.①②

B．③④⑤C．④⑤(3)②③④(4)⑤需要流動性第二十七頁，共五十一頁。易錯警示有關(guān)物質(zhì)出入細胞的8個“不要漏掉”(1)需要載體蛋白協(xié)助的運輸(yùnshū)方式除主動運輸(yùnshū)外不要漏掉協(xié)助擴散。(2)消耗能量的運輸方式除主動運輸外不要漏掉胞吞和胞吐。(3)從高濃度到低濃度的運輸方式除自由擴散外不要漏掉協(xié)助擴散，有些主動運輸也可以從高濃度到低濃度運輸。(4)影響協(xié)助擴散運輸速率的因素除載體蛋白數(shù)量外不要漏掉濃度差。(5)與主動運輸有關(guān)的細胞器除供能的線粒體外不要漏掉載體蛋白的合成場所——核糖體。(6)運輸速率與O2濃度無關(guān)的運輸方式除自由擴散外不要漏掉協(xié)助擴散。(7)胞吞(吐)的大分子物質(zhì)穿過細胞膜的層數(shù)為0，因為該過程是通過膜的融合將物質(zhì)轉(zhuǎn)入或轉(zhuǎn)出細胞的。(8)RNA和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)進出細胞核，是通過核孔，而不是通過胞吞、胞吐。第二十八頁，共五十一頁。疑難(yínán)精講

“三看法”快速判定物質(zhì)出入細胞的方式第二十九頁，共五十一頁。

5.用呼吸抑制劑處理人體紅細胞，下列(xiàliè)物質(zhì)吸收量顯著減少的一組是答案(dáàn)解析(jiěxī)命題點二影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩丶胺绞降奶骄康谌摚参迨豁摗０被崾侵鲃舆\輸，其吸收需要細胞呼吸提供的能量和載體蛋白，葡萄糖進入紅細胞是協(xié)助擴散，與能量無關(guān)，A錯誤；氨基酸和鉀離子(lízǐ)的運輸方式都是主動運輸，能量降低會使其吸收速率下降，B正確；氧氣和水的運輸方式都是自由擴散，抑制細胞呼吸對它們的吸收沒有影響，C錯誤；甘油和脂肪酸都是自由擴散，D錯誤。第三十一頁，共五十一頁。6.檉柳是泌鹽植物，葉子和嫩枝可以將吸收到植物體內(nèi)(tǐnèi)的鹽分排出，是強耐鹽植物。檉柳從土壤中吸收無機鹽是主動運輸還是被動運輸？請設(shè)計實驗加以證明。(1)實驗步驟：①取甲、乙兩組生長發(fā)育相同的檉柳幼苗，放入適宜濃度的含有Ca2＋、K＋的溶液中。②甲組給予正常的呼吸(hūxī)條件，乙組_________________。③_________________________________________________。命題(mìngtí)點二影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩丶胺绞降奶骄客耆种萍毎粑欢螘r間后測定兩組植株根系對Ca2＋、K＋的吸收速率答案第三十二頁，共五十一頁。(2)實驗結(jié)論：①若兩組植株(zhízhū)對Ca2＋、K＋的吸收速率相同，說明__________________________________；②______________________________________________________________

。答案(dáàn)檉柳(chēnɡliǔ)從土壤中吸收無機鹽是被動運輸若乙組吸收速率明顯小于甲組吸收速率，說明檉柳從土壤中吸收無機鹽是主動運輸?shù)谌摚参迨豁摗Ｒ?guī)律方法探究物質(zhì)(wùzhì)跨膜運輸方式的實驗設(shè)計(1)探究(tànjiū)是主動運輸還是被動運輸(2)探究是自由擴散還是(háishi)協(xié)助擴散第三十四頁，共五十一頁。考點三實驗：觀察植物細胞(xìbāo)的質(zhì)壁分離和復(fù)原1．實驗(shíyàn)原理2．實驗(shíyàn)步驟(1)成熟的植物細胞構(gòu)成滲透系統(tǒng)，可發(fā)生滲透作用。(2)當(dāng)細胞液濃度<外界溶液濃度時，細胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離；當(dāng)細胞液濃度>外界溶液濃度時，細胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。第三十五頁，共五十一頁。2.實驗(shíyàn)步驟緊貼(jǐntiē)細胞壁質(zhì)量(zhìliàng)濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液清水變深變淺逐漸變大逐漸變小第三十六頁，共五十一頁。3.現(xiàn)象(xiànxiàng)與結(jié)論第三十七頁，共五十一頁。4.實驗(shíyàn)分析(1)用紫色洋蔥鱗片葉外表皮作為實驗材料的原因(yuányīn)：紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的細胞液中有花青素，使液泡中的細胞液呈紫色，有利于觀察。(2)發(fā)生質(zhì)壁分離的洋蔥鱗片葉外表皮細胞的原生質(zhì)層與細胞壁之間的物質(zhì)分析：因為細胞壁是全透性的，所以洋蔥鱗片葉外表皮細胞原生質(zhì)層與細胞壁之間是蔗糖溶液。第三十八頁，共五十一頁。(3)本實驗存在(cúnzài)兩組對照實驗第三十九頁，共五十一頁。(4)引發(fā)質(zhì)壁分離(fēnlí)的兩種原因第四十頁，共五十一頁。(5)在一定濃度的蔗糖溶液中發(fā)生質(zhì)壁分離后，在清水中卻不能觀察到質(zhì)壁分離復(fù)原的原因：細胞失水過多或失水時間過長導(dǎo)致細胞死亡。(6)在一定濃度的溶液(如KNO3、甘油等)中可發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原現(xiàn)象(xiànxiàng)，原因是溶質(zhì)可透過細胞膜被細胞所吸收。(7)本實驗是教材中涉及“顯微觀察”實驗中唯一的一個“只在低倍鏡下”觀察(不曾換“高倍鏡”)的實驗。第四十一頁，共五十一頁。5.植物細胞質(zhì)壁分離及復(fù)原的拓展應(yīng)用(1)判斷成熟植物細胞是否是活細胞＋(2)測定細胞液濃度(nóngdù)范圍第四十二頁，共五十一頁。(3)比較不同(bùtónɡ)成熟植物細胞的細胞液濃度＋(4)鑒別(jiànbié)不同種類的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)第四十三頁，共五十一頁。問題(wèntí)探究

(1)實驗時一定要選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞嗎？不一定。但紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的細胞液中含有色素，使液泡(yèpào)呈現(xiàn)紫色，更有利于觀察。提示(tíshì)(2)該實驗無獨立的對照組，為什么還叫對照實驗？該實驗中，實驗組和對照組在同一裝片中先后進行，屬于自身對照。提示第四十四頁，共五十一頁。吸水：細胞液濃度(nóngdù)

>外界溶液濃度失水：細胞液濃度<外界(wàijiè)溶液濃度驗證(yànzhèng)：植物細胞質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗質(zhì)壁分離及復(fù)原過程中細胞吸水能力隨時間變化曲線：條件：活細胞、細胞壁、中央液泡（具有顏色）、濃度差內(nèi)因：原生質(zhì)層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性外因：細胞液與外界溶液存在濃度差，細胞發(fā)生了失水和吸水，從而導(dǎo)致質(zhì)壁分離或復(fù)原吸水能力質(zhì)壁分離及復(fù)原的整個過程應(yīng)用：驗證細胞的死活、測不同植物細胞的細胞液濃度、伸縮性等原因植物細胞的吸水和失水第四十五頁，共五十一頁。討論(tǎolùn)：1、如果將蔗糖溶液換成5g/mol會發(fā)生什么變化(biànhuà)？2、如果將蔗糖溶液換成KNO3、尿素、葡萄糖或NaCl又會發(fā)生什么現(xiàn)象？3、鹽漬的肉為什么不易變質(zhì)？4、糖醋蒜中糖如何進入細胞內(nèi)？第四十六頁，共五十一頁。在判斷細胞是否發(fā)生質(zhì)壁分離(fēnlí)及復(fù)原時規(guī)律1.從細胞角度分析：

①具有(jùyǒu)中央大液泡的成熟植物細胞才可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。

②死細胞、動物細胞及未成熟的植物細胞不發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。2.從溶液角度分析:

①在溶質(zhì)可穿膜的溶液中細胞會發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原現(xiàn)象。

②在溶質(zhì)不能穿膜的溶液中細胞只會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，不能自動復(fù)原。

③在高濃度溶液中細胞可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，但會因過度失水而死亡不再復(fù)原。第四十七頁，共五十一頁。物質(zhì)(wùzhì)跨膜運輸?shù)膶嵗九囵B(yǎng)液中里的Ca2+和Mg2+濃度(nóngdù)為什么會增高？不同(bùtónɡ)作物對無機鹽的吸收有差異嗎？三、生物膜選擇透過性分析

同一植物吸收