高中生物一轮复习专题——细胞的物质输入和输出

.,第三讲细胞物质的输入和输出,.,一、细胞膜的结构流动镶嵌模型,1.组成成分-主要是磷脂分子和蛋白质分子,.,2.细胞膜的结构模型,磷脂双分子层-构成基本骨架,蛋白质分子-镶嵌在磷脂双分子层中，覆盖、镶嵌或贯穿,糖蛋白-形成糖被，覆盖在细胞膜的外表面,保护和润滑作用,识别作用,.,3.结构特点：一定的流动性,(1)原因：膜结构中的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的。,(2)表现：变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐及载体对相应物质的转运等。,(3)影响因素：主要受温度影响。适当温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度高出一定范围，则导致膜被破坏。,.,质壁分离和复原实验；变形虫捕食和运动时，伪足的形成；白细胞吞噬细菌；胞吞与胞吐；受精时，细胞的融合过程；动物细胞分裂时，细胞膜的缢裂过程；细胞杂交时，细胞融合(如人鼠细胞融合)。,(4)证明细胞膜流动性的实例,.,4.功能特点：选择透过性,(2)表现：植物根对土壤中离子的选择性吸收；神经细胞对K的吸收和对Na的排出；肾小管的重吸收和分泌；小肠的吸收等。,(1)概念：P64,(3)原因：,.,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。(1)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。(2)联系：细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。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，如果细胞膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。,5.细胞膜的流动性与选择透过性的区别与联系,.,总之，膜的组成、结构和功能可表示为下图：,.,【例题】将酶、抗体、核酸等生物大分子或小分子药物用磷脂制成的微球体包裹后，更容易运输到患病部位的细胞中，这是因为()A生物膜具有选择透过性，能够允许对细胞有益的物质进入B磷脂双分子层是生物膜的基本支架，且具有一定的流动性C微球体能将生物大分子药物水解成小分子药物D生物膜具有半透性，优先让生物大分子物质通过,答案：B,.,【变式】如果植物细胞膜由选择透过性膜变成全透性膜，则该细胞()A缩小B膨胀C死亡D生长,答案：C,.,二、物质跨膜运输的方式,（一）被动运输,2.类型,概念：P70（1）自由扩散实例：O2、CO2进出细胞,概念：P70-71（2）协助扩散实例：葡萄糖进入红细胞,1.概念：P70,.,（3）渗透作用,发生渗透作用的条件是：第一，具有半透膜；第二，半透膜两侧溶液具有浓度差（渗透压不同导致水分子的）。,概念：溶剂分子通过半透膜的扩散。,原理：水分子由溶液浓度低的一侧扩散到溶液浓度高的一侧。,.,【例题】把体积与质量百分比浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半透膜（允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过）隔开（如右图），一段时间后液面的情况是（）A甲高于乙B乙高于甲C先甲高于乙，后乙高于甲D先甲低于乙，后乙低于甲,答案：C,.,【变式】如图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖分子透过，倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶，最可能的实验结果是()A在玻璃槽中会检测到蔗糖和蔗糖酶B在玻璃槽中只能检测到葡糖糖C漏斗中液面开始先下降，加酶后上升一段时间又下降D漏斗中液面开始时先上升，加酶后再上升一段时间后又下降,答案：D,.,A.成熟的植物细胞的结构特点：具有一个大液泡B.原生质层的概念：细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质。C.质壁分离与质壁分离复原的实验,成熟的植物细胞通过渗透作用吸水或失水,.,实验程序：,.,a.判断细胞的死活：活细胞能够发生渗透作用，死细胞不能发生渗透作用；b.测定植物细胞的细胞液浓度；c.比较两种未知浓度溶液之间的浓度大小；d.制备动物细胞膜；e.食品的反腐处理；f.田间水肥管理。,D.渗透作用原理的应用：,.,【例题】红苋菜细胞的液泡中含有呈紫红色的花青素。将红苋菜的叶片切成小块后放入水中，水的颜色无明显变化。若进行加热，随着水温的升高，水的颜色逐渐变红。其原因是（）A细胞壁在加温后受到破坏；B水温升高，花青素的溶解度加大；C加温使细胞膜和液泡膜失去了控制物质进出的功能；D加温使花青素分子的活性加大而容易透过细胞膜。,答案：C,.,【变式1】将新鲜的苔藓植物叶片放入有少量红墨水、浓度为30%的蔗糖溶液中。在显微镜下观察，你会看到细胞的状态如图4-B-7所示，此时部位的颜色分别是()A无色绿色B红色绿色C红色无色D红色红色,答案：B,.,【变式2】某成熟植物细胞经某种处理后仍保持活性，但在0.3g/mL的蔗糖溶液中不发生质壁分离现象，实验操作正确。则先前的“某种处理”所用的试剂是A0.5g/mL的蔗糖溶液B清水C纤维素酶D10%HCl溶液,答案：C,.,【变式3】如右图所示是某同学用洋葱紫色鳞片叶的外表皮做“植物细胞的质壁分离及复原”的实验中所观察到的细胞图，下列叙述正确的是()A图中1、2、6组成了细胞的原生质层B图中细胞处于质壁分离状态，此时6处的浓度一定大于7处的浓度C图中1是细胞壁，6中充满了蔗糖溶液D图中7是细胞液，在细胞发生质壁分离过程中，其颜色逐渐变浅,答案：C,.,半透膜-是物理性质的膜，一般无生物活性，往往允许小分子物质通过，大分子物质不能通过。不具有选择性，不是生物膜。选择透过膜-具有生物活性；膜上具有载体蛋白，具有选择透过性。,E.半透膜与选择透过膜,.,F.渗透作用与自由扩散,渗透作用-溶液分子的扩散作用。溶剂分子从单位体积分子数量多的一侧，通过半透膜（或选择透过膜）达到单位体积分子数量少的一侧；即溶剂分子从溶液浓度低的一侧通过半透膜（或选择透过膜）达到浓度高的一侧。自由扩散-物质分子溶剂分子从溶液浓度高的一侧通过半透膜（或选择透过膜）达到浓度低的一侧。,.,（二）主动运输,2.特点：消耗ATP；需要载体蛋白；通常由溶液浓度低的一侧通过半透膜（或选择透过膜）达到浓度高的一侧。,1.概念：P71,.,3.意义：在细胞的生命活动过程中，主动运输起到了重要作用，它使细胞能主动地从外界吸收被选择的物质，供生命活动利用。同样，细胞也能利用主动运输把新陈代谢产物排出细胞外。总之，细胞通过主动运输，摄取、积累物质以及不断排出代谢废物，从而维持细胞组成成分的动态稳定，保证生命活动的正常进行。,.,（三）胞吞、胞吐,大分子和颗粒物质进出细胞的方式，这两种方式虽然最终通过了生物膜，但实质上，这些物质并没有真正的穿过生物膜。例如，白细胞吞噬大肠杆菌、变形虫吞噬有机物颗粒、胰岛B细胞分泌胰岛素等。,.,(四）物质跨膜运输方式的比较-自由扩散、协助扩散和主动运输的比较,.,【例题】右图是细胞膜的亚显微结构图，其中a和b分别代表不同分子或离子进出细胞膜的方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述，错误的是A不同物种的细胞中、和的种类均存在差异B免疫抑制药物可作用于而使器官移植的成功率明显提高Cb的运输方式能体现细胞膜的选择透过性D如图示为小肠上皮细胞膜，则a可代表氧气，b可代表K+,答案：A,.,【变式1】右图为细胞膜结构及物质跨膜运输方式示意图，下列说法合理的是Ac可代表小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖B能与斐林试剂发生紫色反应C是细胞膜的基本支架，是固定不动的D可能与机体的免疫、癌变等有关,答案：D,.,【变式2】甲()乙()两种物质在细胞膜两侧的分布情况如右图(颗粒的多少表示浓度的高低)，在进行跨膜运输时，下列说法正确的是()A乙进入细胞一定有载体蛋白的参与B乙运出细胞一定有载体蛋白的参与C甲进入细胞一定需要能量D甲运出细胞一定不需要能量,答案：B,.,三、物质运输的图像分析,1物质浓度(在一定浓度范围内)对运输速率的影响曲线：,.,（1）自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧，其动力是两侧溶液的浓度差，在一定浓度范围内，随物质浓度的增大，其运输速率与物质浓度成正比。（2）协助扩散或主动运输的共同特点是都需要载体协助，在物质浓度较低时，随物质浓度的增大，运输速率也逐渐增大，到达一定物质浓度时，由于受膜上载体数量的限制，运输速率不再随浓度增大而增大。,.,2.氧气浓度对物质运输速率的影响曲线：,.,A.自由扩散和协助扩散统称为被动运输，其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧，其运输的动力都是浓度差，不需要能量，因此与氧气浓度无关，运输速率不随氧气浓度增大而改变。B.主动运输方式既需要载体协助又需要消耗能量。在氧气浓度为零时，通过细胞无氧呼吸供能，但无氧呼吸产生能量较少所以运输速率较低，在一定范围内随氧气浓度升高，有氧呼吸加强，产生的能量逐渐增多，所以运输速率不断加快，当氧气浓度足够高时，能量供应充足，但由于受到载体数量的限制，运输速率不再随氧气浓度增大而加快。,.,【例题】由图中曲线a、b表示物质跨（穿）膜运输的两种方式，下列表述正确的是（）A脂溶性小分子物质不能通过方式a运输B与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面C方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关D抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响,答案：C,.,【变式1】下列四图表示正常情况下，不同物质穿过细胞膜进入细胞内的四种情况。若在点加入有氧呼吸抑制剂，下列曲线中将会发生明显变化的是（）,答案：C,.,【变式2】下图示植物根细胞在一定时间内吸收K+与某些条件之间的关系（纵坐标表示吸收的速率，横坐标表示某个条件，假定其他条件均为理想状态）。则a、b、c三图的横坐标表示的条件正确的一组是()A载体数