生物(北师大版_细胞的基本结构与物质运输_细胞内外的物质交换

1、第6讲细胞内外的物质交换,1.渗透作用 (1)概念：指水分子(或其他溶剂分子)通过_的扩散过程。 (2)渗透作用产生的条件：一是具有_ ，二是半透膜两侧的溶液具有_ 。,考点一细胞膜的选择透过性,半透膜,半透膜,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,细胞膜,细胞质,现象 a.外界溶液浓度细胞质浓度 细胞吸水膨胀。 b.外界溶液浓度细胞质浓度 细胞_。 c.外界溶液浓度细胞质浓度 水分进出平衡。 (2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例) 条件：成熟植物细胞具有中央大液泡。,失水皱缩,原理,小,(3)现象 a.当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过_失水，

2、植物细胞就发生_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_外界清水，植物细胞就吸水，发生_现象。,渗透作用,质壁分离,高于,质壁分离复原,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_。 同种植物对不同无机盐离子的吸收也有_ 。 (2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是_(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行的。 (3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的_ 。,差异,差异,逆,差异性,如图为某同学设计的验证渗透作用发生条件的一组实验装置，请分析：,(1)请推测甲、乙、丙结果内容。 (2)设置图示3个装置是为了证明什么结论？

3、试具体说明。 提示(1)甲h0乙h0丙h0 (2)甲乙对照可证明渗透作用发生需“浓度差”，乙丙对照可证明渗透作用发生必需有半透膜。,渗透系统与渗透作用的原理,1.如图表示一中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽，两侧分别加入等质量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液，然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶。在加入麦芽糖酶前后A、B两侧液面的变化理论上是(),A.加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并等于A侧高度 B.加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并高于A侧高度 C.加酶前后A、B两侧液面不变 D.加酶前A、B两侧液面不变，加酶后B侧上升并高于A侧 解析由题意知，加酶前，葡萄糖溶液和麦芽糖溶液的质量浓度相等，

4、由于葡萄糖分子量小，则A侧物质的量浓度高，进入A侧的水分子多，A侧液面上升；半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶后，B侧1分子麦芽糖分解为两分子的葡萄糖，由于1分子麦芽糖质量小于两分子的葡萄糖质量，故B侧物质的量浓度大于A侧物质的量浓度，据渗透作用原理可知，进入B侧的水分子增多，故加酶后B侧上升并高于A侧高度。 答案B,2.下图中X、Y、Z分别为蒸馏水、30%葡萄糖溶液、30%淀粉溶液，且单糖能通过半透膜而二糖、多糖不能通过半透膜。下列相关叙述错误的是(),A.装置A的现象是左侧液面先下降后上升，最终左右液面持平 B.A装置左右侧替换为等量蔗糖溶液，左右侧分别加入相等且适量的蔗糖酶、淀粉酶，左侧液面

5、先升后降最后不变 C.装置B烧杯中溶液液面下降的速率逐渐减缓 D.装置B达到渗透平衡后，由于液面差的存在，水分子向半透膜两侧扩散的速度不同 解析装置A中X为蒸馏水、Y为30%葡萄糖溶液，一开始，由于装置A右侧溶液浓度高，水向右侧扩散的速率水向左侧扩散的速率，左侧液面下降；随着葡萄糖从右向左通过半透膜，左侧溶液浓度不断上升，左侧液面上升；最终当葡萄糖在左右两侧含量相同时，水向右侧扩散的速率水向左侧扩散的速率，左右液面持平，A正确；由,于酶具有专一性，蔗糖只能被蔗糖酶催化水解而不能被淀粉酶催化水解，左侧一分子蔗糖水解成两分子单糖，左侧溶液浓度上升，液面升高；随后单糖通过半透膜从左侧向右侧扩散，使左

6、侧溶液浓度降低，液面下降；最终达到动态平衡，B正确；装置B中Z溶液(30%淀粉溶液)浓度X溶液(蒸馏水)浓度，所以漏斗中溶液液面上升、烧杯中溶液液面下降，但随着液面差的增大，液柱对半透膜的压强阻碍了水分子向漏斗的扩散，烧杯液面下降的速率逐渐减缓，C正确。 答案D,有关渗透作用的“3”个易错点 (1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压，如质量分数为10%葡萄糖溶液和质量分数为10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但质量分数为10%蔗糖溶液的渗透压小，故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。 (2)渗透平衡浓度相等。渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作

7、没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。 (3)只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原。,细胞吸水和失水状况分析,3.(2020高考预测)将黄肉马铃薯和白肉马铃薯块茎切成形状、大小相同的长方体条，各取4条，分别放在不同浓度的蔗糖溶液(ad代表蔗糖溶液浓度)中，一段时间后，取出马铃薯条称重，结果如图所示，下列相关说法正确的是(),A.四种蔗糖溶液的浓度大小顺序是cdab B.黄肉马铃薯细胞液的浓度小于白肉马铃薯细胞液的浓度 C.黄肉马铃薯细胞液的浓度可能与a相当，白肉马铃薯细胞液的浓度可能与d相当 D.在浓度为d的蔗糖溶液中加入适量清水，一段时间后，白肉马铃薯的细胞液浓度几乎不变

8、,慧眼识图获取信息,答案C,4.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下图所示。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,解析根据图中信息，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，刚开始外界溶液渗透压大于细胞内液渗透压，细胞失水皱缩，后来葡萄糖通过

9、协助扩散方式进入细胞内，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。 答案D,1.物质跨膜运输的方式,考点二物质出入细胞的方式及影响因素,高,低,高,低,需要载体, 不需要能量,低,高,需载体、需能量,流动性,能量,载体,2.不同因素对物质跨膜运输的影响的曲线模型,载体,浓度,温度,(1)物质浓度(在一定的范围内),自由扩散,主动运输,(2)氧气浓度,无关,载体 蛋白,无氧呼 吸,协助扩散,主动运输,(3)温度,酶活性,如图甲为物质进出细胞的方式分类图，其中A、B和E为分类标准，C、D、G、H和F为具体的物质运动方式；图乙为

10、部分图解，请思考：,1.图甲中若A与B为“是否需要能量”与“是否需要载体”，则其余字母内容各是什么？ 提示若A与B为是否需要消耗能量，则C、D可表示协助扩散、自由扩散，F为主动运输，G、H为胞吞、胞吐。若A与B为是否需要载体蛋白，则C、D为协助扩散和主动运输，F为自由扩散，G、H为胞吞、胞吐。 2.若图甲中G、H表示“协助扩散和主动运输”与“自由扩散和协助扩散”，则其余字母应表示什么？ 提示若G、H表示“协助扩散和主动运输”，则F为自由扩散，A、B分别为大、小分子，C和D为胞吞、胞吐；若G、H表示“自由扩散和协助扩散”，则F为主动运输，A、B分别为大小分子，C和D为胞吞、胞吐。,3.图乙中依次

11、表示何类跨膜方式？其中与相比，其独特之处是什么？与相比，其独特之处呢？ 提示主动运输，自由扩散，、协助扩散。与、相比其需要能量，且可逆浓度梯度运输，与相比，其不需要载体蛋白。,4.图乙中未显示出的物质跨膜方式是？该方式与相比有何异同？神经传导中产生动作电位时，Na内流应对应哪种方式？ 提示未表示胞吐、胞吞，该方式与相比，共同处为均消耗能量，不同处为不需载体蛋白，而是借助膜流动性完成，且运输的分子一般为大分子(神经递质有小分子)，动作电位形成时Na内流方式应与相同(顺浓度梯度，且需蛋白质通道)。,1.高考重组判断正误 (1)固醇类激素进入靶细胞的过程属于协助扩散(2018全国卷，2B)() (2

12、)Mg2通过自由扩散进入根细胞(2018海南卷，6A)() (3)甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜(2014课标，1C)() (4)植物细胞通过主动运输吸收不同矿质离子的速率都相同(2013课标，3A)() (5)植物主动运输矿质离子的过程只发生在活细胞中(2013课标，3C)(),提示(1)固醇类等脂质物质以自由扩散方式通过生物膜 (2)根细胞通过主动运输方式吸收无机盐离子 (3)甘油为脂质分子，以自由扩散方式通过细胞膜 (4)植物细胞对不同无机盐离子的吸收速率有差异 (5),2.深挖教材 (1)为什么吃比较咸的食物口唇感觉比较干？ 提示这是因为与细胞内液相比，外界浓度高，

13、口腔上皮细胞失水导致的。,(2)科学家做过这样的实验：准备好含Ca2、Mg2和SiO 的培养液，将番茄和水稻分别在上述培养液中培养，一段时间后，记录到的结果如图所示，请分析：,该过程中水稻是否吸收Mg2、Ca2，番茄是否吸收SiO ？ 培养一段时间后，番茄培养液中SiO 离子浓度为何高于初始值？ 该实验方案中自变量什么？探究目的是什么？ 提示水稻吸收Ca2、Mg2，也吸收水，番茄也吸收SiO ，只是由于对水的吸收量比相应离子多，从而导致培养液中相应离子的浓度增大。 番茄培养液中的SiO 离子浓度增高是由于番茄吸收水的速率比吸收SiO 的速率大；故一段时间后SiO 浓度会高于初始值。 离子种类(

14、Mg2、Ca2、SiO )及植物种类(番茄与水稻)；探究不同植物对同一离子吸收状况及同一植物对不同离子吸收状况。,结合物质出入细胞的方式、特点考查科学思维能力,1.(2018全国卷，2)下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是() A.巨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.护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输,解析巨噬细胞依赖细胞膜的流动性以胞吞的方式摄入病原体，A错误；固醇类激素属于脂质，以自由扩散的方式进入靶细胞，B错误；神经细胞受到刺激时，Na顺浓度梯度内流，属于被动运输，C正确；甘油以

15、自由扩散的方式进入细胞，D错误。 答案C,2.下图是物质出入细胞方式概念图，下列相关叙述中正确的是(),A.性激素进入其靶细胞的方式是 B.的含义是“是否消耗ATP” C.胰岛B细胞释放胰岛素的方式是 D.的含义是“是否为逆浓度运输” 解析性激素进入其靶细胞的方式是自由扩散，而是胞吞，A错误；根据是否消耗能量，可把跨膜运输划分为主动运输和被动运输，因此的含义是“是否消耗ATP”，B正确；胰岛B细胞释放胰岛素的方式是胞吐，应为，C错误；的含义是“是否需要载体协助”，D错误。 答案B,围绕物质出入方式结合相关信息考查科学思维能力,3.(2019安徽名校二联)钙是植物的必需元素，以Ca2的形式被吸收

16、，植物缺钙会造成顶芽和根系的顶端不发育。下图是植物细胞Ca2跨膜运输系统示意图，据图分析不合理的是(),A.细胞质基质中Ca2浓度较细胞外低 B.Ca2跨膜运输与膜蛋白有关 C.Ca2跨膜运输的量只与浓度有关 D.液泡可能有富集Ca2的作用,解析从图中可见，Ca2跨膜运输的方式有主动运输和协助扩散两种，通过钙离子通道的运输方式是协助扩散，通过钙离子泵的运输方式是主动运输。胞外环境中Ca2浓度大于细胞质基质，液泡或内质网中Ca2浓度也大于细胞质基质，A正确；不管是主动运输还是协助扩散，都是需要载体蛋白协助的，它们是生物膜上的蛋白质，且主动运输还需要消耗能量，其中钙离子通道的开闭程度也影响扩散速率

17、，B正确，C错误；由图可知，从外界环境吸收的Ca2可以通过主动运输进入液泡中，如此可以把液泡看做一个“钙库”，暂时储存多余的Ca2，保持细胞质基质中Ca2的稳定，D正确。 答案C,4.图表示葡萄糖、Na和O2进出肝细胞的方式，图、图表示这些物质进出该细胞时，载体数量或O2浓度与运输速度的关系。下列说法错误的是(),A.葡萄糖进入该细胞的运输速度符合图和图 B.Na运出该细胞的速度符合图，不符合图 C.O2进入该细胞不符合，符合 D.K进入该细胞的方式和Na运出该细胞的方式相同,解析O2浓度的高低在一定程度上可表示有氧呼吸的强弱，进而可表示能量的多少。由图可知，葡萄糖进入肝细胞的方式是协助扩散，

18、需要载体，不需要能量，符合图和图，A正确；Na运出肝细胞是从低浓度到高浓度，需要载体，可判断该运输方式为主动运输，需要能量，符合图，其运输速度与O2浓度有关，不符合图，B正确；O2进入肝细胞的方式是自由扩散，不需要载体，不符合图，但是与其自身的浓度(O2浓度)有关，不符合图，C错误；K进入肝细胞的方式是主动运输，和Na运出该细胞的方式相同，D正确。 答案C,1.“三看法”快速确认物质跨膜运输方式解题模板,2.实验探究物质跨膜运输的方式,1.实验原理 (1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层。 (2)_具有一定的浓度，细胞能渗透吸水和失水。,考点三探究细胞质壁分离和复原与外界溶液浓度的关系,半透

19、膜,细胞液,(3)原生质层比细胞壁的伸缩性_。 2.实验步骤(始终用低倍镜观察),大,紧贴细胞壁,逐渐变小,加深,逐渐变大,3.实验结论 成熟植物细胞能与外界溶液构成渗透系统，发生渗透作用，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞_，当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞_ 。 4.实验拓展应用 (1)判断成熟植物细胞是否有生物活性,失水,吸水,(2)测定细胞液浓度范围,(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度,未发生质壁 分离,小,大,1.本教材实验中是否存在对照实验？试具体分析说明。 提示本实验存在两组对照实验,2.将若干生理状况基本相同，长度为3 cm的鲜萝卜条分为四组，分别置于三种浓度的溶液(

20、即0.3 g/mL蔗糖溶液，0.3 g/mLKNO3溶液及0.5 g/mL蔗糖溶液)(实验组)和清水(对照组)中，测量每组萝卜条的平均长度，结果如图。,请思考： (1)依据图示四条曲线变动趋势，推测ad依次为哪种溶液？ (2)对照组中萝卜条长度增加较少的原因是什么？ (3)b曲线在用清水处理前即由下降趋势转为上升趋势，原因是什么？与之相关的细胞器有哪些？,慧眼识图获取信息,提示(1)a.清水b.0.3 g/mLKNO3溶液c.0.3 g/mL蔗糖溶液d.0.5 g/mL蔗糖溶液。 (2)细胞壁伸缩性较小，限制细胞胀大。 (3)K、 离子透过原生质层进入细胞液；与之相关的细胞器有核糖体、线粒体、

21、液泡。,1.(2017全国卷，4)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示，下列叙述正确的是(),A.04 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内 B.01 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等 C.23 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压 D.01 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压,慧眼识图获取信息,注：因细胞壁的伸缩性较小，而原生质体的伸缩性较大，故01 h内细胞体积的变化量小于原生质体体积的变化量。 答案C,2.(2019甘肃模考)黑藻是一种常见的单子叶沉水植物，其叶片小而薄，叶肉细胞内有大而清晰

22、且数量较多的叶绿体，液泡无色。某同学观察黑藻叶肉细胞的质壁分离和复原现象，实验步骤如图所示。下列相关叙述错误的是(),A.观察叶绿体时也可以黑藻叶肉细胞为实验材料 B.由于液泡无色，该实验需要进行染色才能观察到质壁分离现象 C.步骤中若叶肉细胞位于视野左下方，应将装片向左下方移动，使叶肉细胞位于视野中央 D.若步骤中的蔗糖溶液浓度为3 g/mL，则步骤中可能观察不到质壁分离复原现象,解析黑藻的叶片小而薄，叶肉细胞内有大而清晰且数量较多的叶绿体，所以是观察叶绿体的好材料，A正确；虽然液泡无色，但是黑藻细胞内的叶绿体散布于可以流动的细胞质中，呈现绿色，可以形成参照，故不进行染色也可以用黑藻叶肉细胞

23、观察到质壁分离现象，B错误；显微镜下呈现的是倒像，处于视野左下方的叶肉细胞实际上位于视野的右上方，若要将视野左下方的叶肉细胞移到视野中央，应将装片向左下方移动，C正确；黑藻叶肉细胞在3 g/mL的蔗糖溶液中可能会因失水过多而死亡，故步骤中观察不到质壁分离复原现象，D正确。 答案B,澄清易错易混强化科学思维,易错易混,易错点1谨防物质出入细胞方式中7个易漏点 点拨有关物质出入细胞方式的7个“不要漏掉” (1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外，不要漏掉协助扩散。 (2)消耗能量的运输方式除主动运输外，不要漏掉胞吞和胞吐。 (3)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。 (4

24、)影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外，不要漏掉浓度差。,(5)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外，不要漏掉载体蛋白的合成场所核糖体。 (6)运输速率与O2浓度无关或与能量无关的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。 (7)无机盐离子往往以主动运输方式跨膜运输，但不要漏掉有时也可通过协助扩散(或离子通道)进出细胞，如神经细胞维持静息电位时的K外流和形成动作电位时的Na内流。,易错点2混淆载体蛋白、通道蛋白与受体蛋白 点拨载体蛋白通道蛋白受体蛋白 (1)位于细胞膜上、可以转运物质进出细胞的蛋白质，叫作载体蛋白，如主动运输和协助扩散这两种物质跨膜运输方式中的“载体”。 (2)通道蛋白属

25、于载体蛋白的一种，是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质，其分子结构如同中间有个连通膜内外的通道一样，通过打开和关闭通道(改变蛋白质构象)来控制是否允许物质通过。一般情况下，通道蛋白运输物质的方式为协助扩散。 (3)位于细胞膜外表面或细胞内，可以接受信号分子的蛋白质，叫作受体蛋白，如激素、神经递质的受体蛋白。,易错点3同种物质跨过“不同细胞”及跨过“同一细胞”均会存在不同方式 点拨某物质进出细胞的方式并非固定一种。如葡萄糖进入红细胞是协助扩散，而葡萄糖通过小肠上皮细胞细胞膜的方式为主动运输，要视具体情况而定。再如静息电位形成时K外流与动作电位形成时Na内流均为协助扩散；但K、Na在其他细胞中跨膜

26、运输一般为主动运输，而即使是同一种物质，进出同一细胞的方式也不一定相同，如下图中Na、氨基酸进出肾小管上皮细胞方式均不相同。,1.主动运输消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度等。如图是羊小肠上皮细胞吸收葡萄糖及Na、K跨膜运输的原理图，下列分析错误的是(),深度纠错,A.小肠液中的钠离子以被动运输的方式进入小肠上皮细胞 B.小肠上皮细胞吸收K、排出Na需要ATP水解供能 C.图中所示小肠上皮细胞吸收葡萄糖所需能量直接来自ATP D.该细胞内的Na浓度比细胞外的Na浓度低 解析由图示信息可知，Na在小肠上皮细胞内的浓度比细胞外的低，且Na跨膜运输需要载体蛋白协助，故Na以协助扩散的方式进入小肠上皮细胞，A、D正确；由图示信息可知，小肠上皮细胞排钠吸