高三生物：细胞的物质输入和输出一轮复习课件

高三生物一轮复习细胞的物质输入和输出渗透作用·质壁分离·跨膜运输·胞吞胞吐本章复习导览01渗透作用原理水分子进出细胞的理论基础02质壁分离实验经典实验验证渗透机制03跨膜运输方式被动运输与主动运输辨析04大分子运输与综合胞吞胞吐及全章整合渗透作用原理水分子从相对含量高的一侧向低的一侧渗透半透膜与浓度差，构成渗透作用的两大基石01渗透作用的概念与条件水分子从相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透===END_PAGE===水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散，称为渗透作用两大必备条件条件一具有一层半透膜条件二半透膜两侧溶液具有浓度差，即物质的量浓度差易错提醒此处的浓度指物质的量浓度，而非质量分数质量分数相等的葡萄糖溶液与蔗糖溶液，渗透压并不相同渗透装置分析：液面为何上升用分子进出数量的差异解释渗透现象“动态平衡是渗透作用的终点”装置与现象装置

半透膜制成的漏斗内装入蔗糖溶液，浸入盛有清水的烧杯中现象

漏斗内液面上升，最终稳定在某一高度不再变化液面变化的机理上升原因

单位时间内清水进入蔗糖溶液的水分子数

多于

反向进入的水分子数稳定原因

液面差产生的静水压阻止水分子继续进入，进出达到动态平衡渗透平衡的深入理解平衡不等于水分子停止运动液面不再升高，并不意味着水分子停止移动，只是进出速率达到相等动态平衡的本质渗透平衡是动态平衡：水分子进出速率相等平衡时浓度并不相等：漏斗内蔗糖浓度仍高于烧杯清水浓度差越大高度差越大：两侧浓度差与高度差正相关水分子始终双向移动：半透膜两侧持续进行水分子运动规律渗透平衡是动态平衡：水分子进出速率相等平衡时浓度并不相等：漏斗内蔗糖浓度仍高于烧杯清水浓度差越大高度差越大：两侧浓度差与高度差正相关水分子始终双向移动：半透膜两侧持续进行动物细胞的吸水和失水浓度差决定吸水与失水细胞膜为半透膜，细胞质与外界溶液构成浓度差外界溶液浓度与细胞质浓度关系细胞形态变化小于吸水膨胀，甚至涨破等于形态基本不变，动态平衡大于失水皱缩实例哺乳动物成熟红细胞植物细胞的吸水和失水吸胀吸水未成液泡未形成液泡时进行依靠亲水物质，如干种子、根尖分生区细胞渗透吸水主要方式形成液泡后进行是成熟植物细胞的主要方式原生质层与双向结果4项原生质层细胞膜+液泡膜+细胞质，相当于半透膜浓度差细胞液与外界溶液之间形成外界溶液浓度大于细胞液浓度：失水→质壁分离外界溶液浓度小于细胞液浓度→吸水→质壁分离复原亲水吸水能力纤维素

<

淀粉

<

蛋白质半透膜与选择透过性膜辨析比较项目半透膜选择透过性膜本质物理性薄膜具有生命的生物膜透过依据孔径大小载体种类与生命活动实例玻璃纸、膀胱膜细胞膜等生物膜是否需载体不需要需要半透膜半透膜属物理性质，透过与否取决于孔径大小，由分子大小决定选择透过性膜选择透过性膜依赖活细胞提供的载体，细胞死亡后其选择透过性随之丧失质壁分离实验原生质层相当于半透膜紫色洋葱外表皮，是观察质壁分离的最佳材料02实验原理：内因与外因原生质层伸缩性大于细胞壁植物细胞发生质壁分离的条件：细胞是活的成熟植物细胞，且细胞壁具有全透性，不影响原生质层伸缩01内因原生质层特性原生质层相当于半透膜，由细胞膜、液泡膜及两膜之间的细胞质组成，具有选择透过性。伸缩性大于细胞壁，原生质层随失水可收缩，而细胞壁伸缩性小、不易形变。注意：细胞壁是全透性的，不属于原生质层。02外因外界溶液浓度浓度差：外界溶液浓度

＞

细胞液浓度，形成外高内低的浓度梯度。细胞失水，液泡内水分经原生质层外渗，引发质壁分离。实验选材要求替代材料

黑藻叶片，细胞质中含有叶绿体，可观察绿色部分的变化首选材料与试剂2项首选

紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞具有紫色大液泡，便于观察试剂

💧0.3g/mL蔗糖溶液以及清水不能选用的材料4项内表皮细胞液泡无色，难以观察现象根尖分生区细胞无大液泡，无法发生质壁分离动物细胞无细胞壁，无法发生质壁分离死细胞原生质层失去选择透过性实验步骤与观察要点注意：本实验是教材中唯一只用低倍镜观察的实验；滴加溶液采用引流法，不可掀开盖玻片第1组装片与初始观察制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片接下来低倍镜下观察初始状态紫色中央大液泡，原生质层紧贴细胞壁第2组蔗糖处理与质壁分离盖玻片一侧滴加

0.3g/mL

蔗糖溶液另一侧用吸水纸引流，重复几次接下来低倍镜下观察中央液泡变小、颜色变深，原生质层与细胞壁逐渐分离第3组清水处理与质壁复原盖玻片一侧滴加清水，另一侧引流接下来低倍镜下观察液泡变大、颜色变浅，原生质层逐渐贴近细胞壁实验现象分析处理中央液泡原生质层位置细胞大小加蔗糖溶液变小，颜色变深与细胞壁逐渐分离基本不变加清水逐渐恢复，颜色变浅恢复原位基本不变细胞大小基本不变，原因是细胞壁的伸缩性小对照分析第一次对照质壁分离状态与正常状态的对比第二次对照复原状态与质壁分离状态的对比质壁分离的原因解析原生质层相当于半透膜当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离根本原因2项内因原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性外因外界溶液浓度大于细胞液浓度细胞角度：质壁分离的条件3项活的植物细胞，才具有选择透过性必须具有中央大液泡必须具有细胞壁溶液角度：浓度要适宜2项既能引起质壁分离，又不会使细胞死亡0.5g/mL

蔗糖溶液浓度过高细胞失水过多而死亡，无法复原实验的应用价值四四项应用死活判断细胞死活：能发生质壁分离及复原的为活细胞浓度测定细胞液浓度范围透性验证原生质层的选择透过性渗透验证成熟植物细胞是一个渗透系统浓高浓度处理的意义蔗糖溶液浓度现象与结论0.3g/mL细胞发生质壁分离后仍可复原，细胞仍具活性过高浓度细胞失水过多死亡，原生质层失去选择透过性自动复原现象分析硝酸钾、甘油、尿素、乙二醇等溶液，可使细胞发生质壁分离后

自动复原溶质可进入细胞›细胞液浓度回升›细胞重新吸水以硝酸钾为例01初期：外界溶液浓度高，细胞失水，发生质壁分离02随后：钾离子和硝酸根离子通过转运蛋白进入细胞03细胞液浓度升高，细胞重新吸水，自动复原蔗糖分子不能进入细胞，故

0.3g/mL

蔗糖溶液中不会自动复原，需滴加清水跨膜运输方式顺浓度梯度与逆浓度梯度，是区分运输方式的关键三看法快速判定物质出入细胞的方式03三种跨膜运输方式总览方式运输方向载体蛋白能量自由扩散高浓度到低浓度不需要不需要协助扩散高浓度到低浓度需要不需要主动运输低浓度到高浓度需要需要穿膜运输：物质直接通过细胞膜（被动+主动运输）膜泡运输：通过膜的凹陷或外凸形成囊泡（胞吞+胞吐）自由扩散概念与特点物质通过简单的扩散作用进出细胞顺浓度梯度不需载体蛋白不消耗能量线性正相关运输速率与浓度差呈线性正相关代表实例与适用对象代表实例氧气、二氧化碳水分子乙醇、甘油苯、脂肪酸适用对象小分子脂溶性物质非极性分子—协助扩散进出细胞的物质借助转运蛋白完成扩散，即协助扩散三大特点顺浓度梯度物质由高浓度一侧流向低浓度一侧需要转运蛋白借助膜上的转运蛋白完成跨膜不消耗能量无需细胞代谢供能最大转运速率载体饱和后速率不再随浓度增加代表实例葡萄糖进入红细胞水分子经通道蛋白运输转运蛋白类型载体蛋白：与物质结合后发生构象变化通道蛋白：形成通道，供水和离子通过主动运输物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白协助，同时消耗细胞内化学反应释放的能量逆浓度梯度·主动运输三大特征逆浓度梯度从低浓度一侧向高浓度一侧运输需载体蛋白载体蛋白与物质结合后空间结构发生变化，运输完成后恢复原状需能量消耗细胞内化学反应释放的能量代表实例小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸离子通过细胞膜钾离子、钠离子、钙离子生理意义保证细胞和个体生命活动主动选择吸收所需物质，保证细胞和个体的生命活动需要排出代谢废物和对细胞有害的物质保证细胞和个体的生命活动需要，主动选择吸收所需物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质三种方式的判定方法看方向第1看先看物质运输的浓度梯度方向，这是判定三种方式的第一步。逆浓度梯度的一定是主动运输。看载体第2看再看是否需要载体蛋白参与跨膜。需要载体蛋白的是协助扩散或主动运输。看能量第3看最后看是否消耗能量。消耗能量的是主动运输。运输速率曲线分析自由扩散线性正相关运输速率运输速率与物质浓度差呈线性正相关速率曲线：线性正相关协助扩散先升后稳低浓度段低浓度时速率快速上升载体饱和段载体饱和后趋于平稳速率曲线：先升后稳主动运输多因素共控多因素影响受浓度差、能量、载体数量共同影响最大速率达到最大速率后趋于平台速率曲线：多因素共控大分子运输与综合胞吞胞吐依赖膜的流动性整合四种运输方式，构建完整知识体系04胞吞细胞摄取大分子时，大分子与膜上的蛋白质结合，引起这部分细胞膜内陷形成小囊特特点载体不需要载体蛋白能量需要消耗能量膜性依赖细胞膜的流动性例实例摄食变形虫的摄食运动免疫白细胞吞噬病菌注注意识别胞吞过程需要膜上蛋白质的识别功能参与形态运输物质可以是固体，也可以是液体胞吐概念囊泡形成：大分子先在细胞内形成囊泡囊泡移动：囊泡移至细胞膜处融合排出：与膜融合后排出大分子特点载体诉求：不需要载体蛋白能量需求：需要消耗能量膜流动性依赖：依赖细胞膜的流动性实例内分泌腺：分泌细胞合成并分泌蛋白质类激素0层膜胞吞和胞吐不穿越细胞膜，穿膜层数为0层膜，借助膜的融合完成物质运输胞吞胞吐的易错要点集中澄清胞吞胞吐的四类易错认识，落脚到膜的流动性这一结构基础易错点一：转运蛋白与识别蛋白不需要转运蛋白需要需细胞膜上具有识别功能的蛋白质参与易错点二：能量消耗需要胞吞胞吐需要消耗细胞代谢产生的能量易错点三：运输物质范围一般为运输物质一般为大分子或颗粒性物质不一定但不一定，如乙酰胆碱等小分子也可易错点四：核孔运输的归属经核孔RNA和蛋白质等大分子经核孔进出细胞核不属于不属于胞吞胞吐四种运输方式综合对比方式方向载体蛋白能量实例自由扩散高到低不需要不消耗氧气、甘油、乙醇协助扩散高到低需要不消耗葡萄糖进入红细胞主动运输低到高需要消耗小肠吸收葡萄糖、氨基酸胞吞胞吐不穿过膜不需要消耗白细胞吞噬、分泌蛋白转运蛋白的

种类和数量，或转运蛋白

空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起决定性作用易错辨析要点归纳渗透作用是特殊形式的扩散扩散作用范围更广，不需要通过半透膜易错辨析渗透vs扩散渗透作用专指水分子等溶剂分子通过半透膜的扩散，扩散则是物质从高浓度向低浓度的运动。半透膜vs选择透过性膜前者看。主动运输的例外主动运输逆浓度梯度，但在特定情况下可离子运输离子进出细胞一般通过，但并非全部离子都是如此。渗透平衡渗透平衡高考命题趋势与备考建议命题热点3项质壁分离实验多省历