第三第二節(jié)物質(zhì)出入細(xì)胞的方式姚益娟

第二節(jié)物質(zhì)出入細(xì)胞的方式金秋十月，丹桂飄香，為什么桂花的香味能飄散到各個角落呢？物質(zhì)由相對含量多的地方向相對含量少的地方的運(yùn)動現(xiàn)象擴(kuò)散水分子（或其他溶劑分子）通過膜的擴(kuò)散，我們稱它為滲透。擴(kuò)散和滲透都是物理現(xiàn)象擴(kuò)散滲透2.滲透1、漏斗管內(nèi)液面為什么會升高？2、如果用一層紗布代替玻璃紙，漏斗管內(nèi)液面還會升高嗎？3、如果燒杯中的不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會怎樣？討論：液面不會升高，單位時間內(nèi)進(jìn)出的水分子數(shù)量相等單位時間內(nèi)由清水進(jìn)入蔗糖溶液的水分子數(shù)多。不會，因?yàn)榧啿嫉目讖奖容^大，蔗糖分子也可以自由通過紅細(xì)胞置于溶液中濃鹽水生理鹽水清水3.動物細(xì)胞的吸水與失水細(xì)胞膜液泡膜細(xì)胞溶膠液泡（細(xì)胞液）細(xì)胞核細(xì)胞壁4.植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離原生質(zhì)層半透膜質(zhì)壁分離:植物細(xì)胞在滲透失水時,其原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離開來。

1.原生質(zhì)層：成熟植物細(xì)胞內(nèi)的質(zhì)膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)稱為原生質(zhì)層。2.成熟植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的原因是：①外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度；②原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁的。質(zhì)壁分離復(fù)原：外界濃度低于細(xì)胞液濃度時，發(fā)生質(zhì)壁分離的植物細(xì)胞滲透吸水，使細(xì)胞恢復(fù)原狀。思考：植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原的原因又是什么？①外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度；②原生質(zhì)層伸縮性大于細(xì)胞壁?！咎揭?guī)尋律】

(1)從細(xì)胞角度分析①具有中央大液泡的成熟植物細(xì)胞才可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。②死細(xì)胞、動物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)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(xì)胞會發(fā)生先質(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(xì)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(xì)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。鑒別不同種類的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)成熟植物細(xì)胞＋不同種類溶液——→按照順逆濃度差的情況，將其分為兩大類：被動轉(zhuǎn)運(yùn)：順濃度差的轉(zhuǎn)運(yùn)方式主動轉(zhuǎn)運(yùn)：逆濃度差的轉(zhuǎn)運(yùn)方式小分子和離子進(jìn)出細(xì)胞的方式物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式考點(diǎn)二單純擴(kuò)散、易化擴(kuò)散和主動轉(zhuǎn)運(yùn)的比較物質(zhì)出入細(xì)胞的方式被動轉(zhuǎn)運(yùn)主動轉(zhuǎn)運(yùn)簡單擴(kuò)散易化擴(kuò)散運(yùn)輸方向高濃度→低濃度高濃度→低濃度低濃度→高濃度是否需要載體不需要需要需要是否消耗能量不消耗不消耗消耗物質(zhì)出入細(xì)胞的方式被動轉(zhuǎn)運(yùn)主動轉(zhuǎn)運(yùn)單純擴(kuò)散易化擴(kuò)散圖例舉例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入細(xì)胞紅細(xì)胞吸收葡萄糖小腸吸收葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽等物質(zhì)出入細(xì)胞的方式被動轉(zhuǎn)運(yùn)主動轉(zhuǎn)運(yùn)單純擴(kuò)散易化擴(kuò)散表示曲線(一定濃度范圍內(nèi))【易誤警示】

①同一種物質(zhì)進(jìn)出不同細(xì)胞時，運(yùn)輸方式可能不同，如紅細(xì)胞吸收葡萄糖為易化擴(kuò)散，小腸細(xì)胞吸收葡萄糖則是主動轉(zhuǎn)運(yùn)。②在跨膜運(yùn)輸方式中，只有主動轉(zhuǎn)運(yùn)需要能量，且能逆濃度梯度運(yùn)輸。自由擴(kuò)散細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)小分子物質(zhì)細(xì)胞膜易化擴(kuò)散細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞膜載體蛋白思考感悟1．為什么脂溶性物質(zhì)容易透過細(xì)胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)通過卻十分困難？【提示】細(xì)胞膜的基本支架是磷脂雙分子層，根據(jù)物質(zhì)的相似相溶原理，所以脂溶性物質(zhì)易透過細(xì)胞膜。主動轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞膜載體蛋白能量植物細(xì)胞液中的礦質(zhì)元素，如Mg2+、Fe3+都要比土壤溶液高，但細(xì)胞還是不斷從土壤溶液中吸收這些無機(jī)鹽。人紅細(xì)胞中K+的濃度比血漿高30倍，Na+的濃度卻只有血漿的1/6，細(xì)胞卻仍在“吸K+排Na+”。

主動轉(zhuǎn)運(yùn)具有重要的意義：細(xì)胞膜的主動運(yùn)輸是活細(xì)胞的特性，它保證了活細(xì)胞能夠按照生命活動的需要，主動選擇吸收所需的營養(yǎng)物質(zhì)，主動排出代謝廢物和對細(xì)胞有害的物質(zhì)。主動轉(zhuǎn)運(yùn)是細(xì)胞最重要的吸收和排出物質(zhì)的方式。鈉鉀泵每消耗一分子ATP，就逆濃度梯度將3分子的Na+泵出細(xì)胞外，將2分子K+泵入細(xì)胞內(nèi)四、胞吞和胞吐大分子物質(zhì)通過細(xì)胞膜的變形，形成小泡，將其包圍起來運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外。（需能量）思考感悟2．簡單擴(kuò)散、易化擴(kuò)散和主動轉(zhuǎn)運(yùn)與胞吞、胞吐有何主要區(qū)別？【提示】

簡單擴(kuò)散、易化擴(kuò)散和主動轉(zhuǎn)運(yùn)屬于物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，物質(zhì)以各種方式穿膜而過,屬于細(xì)胞選擇性轉(zhuǎn)運(yùn)。胞吞、胞吐屬于物質(zhì)的膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)，物質(zhì)出入都無需穿過細(xì)胞膜，而以囊泡的形式出入細(xì)胞。命題視角剖析視角1緊扣教材重點(diǎn)物質(zhì)出入細(xì)胞的方式(2010年高考上海卷)如圖表示一種物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸方式，下列敘述中正確的是(

)例1A．該膜中載體也能運(yùn)輸蔗糖B．碘以該方式進(jìn)入海帶細(xì)胞C．該方式不會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象D．該方式發(fā)生在被運(yùn)輸物質(zhì)從高濃度到低濃度時【嘗試解答】D【解析】從圖中得出，該過程需要載體蛋白協(xié)助，不需要能量，屬于被動轉(zhuǎn)運(yùn)中的易化擴(kuò)散，只能進(jìn)行順濃度梯度運(yùn)輸，D項正確。載體蛋白具有特異性，因此載體蛋白只能運(yùn)輸一種或一類化合物，A項錯；碘進(jìn)出細(xì)胞的方式為主動轉(zhuǎn)運(yùn)，B項錯；細(xì)胞膜上載體蛋白的數(shù)量是有限的，所以易化擴(kuò)散和主動轉(zhuǎn)運(yùn)過程均存在一個最大運(yùn)輸速率，C項錯。【探規(guī)尋律】

(1)據(jù)分子大小判斷(2)根據(jù)運(yùn)輸方向判斷：逆濃度梯度的跨膜運(yùn)輸方式是主動轉(zhuǎn)運(yùn)。變式訓(xùn)練

(2010年高考廣東卷)下圖是植物根從土壤中吸收某礦質(zhì)離子示意圖。據(jù)圖判斷，該離子跨膜進(jìn)入根毛細(xì)胞的方式為(

)A．單純擴(kuò)散

B．易化擴(kuò)散C．主動轉(zhuǎn)運(yùn) D．被動轉(zhuǎn)運(yùn)解析：選C。分析該物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)氖疽鈭D可知，該礦質(zhì)離子的跨膜運(yùn)輸是由低濃度到高濃度，不僅需要載體蛋白的協(xié)助，還需要消耗能量，故為主動轉(zhuǎn)運(yùn)。視角3突破易錯疑點(diǎn)對物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的圖解、曲線辨析1．需要載體蛋白協(xié)助的運(yùn)輸方式除主動轉(zhuǎn)運(yùn)外不要漏掉易化擴(kuò)散。2．消耗能量的運(yùn)輸方式除主動轉(zhuǎn)運(yùn)外不要漏掉胞吞和胞吐。3．從高濃度到低濃度運(yùn)輸方式除單純擴(kuò)散外不要漏掉易化擴(kuò)散。4．影響易化擴(kuò)散運(yùn)輸速率的因素除載體數(shù)量外不要漏掉濃度差。5．與主動轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)的細(xì)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(yùn)輸速率與O2濃度無關(guān)的運(yùn)輸方式除單純擴(kuò)散外不要漏掉易化擴(kuò)散。變式訓(xùn)練

(2011年臺州中學(xué)第一次考試)某同學(xué)在做植物細(xì)胞質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)時，觀察到紫色洋蔥表皮細(xì)胞的中央液泡逐漸縮小，這說明(

)A．洋蔥表皮細(xì)胞是活細(xì)胞B．細(xì)胞液的溶質(zhì)透出細(xì)胞C．蔗糖溶液濃度小于細(xì)胞液濃度D．細(xì)胞壁收縮導(dǎo)致中央液泡失水高頻考點(diǎn)突破滲透與植物的吸水和失水考點(diǎn)一1．滲透系統(tǒng)的組成(如圖)及條件(1)需具備半透膜。半透膜可以是生物性的選擇透過性膜，如細(xì)胞膜，也可以是物理性的過濾膜，如玻璃紙。(2)半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差。濃度差的實(shí)質(zhì)是單位體積溶液中溶質(zhì)分子數(shù)的差，即物質(zhì)的量濃度之差?！疽渍`警示】

①若溶質(zhì)分子能通過半透膜，則先是濃度高的一側(cè)液面升高，隨后另一側(cè)液面上升，最后達(dá)到滲透平衡。②上圖中，在達(dá)到滲透平衡后，只要存在液面差Δh，則S1溶液的濃度仍大于S2溶液的濃度。3．滲透作用原理的應(yīng)用(1)驗(yàn)證滲透作用發(fā)生的條件①具有半透膜：②具有濃度差：(2)比較不同溶液濃度大小漏斗內(nèi)燒杯內(nèi)溶液濃度MN現(xiàn)象及結(jié)論①若漏斗內(nèi)液面上升，則M>N②若漏斗內(nèi)液面不變，則M＝N③若漏斗內(nèi)液面下降，則M<N4．植物細(xì)胞是一個滲透系統(tǒng)(1)原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜(2)細(xì)胞液與外界溶液具有濃度差由以上兩點(diǎn)可知，植物細(xì)胞構(gòu)成一個滲透系統(tǒng)。即時應(yīng)用(隨學(xué)隨練，輕松奪冠)1．如圖所示，燒杯內(nèi)裝有蒸餾水，下部封有半透膜的長頸漏斗內(nèi)裝有淀粉和食鹽溶液，漏斗頸內(nèi)的液面與燒杯內(nèi)蒸餾水的液面相同。過一段時間后用碘水和硝酸銀溶液分別檢測蒸餾水中的物質(zhì)。整個實(shí)驗(yàn)過程中所觀察到的現(xiàn)象是(

)①漏斗頸內(nèi)的液面下降②漏斗頸內(nèi)的液面上升③燒杯內(nèi)的液體遇硝酸銀溶液有白色沉淀生成④燒杯內(nèi)的液體遇碘水變藍(lán)A．①②

B．②③C．③④ D．①④解析：選B。淀粉是大分子物質(zhì)，不能透過半透膜，使漏斗內(nèi)與燒杯中蒸餾水之間滲透壓不平衡，水分子通過半透膜進(jìn)入漏斗，使其液面上升；燒杯內(nèi)的水中無淀粉，遇碘也不變藍(lán)。食鹽溶液中的離子可以透過半透膜，所以燒杯內(nèi)的液體遇硝酸銀溶液有白色沉淀生成。即時應(yīng)用(隨學(xué)隨練，輕松奪冠)2．(2011年嘉興海鹽高級中學(xué)一模)如圖有關(guān)概念的分析，正確的是(

)A．①和②所示的過程都需要消耗細(xì)胞內(nèi)ATP水解釋放的能量B．只有①所示的過程能逆濃度梯度運(yùn)輸物質(zhì)C．大分子只有通過①所示的過程才能進(jìn)入細(xì)胞D．腌制蜜餞時蔗糖進(jìn)入細(xì)胞與過程①和②有直接關(guān)系解析：選B。①表示主動轉(zhuǎn)運(yùn)，②表示易化擴(kuò)散，是順濃度梯度運(yùn)輸物質(zhì)，不消耗能量。一些大分子物質(zhì)可通過胞吞和胞吐進(jìn)出細(xì)胞。蜜餞腌制過程中細(xì)胞因失水過多死亡，此時細(xì)胞的選擇透過性喪失。自我挑戰(zhàn)(2010年北京東城區(qū)抽查)科學(xué)家在研究細(xì)胞膜運(yùn)輸物質(zhì)時發(fā)現(xiàn)有下列四種關(guān)系，分別用四種曲線表示：在研究具體的物質(zhì)X時,發(fā)現(xiàn)與曲線②和④相符，試問：細(xì)胞膜運(yùn)輸物質(zhì)X的方式是(

)A．主動轉(zhuǎn)運(yùn) B．單純擴(kuò)散C．胞吞和胞吐 D．無法判斷【嘗試解答】A【解析】解答本題時應(yīng)先分析每一條曲線可表示哪種運(yùn)輸方式，再判斷物質(zhì)X的運(yùn)輸方式。①曲線物質(zhì)運(yùn)輸速率與物質(zhì)濃度成正相關(guān)，不受其他因素的影響，應(yīng)為單純擴(kuò)散。②曲線在一定濃度范圍內(nèi)，隨物質(zhì)濃度升高運(yùn)輸速率加快，當(dāng)達(dá)到一定濃度后，運(yùn)輸速率不再增加，說明這種運(yùn)輸需要載體蛋白，由于受載體蛋白數(shù)量的影響，運(yùn)輸速率存在最大值，故可表示主動轉(zhuǎn)運(yùn)。③曲線O2濃度的高低可影響細(xì)胞呼吸，進(jìn)而影響能量的供應(yīng)，該運(yùn)輸速率與O2濃度無關(guān)，說明這種運(yùn)輸方式不需要能量，應(yīng)為被動轉(zhuǎn)運(yùn)。④曲線運(yùn)輸速率與O2濃度有關(guān)，說明這種運(yùn)輸方式需要能量，應(yīng)為主動轉(zhuǎn)運(yùn)。結(jié)合對上述曲線的分析，我們可以看出運(yùn)輸物質(zhì)X的方式是主動轉(zhuǎn)運(yùn)。實(shí)驗(yàn)專題探究植物細(xì)胞的吸水和失水的實(shí)驗(yàn)探究及應(yīng)用1．實(shí)驗(yàn)原理成熟的植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，細(xì)胞液具有一定的濃度，能夠滲透失水和吸水。2．實(shí)驗(yàn)流程3．質(zhì)壁分離的原因分析4．實(shí)驗(yàn)結(jié)論成熟植物細(xì)胞能與外界溶液發(fā)生滲透作用，當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞失水；當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞吸水。實(shí)戰(zhàn)演練(專項提能，小試牛刀)下圖所示洋蔥表皮細(xì)胞在不同溶液中，細(xì)胞吸水力和原生質(zhì)相對體積(正常狀態(tài)為1.0)的相互關(guān)系圖解，據(jù)圖回答問題。(注：題中涉及到要用的試劑應(yīng)從所給的試劑中選擇)材料和用具：紫色洋蔥、顯微鏡、載玻片、蓋玻片、吸水紙、滴管等；供選擇試劑：清水、質(zhì)量濃度為0.1g/mL的KNO3溶液、質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液、質(zhì)量濃度為0.5g/mL蔗糖溶液。(1)由B→C的過程中，細(xì)胞應(yīng)處于哪種試劑中？_________，細(xì)胞液的濃度變化是_________。(2)若B→A過程發(fā)生后可自動發(fā)生A→B過程，應(yīng)怎樣完成實(shí)驗(yàn)操作？第一步：將一小塊紫色洋蔥表皮平展在載玻片中央的清水中，蓋上蓋玻片，在顯微鏡下觀察,可看到原生質(zhì)層緊緊地貼著細(xì)胞壁。第二步：______________________________________________________________________________________________________________。說明選擇該試劑的原理是：______________________________________________________________________________________________。(3)若選擇一種試劑在完成B→A過程后，無論再用哪種試劑，A→B過程都不能發(fā)生，則所選擇的試劑是：__________，原因是：__________