細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出張慧震

細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出張慧震第一頁，共五十頁，2022年，8月28日考點解析一、滲透系統(tǒng)及應(yīng)用1、滲透作用的概念滲透作用：指兩種不同濃度的溶液隔以半透膜（允許溶劑分子通過，不允許溶質(zhì)分子通過的膜），水分子或其它溶劑分子從低濃度的溶液通過半透膜進(jìn)入高濃度溶液中的現(xiàn)象?；蛩肿訌乃畡莞叩囊环酵ㄟ^半透膜向水勢低的一方移動的現(xiàn)象。第二頁，共五十頁，2022年，8月28日(1)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。2、滲透系統(tǒng)的組成條件：第三頁，共五十頁，2022年，8月28日（3）原理：

當(dāng)S1濃度＞S2濃度時：單位時間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)多于單位時間內(nèi)由S1→S2的水分子數(shù)。

當(dāng)S1濃度＜S2濃度時：單位時間內(nèi)由S1→S2的水分子數(shù)多于單位時間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)。

當(dāng)S1濃度＝S2濃度時：單位時間內(nèi)由S1→S2的水分子數(shù)等于單位時間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)。第四頁，共五十頁，2022年，8月28日（4）滲透作用的結(jié)果：從微觀水平分析，水分子可以通過半透膜進(jìn)行雙向擴散；從宏觀水平觀察，水分卻是從低濃度溶液流向高濃度溶液，直至達(dá)到動態(tài)平衡。1、當(dāng)漏斗內(nèi)液面不再上升時，S1和

S2的濃度有什么關(guān)系？思考：2、當(dāng)漏斗內(nèi)液面不再上升后，還會發(fā)生滲透作用嗎？第五頁，共五十頁，2022年，8月28日即時練習(xí)第六頁，共五十頁，2022年，8月28日1、某同學(xué)設(shè)計了右圖所示的滲透作用實驗裝置，實驗開始時長頸漏斗內(nèi)外液面平齊，記作零界面。實驗開始后，長頸漏斗內(nèi)部液面的變化趨勢為(

)A第七頁，共五十頁，2022年，8月28日

2、

淀粉和葡萄糖對半透膜的通透性不同(如圖1),圖2是設(shè)計的能證明圖1物質(zhì)擴散成立的實驗裝置示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是

(

)A.圖甲中水柱a將持續(xù)上升B.圖甲中水柱a將保持不變C.圖乙中水柱b將保持不變D.圖乙中水柱b將先上升后下降D第八頁，共五十頁，2022年，8月28日3、如下圖所示，W形連通器三個槽內(nèi)分別為質(zhì)量濃度相等的蛋白質(zhì)溶液A、葡萄糖溶液B和蔗糖溶液C，a、b兩處為半透膜，水分子和葡萄糖分子可以通過，蔗糖分子和蛋白質(zhì)分子不能通過。開始時A、B、C溶液液面高度一致，放置足夠長的時間后，各槽中的溶液液面高度不再變化，此時，液面高度為(

)A．A＝B＝C

B．A>C>BC．B>C>A D．C>A>BD第九頁，共五十頁，2022年，8月28日二、動植物細(xì)胞的吸水和失水

1．植物細(xì)胞的原生質(zhì)層(由細(xì)胞膜、液泡膜以及兩層之間的細(xì)胞質(zhì)構(gòu)成)相當(dāng)于一層半透膜。第十頁，共五十頁，2022年，8月28日2．動植物細(xì)胞吸失水比較

第十一頁，共五十頁，2022年，8月28日

[判斷正誤](1)滲透作用的發(fā)生必須依賴半透膜和膜兩側(cè)的濃度差。(√)(2)植物細(xì)胞的原生質(zhì)層由細(xì)胞膜和液泡膜組成。(×)(3)細(xì)胞液就是細(xì)胞內(nèi)的液體。(×)(4)當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時，植物細(xì)胞就會發(fā)生質(zhì)壁分離。(×)(5)動物細(xì)胞在任何情況下都不會發(fā)生質(zhì)壁分離。(√)(6)動物細(xì)胞在任何條件下都不能發(fā)生滲透作用。(×)第十二頁，共五十頁，2022年，8月28日三、物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗谑摚参迨摚?022年，8月28日不同不同選擇性第十四頁，共五十頁，2022年，8月28日2．番茄和水稻吸水和吸收無機鹽的分析(1)水稻吸收水的相對速度比吸收Ca2＋、Mg2＋

。(2)番茄吸收水的相對速度比吸收Ca2＋、Mg2＋

。(3)植物吸收水和無機鹽是何種關(guān)系？

。大(或快)小(或慢)植物吸收水和吸收無機鹽是兩個相對獨立的過程第十五頁，共五十頁，2022年，8月28日

不同植物細(xì)胞對同一無機鹽離子、同一植物細(xì)胞對不同無機鹽離子的吸收均有差異，說明植物細(xì)胞膜對無機鹽離子的吸收具有選擇性。

小結(jié)：第十六頁，共五十頁，2022年，8月28日[判斷正誤](1)水分子是順相對含量梯度跨膜運輸?shù)摹?√)(2)水稻和番茄對無機鹽離子的吸收具有選擇性。(√)(3)無機鹽離子都是逆濃度梯度跨膜運輸?shù)摹?×)(4)進(jìn)出細(xì)胞的所有物質(zhì)都是通過跨膜運輸實現(xiàn)的。(×)第十七頁，共五十頁，2022年，8月28日

【例】用完全相同的培養(yǎng)液，在相同條件下分別培養(yǎng)水稻和番茄幼苗。在兩者吸水速率幾乎相同的情況下，72小時后培養(yǎng)液中部分離子濃度發(fā)生了如下表的變化(表中數(shù)據(jù)為72小時后溶液中部分離子濃度占開始時的百分比)。分析下表能不得出的結(jié)論是(

)

D

A．不同植物對礦質(zhì)元素的吸收量是不同的

B．不同植物根尖細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量是不同的

C．與番茄相比，水稻對

吸收量大，對Ca2＋吸收量小

D．植物對各種離子的吸收速率與溶液中離子的濃度呈正相關(guān)

第十八頁，共五十頁，2022年，8月28日四、植物細(xì)胞的吸水和失水的實驗探究1．實驗原理

(1)成熟植物細(xì)胞的原生質(zhì)層具有選擇透過性，細(xì)胞壁和原生質(zhì)層具有一定伸縮性，但原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁。

(2)細(xì)胞液濃度＜外界溶液濃度→細(xì)胞液中的水分經(jīng)原生質(zhì)層進(jìn)入外界溶液→質(zhì)壁分離。

(3)質(zhì)壁分離復(fù)原：細(xì)胞的細(xì)胞液濃度＞外界溶液濃度→外界溶液中的水分經(jīng)原生質(zhì)層進(jìn)入細(xì)胞液→質(zhì)壁分離復(fù)原。

第十九頁，共五十頁，2022年，8月28日

2．實驗流程第二十頁，共五十頁，2022年，8月28日3．本實驗應(yīng)注意的問題

(1)實驗成功的關(guān)鍵是實驗材料的選擇，必須選擇有大液泡的植物細(xì)胞(最好有顏色)，便于在顯微鏡下觀察現(xiàn)象。

(2)滴加蔗糖溶液和清水，要在載物臺的載玻片上進(jìn)行，否則不容易對比觀察某個細(xì)胞的失水和吸水情況。

(3)蔗糖溶液濃度不宜過高，否則會引起植物細(xì)胞過度失水而死亡。第二十一頁，共五十頁，2022年，8月28日(4)若用葡萄糖、NaCl、KNO3、尿素、乙二醇等做實驗，發(fā)生質(zhì)壁分離后，會自動復(fù)原，其原因是上述物質(zhì)都可轉(zhuǎn)運到細(xì)胞內(nèi)，致使細(xì)胞液濃度升高，外界溶液濃度降低，重新吸水而復(fù)原。

(5)質(zhì)壁分離時，在細(xì)胞壁和細(xì)胞膜之間充滿的是濃度降低了的外界溶液，因為細(xì)胞壁是全透性的。第二十二頁，共五十頁，2022年，8月28日4．本實驗?zāi)茯炞C的問題及拓展應(yīng)用

(1)本實驗?zāi)茯炞C的問題

①可以證明一個成熟的植物細(xì)胞構(gòu)成一個滲透系統(tǒng)。（質(zhì)壁分離和復(fù)原是細(xì)胞滲透失水或吸水的標(biāo)志）

②可以證明滲透作用發(fā)生的條件；

③可以證明細(xì)胞是活的；

④證明原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁。

（觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原）第二十三頁，共五十頁，2022年，8月28日①比較不同溶液濃度大小

用教材中的實驗裝置，將兩種液體分別裝入燒杯和漏斗中，觀察漏斗液面變化。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＜N(2)本實驗的拓展應(yīng)用第二十四頁，共五十頁，2022年，8月28日②探究某種材料的細(xì)胞液濃度

配制一系列濃度的蔗糖溶液，制作成一系列裝片用顯微鏡觀察，視野中約有50%的細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離時的蔗糖溶液濃度即為細(xì)胞液濃度。③探究物質(zhì)能否通過半透膜(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(lán)不變藍(lán)碘能通過半透膜，而淀粉不能不變藍(lán)變藍(lán)淀粉能通過半透膜，而碘不能變藍(lán)變藍(lán)淀粉和碘都能通過半透膜不變藍(lán)不變藍(lán)淀粉和碘都不能通過半透膜第二十五頁，共五十頁，2022年，8月28日④、“U形管”問題分析(1)本節(jié)內(nèi)容常見如圖(或類似圖)的裝置：U形管下部c為半透膜，a、b為不同溶液。問題常包括：①兩側(cè)液面的變化；②兩側(cè)溶液的物質(zhì)的量濃度是否相等；③兩側(cè)吸水力的大小是否相等等。第二十六頁，共五十頁，2022年，8月28日(2)在分析此類問題時，需要注意以下信息：①兩側(cè)溶液的物質(zhì)的量濃度誰大誰小。水分子由物質(zhì)的量濃度小的一側(cè)流向物質(zhì)的量濃度大的一側(cè)。②兩側(cè)溶液中的溶質(zhì)是否能通過半透膜，若不能，則只是物質(zhì)的量濃度高的一側(cè)液面升高；若能，則先是物質(zhì)的量濃度高的一側(cè)液面升高，隨后另一側(cè)液面升高。③在達(dá)到滲透平衡時，一般兩側(cè)溶液的滲透壓并不相等，因為液面高的一側(cè)液面差形成的靜水壓會阻止溶劑由物質(zhì)的量濃度低的一側(cè)向物質(zhì)的量濃度高的一側(cè)擴散。第二十七頁，共五十頁，2022年，8月28日[特別提醒]

①發(fā)生滲透平衡只意味著半透膜兩側(cè)水分子移動達(dá)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。②溶液濃度指物質(zhì)的量濃度而非質(zhì)量濃度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的質(zhì)量濃度相等，但10%蔗糖溶液的物質(zhì)的量濃度小，故水可通過半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移動。第二十八頁，共五十頁，2022年，8月28日

1、如圖實驗裝置，玻璃槽中是蒸餾水，半透膜允許單糖透過。倒置的長頸漏斗中先裝入蔗糖溶液，一段時間后再加入蔗糖酶。最可能的實驗現(xiàn)象是(

)A．漏斗中液面開始時先上升，

加蔗糖酶后又下降B．在玻璃槽中會測到蔗糖和

蔗糖酶C．漏斗中液面開始時先下降，

加蔗糖酶后一直上升D．在玻璃槽中會測到葡萄糖、果糖和蔗糖酶A第二十九頁，共五十頁，2022年，8月28日

2、右圖表示多種植物成熟細(xì)胞在不同濃度的蔗糖溶液內(nèi)質(zhì)壁分離的百分率，圖中曲線表明這些植物細(xì)胞(

)A．細(xì)胞液濃度>蔗糖溶液濃度

B．細(xì)胞液濃度<蔗糖溶液濃度

C．有不同濃度的細(xì)胞液

D．有不同的選擇透過性C第三十頁，共五十頁，2022年，8月28日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3、把體積與質(zhì)量百分比濃度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半透膜（允許溶劑和葡萄糖通過，不允許蔗糖通過）隔開（如圖所示），一段時間后液面的情況是（）C第三十一頁，共五十頁，2022年，8月28日五、物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞降谌摚参迨摚?022年，8月28日物質(zhì)出入細(xì)胞的方式被動運輸主動運輸自由擴散協(xié)助擴散運輸方向高濃度→低濃度高濃度→低濃度一般為低濃度→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

1．自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸?shù)谋容^第三十三頁，共五十頁，2022年，8月28日續(xù)表物質(zhì)出入細(xì)胞的方式被動運輸主動運輸自由擴散協(xié)助擴散圖例是否需要載體O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入細(xì)胞紅細(xì)胞吸收葡萄糖小腸絨毛上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸、無機鹽等第三十四頁，共五十頁，2022年，8月28日

大分子蛋白質(zhì)或顆粒物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式。此過程與膜的流動性有關(guān)，需要消耗能量，不需要載體蛋白，跨0層生物膜。如分泌蛋白、神經(jīng)遞質(zhì)等的分泌、白細(xì)胞吞噬大腸桿菌、變形蟲吞噬有機物顆粒等。

2.胞吞、胞吐：第三十五頁，共五十頁，2022年，8月28日【特別提醒】①葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞是協(xié)助擴散，進(jìn)入其他細(xì)胞

或紅細(xì)胞吸收其他離子的方式是主動運輸。②由低濃度向高濃度運輸?shù)姆绞揭欢ㄊ侵鲃舆\

輸，但主動運輸不一定只是由低濃度到高濃

度，一種物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式取決于該物質(zhì)的

性質(zhì)和細(xì)胞膜的特點。第三十六頁，共五十頁，2022年，8月28日③在細(xì)胞的生命活動過程中，主動運輸起到了重要作用，它使細(xì)胞能主動地從外界吸收被選擇的物質(zhì)，供生命活動利用。同樣，細(xì)胞也能利用主動運輸把新陳代謝產(chǎn)物排出細(xì)胞外。總之，細(xì)胞通過主動運輸，攝取、積累物質(zhì)以及不斷排出代謝廢物，從而維持細(xì)胞組成成分的動態(tài)穩(wěn)定，保證生命活動的正常進(jìn)行。第三十七頁，共五十頁，2022年，8月28日六、影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩胤治?．影響自由擴散和協(xié)助擴散的因素分析

(1)自由擴散不需要能量和載體，是順濃度梯度的運輸方式，只與細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)濃度差有關(guān)，濃度差越大，運輸速率越快。第三十八頁，共五十頁，2022年，8月28日2．影響主動運輸?shù)囊蛩胤治?/p>

(1)載體：細(xì)胞膜上的一類蛋白質(zhì)①載體具有特異性

不同物質(zhì)的運輸所需載體蛋白不同。

不同細(xì)胞膜上的載體蛋白的種類和數(shù)目不同。②載體具有飽和性：當(dāng)細(xì)胞膜上的載體已達(dá)飽和時，細(xì)胞吸收該載體運載的物質(zhì)的速度不再隨物質(zhì)濃度的增大而增大。

第三十九頁，共五十頁，2022年，8月28日

(2)能量：凡是能夠影響能量供應(yīng)的因素都影響主動運輸?shù)乃俣?，如溫度、氧氣濃度等。具體分析如下：

甲圖分析：①A點無氧呼吸為礦質(zhì)離子吸收提供能量。②AB段表示在一定范圍內(nèi)，隨O2增多，有氧呼吸加強，主動

運輸方式速率加快。③BC段限制離子吸收速率的主要因素是載體數(shù)量?！咎嵝选慨?dāng)橫軸表示細(xì)胞呼吸強度或ATP時，曲線應(yīng)從原點開始。

第四十頁，共五十頁，2022年，8月28日

乙圖分析：溫度或pH主要通過影響細(xì)胞呼吸相關(guān)酶的活性從而影響礦質(zhì)離子吸收速率。

丙圖分析：①AB段，載體未飽和，隨離子濃度增大，吸收速率加快。②BC段，載體已飽和，限制因素主要是載體的數(shù)量。③CD段，離子濃度過高，根細(xì)胞滲透失水，影響了根細(xì)

胞的正常代謝活動，離子吸收速率下降。第四十一頁，共五十頁，2022年，8月28日七、實驗：探究某種物質(zhì)的跨膜運輸方式

探究某種物質(zhì)的跨膜運輸方式可依據(jù)濃度高低、是否需要能量、是否需要載體蛋白三個方面展開分析。（1）濃度從低到高——主動運輸：濃度從高到低——協(xié)助擴散或自由擴散。（2）抑制呼吸作用，物質(zhì)跨膜運輸中止——主動運輸：抑制呼吸作用，物質(zhì)跨膜運輸無影響——協(xié)助擴散或自由擴散。（3）抑制載體蛋白，物質(zhì)跨膜運輸中止——主動運輸或協(xié)助擴散：抑制載體蛋白，物質(zhì)跨膜運輸無影響——自由擴散。第四十二頁，共五十頁，2022年，8月28日【例1】科學(xué)家在研究細(xì)胞膜運輸物質(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)胞膜運輸物質(zhì)X的方式是(

)A．主動運輸

B．自由擴散

C．胞吞和胞吐

D．無法判斷A第四十三頁，共五十頁，2022年，8月28日【例2】下列物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的過程與線粒體密切相關(guān)的是()①酒精被胃黏膜吸收②氧氣進(jìn)入細(xì)胞③腎小管管壁上皮細(xì)胞吸收原尿中的Na＋④小腸絨毛上皮細(xì)胞吸收氨基酸

A．①②B．③④

C．②③④D．①②③④B第四十四頁，共五十頁，2022年，8月28日八、物質(zhì)跨膜運輸中易混概念的比較1.擴散、自由擴散和滲透(1)概念比較:①擴散：指物質(zhì)從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域自然運動的現(xiàn)象，例如向一杯清水中滴入一滴紅墨水后發(fā)生的現(xiàn)象或向一杯水中加一匙蔗糖后發(fā)生的現(xiàn)象。②自由擴散：指物質(zhì)通過選擇性半透膜的順濃度梯度的擴散，如細(xì)胞吸收氧氣和排出二氧化碳的現(xiàn)象。③滲透：指水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散，如細(xì)胞的滲透吸水或失水。

第四十五頁，共五十頁，2022年，8月28日(2)概念圖比較:a：擴散b：自由擴散