第4章+細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出 【備課精講精研】 高考生物一輪復(fù)習(xí) （新教材）

第7講細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出考點(diǎn)一細(xì)胞的吸水和失水

考點(diǎn)二物質(zhì)出入細(xì)胞的方式考點(diǎn)三實(shí)驗(yàn):探究植物細(xì)胞的吸水和失水內(nèi)容要求學(xué)業(yè)要求1.物質(zhì)通過(guò)被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)确绞竭M(jìn)出細(xì)胞,以維持細(xì)胞的正常代謝活動(dòng)(1)闡明質(zhì)膜具有選擇透過(guò)性(2)舉例說(shuō)明有些物質(zhì)順濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞,不需要額外提供能量;有些物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞,需要能量和載體蛋白(3)舉例說(shuō)明大分子物質(zhì)可以通過(guò)胞吞、胞吐進(jìn)出細(xì)胞2.教學(xué)活動(dòng):觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原從物質(zhì)與能量視角,闡明細(xì)胞生命活動(dòng)需與外界進(jìn)行物質(zhì)交換,以維持細(xì)胞代謝正常進(jìn)行(生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究)一、滲透作用

水分子（或其他溶劑分子）透過(guò)半透膜的擴(kuò)散，叫做滲透作用。①具有半透膜（允許水分子（或其他溶劑分子）通過(guò)，而不允許溶質(zhì)分子通過(guò)）②半透膜兩側(cè)溶液具有濃度差2.必須具備兩個(gè)條件3.方向水多→水少低濃度→高濃度1.概念考點(diǎn)一細(xì)胞的吸水和失水4.滲透作用現(xiàn)象分析④若滲透平衡后,半透膜兩側(cè)液面仍存在高度差,則半透膜兩側(cè)溶液就存在濃度差,且液面高的一側(cè)溶液濃度高。③漏斗內(nèi)液面停止上升的原因:隨著液面的不斷上升,漏斗內(nèi)液體的壓強(qiáng)越來(lái)越大,從而使水分子從漏斗內(nèi)移向燒杯的速率加快,水分子進(jìn)出漏斗的速率越來(lái)越接近,直至完全相等,漏斗內(nèi)液面不再升高,此時(shí)水分子的進(jìn)出達(dá)到相對(duì)平衡。②漏斗內(nèi)液面上升的原因:單位時(shí)間內(nèi)由10%的蔗糖溶液進(jìn)入10%的葡萄糖溶液中的水分子數(shù)多于由葡萄糖溶液進(jìn)入蔗糖溶液中的水分子數(shù)。①滲透系統(tǒng)的溶液濃度指物質(zhì)的量濃度而非質(zhì)量濃度,實(shí)質(zhì)是指滲透壓。如質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的葡萄糖(不能透過(guò)該半透膜)溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的蔗糖溶液的質(zhì)量濃度相等,但質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的蔗糖溶液的滲透壓小,故水分子更多地通過(guò)半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移動(dòng)。細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)與外界溶液具有濃度差(3)外界溶液濃度=細(xì)胞質(zhì)濃度?(2)外界溶液濃度>細(xì)胞質(zhì)濃度?(1)外界溶液濃度<細(xì)胞質(zhì)濃度?2.現(xiàn)象二、動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水1.原理半透膜濃度差細(xì)胞吸水膨脹;

細(xì)胞失水皺縮;

水分處于進(jìn)出平衡狀態(tài),細(xì)胞形態(tài)不變。細(xì)胞液液泡膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜原生質(zhì)層(2)植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜,植物細(xì)胞通過(guò)滲透作用吸水和失水。(3)細(xì)胞壁與原生質(zhì)層具有一定的伸縮性,原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁的伸縮性。(1)原生質(zhì)層是指細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。細(xì)胞核細(xì)胞壁三、植物細(xì)胞的吸水和失水細(xì)胞液液泡膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜原生質(zhì)層細(xì)胞核細(xì)胞壁三、植物細(xì)胞的吸水和失水（5）外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度→細(xì)胞

→已發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞發(fā)生

。

（4）外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度→細(xì)胞

→原生質(zhì)層

→發(fā)生

。

失水皺縮質(zhì)壁分離吸水質(zhì)壁分離復(fù)原①?gòu)募?xì)胞角度分析拓展：質(zhì)壁分離發(fā)生的條件②從溶液角度分析c.在高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象,但不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。b.在一定濃度(溶質(zhì)可透過(guò)膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可發(fā)生質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象。a.在一定濃度(溶質(zhì)不能透過(guò)膜)的溶液中只會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象,不能發(fā)生自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象(只有用清水或低滲溶液處理,方可復(fù)原)。b.具有中央大液泡的成熟植物活細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象。a.死細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)胞(如根尖分生區(qū)細(xì)胞)不發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象。1.概念②實(shí)例(1)自由擴(kuò)散(簡(jiǎn)單擴(kuò)散)O2、CO2及甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有機(jī)物①概念指物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單的擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞的方式。一、被動(dòng)運(yùn)輸2.類型物質(zhì)以擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞,不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量。

自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散。

考點(diǎn)二物質(zhì)出入細(xì)胞的方式③實(shí)例(2)協(xié)助擴(kuò)散（易化擴(kuò)散）①概念人的紅細(xì)胞吸收葡萄糖；腎小管細(xì)胞吸收水；Na+內(nèi)流，K+外流。指借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式。②轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白只允許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過(guò)，每次轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)都會(huì)發(fā)生自身構(gòu)象的改變只允許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過(guò)。分子和離子通過(guò)通道蛋白時(shí)，不需要與通道蛋白結(jié)合。載體蛋白通道蛋白二、主動(dòng)運(yùn)輸1.概念2.方向低濃度→高濃度

物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)行跨膜運(yùn)輸,需要載體蛋白的協(xié)助,同時(shí)還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量,這種方式叫作主動(dòng)運(yùn)輸。3.條件需要載體蛋白的協(xié)助,需要消耗能量。4.實(shí)例小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽等三、胞吞與胞吐3.依賴于細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（具有一定的流動(dòng)性）。

2.胞吞和胞吐需要消耗細(xì)胞呼吸釋放的能量，不需要載體；1.蛋白質(zhì)和多糖類的生物大分子以胞吞、胞吐進(jìn)出細(xì)胞，但胞吞、胞吐卻不全是生物大分子，例如:神經(jīng)遞質(zhì)。運(yùn)輸方式圖例運(yùn)輸方向是否需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是否消耗能量舉例分泌蛋白的分泌神經(jīng)遞質(zhì)變形蟲攝取食物、白細(xì)胞吞噬細(xì)菌小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽等人的紅細(xì)胞吸收葡萄糖腎小管細(xì)胞吸收水Na+內(nèi)流，K+外流小部分水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有機(jī)物消耗消耗消耗不消耗不消耗不需要不需要不需要需要載體蛋白需要載體蛋白或通道蛋白順濃度梯度順濃度梯度逆濃度梯度被動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸胞吞胞吐細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞外→細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)→拓展1：同種物質(zhì)的不同運(yùn)輸方式物質(zhì)相應(yīng)過(guò)程運(yùn)輸方式葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞進(jìn)入小腸絨毛上皮細(xì)胞腎小管重吸收葡萄糖Na+進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞運(yùn)出神經(jīng)細(xì)胞K+進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞運(yùn)出神經(jīng)細(xì)胞協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸(Na+—K+泵)協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸(Na+—K+泵)拓展2：四看法”快速判定物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式一看糖蛋白分布糖蛋白只在細(xì)胞膜的外側(cè)二看分子大小胞吞或胞吐三看轉(zhuǎn)移方向和能量低→高需能量主動(dòng)運(yùn)輸高→低不需能量被動(dòng)運(yùn)輸四看載體的有無(wú)協(xié)助擴(kuò)散自由擴(kuò)散→大分子小分子離子有無(wú)需要能量，不需要載體判斷物質(zhì)的進(jìn)出方向→拓展3：影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膬纱笠蛩亍镔|(zhì)濃度、氧氣濃度溫度通過(guò)影響生物膜的流動(dòng)性和酶的活性,進(jìn)而影響物質(zhì)運(yùn)輸?shù)乃俾?。自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸P點(diǎn)之后運(yùn)輸速率不變的原因是膜上載體蛋白數(shù)量有限P點(diǎn)之后運(yùn)輸速率不變的原因是膜上載體蛋白數(shù)量有限O點(diǎn)由無(wú)氧呼吸提供能量物質(zhì)濃度運(yùn)輸速率物質(zhì)濃度運(yùn)輸速率PO2濃度運(yùn)輸速率運(yùn)輸速率PO2濃度O制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)裝片吸水紙吸引質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液低倍顯微鏡觀察清水低倍顯微鏡觀察中央大液泡逐漸變大（紫色變淺）原生質(zhì)層逐漸貼近細(xì)胞壁中央大液泡逐漸縮小（紫色變深）原生質(zhì)層與細(xì)胞壁逐漸分離有一個(gè)紫色中央大液泡原生質(zhì)層緊貼細(xì)胞壁低倍顯微鏡觀察臨時(shí)裝片吸水紙吸引臨時(shí)裝片考點(diǎn)三實(shí)驗(yàn):探究植物細(xì)胞的吸水和失水1.探究植物細(xì)胞的吸水和失水過(guò)程2.質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)的易錯(cuò)考點(diǎn)(5)本實(shí)驗(yàn)用顯微鏡觀察了三次,第一次與第二次形成對(duì)照,第三次與第二次形成對(duì)照,該對(duì)照方法為自身對(duì)照。(4)質(zhì)壁分離與復(fù)原過(guò)程中水分子的移動(dòng)是雙向的,最終表現(xiàn)為進(jìn)或出的水分子多。(3)質(zhì)壁分離過(guò)程中,外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度,質(zhì)壁分離程度越大,植物細(xì)胞吸水能力越強(qiáng);質(zhì)壁分離復(fù)原過(guò)程中,外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度。(2)單獨(dú)觀察處于質(zhì)壁分離的靜態(tài)圖像,不能判斷細(xì)胞是正在發(fā)生質(zhì)壁分離還是質(zhì)壁分離復(fù)原。(1)選材時(shí)應(yīng)注意選用細(xì)胞液與原生質(zhì)層的顏色對(duì)比度較大的材料,以便觀察。3.不同外界溶液中植物細(xì)胞體積變化的分析(2)B曲線表示細(xì)胞在0.5mol/L的尿素溶液中:細(xì)胞先因滲透失水而發(fā)生質(zhì)壁分離,后由于尿素能進(jìn)入細(xì)胞,使得質(zhì)壁分離后的細(xì)胞可自動(dòng)復(fù)原;KNO3、乙二醇等溶液中也可發(fā)生質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象。(3)C曲線表示細(xì)胞在0.3g/mL的蔗糖溶液中:蔗糖不能進(jìn)入細(xì)胞,因此質(zhì)壁分離后細(xì)胞不能發(fā)生自動(dòng)復(fù)原。(1)A曲線表示細(xì)胞在蒸餾水中:細(xì)胞略膨脹,但是由于細(xì)胞壁的存在,原生質(zhì)體的體積不能無(wú)限增大。將植物的細(xì)胞依次浸于蒸餾水、質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液和0.5mol/L的尿素溶液中,原生質(zhì)體的體積隨時(shí)間變化如圖所示,分析如下:4.質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的分析(1)判斷成熟植物細(xì)胞的死活待測(cè)成熟植物細(xì)胞一定濃度生物蔗糖溶液鏡檢發(fā)生質(zhì)壁分離活細(xì)胞不發(fā)生質(zhì)壁分離死細(xì)胞(2)測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍待測(cè)成熟植物細(xì)胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液鏡檢細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離的兩蔗糖溶液濃度之間(3)比較不同成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度不同成熟植物細(xì)胞同一濃度的蔗糖溶液