第4章+细胞的物质输入和输出 【备课精讲精研】 高考生物一轮复习 （新教材）

第7讲细胞的物质输入和输出考点一细胞的吸水和失水

考点二物质出入细胞的方式考点三实验:探究植物细胞的吸水和失水内容要求学业要求1.物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞,以维持细胞的正常代谢活动(1)阐明质膜具有选择透过性(2)举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞,不需要额外提供能量;有些物质逆浓度梯度进出细胞,需要能量和载体蛋白(3)举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞2.教学活动:观察植物细胞的质壁分离和复原从物质与能量视角,阐明细胞生命活动需与外界进行物质交换,以维持细胞代谢正常进行(生命观念、科学思维、科学探究)一、渗透作用

水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，叫做渗透作用。①具有半透膜（允许水分子（或其他溶剂分子）通过，而不允许溶质分子通过）②半透膜两侧溶液具有浓度差2.必须具备两个条件3.方向水多→水少低浓度→高浓度1.概念考点一细胞的吸水和失水4.渗透作用现象分析④若渗透平衡后,半透膜两侧液面仍存在高度差,则半透膜两侧溶液就存在浓度差,且液面高的一侧溶液浓度高。③漏斗内液面停止上升的原因:随着液面的不断上升,漏斗内液体的压强越来越大,从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速率加快,水分子进出漏斗的速率越来越接近,直至完全相等,漏斗内液面不再升高,此时水分子的进出达到相对平衡。②漏斗内液面上升的原因:单位时间内由10%的蔗糖溶液进入10%的葡萄糖溶液中的水分子数多于由葡萄糖溶液进入蔗糖溶液中的水分子数。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%的葡萄糖(不能透过该半透膜)溶液和质量分数为10%的蔗糖溶液的质量浓度相等,但质量分数为10%的蔗糖溶液的渗透压小,故水分子更多地通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。细胞膜细胞质与外界溶液具有浓度差(3)外界溶液浓度=细胞质浓度⇒(2)外界溶液浓度>细胞质浓度⇒(1)外界溶液浓度<细胞质浓度⇒2.现象二、动物细胞的吸水和失水1.原理半透膜浓度差细胞吸水膨胀;

细胞失水皱缩;

水分处于进出平衡状态,细胞形态不变。细胞液液泡膜细胞质细胞膜原生质层(2)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,植物细胞通过渗透作用吸水和失水。(3)细胞壁与原生质层具有一定的伸缩性,原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。(1)原生质层是指细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。细胞核细胞壁三、植物细胞的吸水和失水细胞液液泡膜细胞质细胞膜原生质层细胞核细胞壁三、植物细胞的吸水和失水（5）外界溶液浓度<细胞液浓度→细胞

→已发生质壁分离的细胞发生

。

（4）外界溶液浓度>细胞液浓度→细胞

→原生质层

→发生

。

失水皱缩质壁分离吸水质壁分离复原①从细胞角度分析拓展：质壁分离发生的条件②从溶液角度分析c.在高浓度溶液中可发生质壁分离现象,但不会发生质壁分离复原现象。b.在一定浓度(溶质可透过膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原现象。a.在一定浓度(溶质不能透过膜)的溶液中只会发生质壁分离现象,不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理,方可复原)。b.具有中央大液泡的成熟植物活细胞可发生质壁分离及复原现象。a.死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。1.概念②实例(1)自由扩散(简单扩散)O2、CO2及甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有机物①概念指物质通过简单的扩散进出细胞的方式。一、被动运输2.类型物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。

自由扩散和协助扩散。

考点二物质出入细胞的方式③实例(2)协助扩散（易化扩散）①概念人的红细胞吸收葡萄糖；肾小管细胞吸收水；Na+内流，K+外流。指借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。②转运蛋白只允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，每次转运时都会发生自身构象的改变只允许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子和离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。载体蛋白通道蛋白二、主动运输1.概念2.方向低浓度→高浓度

物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输。3.条件需要载体蛋白的协助,需要消耗能量。4.实例小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等三、胞吞与胞吐3.依赖于细胞膜的结构特点（具有一定的流动性）。

2.胞吞和胞吐需要消耗细胞呼吸释放的能量，不需要载体；1.蛋白质和多糖类的生物大分子以胞吞、胞吐进出细胞，但胞吞、胞吐却不全是生物大分子，例如:神经递质。运输方式图例运输方向是否需要转运蛋白是否消耗能量举例分泌蛋白的分泌神经递质变形虫摄取食物、白细胞吞噬细菌小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等人的红细胞吸收葡萄糖肾小管细胞吸收水Na+内流，K+外流小部分水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有机物消耗消耗消耗不消耗不消耗不需要不需要不需要需要载体蛋白需要载体蛋白或通道蛋白顺浓度梯度顺浓度梯度逆浓度梯度被动运输自由扩散协助扩散主动运输胞吞胞吐细胞内细胞外→细胞外细胞内→拓展1：同种物质的不同运输方式物质相应过程运输方式葡萄糖进入红细胞进入小肠绒毛上皮细胞肾小管重吸收葡萄糖Na+进入神经细胞运出神经细胞K+进入神经细胞运出神经细胞协助扩散主动运输(Na+—K+泵)协助扩散主动运输主动运输协助扩散主动运输(Na+—K+泵)拓展2：四看法”快速判定物质跨膜运输方式一看糖蛋白分布糖蛋白只在细胞膜的外侧二看分子大小胞吞或胞吐三看转移方向和能量低→高需能量主动运输高→低不需能量被动运输四看载体的有无协助扩散自由扩散→大分子小分子离子有无需要能量，不需要载体判断物质的进出方向→拓展3：影响物质跨膜运输的两大因素——物质浓度、氧气浓度温度通过影响生物膜的流动性和酶的活性,进而影响物质运输的速率。自由扩散协助扩散或主动运输自由扩散或协助扩散主动运输P点之后运输速率不变的原因是膜上载体蛋白数量有限P点之后运输速率不变的原因是膜上载体蛋白数量有限O点由无氧呼吸提供能量物质浓度运输速率物质浓度运输速率PO2浓度运输速率运输速率PO2浓度O制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片吸水纸吸引质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液低倍显微镜观察清水低倍显微镜观察中央大液泡逐渐变大（紫色变浅）原生质层逐渐贴近细胞壁中央大液泡逐渐缩小（紫色变深）原生质层与细胞壁逐渐分离有一个紫色中央大液泡原生质层紧贴细胞壁低倍显微镜观察临时裝片吸水纸吸引临时裝片考点三实验:探究植物细胞的吸水和失水1.探究植物细胞的吸水和失水过程2.质壁分离和复原实验的易错考点(5)本实验用显微镜观察了三次,第一次与第二次形成对照,第三次与第二次形成对照,该对照方法为自身对照。(4)质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的,最终表现为进或出的水分子多。(3)质壁分离过程中,外界溶液浓度大于细胞液浓度,质壁分离程度越大,植物细胞吸水能力越强;质壁分离复原过程中,外界溶液浓度小于细胞液浓度。(2)单独观察处于质壁分离的静态图像,不能判断细胞是正在发生质壁分离还是质壁分离复原。(1)选材时应注意选用细胞液与原生质层的颜色对比度较大的材料,以便观察。3.不同外界溶液中植物细胞体积变化的分析(2)B曲线表示细胞在0.5mol/L的尿素溶液中:细胞先因渗透失水而发生质壁分离,后由于尿素能进入细胞,使得质壁分离后的细胞可自动复原;KNO3、乙二醇等溶液中也可发生质壁分离后自动复原现象。(3)C曲线表示细胞在0.3g/mL的蔗糖溶液中:蔗糖不能进入细胞,因此质壁分离后细胞不能发生自动复原。(1)A曲线表示细胞在蒸馏水中:细胞略膨胀,但是由于细胞壁的存在,原生质体的体积不能无限增大。将植物的细胞依次浸于蒸馏水、质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液和0.5mol/L的尿素溶液中,原生质体的体积随时间变化如图所示,分析如下:4.质壁分离和复原实验应用的分析(1)判断成熟植物细胞的死活待测成熟植物细胞一定浓度生物蔗糖溶液镜检发生质壁分离活细胞不发生质壁分离死细胞(2)测定细胞液浓度范围待测成熟植物细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液镜检细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度不同成熟植物细胞同一浓度的蔗糖溶液