细胞的物质输入和输出【知识精讲精研】 高考生物一轮复习精讲课件（新教材新高考）

2.3细胞的物质输入和输出于荣娜目录Contents123被动运输主动运输和胞吞、胞吐实验：探究植物细胞的吸水和失水被动运输（P66-67）PART01两种被动运输的方式有什么异同？考点一

被动运输1.渗透作用扩

散：分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。渗透作用:指水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。渗透作用产生的条件半透膜半透膜——某些物质可以通过，而另一些物质不能通过的多孔性薄膜。物质能否通过取决于分子的大小，如常见的半透膜有动物的膀胱膜、肠衣、鸡蛋的蛋壳膜等。条件有一层______半透膜两侧的溶液具有______如果用纱布或不透水的塑料布代替玻璃纸，漏斗管内的液面会升高吗？考点一

被动运输1.渗透作用渗透作用产生的条件条件有一层______半透膜浓度是指：溶液中溶质的物质的量浓度，即单位体积中溶质分子的微粒数，微粒数多的溶液吸水力强。只比较单位体积内的微粒数，与微粒的大小与种类无关。如果烧杯中的不是清水，而是同样浓度的的蔗糖溶液，结果会怎样？

半透膜两侧的溶液具有______浓度差当高浓度一侧的

=

时，液面不再变化。吸水力液面压力漏斗管内的液面为什么会升高？如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？

为什么？单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子数。水分子是双向移动的。考点一

被动运输1.渗透作用S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度若蔗糖分子能通过半透膜，则液面发生怎样的变化？考点一

被动运输1.渗透作用S1液面先上升后下降，最终S1和S2液面持平。单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→S2随着溶质的扩散，最终S1和S2溶液浓度相等高浓度一侧(右侧)液面升高；渗透平衡时，两侧溶液的浓度并不相等考点一

被动运输1.渗透作用【拓展分析】右侧液面先上升后下降，最终左侧液面高于右侧液面。考点一

被动运输1.渗透作用【拓展分析】大本P43-T2如图为水稻、番茄细胞对

无机盐离子

的吸收情况示意图。×考点一

被动运输1.渗透作用【实例分析】（1）实验结果【判断】水稻培养液中Ca2+浓度高于初始浓度，说明水稻不吸收Ca2+。注意：对初始浓度的理解能说明细胞对水和无机盐的吸收是两个独立的过程（2）实验结论：植物细胞对无机盐离子的吸收具有

。

①不同植物对同种离子的吸收有差异。②同一种植物对不同离子的吸收也有差异。选择透过性(1)半透膜表面积的大小：结果分析：在浓度VB＝VC>VA，其他条件相同的情况下，半透膜的表面积越大，单位时间内进出半透膜的水量越多，液面变化越明显。考点一

被动运输1.渗透作用(2)半透膜两侧的浓度差：结果分析：在其他条件相同的情况下，半透膜两侧的浓度差越大，单位时间内进出半透膜的水量越多，液面变化越明显。结果：vB=vC，ΔhB＝ΔhC结果：vB>vC，ΔhB>ΔhC如图A所示的甲、乙、丙三个渗透装置中，三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液，且漏斗内液面高度相同，漏斗口均封以半透膜，置于同一个水槽的清水中。三个渗透装置半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积不同，如下表所示。图B中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。曲线1、2、3与甲、乙、丙三个装置的对应关系应是（）

装置编号甲乙丙半透膜面积SS/2S蔗糖溶液体积TT2TA.1—乙；2—甲；3—丙

B.1—丙；2—甲；3—乙C.1—甲；2—乙；3—丙 D.1—丙；2—乙；3—甲B考点一

被动运输如图中的渗透装置，若每次停止上升后都将玻璃管中高出液面的部分吸出，则ab液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数之间的关系是B考点一

被动运输如图为渗透作用实验，开始时如图1，a代表清水，b、c代表蔗糖溶液(蔗糖不能透过半透膜)，过一段时间后结果如图2，漏斗管内的液面不再发生变化，H1、H2表示漏斗管内液面与清水的高度差。下列说法错误的是()A．图1中b的浓度大于c的浓度B．图2中b的浓度等于c的浓度C．图1a中水分子扩散到b的速率大于a中水分子扩散到c的速率D．图2a中水分子扩散到b的速率等于b中水分子扩散到a的速率考点一

被动运输B考点一

被动运输半透膜和选择透过性膜的区别动物细胞细胞吸水膨胀细胞失水皱缩细胞形态不变当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如果，外界的浓度不是特别低，当下降到和外界浓度平衡，此时，红细胞将不再吸水。考点一

被动运输2.探究：动物细胞的失水和吸水V外界>V细胞质V外界=V细胞质V外界<V细胞质不一定。考点一

被动运输3.被动运输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，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。通道蛋白载体蛋白细胞外细胞内图4-4自由扩散和协助扩散示意图考点一

被动运输3.被动运输(1)自由扩散(简单扩散)有些小分子物质，很容易自由地穿过细胞膜的磷脂双分子层。如：O2、CO2、甘油、乙醇、苯、维生素等。（2）协助扩散（异化扩散）离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等，不能自由地通过细胞膜，需要借助膜上的转运蛋白进出细胞扩散。葡萄糖进入普通细胞神经纤维上Na+内流或Ca+内流CL¯内流或K+外流载体蛋白通道蛋白图示转运对象方式特点每次转运时都会发生

的改变只容许与自身通道的___________相适配、

相适宜的分子或离子通过。只容许与自身结合部位相适应的

通过。分子或离子通过通道蛋白时,

。分子或离子直径和形状大小和电荷自身构象不需要与通道蛋白结合考点一

被动运输3.被动运输主动运输和协助扩散被动运输(协助扩散)【资料1】水分子比较小，在活细胞中含量最多，人们曾经认为它们以自由穿过细胞膜磷脂分子的间隙而进出细胞。后来的研究发现，水分子在通过细胞膜时的速率高过人工膜。由此推断细胞膜上可能存在特殊的输送水分子的通道。考点一

被动运输【资料2】1988年，美国科学家阿格雷从红细胞和肾小管中分离出一种未知功能的新的膜蛋白。1991年，经过N-端肽链测序和整个cDNA序列测定，阿格雷获得了蛋白氨基酸序列结构，此时的他敏锐地意识到，这很可能就是大家一直在寻找的“水通道”。并由此赢得了2003年的诺贝尔化学奖。水通道细胞膜水通道蛋白结构模式图考点一

被动运输水分子很小，不带电荷但具有极性，尽管能够以自由扩散过膜，但是更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。阿格雷的实验：用爪蟾属卵母细胞放入低渗溶液中观察考点一

被动运输实验：探究植物细胞的吸水和失水（P62-65）PART02细胞在什么情况下吸水或失水？植物细胞的质壁分离与复原现象说明什么？考点二

实验：探究植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)1.原理：内因：外因：宏观上：植物由坚挺→萎蔫微观上：质壁分离液泡（大→小）细胞液颜色（浅→深）原生质层与细胞壁分离内因：只要V外界>V细胞液，细胞就会发生质壁分离吗？必须是成熟的活的植物细胞2.实验步骤:考点二

实验：探究植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)本实验选用0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂，若浓度过高或过低对实验有何影响？选用0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂，既明显出现质壁分离，又不会杀死细胞。若浓度过高，质壁分离速度快，细胞会因失水过多而死亡，不能再进行质壁分离复原；若浓度过低，不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。紧贴细胞壁质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液蒸馏水变深变浅逐渐变大逐渐变小不一定。但紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液泡呈现紫色，更有利于观察。若用适宜浓度的KNO3溶液进行该实验，结果会发生质壁分离与复原吗？请简述原因。会。开始外界溶液浓度较大，细胞发生质壁分离；细胞主动吸收K＋和NO3-，随着细胞液浓度增大，质壁分离又会自动复原。3.现象4.结论成熟植物细胞能与外界溶液构成渗透系统并发生渗透作用。当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。此处是浓度降低的外界溶液。植物细胞不会涨破，因为植物细胞有细胞壁的保护。考点二

实验：探究植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)对植物细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外液体的浓度一定相等吗？并说明理由。不一定。植物细胞的细胞壁有支持、保护作用，当单位时间内水分子进出植物细胞数量相等时，有可能细胞内溶液浓度大于细胞外溶液浓度。在无任何相反压力时，渗透吸水会使细胞膨胀甚至破裂，不同的细胞用不同的机制解决这种危机。下图表示高等动物、高等植物与原生生物细胞以三种不同的机制避免渗透膨胀，据此推断下列说法正确的是（

）A.动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白的协助B.植物细胞吸水达到渗透平衡时，细胞内外溶液浓度相等C.若将原生生物置于海水中，其收缩泡的伸缩频率会增加D.三种细胞发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半透膜A考点二

实验：探究植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)课本P72考点二

实验：探究植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)【归纳总结】有关细胞是否发生质壁分离及复原的分析

①.从细胞角度分析考点二

实验：探究植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)【归纳总结】有关细胞是否发生质壁分离及复原的分析②.不同试剂对质壁分离和复原的影响分析(1)判断植物细胞的生活状况判断细胞死、活的方法：染色排除法、细胞质的流动、质壁分离和复原(2)测定植物细胞的细胞液浓度范围考点二

实验：探究植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)【归纳总结】渗透作用原理的运用课本P67(4)比较不同植物细胞的细胞液浓度(3)比较未知浓度溶液的浓度大小考点二

实验：探究植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)【归纳总结】渗透作用原理的运用合理施肥：施肥要适度(烧苗)合理灌溉(6)生活中杀菌、防腐、腌制食品过高浓度杀死细胞(5)农业生产中的水肥管理考点二

实验：探究植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)【归纳总结】渗透作用原理的运用(7)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)下图表示以洋葱表皮为材料及清水、0.3g/mL蔗糖溶液、0.5g/mL蔗糖溶液、0.3g/mL尿素溶液进行相关实验（时间1表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间2表示开始用清水处理洋葱表皮），测得该细胞原生质体体积变化，图中代表尿素溶液处理结

果的是（）

A.aB.bC.cD.dB考点二

实验：探究植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)主动运输与胞吞、胞吐（P62-65）PART03主动运输和被动运输的区别是什么？这对于细胞的生活有什么意义？胞吞、胞吐有什么特点？对于细胞的生命活动有什么意义？物质跨膜运输的方式与细胞膜的结构有什么关系？考点三

主动运输与胞吞、胞吐1.主动运输【资料1】小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远远低于它们在小肠上皮细胞中的浓度，但它们仍然能被小肠上皮吸收。【资料2】人红细胞中K＋的浓度比血浆高30倍。轮藻细胞中的K＋浓度比周围水环境高63倍。轮藻依然从水环境吸收K＋。逆浓度梯度进行的跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应释放的能量，这种方式叫作主动运输。ATPADP＋Pi＋能量一种载体蛋白通常只能运输一种或一类离子或分子。考点三

主动运输与胞吞、胞吐1.主动运输a.直接消耗ATP的主动运输。Na+-K+泵H+泵ATP驱动泵既是载体同时也是ATP水解酶。【拓展】主动运输消耗的能量b.间接消耗ATP的主动运输。例：小肠上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖肾小管上皮细胞吸收葡萄糖c.光驱动的逆浓度运输。（了解）考点三

主动运输与胞吞、胞吐【归纳概括】同一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主动运输协助扩散协助扩散协助扩散主动运输(钠—钾泵)主动运输(钠—钾泵)H+光驱动：一种噬盐的厌氧细胞膜上特有的蛋白质(细菌视紫红质)，可在光能的激发下，逆浓度将H+运出细胞，造成细胞外积累高能浓度H+，这种H+浓度差可被另一种蛋白利用合成ATP。光H+H+H+H+H+ATPADP+Pi细胞外细胞内ATP合酶细菌视紫红质光能H+浓度差(势能)ATP中的化学能考点三

主动运输与胞吞、胞吐1.主动运输【拓展】主动运输消耗的能量PiATPADP光H+H+H+H+ATP驱动协同转运光驱动考点三

主动运输与胞吞、胞吐1.主动运输【拓展】主动运输消耗的能量ATPADP+PiH+H+植物液泡膜上有H+-Ca2+、H+-蔗糖逆向运输载体液泡腔(pH=3~6)H+Ca2+蔗糖蔗糖的主动运输Ca2+的主动运输H+驱动蔗糖逆向转运，使得液泡在白天将叶绿体光合作用合成的多余蔗糖储存在液泡中，夜间再将这些蔗糖运到细胞质基质。H+Na+的主动运输Na+细胞质基质(pH=7.0)H+的主动运输1.主动运输【拓展】主动运输消耗的能量考点三

主动运输与胞吞、胞吐2.主动运输的意义考点三

主动运输与胞吞、胞吐

主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需求。囊性纤维病的主要病因是患者肺部支气管上皮细胞表面转运Cl-的载体蛋白的结构和功能发生异常。

类似的疾病还有很多，解析这些转运蛋白的结构，将有助于找到治疗疾病的办法。衣壳蛋白核酸信封蛋白HIV感染免疫细胞的示意图主要完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输。①在转运过程中，物质包裹在脂双层膜包被的囊泡运输，需要受体蛋白。②需要消耗能量。③批量运输大分子物质或颗粒物。特例：小分子的神经递质释放是胞吐④利用(体现)了膜的流动性。⑤胞吞和胞吞细胞膜成分相对稳定。考点三

主动运输与胞吞、胞吐3.胞吞、胞吐协助扩散自由扩散或协助扩散自由扩散协助扩散或主动运输自由扩散主动运输考点三

主动运输与胞吞、胞吐【拓展】物质跨膜运输的相关曲线图P点（转运蛋白饱和点）(1)探究是主动运输还是被动运输(2)探究是自由扩散还是协助扩散考点三

主动