1、第7讲 细胞的物质输入和输出,01,02,03,04,网络构建,物质跨膜运输的实例,物质跨膜运输的方式及影响因素,实验：观察植物细胞的质壁分离和复原,知识精讲,应试例析,知识精讲,应试例析,知识精讲,应试例析,考点一 物质跨膜运输的实例（知识精讲）,1. 渗透作用,渗透作用发生需要什么条件？,半透膜 浓度差,常见的渗透装置有哪些？,考点一 物质跨膜运输的实例（知识精讲）,2. 常见渗透装置图的分析,渗透装置中水是怎么流动的？,当溶液浓度S1S2时，水分就通过半透膜由S2流向S1； 当溶液浓度S1S2时，水分就通过半透膜由S1流向S2。,当液面平衡（有高度差h）时，S1和S2的大小关系怎样？,溶
2、液浓度S1S2，因为液面高的一侧形成的净水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。,S1S2时,S1S2时,考点一 物质跨膜运输的实例（知识精讲）,3. 动物细胞的吸水和失水,当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞吸水；当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞失水；当外界溶液浓度=细胞质浓度时，水分进出平衡。,考点一 物质跨膜运输的实例（知识精讲）,4. 植物细胞的吸水和失水,当外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象； 当外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞吸水，失水的细胞发生质壁分离复原现象。,考点一 物质跨膜运输的实例（应试例析）,【对接高考-角度1】1.（2017湖南中部名校二模）某同学设
3、计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记为零液面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为（ ）解析 掌握渗透作用发生的条件（半透膜和膜两侧存在浓度差）、水分子扩散的方向（顺浓度梯度扩散）和扩散的速率是解题的关键。仔细观察图示，长颈漏斗内为蔗糖溶液，实验开始后长颈漏斗内部液面将上升，由于实验初始阶段半透膜内外溶液浓度差较大，液面上升速率较大。 答案 B,B,考点一 物质跨膜运输的实例（应试例析）,【对接高考-角度1】 2.（2018河南豫北精英赛一联，3）某同学设计的实验如图所示，实验开始时，U形管两侧液面相等，图中半透膜允许单糖通过。据图分析，下列说法错误的是（ ）
4、 A.若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，当液面停止上升时，半透膜两侧溶液浓度一定是相等的 B.若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，则实验现象为高浓度一侧的液面上升 C.若U形管中加入两种浓度不等的葡萄糖溶液，则实验现象为高浓度一侧液面先上升，随后另一侧液面上升，最后两侧液面持平 D.若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，当液面停止上升时，半透膜两侧水分子移动达到平衡状态,解析 由题干可知，实验开始时，U形管两侧液面等高，当U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液时，水分子从低浓度一侧流向高浓度一侧的较多，即高浓度一侧的液面上升，低浓度一侧的液面下降，直至液面不再变化，此时半透膜两侧浓度差产生的
5、渗透压力与液面差产生的压力达到平衡，所以半透膜两侧溶液浓度不会相等，A错误、B正确；当液面停止上升时，半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，D正确；若U形管中加入两种浓度不等的葡萄糖溶液，开始时水分子总体表现为由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，因此高浓度一侧液面先上升，但随着葡萄糖分子通过半透膜进入低浓度一侧，最后两侧液面会持平，C正确。 答案 A,A,考点一 物质跨膜运输的实例（应试例析）,有关渗透作用的“3”个易错点 （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%葡萄糖溶液和质量分数为10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但质量分数为10%蔗糖溶液的渗透压小，故水可
6、通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。 （2）水分子的移动方向是双向移动，但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。 （3）只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原。,考点一 物质跨膜运输的实例（应试例析）,【对接高考-角度2】 （2017全国卷，4）将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体（即植物细胞中细胞壁以内的部分）的体积变化趋势如图所示，下列叙述正确的是（ ） A.04 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内 B.01 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等 C.23 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压 D.01 h内液泡中液体的渗透压大于细胞
7、质基质的渗透压,慧眼识图 获取信息,C,0-1.5h内原生质体体积不断减小，表明细胞失水发生质壁分离，且细胞液渗透压小于细胞质基质渗透压,2-3h内细胞正在吸水，则物质A溶液渗透压应小于细胞液渗透压,原生质体体积增大，说明部分A进入细胞内，使细胞液浓度增大，细胞吸水,考点一 物质跨膜运输的实例（应试例析）,细胞吸水、失水的判断 （1）通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断。当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。当细胞外溶液与细胞液的浓度相等时，细胞失水量和吸水量相等，处于动态平衡。 （2）根据重量或长度变化（如萝卜条）来判定。若重量增加或长
8、度变长，则吸水；反之则失水。,考点一 物质跨膜运输的实例（应试例析）,【方法体验】（2018山西六校入学质检，26）如图甲、乙、丙分别是细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图（箭头大小代表水分子数的多少）。请回答下列问题： （1）若将人的成熟红细胞放入清水中，会出现如图 （填题图编号）所示现象，最终红细胞会 。,（2）若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，会出现如图（填题图编号）所示现象，达到平衡时，水分子进出细胞的状况如图 （填题图编号）所示。然后将其放在清水中，则达到平衡时细胞内液渗透压 （填“大于”“小于”或“等于”）清水的渗透压。 （3）若某叶肉细胞正处于图甲
9、所示状态，一段时间内细胞体积增大且最终（填“会涨破”或“不会涨破”）。,甲,涨破,丙,乙,大于,不会涨破,考点二 物质跨膜运输的方式及影响因素（知识精讲）,1. 物质进出细胞的方式,自由扩散（简单扩散）,特点： 1.由高浓度到低浓度 2.不消耗能量 3.不需要载体 4.常见实例：气体、 水和脂溶性小分子,考点二 物质跨膜运输的方式及影响因素（知识精讲）,1. 物质进出细胞的方式,协助扩散（易化扩散）,特点： 1.由高浓度到低浓度 2.不消耗能量 3.需要载体 4.常见实例：葡萄糖 进入红细胞， 钠、钾离子通道等,考点二 物质跨膜运输的方式及影响因素（知识精讲）,1. 物质进出细胞的方式,主动运
10、输（主动转运）,特点： 1.由低浓度到高浓度 2.消耗能量 3.需要载体 4.常见实例：葡萄糖、氨基酸、钠离子、钾离子等的吸收,ATP,考点二 物质跨膜运输的方式及影响因素（知识精讲）,1. 物质进出细胞的方式,胞吞胞吐,特点： 1.利用细胞膜的流动性 2.消耗能量 3.不需要载体 4.常见实例：分泌蛋白、神经递质的分泌大分子物质的吸收,考点二 物质跨膜运输的方式及影响因素（知识精讲）,2.不同因素对物质跨膜运输的影响的曲线模型,（1）物质浓度（在一定的范围内）,自由扩散,协助扩散或主动运输,P点之后运输速率不变的原因主要是膜上载体蛋白数量有限,P点之前的限制因素为物质浓度,考点二 物质跨膜运
11、输的方式及影响因素（知识精讲）,（2）氧气浓度,自由扩散或协助扩散,主动运输,运输速率与呼吸功能状况无关,P点之后运输速率不变的原因主要是膜上载体蛋白数量有限,Q点由无氧呼吸提供能量,考点二 物质跨膜运输的方式及影响因素（应试例析）,【对接高考-角度1】1.（2016全国卷，2）离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是（ ） A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散 B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的 C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率 D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率解析 离子泵通过消
12、耗ATP进行离子的跨膜运输，属于主动运输，A错误；主动运输一般为逆浓度梯度进行，B错误；蛋白质变性剂会降低具有活性的载体数量，使离子泵跨膜运输离子的速率降低，D错误。 答案 C,C,主动运输,考点二 物质跨膜运输的方式及影响因素（应试例析）,【对接高考-角度1】 2.（2017河南郑州二检）呼吸作用过程中在线粒体的内膜上NADH将有机物降解得到的高能电子传递给质子泵，后者利用这一能量将H泵到线粒体基质外，使得线粒体内外膜间隙中H浓度提高，大部分H通过特殊的结构回流至线粒体基质，同时驱动ATP合成（如图所示）下列叙述错误的是（ ） A.H由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输属于协助扩散 B.结构是一种
13、具有ATP水解酶活性的通道（载体）蛋白 C.上述过程中能量转化过程是有机物中稳定化学能电能ATP中活跃化学能 D好氧细菌中不可能发生上述过程,解析 由题图可知，H由线粒体膜间隙向线粒体基质转运是从高浓度向低浓度运输，需要载体（结构）协助但不消耗能量，该过程属于协助扩散，A正确；结构能驱动ATP的合成，而不是水解，B错误；由题意可知，线粒体内膜上的NADH分解产物有NAD和高能电子，高能电子传递给质子泵，质子泵利用这一能量将H泵到线粒体的膜间隙，使线粒体膜间隙的H浓度高于线粒体基质，H通过结构回流到线粒体基质时驱动了ATP的合成，该过程中能量发生的转化是有机物中稳定的化学能（NADH）电能（高能
14、电子）ATP中活跃的化学能，C正确；好氧细菌为原核生物，无线粒体，不可能发生上述过程，D正确。 答案 B,B,顺浓度，需要载体，为协助扩散,考点二 物质跨膜运输的方式及影响因素（应试例析）,有关物质出入细胞方式的7个“不要漏掉” （1）需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外，不要漏掉协助扩散。 （2）消耗能量的运输方式除主动运输外，不要漏掉胞吞和胞吐。 （3）从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。 （4）影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外，不要漏掉浓度差。 （5）与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外，不要漏掉载体蛋白的合成场所核糖体。 （6）运输速率与O2浓度无关
15、的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。 （7）Na、K等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞，但不要漏掉，也可通过协助扩散（或离子通道）进出细胞，如神经细胞维持静息电位时的K外流和形成动作电位时的Na内流。,考点二 物质跨膜运输的方式及影响因素（应试例析）,【对接高考-角度2】（2017经典高考，22）（改编）下图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述正确的是（ ） A.蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输 B.单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞 C.ATP生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输 D.蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞,慧眼识图 获取信息,A,蔗糖直
16、接经由胞间连丝运至筛管细胞，不消耗ATP,蔗糖水解后再经相关载体运至薄壁细胞,此两处显示单糖分子由筛管细胞运至薄壁细胞时需载体不耗能，应为协助扩散，故应顺浓度梯度运输,考点二 物质跨膜运输的方式及影响因素（应试例析）,“三看法”快速判定物质出入细胞的方式,考点二 物质跨膜运输的方式及影响因素（应试例析）,【方法体验】（2018河南八市第一次联考，11）下图为物质进出细胞示意图，下列相关说法错误的是（ ） A.载体具有运输和催化的作用 B.载体参与的运输方式属于协助扩散 C.载体的作用使细胞内的Na浓度高 于细胞外 D.溶质分子甲进入细胞与细胞内外Na 的浓度有关 解析 从图中信息得知，载体可以
17、控制K、Na的运输，同时可以催化ATP水解为ADP和Pi，A正确；通过载体溶质分子甲顺浓度梯度出细胞，属于协助扩散，B正确；载体让Na进细胞是顺浓度梯度运输，细胞内的Na低于细胞外，C错误；载体可以同时让Na和溶质分子甲进入细胞，且甲是逆浓度梯度进入细胞，属于主动运输，需要的能量由Na膜两侧的浓度差形成的势能提供，D正确。 答案 C,C,考点二 物质跨膜运输的方式及影响因素（应试例析）,【对接高考-角度3】 （2015全国卷，1）将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表。下列分析正确的是（ ） A
18、.有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收 B.该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关 C.氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATP D.与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子 的吸收解析 17 条件下氮气（缺氧）环境中该植物幼根对离子的吸收量比空气条件下低，说明幼根吸收离子需要消耗ATP，与空气环境相比氮气环境不利于该植物幼根对该离子的吸收，A正确，D错误；氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子仍需消耗ATP，C错误；空气中培养，温度为17 ，离子吸收量明显高于3 ，可知该植物幼根对该离子的吸收与温度有关，B错误。 答案 A,A,主动运输，消耗能量，可由无氧呼吸提供,考点二 物质跨膜
19、运输的方式及影响因素（应试例析）,实验探究物质跨膜运输的方式 （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,考点二 物质跨膜运输的方式及影响因素（应试例析）,【方法体验】有人认为小肠上皮细胞是以主动运输而不是协助扩散的方式吸收葡萄糖，请设计实验加以研究确定。 （1）实验步骤： 第一步：取甲、乙两组生理状况相同的小肠上皮细胞，放入适宜浓度的含有葡萄糖的培养液中。 第二步：甲组细胞给予正常的呼吸条件，_。 第三步：_。 （2）预测实验结果并分析： 若甲、乙两组细胞对葡萄糖的吸收速率基本相同，则 _。 _。,乙组细胞抑制细胞呼吸，其他条件都相同,一段时间后测定两组细胞对葡萄糖的吸
20、收速率,说明小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式不是主动运输,若甲组细胞对葡萄糖的吸收速率高于乙组，则说明小肠上皮细胞吸收葡萄糖的 方式是主动运输,考点三 实验：观察植物细胞的质壁分离和复原（知识精讲）,1.观察植物细胞的质壁分离和复原,质壁分离的两个原因、两个表现,考点三 实验：观察植物细胞的质壁分离和复原（知识精讲） 特别提醒,（1）在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原现象的观察。 （2）本实验存在两组对照实验（3）本实验是教材中涉及“显微观察”实验中唯一的一个“只在低倍镜下”观察（不曾换“高倍镜”）的实验。,考点三 实验：观察植物细
21、胞的质壁分离和复原（知识精讲）,2.实验拓展应用 （1）判断成熟植物细胞是否有生物活性（2）测定细胞液浓度范围,考点三 实验：观察植物细胞的质壁分离和复原（知识精讲）,（3）比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度,考点三 实验：观察植物细胞的质壁分离和复原（应试例析）,【对接高考】（2014全国卷，4）下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是（ ） A.与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察 B.用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察 C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同 D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察解析 黑
22、藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现象的观察，B错误。 答案 B,使原生质层呈绿色，方便观察,B,细胞液浓度不同,考点三 实验：观察植物细胞的质壁分离和复原（应试例析）,质壁分离实验的3个“并非” （1）并非所有细胞都可发生质壁分离。具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。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。 （2）并非所有溶液都使植物细胞发生质壁分离及复原 一定浓度的溶质不能透膜的溶液中只会发生质壁分离现象，不能自动复原，如0.3 g/mL蔗糖溶液。 一定浓度的溶质可透膜的溶液中可发生质壁分离后自动
23、复原现象，如KNO3溶液、甘油、尿素、乙二醇等。 在高浓度溶液（如0.5 g/mL蔗糖溶液）中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。 （3）并非一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作实验材料。只是紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞液中含有色素，使液泡呈现一定的颜色，更有利于观察。,考点三 实验：观察植物细胞的质壁分离和复原（应试例析）,【即学即练】（2018豫北豫南精英联赛）下列关于质壁分离和复原实验的叙述，正确的是（ ） A.水以主动运输的方式渗出细胞使细胞发生质壁分离 B.细胞质壁分离复原时原生质层变薄 C.用不同浓度的KNO3溶液处理细胞均能观察到质壁分离和复原现象 D.紫色洋葱鳞片叶的内表皮细胞不能用于观察质壁分离解析 水分的运输方式是自由扩散，A错误；细胞质壁分离复原时，液泡不断吸水，液泡体积逐渐变大，原生质层变薄，B正确；高浓度的KNO3溶液处理会使植物细胞过度失水而死亡，不会观察到质壁分离复原现象，C错误；紫色洋葱鳞片叶的外、内表皮细胞均可用于观察质壁分离，不过需要注意的是在用内表皮细胞观察质壁分离时，需要将视野调暗，D错误。 答案 B,B,网络构建,
