1、1第 6 讲 细胞内外的物质交换考纲要求 1.物质出入细胞的方式()。2.实验：(1)通过模拟实验探究膜的透性；(2)观察植物细胞的质壁分离和复原。考点一 细胞膜的选择透过性1.扩散物质从浓度高的地方向浓度低的地方移动的过程，叫做扩散。2.半透膜某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性膜，叫做半透膜。3.渗透作用水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，叫做渗透作用。4.渗透系统的组成一个完整的渗透系统，由两个溶液体系以及两者之间的半透膜组成。5.发生渗透作用的条件(1)具有半透膜。(2)膜两侧溶液具有浓度差。6.动植物细胞的渗透吸水和失水2(1)动物细胞Error!知识延伸 半透膜与选
2、择透过性膜的比较区别：半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小；选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子物质通过。(2)成熟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。判断关于渗透作用的叙述(1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度( )(2)在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜( )(3)将动物细胞放入一定浓度的
3、外界溶液中，不能发生渗透作用( )(4)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核( )(5)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的( )如图表示正在进行质壁分离的紫色洋葱细胞，请分析：(1)b 的颜色和大小如何发生变化？提示 颜色逐渐加深；b 逐渐变小。(2)c 处的浓度与细胞外的浓度相等。(3)当停止质壁分离时，b 与 c 的浓度相等。31.不同渗透装置中水分子运动情况及液面变化(1)溶质不能通过半透膜的情况若 S1溶液浓度大于 S2溶液浓度，则单位时间内由 S2S 1的水分子数多于由 S1S 2的，外观上表现为 S1溶液液面上升；若 S1溶液浓度小于 S2溶液浓度，则情况相反，外观上表现为
4、S1溶液液面下降。在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差 h，则 S1溶液浓度仍大于 S2溶液浓度。因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。(2)溶质能通过半透膜的情况若 S1溶液浓度大于 S2溶液浓度，则最初单位时间内由 S2S 1的水分子数多于由 S1S 2的，随着溶质的扩散，最终 S1和 S2溶液浓度相等，外观上表现为 S1溶液液面先上升后下降，最终 S1和 S2溶液液面持平；若 S1溶液浓度小于 S2溶液浓度，则情况相反。2.成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统与渗透作用模型的比较项目 渗透作用模型 植物细胞与外界溶液形成的渗透系统图解基本条件 半透膜、浓
5、度差原生质层选择透过性膜；浓度差细胞液与外界溶液之间的浓度差原理水分子通过半透膜的扩散作用水分子通过原生质层在细胞液与外界溶液之间发生扩散水扩散总趋势 低浓度溶液高浓度溶液特别提醒 有关渗透作用的两个易错点(1)水的运输特点：无论细胞吸水还是失水，水分子通过原生质层的扩散都是双向进行的。(2)渗透平衡的实质：渗透平衡只意味着半透膜两侧的水分子移动到达平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。4命题点一 渗透作用现象的分析1.某同学设计的渗透装置实验如图所示(开始时状态)，烧杯中盛放有蒸馏水。图中猪膀胱膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液一段时间后再加入蔗糖酶
6、(微量)。有关该实验描述正确的是( ) A.漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降B.漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后下降，最后保持内外液面基本相平C.漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后保持一定的液面差不变D.加酶后在烧杯中可检测出的有机物仅有葡萄糖答案 B解析 长颈漏斗中开始有蔗糖溶液，渗透压较高，液面上升，加酶后蔗糖在蔗糖酶的作用下分解为葡萄糖和果糖，溶质分子数目增多，渗透压更高，液面继续上升，但是单糖分子可以通过半透膜进入烧杯中，漏斗内液面下降，最终漏斗内外液面基本相平，B 项正确。2.成熟植物细胞的主要吸水方式是渗透吸水。某兴趣小组为研究渗透吸水做了一个实验，该实验的简易渗透吸
7、水装置如图甲所示，图甲漏斗内液面上升的高度与时间的关系如图乙所示，一成熟植物细胞被放在某外界溶液中处于的一种状态(此时细胞有活性)如图丙所示。下列相关叙述中错误的是( )A.由图甲中漏斗内液面上升可知，实验开始时 b 侧液体浓度大于 a 侧B.由图乙可知，图甲中漏斗内溶液的吸水速率在下降C.图丙中相当于图甲中 c 结构的是D.把图丙所示状态的细胞放在清水中，会发生质壁分离答案 D解析 图甲漏斗内液面上升，说明实验开始时 b 侧液体浓度高于 a 侧，A 项正确；随漏斗内液面上升，半透膜(c)两侧的浓度差越来越小，故漏斗内溶液的吸水速率在下降，B 项正确；5图丙中细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质相
8、当于半透膜，C 项正确；把图丙细胞放在清水中，会发生质壁分离复原，D 项错误。比较不同溶液浓度的大小比较项目 漏斗内 烧杯内溶液浓度 M N现象及结论 若漏斗内液面上升，则 MN 若漏斗内液面不变，则 M N 若漏斗内液面下降，则 Mba答案 D解析 根据图中信息，a 组细胞基本可以维持原状，b 组细胞吸水膨胀，c 组细胞失水皱缩；与 a 组相比，b 组细胞吸水，细胞内液渗透压降低；向 a 组烧杯中加入少量葡萄糖后，刚开始外界溶液渗透压大于细胞内液渗透压，细胞失水皱缩，后来葡萄糖通过协助扩散方式进入细胞内，造成细胞内液渗透压大于外界溶液，细胞吸水恢复原状；细胞形态的改变是细胞通过渗透作用失水或
9、吸水造成的，不消耗 ATP。4.(2014新课标，4)将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为 a、b、c、d、e 和f 组(每组的细条数相等)，取上述 6 组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如下图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则( )6A.实验后，a 组液泡中的溶质浓度比 b 组的高B.浸泡导致 f 组细胞中液泡的失水量小于 b 组的C.a 组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗 ATP 大于 b 组D.使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于 0.40.5 molL 1 之间答案 D解析 通过图示可以看出，a 组和 b 组实验前长度/实
10、验后长度的值都小于 1，表明细胞吸水导致细条变长；由于 a 组实验前长度/实验后长度的值小于 b 组，说明 a 组吸水较多，b 组吸水较少，所以实验后 a 组液泡中的溶质浓度比 b 组的低，A 项错误；分析柱状图可知，f组细胞失水，而 b 组细胞吸水，因此浸泡导致 f 组细胞中液泡的失水量大于 b 组的，B 项错误；水分进出细胞的方式是自由扩散，不消耗 ATP，C 项错误；根据柱状图可知，在浓度为0.4 molL1 的蔗糖溶液中的 c 组细胞吸水，而在浓度为 0.5 molL1 的蔗糖溶液中的 d组细胞失水，所以使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于 0.40.5 molL1 之间，D项正确。
11、细胞吸水、失水的判断方法(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：若重量增加或长度变长，则吸水；反之则失水。命题点三 与渗透作用有关的实验探究5.(2017赣州模拟)某同学进行如下图所示的实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。7(1)请完善继续实验
12、的简要步骤：向 a、b 两管中分别加入_溶液，观察 a、b 两管内液面的变化；吸取 a、b 两管内适量液体，分别加入 A、B 两试管中，并加入_，_水浴加热，观察 A、B 试管内_。(2)预测实验现象并做出结论：如果 a、b 两管液面高度差_，且 A、B 试管内_，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果 a、b 两管液面高度差_，且A 试管内_、B 试管内_，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜。答案 (1)等量蔗糖酶 斐林试剂 沸 有无砖红色沉淀 (2)缩小 均有砖红色沉淀 增大 无砖红色沉淀 有砖红色沉淀81.验证渗透作用发生条件的方法2.探究物质能否通过半透膜的方法(以碘和淀粉为例)烧杯内盛淀粉溶
13、液 漏斗内盛碘液 结论变蓝 不变蓝 碘能通过半透膜，而淀粉不能不变蓝 变蓝 淀粉能通过半透膜，而碘不能变蓝 变蓝 淀粉和碘都能通过半透膜不变蓝 不变蓝 淀粉和碘都不能通过半透膜考点二 物质出入细胞的方式及影响因素1.物质出入细胞的方式(连线)2.影响物质跨膜运输因素的分析(1)浓度差对物质跨膜运输的影响9浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越大，运输速率越大；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受载体数量的限制。(2)载体蛋白数量对跨膜运输的影响载体蛋白主要影响协助扩散和主动运输。其他条件适宜的情况下，载体蛋白数量越多，运输速率越大。自由扩散不受载体蛋白
14、数量的影响。(3)氧气含量对跨膜运输的影响通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。P 点时：无氧呼吸为物质的吸收提供能量。PQ 段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率越大。Q 点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，运输速率不再增加。(4)温度(1)细胞质中的氢离子可以通过扩散作用进入液泡内( )(2)Na 与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输( )(3)细胞外液中的 K 进入神经细胞属于自由扩散( )(4)液泡中积累了大量离子，故液泡膜不具有选择透过性( )(5)主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢( )(6)
15、同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同( )分析物质进出细胞的有关图像10(1)甲、乙的物质进出细胞方式一样吗？为什么？提示 不一样。图甲中 a 点以后物质是逆浓度梯度运输，为主动运输；图乙中物质顺浓度梯度运输，需要载体蛋白，但不消耗能量，为协助扩散。(2)图乙的物质运输方式也可以逆浓度梯度进行吗？提示 不能，逆浓度梯度运输一定消耗能量。(3)只要是消耗能量的运输方式就是主动运输吗？提示 不是，需要消耗能量的运输方式除了主动运输，还有胞吞和胞吐。命题点一 物质跨膜运输方式的判断1.下图表示物质进入细胞的四种方式，有关说法错误的是( ) A.温度只影响图中和过程的速率 B.巨噬细胞通过过程吞噬病原体C.小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是 D.生长素极性运输进入细胞的方式是 答案 A解析 图中的过程分别表示自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞作用。温度影响分子的运动速率，影响膜的流动性，图中四种运输方式都会受到影响，A 项错误；过程属于胞吞作用，巨噬细胞通过过程吞噬病原体，B 项正确；乙醇进入细胞的方式是自由扩散，小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是，C 项正确；生长素极性运输进入细胞的方式是主动运输，是的运输方式，D 项正确。
