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第3讲物质跨膜运输的实例和方式,最新考纲1.物质出入细胞的方式()2.实验：观察植物细胞的质壁分离和复原,1动物细胞在任何情况下都不会发生质壁分离现象。 2原生质层由细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质组成，具有选择透过性。 3动物细胞也可通过渗透作用吸水和失水。 4细胞膜和其他生物膜都具有选择透过性。,5物质的跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，细胞对物质的输入和输出具有选择性。 6生物膜选择透过性的物质基础是生物膜上载体蛋白。 7自由扩散、协助扩散的动力来自膜内外浓度差。 8主动运输、胞吐、胞吞均需消耗能量。 9主动运输、协助扩散均需要载体蛋白协助。,1渗透作用原理 (1)发生渗透作用的条件：具有_；膜两侧溶液具有浓度差。 (2)渗透作用的实质：单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子_蔗糖溶液进入清水中的水分子，导致蔗糖溶液液面_。,知识点一细胞的吸水和失水,半透膜,课前导学,多于,上升,2动物细胞的吸水和失水 (1)人成熟的红细胞中发生渗透作用的条件：_相当于半透膜；_之间存在浓度差。 (2)引起细胞失水和吸水的条件：外界溶液与细胞质之间存在_。,细胞膜,细胞质与外界溶液,浓度差,3植物细胞的吸水和失水 (1)成熟植物的细胞结构,全透性,小,原生质层,半透膜,大,(2)原理和现象 外界溶液浓度_细胞液浓度时，细胞失水，发生_现象。 外界溶液浓度_细胞液浓度时，细胞吸水，发生_现象。 (3)质壁分离的原因 外因：_浓度外界溶液浓度，细胞通过渗透作用失水。 内因：细胞壁的伸缩性_原生质层的伸缩性。,大于,质壁分离,小于,质壁分离复原,细胞液,小于,思考判断： (1)原生质层与原生质体是同一概念，是指去除细胞壁的具有活性的植物细胞。() (2)半透膜和生物膜对物质的选择透过性原理是相同的。() (3)在U形管两侧装入等量不同浓度的蔗糖溶液，渗透达到平衡时，两侧溶液浓度是相等的。() (4)所有细胞都能与外界溶液发生渗透作用。() 【答案】(1)(2)(3)(4),小题通关,知识点二物质出入细胞的方式,课前导学,高,低,载体,能量,低,高,能量和载体,流动性,能量,物质出入细胞的方式 跨膜运输三类型，自由、协助和主动， 自由、协助高到低，主动运输逆着行； 胞吞、胞吐非跨膜，不需载体需耗能， 大分子颗粒来出入，全靠膜的流动性。,1下列有关物质出入细胞的运输方式的判断，正确的是() A不消耗能量的一定为被动运输 B消耗能量的一定为主动运输 C顺浓度梯度的一定为自由扩散 D需要载体蛋白协助的一定为协助扩散 【答案】A 【解析】被动运输的特点之一是不消耗能量；消耗能量的运输方式有主动运输、胞吞和胞吐；顺浓度梯度的运输方式不一定为自由扩散，也可以是协助扩散；需要载体蛋白协助的运输方式不一定为协助扩散，也可以是主动运输。故A选项正确。,小题通关,2(2017年江西六校联考)细胞需要不断从外界吸收营养物质和排出代谢废物，以维持细胞的正常代谢和内环境稳定。下列有关细胞对物质的吸收方式或过程的分析，正确的是() A通过胞吐运出细胞的都是大分子物质，如分泌蛋白和生长激素 B不同细胞吸收Na量不同与其载体种类和数量有关 C轮藻细胞吸收K的量不取决于细胞内外的K浓度差 D某毒素能破坏细胞膜上的蛋白质，却不会影响物质的被动运输 【答案】C,【解析】一般情况下，大分子物质是通过胞吐的方式分泌出细胞的，神经递质是小分子，也是通过胞吐的方式分泌出细胞的，A错误；细胞对Na的吸收需载体蛋白，不同细胞吸收Na量不同与载体数量有关，B错误；被动运输中的协助扩散需要载体蛋白的协助，被某毒素破坏会影响物质运输，D错误。,1常见渗透装置图形分析,渗透作用的原理和应用,(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S2S1的水分子数多于由S1S2的水分子数，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S2S1的水分子数多于由S1S2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渗透系统的应用 (1)比较不同溶液浓度大小,(3)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例),有关渗透作用的4个易错点 (1)关于渗透系统中的2个比较 半透膜与选择透过性膜的比较 区别：a.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。 b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自由通过。,原生质层与原生质体的比较 a原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟的植物细胞中。 b原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分。 (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)渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，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)只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原。,渗透作用中，膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度吗？ 提示：不是，溶液浓度指物质的量浓度。,1如图为平衡时的渗透装置，烧杯的液面高度为a，漏斗的液面高度为b，液面差mba。在此基础上继续进行实验，以渗透平衡时的液面差为观测指标，正确的是() A若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，则平衡时m增大 B若向漏斗中滴入清水，平衡时m将减小 C若向漏斗中滴入适量等浓度的蔗糖溶液，则平衡时m不变 D向烧杯中加入适量清水，平衡时m将增大 【答案】B,考查渗透作用的条件及渗透装置的分析,【解析】吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，由于渗透作用液面会继续上升，上升的时候将漏斗的溶液稀释，渗透压下降，因此m减小，A错误；向漏斗中滴入清水，漏斗内的浓度降低，渗透压下降，m将减小，B正确；注入了和开始等浓度的蔗糖，实际上此时漏斗中的蔗糖浓度增大了，因此通过渗透作用进入漏斗中的水分子增加，m升高，C错误；向烧杯中加入适量清水，a增大，b也增大但小于a的增加值，m将减小，D错误。,2图甲是人的红细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞的体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线；图乙是某植物细胞在一定浓度的NaCl溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是(),细胞吸水和失水情况的判断,甲乙,A从图甲可见250 mmolL1 NaCl溶液不影响人红细胞的代谢 B图乙中植物细胞体积的变化是先减小后增大 C图乙中A点细胞失水量最大，此时细胞吸水能力最小 D人红细胞长时间处在300 mmolL1NaCl溶液中可能会死亡，图乙中的处理时间内细胞一直有生物活性 【答案】D 【解析】图甲中，250 mmolL1NaCl溶液中红细胞体积与初始体积之比小于1，说明人红细胞失水皱缩了，会影响人红细胞的代谢，A错误；植物细胞由于细胞壁的存在，细胞体积几乎不变，B错误；图乙中，A点细胞失水量最大，细胞液浓度最大，此时细胞吸水能力最强，C错误。,1影响物质跨膜运输的因素 (1)物质浓度(在一定的范围内),物质出入细胞的方式的影响因素及实验设计,(2)氧气浓度(哺乳动物成熟红细胞的主动运输与O2浓度无关) (3)温度,2物质跨膜运输方式的判断与实验设计 (1)据物质浓度判断跨膜运输方式 顺浓度梯度(溶质)被动运输。 逆浓度梯度(溶质)主动运输。 水分子的运输方式为自由扩散，从溶液角度分析，是从低浓度溶液(水的相对含量多)高浓度溶液(水的相对含量少)。 实例：兴奋产生与传导过程中Na、K的运输方式判断 a由于细胞外Na浓度高，细胞内K浓度高，因此神经细胞静息时K外流和兴奋时Na内流的运输方式都是被动运输。 b细胞维持膜外Na浓度高，膜内K浓度高，需要不断吸K排Na，此时K、Na的运输方式为主动运输。,同一细胞运输同一物质时，其运输方式一定相同吗？(举例说明) 提示：不一定，如动作电位的产生主要靠Na内流，Na内流为协助扩散，Na排出为主动运输。,1如图为氨基酸和Na进出肾小管上皮细胞的示意图。正确的是(),物质出入细胞的方式及特点,【答案】D,【解析】分析示意图可知，管腔中氨基酸上皮细胞是从低浓度进入高浓度，为主动运输；管腔中Na上皮细胞是从高浓度进入低浓度且通过载体蛋白，为被动运输(协助扩散)；上皮细胞中氨基酸组织液是从高浓度进入低浓度，且通过载体蛋白，为被动运输(协助扩散)。,2(2017年辽宁盘锦期中)下图是几种物质进出细胞方式中，运输速率与影响因素间的关系曲线图，甲戊为不同物质的跨膜运输实例。下列相关的叙述中，正确的是(),影响物质出入细胞的因素,甲：性激素进入组织细胞；乙：葡萄糖进入人成熟的红细胞；丙：植物根毛细胞吸收水分；丁：人的小肠黏膜上皮细胞吸收葡萄糖；戊：神经细胞受刺激时Na内流形成动作电位 A甲和乙都涉及的图有B丙和丁都涉及的图有 C乙和戊都涉及的图有D丁和戊都涉及的图有 【答案】C 【解析】性激素进入组织细胞以及植物根毛细胞吸收水分的方式为自由扩散，与图有关；葡萄糖进入人成熟的红细胞以及神经细胞受刺激时Na内流形成动作电位时为协助扩散，与图有关；人的小肠黏膜上皮细胞吸收葡萄糖为主动运输，与图有关，C正确。,物质出入细胞方式的判断方法 (1)根据分子大小和对载体、能量的需要进行判断 (2)根据运输方向判断：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输；顺浓度梯度的跨膜运输方式为被动运输。,1实验原理 (1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 (2)细胞液具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。 (3)原生质层比细胞壁的伸缩性大得多。,实验：观察植物细胞质壁分离和复原,实验理论,2质壁分离与复原实验流程,3现象与结论,1(2017年江西师大附中月考)在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察和两次处理。下列有关叙述正确的是() A第一次观察为低倍镜观察，后两次为高倍镜观察 B第一次滴加的液体为清水，第二次滴加的液体为0.3 g/mL的蔗糖溶液 C若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，则不会发生质壁分离 D紫色洋葱鳞片叶外表皮中不属于原生质层的有细胞壁、细胞核和细胞液 【答案】D,诊断小练,【解析】“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，一般需要进行三次显微观察，第一次是正常细胞的观察，第二次是质壁分离细胞的观察，第三次是质壁分离复原细胞的观察。三次观察均为低倍镜观察，A错误；第一次滴加的液体为0.3 g/mL的蔗糖溶液，观察质壁分离现象，第二次滴加的液体为清水，观察质壁分离复原现象，B错误；紫色洋葱鳞片叶的内表皮也会发生质壁分离，但不含色素，现象不明显，C错误；原生质层是指细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质，紫色洋葱鳞片叶外表皮中不属于原生质层的有细胞壁、细胞核和细胞液，D正确。,2(2017年江西南昌一模)下图为某同学利用紫色洋葱鳞片叶作为实验材料，观察植物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤。下列相关叙述错误的是(),A第二次观察(D)和第一次观察(B)形成对照，第三次观察(F)和第二次观察(D)形成对照 B该实验用显微镜主要观察原生质层和细胞壁的位置关系、液泡的颜色和大小等 C如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的KNO3溶液，则可以省略E过程 D增大蔗糖溶液的浓度，实验效果会更明显且不影响细胞的活性 【答案】D,【解析】题图中共有三次显微镜观察，观察的指标主要是原生质层和细胞壁的位置关系以及液泡的大小和颜色，第二次观察与第一次观察形成对照，第三次观察与第二次观察形成对照；如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的KNO3溶液，由于在细胞失水的同时，不断以主动运输的方式获得K和NO，导致细胞液浓度升高，当其大于外界溶液浓度时，细胞开始吸水，从而出现质壁分离自动复原的现象；如果蔗糖溶液的浓度过高，会导致细胞过度失水而死亡。,
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