2015年二輪復習第五講：物質出入細胞的方式

二輪復習第五講物質出入細胞的方式

一、滲透裝置的組成及應用1.滲透系統(tǒng)的組成及分析(1)若S1溶液濃度大于S2，則單位時間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)多于由S1→S2的水分子數(shù)，外觀上表現(xiàn)為S1溶液液面上升。(2)在達到滲透平衡后，若存在液面差△h，則S1溶液濃度仍大于S2。

滲透裝置圖中，液柱不再上升的原因:一個是溶液濃度差的作用，另一個是液體壓強(液柱造成的壓強)的作用。兩個方面的作用正好相反，當二者達到平衡狀態(tài)時，液面停止上升。2.滲透作用模型和成熟植物細胞比較滲透作用模型成熟植物細胞與外界溶液形成滲透系統(tǒng)圖解基本組成或條件半透膜、濃度差原生質層——選擇透過性膜濃度差——細胞液與外界溶液之間濃度的不同原理水分子通過半透膜的擴散作用細胞液通過原生質層與外界溶液之間發(fā)生滲透作用水擴散的方向低濃度溶液→高濃度溶液半透膜、選擇透過性膜：區(qū)別：①半透膜是無生命的物理性薄膜，是指某些物質可以透過而另一些物質不能透過的多孔性薄膜，物質能否通過取決于分子的大小。②選擇透過性膜是具有生物活性的膜，物質通過選擇透過性膜不僅與被運輸物質的顆粒大小和膜兩側的濃度差有關，還與該物質的極性和膜上的載體及提供的能量有關。細胞死亡，其選擇透過性喪失。共性：都允許水分子自由通過，而不允許大分子物質通過。3．植物細胞在不同溶質、不同濃度的溶液中的變化。溶質類型外界溶液濃度現(xiàn)象實例溶質可被吸收低濃度溶液吸水膨脹KNO3溶液、葡萄糖溶液、尿素溶液等等濃度溶液隨溶質的吸收而吸水膨脹高濃度溶液先質壁分離，后自動復原，也可因濃度過高而失水死亡溶質不被吸收低濃度溶液吸水膨脹蔗糖溶液等等濃度溶液不吸水也不失水高濃度溶液質壁分離(濃度過高會失水死亡)4.細胞是否發(fā)生質壁分離及其復原的判斷方法。(1)從細胞角度分析。①死細胞、動物細胞及未成熟的植物細胞不發(fā)生質壁分離現(xiàn)象。②具有中央大液泡的成熟植物細胞可發(fā)生質壁分離現(xiàn)象。③鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細胞，不適于用做質壁分離的外界溶液。

(2)從溶液角度分析。①在一定濃度(溶質不能透膜)的溶液中可發(fā)生質壁分離現(xiàn)象。②在一定濃度(溶質可透膜)的溶液中可發(fā)生質壁分離后自動復原。如甘油、尿素、乙二醇、KNO3等。③在高濃度溶液中可發(fā)生質壁分離現(xiàn)象，但不會發(fā)生質壁分離復原現(xiàn)象。5.滲透系統(tǒng)的應用(1)驗證滲透作用發(fā)生的條件：a.具有半透膜：b.具有濃度差：(2)比較不同溶液濃度大?。郝┒穬?nèi)燒杯內(nèi)現(xiàn)象及結論溶液M溶液N若漏斗內(nèi)液面上升，則M＞N若漏斗內(nèi)液面下降，則M＜N6、滲透作用的實質(1)從微觀水平上分析：水分子可以通過半透膜，雙向擴散。(2)從宏觀水平上分析：水從低濃度的溶液流向高濃度的溶液，直到達到動態(tài)平衡。7.溶劑滲透方向的判斷方法(1)若半透膜兩側是同種溶液，根據(jù)質量分數(shù)或物質的量濃度判定；(2)若半透膜兩側是不同的溶液，物質的量濃度才能體現(xiàn)溶質或溶劑分子數(shù)的多少，如半透膜兩側為質量分數(shù)相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，葡萄糖溶液一側單位體積葡萄糖分子數(shù)多(水分子數(shù)少)，水分子由蔗糖溶液一側通過半透膜向葡萄糖溶液一側擴散。特別強調：這里的溶液濃度指物質的量濃度而非質量濃度。

例1．(2014·新課標Ⅰ卷)下列關于植物細胞質壁分離實驗的敘述，錯誤的是(

)A．與白色花瓣相比，采用紅色花瓣有利于實驗現(xiàn)象的觀察B．用黑藻葉片進行實驗時，葉綠體的存在會干擾實驗現(xiàn)象的觀察C．用紫色洋蔥鱗片葉外表皮不同部位觀察到的質壁分離程度可能不同BD．紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的液泡中有色素，有利于實驗現(xiàn)象的觀察紅色花瓣細胞的液泡呈紅色，比白色花瓣更便于觀察質壁分離現(xiàn)象，A正確；黑藻葉片的葉肉細胞中液泡呈無色，葉綠體的存在使原生質層呈綠色，有利于實驗現(xiàn)象的觀察，B錯誤；紫色洋蔥鱗片葉外表皮不同部位細胞的細胞液濃度不一定都相同，用相同濃度的外界溶液進行質壁分離實驗時觀察到的質壁分離程度可能不同，C正確；紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的液泡含有色素，呈紫色，有利于實驗現(xiàn)象的觀察，D正確。解析：

2.(2011·天津高考)將紫色洋蔥鱗片葉表皮浸潤在0.3g/mL

的蔗糖溶液中，1分鐘后進行顯微觀察，結果如圖，下列敘述錯誤的是()A.圖中L是細胞壁，M是液泡，N是細胞質B.將視野中的細胞浸潤在清水中，原生質體會逐漸復原C.實驗說明細胞膜與細胞壁在物質透過性上存在顯著差異D.洋蔥根尖分生區(qū)細胞不宜作為該實驗的實驗材料【解析】選A。A項，細胞發(fā)生質壁分離后，L是細胞壁、M是液泡、N是細胞壁與原生質體之間的空間，內(nèi)部充滿蔗糖溶液；B項，將發(fā)生質壁分離的植物細胞放入清水中，細胞液濃度大于清水，細胞吸水，質壁分離會逐漸復原；C項，根據(jù)圖示細胞壁與細胞膜的位置關系及它們之間空隙里填充的蔗糖溶液可知：細胞壁與細胞膜在物質透過性上存在顯著差異；D項，洋蔥根尖分生區(qū)細胞沒有大液泡，細胞質壁分離現(xiàn)象不明顯。3.(2011·新課標全國卷)將人的紅細胞放入4℃蒸餾水中，一段時間后紅細胞破裂，主要原因是()A．紅細胞膜具有水溶性B．紅細胞的液泡體積增大C．蒸餾水大量進入紅細胞D．低溫時紅細胞膜流動性增大【解析】選C。A項,紅細胞膜主要以磷脂為基本骨架，因此不具有水溶性，而是脂溶性。B項,紅細胞是動物細胞沒有液泡。C項，紅細胞從外界吸水膨脹，使紅細胞破裂。D項，低溫時細胞膜的流動性減小，不是增大。4.(2010·新課標全國卷)若要在普通顯微鏡下觀察到質壁分離、RNA和脂肪，下列四組材料中應選擇的一組是()A.水稻胚乳和花生子葉B.天竺葵葉和水稻胚乳C.紫色洋蔥和花生子葉D.天竺葵葉和紫色洋蔥

觀察質壁分離應選用具有大液泡的成熟植物細胞；觀察細胞中的RNA和脂肪需要進行染色處理，因此應選淺色或近白色的組織或細胞。選項所列材料分析如下：從表中分析觀察質壁分離所用的材料應是紫色洋蔥，觀察脂肪所用的材料應是花生子葉，只有C項符合。所含主要成分

是否含大液泡顏色水稻胚乳淀粉否無天竺葵葉淀粉含綠色紫色洋蔥淀粉含紫色花生子葉脂肪否無

二、物質運輸?shù)姆绞郊坝绊懸蛩?.物質運輸?shù)姆绞奖容^項目離子和小分子物質大分子和顆粒物質自由擴散(簡單擴散或單純擴散)協(xié)助擴散(易化擴散)主動運輸(主動轉運)胞吞(內(nèi)吞)和胞吐(外排)方向高濃度→低濃度高濃度→低濃度低濃度→高濃度與濃度無關載體(蛋白)不需要需要需要不需要能量不消耗不消耗消耗消耗項目離子和小分子物質大分子和顆粒物質圖例舉例O2、CO2、甘油等脂溶性物質血漿中葡萄糖進入紅細胞K+進入紅細胞Na+出紅細胞白細胞吞噬細菌、胰腺細胞分泌胰島素2．巧辨物質運輸方式3．判定主動運輸?shù)囊罁?jù)。(1)從運輸方向：只要從低濃度到高濃度運輸，則一定為主動運輸。(2)從達到平衡時的濃度：若達到平衡時細胞內(nèi)外仍存在濃度差則一定是主動運輸，因為自由擴散和協(xié)助擴散達到平衡時內(nèi)外濃度一定相等。(3)消耗能量(ATP)的一定是主動運輸(大分子或顆粒物質的運輸除外)，且該過程因與呼吸作用有關，故溫度可通過影響呼吸作用中酶的活性而影響主動運輸。4．探究物質跨膜運輸?shù)姆绞?/p>

(1)探究是主動運輸還是被動運輸。

(2)探究是自由擴散還是協(xié)助擴散。5.影響跨(穿)膜運輸?shù)囊蛩?1)內(nèi)因：載體(蛋白)的種類和數(shù)量。(2)外因：①物質濃度(在一定的濃度范圍內(nèi))：②氧氣濃度：③溫度：影響生物膜的流動性和酶的活性，因而會影響物質跨(穿)膜運輸?shù)乃俾??！緩娬{】

1.RNA和蛋白質等大分子物質進出細胞核是通過核孔，而不是通過胞吞、胞吐。2.離子運輸≠主動運輸Na＋、K＋等無機鹽離子一般以主動運輸進出細胞，但也可通過協(xié)助擴散進出細胞。3.植物吸收水分的方式是自由擴散，而對無機鹽離子則以主動運輸方式吸收，因此可以說植物對水分和無機鹽的吸收是兩個相對獨立的過程。例1.(2011·新課標全國卷)撕取紫色洋蔥外表皮，分為兩份，假定兩份外表皮細胞的大小、數(shù)目和生理狀態(tài)一致，一份在完全營養(yǎng)液中浸泡一段時間，浸泡后的外表皮稱為甲組；另一份在蒸餾水中浸泡相同的時間，浸泡后的外表皮稱為乙組。然后，兩組外表皮都用濃度為0.3g/mL

的蔗糖溶液處理，一段時間后表皮細胞中的水分不再減少，此時甲、乙兩組細胞水分滲出量的大小，以及水分運出細胞的方式是()A．甲組細胞的水分滲出量與乙組細胞的相等，主動運輸B．甲組細胞的水分滲出量比乙組細胞的高，主動運輸C．甲組細胞的水分滲出量比乙組細胞的低，被動運輸D．甲組細胞的水分滲出量與乙組細胞的相等，被動運輸C2.(2010·山東高考)由圖中曲線a、b表示物質跨(穿)膜運輸?shù)膬煞N方式，下列表述正確的是()A.脂溶性小分子物質不能通過方式a運輸B.與方式a有關的載體蛋白覆蓋于細胞膜表面C.方式b的最大轉運速率與載體蛋白數(shù)量有關D.抑制細胞呼吸對方式a和b的轉運速率均有影響C3.(2010·上海高考)如圖表示一種物質的跨(穿)膜運輸方式，下列敘述中正確的是()A.該膜中載體蛋白也能運輸蔗糖B.碘以該方式進入海帶細胞C.該方式不會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象D.該方式發(fā)生在被運輸物質從高濃度到低濃度時D

具體分析如下，A項錯誤，跨(穿)膜運輸中的載體蛋白具有專一性，運輸葡萄糖的載體蛋白不能運輸蔗糖；B項錯誤，碘進入細胞的方式為主動運輸(主動轉運)而不是協(xié)助擴散(易化擴散)；C項錯誤，由于膜上運輸相應物質的載體蛋白數(shù)量是有限的，所以協(xié)助擴散(易化擴散)和主動運輸(主動轉運)過程均存在一個最大運輸速率；D項正確，據(jù)圖可知，葡萄糖進入細胞需要載體蛋白，而不需要能量，故該跨膜運輸方式為協(xié)助擴散(易化擴散)，只能從高濃度區(qū)運輸?shù)降蜐舛葏^(qū)?！窘忸}指南】解答本題可按以下思路分析：(1)明確物質出入細胞的各種方式及影響因素；(2)根據(jù)模式圖給予的信息判斷物質出入細胞的方式；(3)明確葡萄糖、蔗糖和碘進入細胞的方式。例4、如圖1為物質出入細胞的示意圖，圖2中曲線甲、乙分別代表物質進入細胞的兩種方式。請據(jù)圖回答：(1)①曲線甲代表______________，曲線乙中Q點對應時刻細胞不再吸收該物質分子，此時，限制物質進入細胞的因素可能是____。自由擴散能量供應不足或者細胞膜上運輸該物質的載體蛋白數(shù)量有限②已知某海洋生物的細胞中物質X和物質Y的濃度分別為0.60和0.14，而海水中物質X和物質Y濃度分別為0.29和0.38(單位均為mol/L)，由此可知該細胞能主動地________(吸收/排出)物質X，可用圖1中的________(a、b、c、d、e)表示，這體現(xiàn)了細胞膜的功能特性是________________。吸收a選擇透過性大量水被腎集合管管壁細胞重吸收，則代表此過程中水的流動可用________(a、b、c、d、e)表示。

(2)若圖1代表甲型H1N1流感病毒感染者的B細胞的細胞膜，則該細胞能夠分泌________，該過程被稱為________，其依賴于細胞膜具有________________的結構特點。c抗體胞吐作用一定的流動性③細胞膜水通道、離子通道是普遍存在的。若腎集合管管壁細胞膜受刺激后發(fā)生興奮時，水通道開放，破題思路：解析：

(1)圖2中的曲線甲表明細胞所吸收物質的數(shù)量與細胞內(nèi)、外溶液的濃度差成正比，沒有飽和現(xiàn)象，說明細胞吸收該物質的方式屬于自由擴散。

(1)聯(lián)想細胞膜的成分、結構→確定圖1中A、B、C的名稱。聯(lián)系載體蛋白(a、d、e)與通道蛋白(圖中c)如Na＋內(nèi)流、K＋外流等知識。(2)聯(lián)想自由擴散、協(xié)助擴散、主動運輸三種方式的特點→確定圖1中a、b、c、d、e及圖2中甲、乙曲線的運輸方式。當細胞內(nèi)部物質濃度高于外界物質濃度之后，仍能吸收該物質，可見細胞能夠逆濃度梯度吸收該物質，說明該物質的跨膜運輸方式屬于主動運輸，并且在Q點不再吸收，此時限制該物質進入細胞的因素可能是細胞供能不足或者細胞膜上運輸該物質的載體蛋白數(shù)量有限。某海洋生物細胞中物質X和物質Y的濃度分別為0.60和0.14，而海水中物質X和物質Y的濃度分別為0.29和0.38(單位均為mol/L)，分析曲線乙，由此可推出該細胞能主動吸收物質X，可用圖1中a表示。(2)漿細胞能夠合成并分泌抗體，抗體為大分子，只能通過胞吐作用分泌到細胞外，該過程依賴于細胞膜的結構特點：一定的流動性。

(1)若圖1表示神經(jīng)細胞膜，當受刺激產(chǎn)生興奮時，與此有關的離子流動可用____________(a、b、c、d、e)表示。提示：c(2)請根據(jù)圖2的左圖中繪出協(xié)助擴散方式。思維延伸解題模板：如何快速確定物質運輸方式

植物細胞吸水和失水的實驗探究1.實驗流程2.植物細胞發(fā)生質壁分離的原因分析(1)原因：外因：外界溶液濃度＞細胞液濃度內(nèi)因原生質層相當于一層半透膜細胞滲透失水

細胞壁的伸縮性小于原生質層宏觀：堅挺→萎蔫液泡：大→小微觀細胞液顏色：淺→深原生質層：與細胞壁分離(2)表現(xiàn)3.植物細胞質壁分離與復原實驗的拓展及應用(1)判斷細胞的死活：

發(fā)生質壁分離和復原→活細胞

不發(fā)生質壁分離→死細胞實驗單一變量：待測細胞的生活狀態(tài)。(2)測定細胞液濃度范圍：待測細胞＋一系列濃度梯度的蔗糖溶液細胞液濃度范圍等于未發(fā)生質壁分離和剛剛發(fā)生質壁分離的外界溶液的濃度范圍。實驗單一變量：不同濃度的蔗糖溶液。待測細胞＋蔗糖溶液(3)比較不同植物細胞的細胞液濃度：不同植物細胞＋同一濃度的蔗糖溶液剛發(fā)生質壁分離時所需時間比較→判斷質壁分離速度(或細胞液濃度)。實驗單一變量：不同植物細胞。(4)比較未知濃度溶液的濃度大?。和恢参锏某墒旒毎粗獫舛鹊娜芤簞倓偘l(fā)生質壁分離所需時間→比較所用時間長短→判斷溶液濃度的大小(時間越短，未知溶液的濃度越大)。實驗單一變量：未知濃度的溶液。(5)驗證原生質層和細胞壁伸縮性大?。喊l(fā)生質壁分離現(xiàn)象→細胞壁伸縮性小于原生質層伸縮性成熟植物細胞＋蔗糖溶液不發(fā)生質壁分離→細胞壁伸縮性大于或等于原生質層的伸縮性實驗單一變量：植物細胞結構特性。(6)鑒別不同種類的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)：只發(fā)生質壁分離→溶質不能通過細胞膜(如蔗糖)

質壁分離后又自動復原→溶質能通過細胞膜(如KNO3)實驗單一變量：不同種類的溶液。成熟植物細胞＋不同種類溶液【名師點睛】質壁分離與復原實驗應注意的問題(1)選擇有大液泡且液泡帶有顏色的細胞作為實驗材料。(2)滴加蔗糖溶液和清水時，必須在實驗桌上進行，不能在顯微鏡的載物臺上進行。(3)使用的蔗糖溶液的濃度要適宜，濃度過高，質壁分離速