高三生物復(fù)習(xí)必修1第6講物質(zhì)的輸入與輸出

第6講物質(zhì)的輸入與輸出1.知識內(nèi)容考綱要求考綱理解物質(zhì)出入細胞的方式Ⅱ列舉物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?；理解物質(zhì)出入細胞的各種方式及影響因素；掌握生物膜的流動鑲嵌模型實驗：通過模擬實驗探究膜的透性實驗與探究能力掌握生物膜的選擇透過性及與半透膜的區(qū)別實驗：觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗與探究能力掌握植物細胞質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗的原理、過程及拓展應(yīng)用2.一、細胞的吸水和失水1．原理：發(fā)生了滲透作用。該作用必須具備兩個條件：(1)具有_________。(2)膜兩側(cè)溶液具有_______。2．動物細胞的吸水和失水(以紅細胞為例：紅細胞膜相當于一層半透膜)(1)當外界溶液濃度＜細胞質(zhì)濃度時，細胞________。(2)當外界溶液濃度＞細胞質(zhì)濃度時，細胞_________。(3)當外界溶液濃度等于細胞質(zhì)濃度時，水分子進出到達動態(tài)平衡。半透膜濃度差吸水膨脹失水皺縮3.3．植物細胞的吸水和失水(1)結(jié)構(gòu)：細胞壁是全透性的，原生質(zhì)層包括_______________________________________，具有______________；細胞液具有______________。(2)條件：成熟植物細胞中央具有______________。(3)驗證：當外界溶液的濃度大于細胞液濃度時，細胞就通過滲透作用失水，植物細胞就發(fā)生__________現(xiàn)象；將已發(fā)生質(zhì)壁別離的植物細胞放入清水中，此時細胞液的濃度高于外界清水，植物細胞就吸水，發(fā)生________________現(xiàn)象。細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)選擇透過性一定濃度中央大液泡質(zhì)壁別離質(zhì)壁別離復(fù)原4.二、物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗?．對無機鹽的吸收實例(1)水稻和番茄對同一離子的吸收量________。(2)人體甲狀腺濾泡上皮細胞可以從血液中________吸收碘。(3)不同微生物對不同礦物質(zhì)的吸收表現(xiàn)出較大的差異。2．生物膜的特性細胞膜和其他生物膜可以讓水分子自由通過，一些________________也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子那么不能通過，因此它們都是________________膜。不同主動離子和小分子選擇透過性5.三、對生物膜的探索歷程1．19世紀末，歐文頓根據(jù)脂溶性物質(zhì)更容易通過細胞膜，提出膜是由脂質(zhì)組成的。2．20世紀初，化學(xué)分析說明，膜的主要成分是_____________________。3．1925年，荷蘭科學(xué)家得出結(jié)論：細胞膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的_______。4．20世紀40年代，科學(xué)家推測脂質(zhì)兩邊各覆蓋著_______。脂質(zhì)和蛋白質(zhì)兩層蛋白質(zhì)6.5．1959年，羅伯特森認為生物膜由____________________________三層靜態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)成。6．1970年，人鼠細胞雜交實驗說明，細胞膜具有_______。7．1972年，桑格和尼克森提出的生物膜的______________模型為大多數(shù)人所接受。流動鑲嵌流動性蛋白質(zhì)－脂質(zhì)－蛋白質(zhì)7.

一、生物膜的流動鑲嵌模型

1．流動鑲嵌模型

(1)組成成分及其結(jié)構(gòu)圖示8.(2)根本內(nèi)容磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的根本支架，這個支架不是靜止的。磷脂雙分子層是輕油般的流體，具有流動性。蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂雙分子層外表，有的局部或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運動的。9.2．結(jié)構(gòu)特點——具有一定的流動性(1)結(jié)構(gòu)根底：構(gòu)成膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運動的。(2)實驗驗證——人鼠細胞融合實驗10.(3)實例證明：質(zhì)壁別離與復(fù)原、變形蟲運動、胞吞和胞吐、白細胞吞噬細菌等。3．功能特點：選擇透過性表現(xiàn)：植物根對礦質(zhì)元素的選擇性吸收，神經(jīng)細胞對K＋的吸收和對Na＋的排出，腎小管的重吸收和分泌，小腸絨毛上皮細胞對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收等。原因：遺傳性載體種類、數(shù)量選擇性11.

4.流動性和選擇透過性的關(guān)系

(1)區(qū)別結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)代表實例流動性(結(jié)構(gòu)特點)構(gòu)成膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大多數(shù)是可以運動的，而不是靜止的細胞融合、變形蟲變形、白細胞吞噬細菌(胞吞)、分泌蛋白的分泌(胞吐)、溫度改變時膜的厚度改變、動物細胞吸水膨脹或失水皺縮等選擇透過性(功能特性)膜上載體蛋白的種類和數(shù)量不同，決定了出入細胞的物質(zhì)的種類和數(shù)量不同協(xié)助擴散和主動運輸中物質(zhì)進出細胞膜12.(2)聯(lián)系：流動性是選擇透過性的根底，因為只有細胞膜具有流動性，細胞才能完成其各項生理功能，才能表現(xiàn)出選擇透過性。相反，細胞膜失去了選擇透過性，也就意味著細胞已經(jīng)死亡。特別提醒：①只有活細胞才具有膜的流動性和選擇透過性。②膜的流動性受溫度影響，在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度升高，膜的流動性增強。13.5．生物膜的組成、結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系14.二、物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞郊捌溆绊懸蛩?．離子、小分子的跨膜運輸比較物質(zhì)出入細胞的方式被動運輸主動運輸自由擴散協(xié)助擴散運輸方向高濃度→低濃度高濃度→低濃度一般為低濃度→高濃度載體不需要需要需要能量不消耗不消耗消耗15.16.特別提醒：①載體是細胞膜上的一類蛋白質(zhì)，它具有特異性，不同物質(zhì)的載體不同，不同生物細胞膜上的載體的種類和數(shù)量也不同。②載體具有飽和現(xiàn)象，當細胞膜上的某物質(zhì)的載體到達飽和時，細胞吸收該物質(zhì)的速率不再隨物質(zhì)濃度的增大而增大。17.

2．影響自由擴散、協(xié)助擴散、主動運輸?shù)囊蛩?/p>

(1)影響自由擴散的因素：細胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差。

(2)影響協(xié)助擴散的因素：①細胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差；②細胞膜上載體的種類和數(shù)量。

(3)影響主動運輸?shù)囊蛩兀孩佥d體蛋白；②能量(ATP)。凡能影響細胞內(nèi)產(chǎn)生能量的因素，都能影響主動運輸，如氧氣濃度、溫度等。18.3．大分子的囊泡運輸運輸方向?qū)嵗攸c胞吞細胞外→細胞內(nèi)白細胞吞噬細菌等胞吐細胞內(nèi)→細胞外分泌蛋白、神經(jīng)遞質(zhì)的分泌釋放等①大分子進出細胞②需消耗能量，不需載體協(xié)助19.特別提醒：①胞吞和胞吐進行的結(jié)構(gòu)根底是細胞膜的流動性。②胞吞和胞吐與主動運輸一樣也需要能量供給，如果分泌細胞中的ATP合成受阻，那么胞吞、胞吐作用不能繼續(xù)進行。20.4．判斷物質(zhì)運輸方式的方法21.知識點1：物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗纠?】(2021·濟寧模擬)利用紫色的洋蔥外表皮細胞和不同濃度的蔗糖溶液，可以探究細胞質(zhì)壁別離和復(fù)原。以下有關(guān)該實驗的表達正確的選項是()A．該實驗只是觀察了質(zhì)壁別離和復(fù)原現(xiàn)象，沒有設(shè)計對照實驗B．在逐漸發(fā)生質(zhì)壁別離的過程中，細胞的吸水能力逐漸增強C．將裝片在酒精燈上加熱后，再觀察質(zhì)壁別離現(xiàn)象D．不同濃度蔗糖溶液下發(fā)生質(zhì)壁別離的細胞，滴加蒸餾水后都能復(fù)原B22.【思路點撥】該實驗中多組實驗(不同濃度的蔗糖溶液)之間已形成了相互對照，且每組實驗前、后又形成了對照，故有對照實驗。在發(fā)生質(zhì)壁別離過程中，細胞液的濃度逐漸增大，故細胞的吸水能力逐漸增強。該實驗不需加熱，否那么細胞會受熱死亡，觀察不到質(zhì)壁別離及復(fù)原。假設(shè)蔗糖溶液濃度過大，細胞將失水過多死亡，滴加蒸餾水后將不能復(fù)原。23.【舉一反三】用洋蔥鱗片葉表皮細胞制備“觀察細胞質(zhì)壁別離實驗〞的臨時裝片，觀察細胞的變化。以下有關(guān)實驗操作和結(jié)果的表達，正確的選項是()A．將裝片在酒精燈上加熱后，再觀察細胞質(zhì)壁別離現(xiàn)象B．在蓋玻片一側(cè)滴入清水，細胞吸水膨脹但不會破裂C．用不同濃度的蔗糖溶液處理細胞后，均能觀察到質(zhì)壁別離及復(fù)原現(xiàn)象D．當質(zhì)壁別離不能復(fù)原時，細胞仍具正常生理功能B24.【思路點撥】觀察細胞質(zhì)壁別離及復(fù)原現(xiàn)象時，需要細胞具有生理活性，不需要加熱處理。由于有細胞壁限制和保護作用，細胞吸水膨脹但不會漲破。用蔗糖溶液處理細胞時，如果濃度過大，細胞會因過度失水而死亡，也就不會發(fā)生質(zhì)壁別離復(fù)原現(xiàn)象。如果濃度過小，就不會發(fā)生質(zhì)壁別離，更不存在質(zhì)壁別離復(fù)原現(xiàn)象。25.知識點2：生物膜的流動鑲嵌模型【例2】以下四項是神經(jīng)細胞的細胞膜結(jié)構(gòu)模式圖，正確的選項是()26.【思路點撥】磷脂雙分子層構(gòu)成細胞膜的根本支架，其排列方式為：親水性頭部排在外側(cè)，疏水性尾部排在內(nèi)側(cè)。27.【舉一反三】以下圖表示細胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)，其中a和b為物質(zhì)的兩種運輸方式，以下表達正確的()A．細胞膜功能的復(fù)雜程度主要由③決定B．神經(jīng)細胞膜上識別遞質(zhì)的是①C．b可表示肌細胞從組織液中吸收氧氣D．細胞膜的選擇透過性與②有關(guān)，與③無關(guān)B28.【思路點撥】細胞膜功能的復(fù)雜程度主要由膜上的蛋白質(zhì)決定。b過程表示細胞內(nèi)的物質(zhì)自由擴散到細胞外，而氧氣是從細胞外擴散到細胞內(nèi)的。細胞膜的選擇透過性與膜上的磷脂和蛋白質(zhì)都有關(guān)。神經(jīng)細胞膜上識別遞質(zhì)的是膜上的糖蛋白。29.知識點3：物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健纠?】以下關(guān)于物質(zhì)跨膜運輸?shù)谋磉_，錯誤的選項是()A．植物細胞積累K＋需消耗能量B．細胞對離子的吸收具有選擇性C．海水中的海藻細胞可通過積累溶質(zhì)防止質(zhì)壁別離D．液泡中積累大量離子，故液泡膜不具有選擇透過性【思路點撥】無機鹽離子進出細胞的方式主要是主動運輸，主動運輸需要載體和能量。海藻細胞可以通過積累溶質(zhì)提高細胞內(nèi)濃度，不至于造成質(zhì)壁別離。D30.【舉一反三】將一植物細胞放入KNO3溶液中，一段時間后發(fā)生了質(zhì)壁別離，以下說法不正確的選項是()A．此細胞是活細胞B．原生質(zhì)層具有選擇透過性C．發(fā)生質(zhì)壁別離的細胞一段時間后可自動發(fā)生質(zhì)壁別離復(fù)原D．原生質(zhì)層兩側(cè)溶液存在濃度差，KNO3溶液濃度低于細胞液濃度D31.【思路點撥】通過質(zhì)壁別離的實驗可以說明細胞是活細胞、原生質(zhì)層具有選擇透過性，細胞外面溶液的濃度比細胞液濃度高。由于細胞放入KNO3溶液中，K＋、可以通過主動運輸進入細胞內(nèi)，使細胞液濃度升高，所以發(fā)生質(zhì)壁別離的細胞一段時間后可自動發(fā)生質(zhì)壁別離復(fù)原。32.一、觀察植物細胞的質(zhì)壁別離及復(fù)原1．原理：成熟的植物細胞構(gòu)成滲透系統(tǒng)可發(fā)生滲透作用。33.2．流程34.

特別提醒：該實驗為自身對照，低倍鏡下觀察到的正常狀態(tài)的洋蔥鱗片葉表皮細胞為對照組。35.3．實驗應(yīng)注意的幾個問題

(1)實驗成功的關(guān)鍵之一是實驗材料的選擇。必須選擇有大液泡并最好有顏色的植物細胞，便于在顯微鏡下觀察現(xiàn)象。

(2)滴加蔗糖溶液或清水時，應(yīng)在載物臺上操作；觀察時，用低倍物鏡即可。36.(3)選用的蔗糖溶液濃度要適宜。過低缺乏以引起質(zhì)壁別離或質(zhì)壁別離所需時間過長；過高，如50%的蔗糖溶液，那么易造成植物細胞失水過多過快而死亡。原生質(zhì)層的選擇透過性是發(fā)生質(zhì)壁別離和復(fù)原的內(nèi)在前提，死亡的細胞既不會發(fā)生質(zhì)壁別離，也不會發(fā)生質(zhì)壁別離復(fù)原。(4)發(fā)生質(zhì)壁別離復(fù)原需要將已質(zhì)壁別離的植物細胞再置于低濃度的溶液或清水中，但如果所用溶液為葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，質(zhì)壁別離后因細胞主動或被動吸收溶質(zhì)微粒而使細胞液濃度增大，植物細胞會吸水引起質(zhì)壁別離后的自動復(fù)原。37.(5)質(zhì)壁別離后在細胞壁和細胞膜之間充滿的是濃度降低的外界溶液，因細胞壁是全透性且有水分通過原生質(zhì)層滲出來。(6)質(zhì)壁別離過程中，外界溶液濃度大于細胞液濃度；質(zhì)壁別離復(fù)原過程中，外界溶液濃度小于細胞液濃度。38.二、細胞膜選擇透過性實驗探究1．判斷成熟植物細胞的死活待測成熟植物細胞＋適宜濃度的蔗糖溶液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介于未發(fā)生質(zhì)壁別離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁別離的蔗糖溶液的濃度之間。39.3．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剛發(fā)生質(zhì)壁別離時所需時間的比較判斷細胞液濃度(即時間越短，細胞液濃度越小)。4．鑒別不同種類的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)相同成熟植物細胞＋不同種類溶液40.5．比較一系列溶液的濃度大小同一植物的相同成熟細胞＋未知濃度的溶液記錄剛剛發(fā)生質(zhì)壁別離所需時間→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)6．驗證原生質(zhì)層和細胞壁伸縮性大小成熟植物細胞＋別離劑41.【例】(2021·臨沂模擬)以紫色洋蔥鱗片葉外表皮為材料觀察植物細胞的質(zhì)壁別離現(xiàn)象，以下表達錯誤的選項是()A．在發(fā)生質(zhì)壁別離的細胞中能觀察到紫色中央液泡逐漸縮小B．滴加30%的蔗糖溶液比10%的蔗糖溶液引起細胞質(zhì)壁別離所需時間短C．發(fā)生質(zhì)壁別離的細胞放入清水中又復(fù)原，說明細胞保持活性D．用高濃度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起細胞質(zhì)壁別離D42.【思路點撥】此題主要考查對質(zhì)壁別離及其復(fù)原現(xiàn)象的理解。當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，植物細胞發(fā)生滲透失水，液泡體積變小，原生質(zhì)層與細胞壁別離，A項正確；質(zhì)壁別離的速率與外界溶液濃度大小有關(guān)，外界溶液濃度越大，質(zhì)壁別離