1、第8講 細胞的物質輸入與輸出【考綱要求】 1.實驗：通過模擬實驗探究膜的透性，觀察植物細胞的質壁分離和復原2.物質出入細胞的方式()【知識梳理】一、水分的跨膜運輸：1. “水分進出哺乳動物紅細胞”實驗：紅細胞內的血紅蛋白等有機物 (能/不能)透過細胞膜。動物細胞的細胞膜相當于一層 。當外界溶液的濃度比細胞質的濃度 時，細胞吸水膨脹；當外界溶液的濃度比細胞質的濃度 時，細胞失水皺縮；當外界溶液的濃度比細胞質的濃度 時，水分進出細胞處于動態(tài)平衡。活細胞吸水或失水的多少取決于 。2. 高等植物成熟細胞的原生質層包括 、 和 三層構成。植物細胞的原生質層相當于一層 。當 濃度小于外界溶液濃度時，細胞通

2、過 失水，細胞壁和原生質層發(fā)生分離，此現象稱為 。發(fā)生質壁分離的細胞，當 濃度小于外界溶液濃度時，細胞通過 吸水，細胞壁和原生質層慢慢地恢復成原來的狀態(tài)，此現象稱為 。3. 植物細胞的質壁分離和復原證明水分子是可以出入 的物質；而且水分子進出細胞的方向取決于 兩邊溶液的濃度，細胞吸水和失水是水分子順 進行跨膜運輸的過程。同時也證明 是選擇透過性膜，因為，蔗糖分子并未如水分子那樣進出細胞膜。4. 探究實驗的一般步驟：提出問題_ _ _。5. 植物細胞作為一個透系統(tǒng)，作為半透膜的是 。將洋蔥表皮細胞用鹽酸處理一段時間，燒杯中的水分變紫，紫色物質透過的結構： 。二、無機鹽的跨膜運輸1. （1）水稻吸

3、收 多，吸收 較少，番茄吸收 較多，吸收 較少。說明不同植物對不同 的吸收表現出較大差異。 （2）人體甲狀腺濾泡上皮細胞中碘的含量明顯 血液中碘的含量。（3） 不同微生物對 的吸收表現出較大的差異。物質跨膜運輸并不都是_的。細胞對于物質的輸入和輸出有_。2. 細胞膜和其他生物膜都是 膜，可以讓 自由通過。一些 和 也可以通過，而其他的離子 、小分子和大分子則不能通過. 三、物質進出細胞的方式：1.物質進出細胞的方式有： 、 、 、 。被動運輸對能量的要求是 ，種類分為 ，各自的特點是：自由擴散的特點 ，協(xié)助擴散的特點是： ，運輸的動力是： ，運輸的方向是 。2.自由擴散的物質舉例： ，協(xié)助擴散

4、的物質舉例： 。主動運輸的特點是 。3.主動運輸的意義： _ 。細胞攝入和排出大分子物質的方式是 。依據的原理是 。預習自測1判斷有關細胞吸水和失水敘述的正誤(1)細胞膜對膜兩側物質的進出具有選擇性( )(2)植物細胞的原生質層由細胞膜和液泡膜組成( )(3)當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞一定會發(fā)生質壁分離( )(4)所有小分子物質均可通過細胞膜進入細胞( )2判斷下列有關物質運輸說法的正誤(1)植物細胞通過主動運輸吸收不同礦質離子的速率都相同 ( )(2)植物主動運輸礦質離子的過程只發(fā)生在活細胞中 ( )(3)低溫不影響礦質離子的吸收速率( )(4)血漿中的碘進入甲狀腺濾泡上皮細胞屬于

5、自由擴散 ( )(5)氫離子可以通過擴散作用進入液泡內 ( ) (6)主動運輸過程中，需要載體蛋白協(xié)助和 ATP 提供能量 ( )(7)細胞對離子的吸收具有選擇性( )(8)液泡中積累大量離子，故液泡膜不具有選擇透過性( )3連線物質運輸的方式、特點和實例【課堂考點】 考點一 滲透作用的原理及應用1.滲透系統(tǒng)的組成： 那么，滲透作用的條件有：_分析：當S1濃度>S2濃度時，_當S1濃度=S2濃度時，_當S1濃度S2濃度時，_2應用： (1)驗證滲透作用發(fā)生的條件具有半透膜：具有濃度差：(2)比較不同溶液濃度大小 漏斗內燒杯內溶液濃度MN現象及結論若漏斗內液面上升，則M>N

6、若漏斗內液面不變，則MN若漏斗內液面下降，則M<N例1 ：植物細胞的主要吸水方式是滲透吸水。某興趣小組為研究滲透吸水做了一個實驗，該實驗的簡易滲透吸水裝置如圖甲所示，圖甲中液面上升的高度與時間的關系如圖乙所示，一成熟植物細胞被放在某外界溶液中處于的一種狀態(tài)(此時細胞有活性)如圖丙所示。請判斷下列相關敘述中錯誤的是() A由圖甲中漏斗液面上升可知，實驗伊始b側液體的濃度大于a側的B由圖乙可知圖甲中漏斗里溶液的吸水速率在下降 C圖丙中相當于圖甲中c結構的是D把圖丙所示狀態(tài)的細胞放在清水中，會發(fā)生質壁分離3.動植物細胞能通過滲透作用吸水或失水動物細胞植物細胞條件半透膜濃度差原理水分子運動方向現

7、象例2鮮蘿卜中挖一凹槽，在凹槽中放入濃鹽水。一段時間后，蘿卜變軟，凹槽中水分增多。下列圖示的實驗與此實驗原理差異最大的是( )考點二、植物細胞的吸水和失水的實驗探究及應用1.實驗原理成熟的植物細胞的原生質層相當于一層半透膜，細胞液具有一定的濃度，能夠滲透失水和吸水。2實驗流程3.原因分析：外因是：_ 內因是：_4實驗結論成熟植物細胞能與外界溶液發(fā)生滲透作用，當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞失水；當外界溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞吸水。例3：圖為甲同學進行的一項實驗的基本操作步驟，其中敘述錯誤的是()AB步驟是觀察細胞質大小及細胞壁的位置 BE步驟滴加的是清水C該實驗是觀察植物細胞的質壁分

8、離與復原 D實驗前后的處理形成了自身對照考點三：物質進出細胞的方式：1.比較：物質出入細胞的方式被動運輸主動運輸自由擴散協(xié)助擴散運輸方向是否需要載體是否消耗能量舉例   總結：1影響物質跨膜運輸的因素 (1)物質濃度(在一定的濃度范圍內)：(2)氧氣濃度：(3)溫度：2.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。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)助擴散或離子通道進出細胞。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。跨膜運輸包括主動運輸

9、(轉運)和被動運輸(轉運)，是由物質直接穿過細胞膜完成的，是小分子物質 進出細胞的物質運輸方式，其動力來自于物質濃度差或ATP。胞吞(內吞)和胞吐(外排)是借助于膜的融合完成的，與膜的流動性有關；是大分子和顆粒物質進出細 胞的物質運輸方式，靠ATP提供動力。例4：如圖是物質進出細胞方式的概念圖，下列對圖示分析正確的是()A據圖可確定為既耗能又需載體蛋白的主動運輸B、兩種方式的共同特點是逆濃度梯度運輸物質C母乳中的免疫球蛋白可通過、兩種方式被吸收 D果脯腌制時蔗糖進入細胞與胞吞作用有關總結：兩種方法判斷物質進出細胞的方式(1)根據分子大小與載體蛋白、能量的需要判斷(2)根據運輸方向判斷：逆濃度梯

10、度的跨膜運輸方式為主動運輸；順濃度梯度的跨膜運輸方式有三種可能：自由擴散、協(xié)助擴散、主動運輸。若要判斷是哪一種，需要再根據是否需要載體蛋白或能量判斷。 運輸方向圖解實例備注胞吞    胞吐   【課后習題】1用濃度為0.075 g/mL的紅色胭脂紅染液代替蔗糖溶液，滴加至無色的洋蔥內表皮周圍，也會發(fā)生質壁分離現象。此時呈紅色的部位是()A整個細胞B細胞膜和細胞壁之間C細胞膜以內 D細胞膜和液泡膜之間2下圖表示某種離子跨膜運輸的過程，下列敘述不確切的是()A圖中膜結構表示細胞膜 B該離子跨膜運輸方式為主動運輸C該離子

11、與膜上的載體蛋白結合具有專一性D膜上載體蛋白結合離子后其空間結構發(fā)生改變3下圖表示物質跨膜轉運的一種方式。據圖分析錯誤的是()A圖中的物質可代表甘油分子 B這種轉運方式不可逆濃度梯度進行C細胞產生的能量不影響該物質的轉運速率D載體蛋白在物質轉運過程中形狀會發(fā)生改變4人體肝細胞內CO2分壓和K濃度高于細胞外，而O2分壓和Na濃度低于細胞外，上述四種物質中通過主動運輸進入該細胞的是 ()ACO2BO2CKDNa5.右圖表示在一定范圍內細胞膜外某物質濃度變化與該物質進入細胞膜內速度的關系，下列關于該物質的說法，正確的是()A可能是甘油和脂肪酸 B進入細胞的方式是自由擴散C通過膜時必須有載體蛋白參與D

12、只能從濃度低的一側向濃度高的一側運輸6某科學家在研究細胞膜運輸物質時發(fā)現有下列四種關系，分別用下列四種曲線表示：在研究肝細胞運輸物質X時，發(fā)現與曲線和相符，試問：細胞膜運輸物質X的方式是 ()A主動運輸 B自由擴散 C胞吞和胞吐 D協(xié)助擴散7某哺乳動物神經細胞內外的K和Na濃度見下表。下列屬于主動運輸的是()細胞內濃度(mmol·L1)細胞外濃度(mmol·L1)K140.03.0Na18.0145.0A.K經鉀離子通道排出細胞 BK與有關載體蛋白結合排出細胞CNa經鈉離子通道排出細胞 DNa與有關載體蛋白結合排出細胞8為探究茉莉酸(植物生長調節(jié)劑)對離體培養(yǎng)的成熟胡楊細胞

13、質壁分離的影響，將細胞分別移至不同的培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)3天，結果如表。下列敘述錯誤的是()組別培養(yǎng)液中另添加的成分結果NaCl茉莉酸部分細胞質壁分離細胞正常，無質壁分離細胞正常，無質壁分離注：“”表示有添加，添加后NaCl濃度為100mmol·L1，茉莉酸濃度為103 mg·L1；“”表示無添加。A胡楊細胞通過滲透作用吸水和失水 B質壁分離的胡楊細胞液泡體積變小CNaCl為自變量，茉莉酸為因變量D茉莉酸對NaCl引起的胡楊細胞質壁分離有抑制作用9為研究甲地某植物能不能移植到乙地生長，某生物學研究性學習小組設計了一個測定該植物細胞液濃度的實驗方案，實驗結果如下表：濃度/mol&

14、#183;L10.150.20.250.3質壁分離狀況不分離剛分離顯著顯著他們又測定了乙地土壤溶液濃度，發(fā)現乙地土壤溶液的濃度適合該植物生長，則乙地土壤溶液濃度最可能是()A0.2 mol/L B0.2 mol/L C<0.2 mol/L D0.15 mol/L<土壤溶液濃度<0.3 mol/L10下圖為生物膜與人工脂雙層膜對多種物質的透性值，下列選項中不正確的是()AK透過生物膜的速度比Cl快 BK透過人工膜的速度與Na相同CCO2通過生物膜的方式是自由擴散 DNa通過人工膜的方式是協(xié)助擴散11甲、乙兩種小分子物質在細胞內外的濃度情況如右圖所示，在進行跨膜運輸時，下列說法正

15、確的是()A甲進入細胞一定需要能量 B甲運出細胞一定有載體蛋白的參與C乙進入細胞一定不需要能量 D乙運出細胞一定有載體蛋白的參與12下圖甲是哺乳動物M的紅細胞長時間處在不同濃度的NaCl溶液中，紅細胞的體積(V)與初始體積(V0)之比的變化曲線；圖乙是紅細胞裂解后正常、外翻性小泡的形成示意圖。下列相關分析正確的是()A該紅細胞細胞內液與90 mmol·L1NaCl溶液濃度相當B250 mmol·L1NaCl溶液不影響該細胞代謝C細胞裂解及小泡的形成可體現生物膜的選擇透過性D外翻性小泡膜外側可能不含有信號分子的受體13.鹽堿地中生活的某種植物細胞的液泡膜上有一種載體蛋白，能將

16、細胞質中的Na逆濃度梯度運入液泡，從而減輕Na對細胞質中酶的傷害。下列敘述錯誤的是()ANa進入液泡的過程要消耗細胞的能量 BNa進入液泡的過程體現了液泡膜的選擇透過性C該載體蛋白作用的結果不利于增強細胞的吸水力D該載體蛋白作用的結果有助于提高植物的耐鹽性14.圖甲表示四種不同的物質在一個動物細胞內外的相對濃度差異。其中通過圖乙所示的過程來維持細胞內外濃度差異的物質是()ANa BCO2 C胰島素 DK15.用2mol·L-1的乙二醇（能自由擴散進入細胞）溶液和2mol·L-1的蔗糖溶液分別浸浴某種植物細胞，觀察質壁分離現象，得到其原生質體體積變化情況如下圖所示。下列敘述不

17、正確的是A.該細胞不可能是根尖分生區(qū)的細胞 B.AB段曲線表明細胞液濃度在逐漸增大C.BC段表明該細胞開始因失水過多而逐漸死亡D.用一定濃度的KNO3溶液代替乙二醇溶液，可得到類似的結果16下圖中縱坐標表示物質通過膜的運輸速率。請據圖回答：(1)心肌細胞吸收O2、K的運輸方式依次是_(填圖的序號)。圖b出現BC平臺的主要原因是_。(2)對綠色植物而言，決定能否吸收土壤中某種離子的直接因素是_。(3)若對離體的心肌細胞施用某種毒素，結果Ca2吸收量顯著減少，而K、C6H12O6等物質的吸收不受影響，其可能原因是_。若用呼吸作用抑制劑處理心肌細胞，則Ca2、K、C6H12O6等物質的吸收均受到顯著

18、的影響，其原因是_。17.下圖是生物膜流動鑲嵌模型及物質跨膜運輸示意圖，其中離子通道是一種通道蛋白，該通道蛋白是橫跨質膜的親水性通道，具有離子選擇性。請據圖回答有關問題。(1)很多研究成果有力支持“脂溶性物質易透過生物膜，不溶于脂質的物質不易透過生物膜”這一說法。這證明組成細胞膜的主要成分中有_。(2)鯊魚體內能積累大量的鹽，鹽分過高時就要及時將多余的鹽分排出體外，經研究，鯊魚體內多余的鹽分是經途徑排出的，那么其跨膜運輸的方式是_。(3)對蟾蜍的離體心臟施加某種毒素后Ca2的吸收明顯減少，但K、C6H12O6的吸收不受影響，最可能的原因是該毒素抑制了心肌細胞膜上轉運Ca2的_的活性。(4)檉柳

19、是泌鹽植物，葉子和嫩枝可以將吸收到植物體內的鹽分排出，是強耐鹽植物。檉柳從土壤中吸收無機鹽的方式是主動運輸還是被動運輸，請設計實驗加以證明。實驗步驟：a取甲、乙兩組生長發(fā)育相同的檉柳幼苗，放入適宜濃度的含有Ca2、K的溶液中。b甲組給予正常的呼吸條件，乙組_。c_。實驗結論：a若兩組植株對Ca2、K的吸收速率相同，說明_；b_。18.下圖中甲、乙兩圖是滲透裝置示意圖，丙圖是根毛細胞示意圖，請根據甲、乙、丙三圖回答下列問題：(甲圖是發(fā)生滲透作用的初始狀態(tài)，乙圖是發(fā)生了較長時間的滲透作用之后達到平衡的狀態(tài)。甲圖中，1為清水，2為30%的蔗糖溶液)(1) 典型的滲透裝置必須具備兩個條件：_，_。(2)比較甲圖中1和2處溶液濃度的大小：_。(3)丙圖中7的名稱為_。甲圖中的3相當于丙圖中的_，它與丙圖中相應結構的區(qū)別是_。(4)若把根毛細胞放在30%的蔗糖溶液中，它將出現，再放入清水中，它又出現_。(5)