高考生物一輪復(fù)習(xí)課件：+細(xì)胞出入細(xì)胞的方式

第8講│物質(zhì)出入細(xì)胞的方式

考點(diǎn)整合小于失水動(dòng)態(tài)平衡細(xì)胞膜液泡膜滲透作用高于質(zhì)壁分離復(fù)原不同礦物質(zhì)選擇透過(guò)性

甘油載體載體能量(ATP)

要點(diǎn)探究

?探究點(diǎn)一細(xì)胞的吸水和失水

1.原理：滲透作用。發(fā)生滲透作用必須具備兩個(gè)條件：(1)具有半透膜；(2)膜兩側(cè)溶液具有濃度差。這里的濃度是指物質(zhì)的量濃度(摩爾濃度)，如果是其他濃度要換算成物質(zhì)的量濃度后才能比較濃度的大小，從而判斷細(xì)胞是吸水還是失水。2.動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水紅細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜，允許水分子自由通過(guò)，而細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等分子不能通過(guò)。水分進(jìn)出哺乳動(dòng)物

紅細(xì)胞的狀況可用圖8－1表示：圖8－13.成熟植物細(xì)胞的吸水和失水

(1)成熟植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)注意比較選擇透過(guò)性膜與半透膜的異同：①相同點(diǎn)：都可以讓水分子自由通過(guò)，都不允許大分子物質(zhì)通過(guò)。

②不同點(diǎn)：只要分子比半透膜的孔徑小，就能通過(guò)；而對(duì)選擇透過(guò)性膜來(lái)說(shuō)，即便是小分子，只要不是細(xì)胞所要選擇吸收的，就不能通過(guò)。

③特別提醒：選擇透過(guò)性膜是生理學(xué)概念，選擇透過(guò)性膜具有生物活性。半透膜是物理學(xué)概念，物質(zhì)的透過(guò)與不透過(guò)，取決于半透膜孔隙的直徑大小。(2)細(xì)胞液(特指液泡內(nèi)的液體)具有一定的濃度①當(dāng)外界溶液的濃度＜細(xì)胞液的濃度時(shí)→細(xì)胞吸水→細(xì)胞呈膨脹狀態(tài)；②當(dāng)外界溶液的濃度＞細(xì)胞液的濃度時(shí)→細(xì)胞失水→質(zhì)壁分離；③當(dāng)外界溶液的濃度＝細(xì)胞液的濃度時(shí)→水分進(jìn)出細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡。

4.滲透作用的結(jié)果：從微觀水平分析，水分子可以通過(guò)半透膜進(jìn)行雙向擴(kuò)散；從宏觀水平觀察，水分子是從低濃度溶液流向高濃度溶液，直至達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。【說(shuō)明】物質(zhì)分子是否通過(guò)取決于物質(zhì)分子與小孔的相對(duì)大小，但所有的半透膜的小孔都大于水分子的直徑，即水分子都能通過(guò)。生物膜相當(dāng)于半透膜，可以作為半透膜使用，但生物膜中的核膜不能作為半透膜，因?yàn)楹四ど嫌泻丝住?/p>

【答案】

D

【解析】在上述幾種溶液中，我們?nèi)菀追治龀稣麴s水的濃度最低，遠(yuǎn)小于細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞吸水有膨脹的趨勢(shì)，所以A是蒸餾水。排除答案BD。在0.3mol/L的蔗糖溶液中，由于蔗糖是大分子，不會(huì)透過(guò)原生質(zhì)層進(jìn)入細(xì)胞中，又比細(xì)胞液的濃度大，細(xì)胞失水發(fā)生質(zhì)壁分離。在0.4mol/L的KNO3溶液中開(kāi)始發(fā)生質(zhì)壁分離，后由于細(xì)胞吸收K離子和硝酸根離子，使細(xì)胞液的濃度增大，細(xì)胞再發(fā)生滲透吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。所以對(duì)應(yīng)的應(yīng)該是B曲線。

【點(diǎn)評(píng)】鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)可發(fā)生下列現(xiàn)象：成熟植物細(xì)胞＋不同種類溶液只發(fā)生質(zhì)壁分離→溶質(zhì)不能通過(guò)半透膜的溶液(如蔗糖)質(zhì)壁分離后又自動(dòng)復(fù)原→溶質(zhì)能通過(guò)半透膜的溶液(KNO3溶液)

本題的外界溶液有KNO3溶液，跟其他的溶質(zhì)溶液作為外界溶液有所不同。下列變式演練考查的是一定濃度的溶質(zhì)是否會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原。

【答案】

D

【解析】此題很容易選C。分析圖中曲線，a曲線原生質(zhì)體積增大，說(shuō)明是洋蔥表皮細(xì)胞吸水膨脹引起。b曲線先質(zhì)壁分離后復(fù)原，這是洋蔥表皮細(xì)胞在0.3g/mL尿素溶液中會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象。c曲線先發(fā)生質(zhì)壁分離，在n點(diǎn)用清水處理洋蔥表皮后，又發(fā)生質(zhì)壁分離后復(fù)原現(xiàn)象，這是洋蔥表皮細(xì)胞在0.3g/mL蔗糖溶液中會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象。d曲線很快發(fā)生質(zhì)壁分離，后因失水嚴(yán)重，即使在n點(diǎn)開(kāi)始用清水處理也不能發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原了，這是洋蔥表皮細(xì)胞在0.5g/mL蔗糖溶液中會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象。

?探究點(diǎn)二探究植物細(xì)胞的吸水和失水1.實(shí)驗(yàn)原理：①成熟植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。②細(xì)胞液具有一定的濃度，能夠滲透失水和吸水。③原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大。

2.實(shí)驗(yàn)材料：紫色的洋蔥鱗片葉，質(zhì)量濃度為0.3g/L的蔗糖溶液。①注意材料的選擇：選擇材料必須是活細(xì)胞，因?yàn)橹挥谢罴?xì)胞的原生質(zhì)層才具有選擇透過(guò)性，否則將不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)壁分離及其復(fù)原現(xiàn)象。除此之外還要用含有大型液泡的植物細(xì)胞。其中洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞的細(xì)胞液為紫色，易于觀察，

是最佳的實(shí)驗(yàn)材料。②使用蔗糖溶液的濃度要適宜：濃度過(guò)小，質(zhì)壁分離現(xiàn)象不明顯，影響觀察；濃度過(guò)大，會(huì)使細(xì)胞在短時(shí)間內(nèi)因失水過(guò)多而死亡，無(wú)法觀察質(zhì)壁分離復(fù)原。

3.實(shí)驗(yàn)流程圖示圖8－4

4.質(zhì)壁分離的原因分析

圖8－5內(nèi)因：原生質(zhì)層細(xì)胞滲細(xì)胞壁伸縮性小原因具半透性透失水原生質(zhì)層伸縮性大

外因：外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度

宏觀上：植物由堅(jiān)挺→萎蔫表現(xiàn)液泡(大→小)微觀上：質(zhì)壁分離

細(xì)胞液顏色(淺→深)

原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離

5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論成熟植物細(xì)胞能與外界溶液發(fā)生滲透作用，當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水；當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水。6.植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用①判斷細(xì)胞的死活

發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原→活細(xì)胞待測(cè)細(xì)胞＋蔗糖溶液

不發(fā)生質(zhì)壁分離→死細(xì)胞實(shí)驗(yàn)單一變量：待測(cè)細(xì)胞的生活狀態(tài)。②測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍待測(cè)細(xì)胞＋一系列濃度梯度的蔗糖溶液細(xì)胞液濃度范圍介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的外界溶液的濃度范圍。實(shí)驗(yàn)單一變量：不同濃度的蔗糖溶液。

③比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度不同植物細(xì)胞＋同一濃度的蔗糖溶液剛發(fā)生質(zhì)壁分離時(shí)所需時(shí)間比較→判斷質(zhì)壁分離速度(或細(xì)胞液濃度)。實(shí)驗(yàn)單一變量：不同植物細(xì)胞。④比較未知濃度溶液的濃度大小同一植物的成熟細(xì)胞＋未知濃度的溶液剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離所需時(shí)間→比較所用時(shí)間長(zhǎng)短→判斷溶液濃度的大小(時(shí)間越短，未知溶液的濃度越大)。實(shí)驗(yàn)單一變量：未知濃度的溶液。⑤驗(yàn)證原生質(zhì)層和細(xì)胞壁伸縮性大小成熟植物細(xì)胞＋蔗糖溶液

發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象→

細(xì)胞壁伸縮性小于原生質(zhì)層伸縮性

不發(fā)生質(zhì)壁分離→

細(xì)胞壁伸縮性大于或等于原生質(zhì)層的伸縮性實(shí)驗(yàn)單一變量：植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)特性。⑥鑒別不同種類的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)成熟植物細(xì)胞＋不同種類溶液只發(fā)生質(zhì)壁分離→溶質(zhì)不能通過(guò)半透膜的溶液(如蔗糖)

質(zhì)壁分離后又自動(dòng)復(fù)原→溶質(zhì)能通過(guò)半透膜的溶液(如KNO3)

【說(shuō)明】(1)觀察植物細(xì)胞膜(光鏡下)：由于植物細(xì)胞的細(xì)胞膜與細(xì)胞壁緊貼在一起，用普通的光學(xué)顯微鏡不能觀察到細(xì)胞膜，但發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞，其細(xì)胞膜與細(xì)胞壁之間發(fā)生不同程度的分離，此時(shí)用光學(xué)顯微鏡依然觀察不到細(xì)胞膜，因?yàn)榧?xì)胞膜太薄。(2)動(dòng)物細(xì)胞能發(fā)生滲透作用，但因無(wú)細(xì)胞壁，故動(dòng)物細(xì)胞不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。

【答案】

(1)紅色、綠色(2)改變光圈大小調(diào)節(jié)反光鏡(電光源亮度)高溫下細(xì)胞膜、葉綠體膜失去選擇透過(guò)性，葉綠素等色素進(jìn)入A處【解析】本題考查考試說(shuō)明要求的實(shí)驗(yàn)及相關(guān)知識(shí)。由于發(fā)生質(zhì)壁分離，A處為蔗糖溶液故無(wú)色。B處為細(xì)胞質(zhì)有葉綠體顯綠色。要使視野在觀察時(shí)更清晰，需要改變光圈及大小調(diào)節(jié)反光鏡(電光源亮度)，高溫下使細(xì)胞死亡，細(xì)胞膜失去選擇透過(guò)性，葉綠素等色素進(jìn)入A處。

【點(diǎn)評(píng)】本題考查質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)，特別是在外界環(huán)境影響下(如溫度)，膜結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致生物膜所具有的特性喪失，即選擇透過(guò)性喪失。下列變式題是通過(guò)照片來(lái)解釋植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)。

【答案】

(1)具有紫色的大液泡，易觀察淺→深

(2)加入蒸餾水2—3—1

(3)2

(4)KNO3溶液中的K離子和硝酸根離子被植物細(xì)胞吸收到細(xì)胞液中，使細(xì)胞液的濃度增大，發(fā)生滲透吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。(5)把上述植物細(xì)胞的臨時(shí)裝片放到顯微鏡下，分別從一側(cè)滴加蒸餾水，從另一側(cè)用吸水紙吸去多余的液體，重復(fù)幾次，注意觀察裝片中細(xì)胞的體積變化。如果能夠復(fù)原，說(shuō)明細(xì)胞還是活細(xì)胞，如果不能，則說(shuō)明細(xì)胞已死亡。

【解析】從微觀上看，質(zhì)壁分離：液泡(大→小)；細(xì)胞液顏色(淺→深)；原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離；當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象；當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象，如加蒸餾水；細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象過(guò)程中，細(xì)胞液的濃度逐漸變大，顏色就越來(lái)越深；質(zhì)壁分離后又自動(dòng)復(fù)原→溶質(zhì)能通過(guò)半透膜的溶液(KNO3溶液)；判斷細(xì)胞死活，能發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原的是活細(xì)胞。

要點(diǎn)探究

?探究點(diǎn)三物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞轿镔|(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞接袃煞N：被動(dòng)運(yùn)輸與主動(dòng)運(yùn)輸，被動(dòng)運(yùn)輸包括自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散；另外不穿膜的運(yùn)輸方式有內(nèi)吞和外排作用。1.幾種運(yùn)輸?shù)姆绞奖容^如下：

細(xì)胞膜在控制物質(zhì)的被動(dòng)運(yùn)輸與主動(dòng)運(yùn)輸時(shí)，表現(xiàn)出選擇透過(guò)性的功能特點(diǎn)：水分子可以自由通過(guò)，細(xì)胞要選擇吸收的離子和小分子也可以通過(guò)，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過(guò)。細(xì)胞的胞吞和胞吐作用則以細(xì)胞膜的流動(dòng)性作為基礎(chǔ)。2.表示曲線：

圖8－8

其中，A為自由擴(kuò)散，B為協(xié)助擴(kuò)散，C為主動(dòng)運(yùn)輸3.影響因素：①影響自由擴(kuò)散的因素：細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差②影響協(xié)助擴(kuò)散的因素：a.細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差；b.細(xì)胞膜上運(yùn)載物質(zhì)的載體的數(shù)量。③影響主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊蛩兀篴.載體：載體具有特異性，不同物質(zhì)的載體不同，不同生物細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量也不同；載體具有飽和現(xiàn)象，當(dāng)細(xì)胞膜上的載體已達(dá)到飽和，細(xì)胞吸收該載體運(yùn)載的物質(zhì)的速度不再隨物質(zhì)濃度的增大而增大。b.能量：凡能影響細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生能量的因素，都能影響

主動(dòng)運(yùn)輸，