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精品基础教育教学资料，仅供参考，需要可下载使用！专题06 细胞的物质输入和输出1、最新考纲1.1物质出入细胞的方式(Ⅱ)1.2实验：观察植物细胞的质壁分离和复原1.3通过模拟实验探究膜的透性2、最近考情2019·全国卷Ⅱ(3)、2019·全国卷Ⅲ(29) 2018·全国卷Ⅰ(3)、2018·全国卷Ⅱ(2)、2017·全国卷Ⅱ(4)生命观念归纳物质运输方式的实例和判断方法，建立生命结构与功能相统一的观点科学思维影响渗透作用和物质跨膜运输的因素，培养逻辑思维能力科学探究观察植物细胞的质壁分离与复原，探究物质跨膜运输方式社会责任渗透作用在生产生活中的应用考点一渗透作用的原理及应用分析【科学探究】例题：(2019·四川成都石室中学高三入学考)下图为研究渗透作用的实验装置，漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，水分子可以透过半透膜，而蔗糖分子则不能。
当渗透达到平衡时，液面差为m。
下列有关叙述正确的是( )A．渗透平衡时S1溶液的浓度等于S2溶液的浓度B．若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时m变小C．当漏斗内外的高度差达到平衡时，没有水分子进出半透膜D．若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，再次平衡时m将变小【答案】 D【解析】渗透平衡时S1液面比S2液面高，S1溶液的浓度大于S2溶液的浓度，A错误；向漏斗中加入蔗糖分子，漏斗中蔗糖溶液浓度增大，通过渗透作用进入漏斗中的水分子增加，m增大，B错误；漏斗内外的高度差达到平衡，说明进出半透膜的水分子达到动态平衡，C 错误；吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，由于存在浓度差，水分子还会进入漏斗，水分将漏斗中的溶液稀释，渗透压下降，再次平衡时m将变小，D正确。
【知识总结】渗透作用实验装置的拓展应用(1)验证渗透作用发生的条件(2)比较不同溶液浓度的大小(3)探究物质能否通过半透膜的方法(以碘和淀粉为例)变式训练：如图为一个渗透装置，假设溶质分子或离子不能通过半透膜，实验开始时，液面a和b平齐。
2021届高考生物一轮复习知识点讲解专题2-3 细胞的物质输入与输出【考情分析】1.物质出入细胞的方式(Ⅱ)2．实验：通过模拟实验探究膜的透性3．实验：观察植物细胞的质壁分离和复原通过分析不同物质跨膜运输实例，归纳物质跨膜运输的类型和特点，理解细胞内的物质运输与能量供应的关系。
通过实验设计与实验结果，分析植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验。
【核心素养分析】生命观念：理解细胞内物质运输与能量供应的关系科学思维：分析不同物质跨膜运输实例，归纳跨膜运输的方式与特点；模型与建立：建立渗透作用的实验模型科学探究：设计实验探究膜的透性；分析植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验社会责任：根据渗透作用和物质运输的原理指导灌溉和施肥【重点知识梳理】知识点一物质跨膜运输的实例1．渗透作用(1)概念：指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。
(2)渗透作用产生的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。
2．动、植物细胞的吸水和失水(1)动物细胞的吸水和失水②现象外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀；外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞失水皱缩；外界溶液浓度＝细胞质浓度⇒水分进出平衡。
【易错辨析】半透膜与选择透过性膜的比较a．区别：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；选择透过性膜是具有活性的生物膜，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。
b．共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子通过。
(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)①原理②现象a．当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生质壁分离现象。
b．将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度大于外界清水，植物细胞吸水，发生质壁分离复原现象。
3．物质跨膜运输的其他实例(1)植物对无机盐离子的吸收①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。
1 生物：必修一知识清单 第四章 细胞的物质输入和输出 一、本章知识结构 细胞的吸水和失水 物质跨膜运输的实例 物质跨膜运动的其他实例 选择透过性膜 对生物膜结构的探索历程 流动镶嵌模型的基本内容 小分子物质或者离子跨膜运输方式 大分子物质或颗粒状物质进出细胞的方式
二、新课程标准
1、观察植物细胞的质壁分离和复原 2、简述细胞膜系统的结构和功能 3、说出物质进出细胞的方式
三、预测新课标高考热点
1、细胞吸水和失水的原理 2、植物细胞的质壁分离与复原 3、物质跨膜运输的其他实例 4、分析科学家探索生物膜结构的曲折历程 5、简述生物膜的结构及膜的流动镶嵌模型的基本结构 6、说明离子和分子物质的跨膜运输的方式 7、进行图表数据的解读
生物膜的流动镶嵌模型 物质跨膜运输的方式
细胞的物质输入和输出 2 清单一零 物质跨膜运输的实例 一、知识结构 吸水：外界溶液浓度小于细胞质的浓度，细胞呈膨胀状态 失水：外界溶液浓度大于细胞质的浓度，细胞呈收缩状态 外界溶液浓度等于细胞质的浓度时，水分进出细胞处于动态平衡 吸水：外界溶液浓度小于细胞质的浓度，细胞呈略微膨胀状态 失水：外界溶液浓度大于细胞质的浓度 原生质层由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质构成，相当于半透膜 探究实验：观察现象→提出假说→设计实验→验证假说→进一步探究→完善实验 洋葱表皮细胞的质壁分离与复原实验 不同生物对无机盐的吸收量不同 不同生物对无机盐的吸收种类不同 生物对无机盐的吸收不是顺浓度梯度进行的 水分子自由通过 一些离子和小分子则不能自由通过 而其他离子、小分子或大分子则不能通过 这是生物膜的功能特性，是活细胞的一个重要特征
二、要点精析
【要点一】细胞的吸水和失水条件 1、动物细胞的吸水和失水 当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时→细胞吸水→膨胀； 当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时→细胞失水→皱缩； 当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时→水分进出细胞处于动态平衡 2、成熟植物细胞的吸水和失水 细胞质：内有大液泡 细胞壁：全透性 原生质层：选择透过性 细胞液：具有一定的浓度 吸水：细胞液浓度>外界溶液浓度 失水：细胞液浓度验证：质壁分离和质壁分离复原实验 【画龙点睛】动物细胞与植物细胞吸水和失水的原理虽相同，但“浓度”的比较有区别．前者是外界浓度与细胞质浓度的比较，后者则是外界溶液浓度与细胞液浓度的比较。细胞液与细胞质是两个不同的概念，细胞液是指液泡中的液体．含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质。 【要点二】探究实验：植物细胞的吸水和失水成功的关键、意义及用途 1、本实验成功的关键是：(1)注意材料的选择：必须选用活的，用含有大型液泡的植物细胞．洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液为紫色，易于观察，是最佳的实验材料。(2)使用蔗糖溶液的浓度要适宜；浓度过小．质壁分离现象不明显，影响观察；浓度过太，会使细胞在短时间内因失水过多而死亡，无法观察 质壁分离复原。
哺乳动物的红细胞
成熟的植物细胞
选择透过性膜
物质跨膜运动的其他实例
物质跨膜运输的实例
细胞的结构特点 原理 渗透吸水 3
2实验的意义及用途是： 通过本实验可以：(1)判断细胞的死活(死细胞不发生质壁分离) (2)证明成熟的植物细胞是一个渗透系统。 3、测定细胞液的浓度：方法：将同一部位的组织制成若干个临时装片．分别置于不同浓度的蔗糖溶液中．细胞液的浓度介于刚刚分离和未分离的两种蔗糖溶液的浓度之间。 【画龙点睛】：(1)选择实验材料时．如无紫色洋葱，可用葫芦藓或其他藓类植物的叶片代替。藓类植物的叶片仅一层细胞，每个叶细胞内含多数叶绿体，当浸浴在30％的蔗糖溶液中时，叶绿体随细胞原生质层的收缩而聚拢．观察质壁分离极为方便。 (2)选择材料必须都是活细胞．因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性，否则将不会出现质壁分离及其复原现象。
【要点三】半透膜与选择透过性膜的比较 半透膜是指某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。能否通过半透膜往往取决于分子的大小。而选择透过性膜是指细胞膜等生物膜，由于膜上具有载体等结构，且不同生物的细胞膜上载体种类和数量不同，因而对物质吸收与否和吸收多少具有选择性。当细胞死亡时，细胞膜便失去选择透过性，变为全透性。 它们的相同点是：都可以让水分子自由通过，都不允许大分子物质通过。 它们的不同点是：只要分子比半透膜的孔径小，就能通过半透膜；而对选择透过性膜来说，即便是小分子，只要不是细胞所要选择吸收的，也不能通过。 【画龙点睛】选择透过性膜是生理学上的概念，它具有生物活性；半透膜是物理学上的概念，物质的透过与不透过，取决于半透膜孔隙的直径大小。
清单一一 生物膜的流动镶嵌模型 一、知识结构 脂溶性物质易通过→膜是由脂质组成 ↓ 膜化学分析→膜的主要成分是脂质和蛋白质 ↓ 4
提取脂质，铺展实验→膜脂双层排列 ↓ 电镜下观察→提出三层静态模型 ↓ 质质疑三层静态模型 ↓ 人鼠细胞融合实验→细胞膜具有流动性→提出流动镶嵌模型 磷脂双分子层是基本骨架，具流动性；蛋白质分子镶嵌、嵌入或横跨磷脂双分子层，大多数蛋白质分子也可运动
二、要点精析 【要点一】生物膜的流动镶嵌模型 l、基本内容 流动镶嵌模型认为，磷脂双分子层构成了膜的基本支架，这个支架不是静止的。磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性。蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌人磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的。 2、生物膜的结构特点； (1)镶嵌性：膜的基本结构是由磷脂双分子层镶嵌蛋白质构成的。 (2)流动性：膜结构中的蛋白质和脂质分子在膜中可做多种形式的移动。膜整体结构也具有流动性。 【画龙点睛】流动性具有重要生理意义：物质运输、细胞识别、细胞整合、细胞、表面受体功能调节等均与之相关。 (3)不对称性：膜两侧的分子性质和结构不相同。 (4)蛋白质极性：多肽链的极性区突向膜表面．非极性部分埋在脂双层内部。故蛋白质分子与水溶性和脂溶性分子都具有亲和性。
【要点二】生物膜的成分、结构、功能之间的联系 磷脂分子＋蛋白质＋糖类 ↓组成 生物膜（具有流动性） ↓保证 物质交换正常进行（如自由扩散。主动运输） ↓ 体现了生物膜的选择透过性
状态：双分子层排列构成膜的基本骨架； 1、磷脂分子： 作用：脂质、脂溶性物质容易通过膜 实验：在水―空气界面上展开后的表面积是细胞膜表面积的两倍。 2、蛋白质 (1)位置：表层；嵌插；贯穿。 有的参与膜的构成
对生物膜结构的探索经历
流动镶嵌模型的基本内容
生物膜的流动镶嵌模型
(2)蛋白质分子： 5 有的还起载体作用，参与主动运输过程 (3)载体具有专一性，在一定程度上决定了膜的选择透过性。 3、糖类 (1)与某些蛋白质构成糖被． (2)糖被有识别、保护、免疫等作用。 4、生物膜的流动性与选择透过性 流动性与选择透过性都是对细胞膜的描述，但两者既有区别又有联系。 (1)区别：流动性具有生物膜结构方面的特性，选择透过性体现了生物膜功能方面的特性，主动运输能充分说明选择透过性。 (2)联系：生物膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。因为只有细胞膜具有流动性。细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选样透过性。相反．如果生物膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。 【画龙点睛】在细胞中，各种细胞器膜和细胞膜'、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。这些生物膜的组成成分和结构都很相似。 5、生物膜的成分、结构，功能及运动性、流动性、选择透过性之间的关系可总结如右：
【要点三】对生物膜结构的探索历程 年代 科学家 科学实验 结论 19世纪末 欧文顿 用500多种物质对植物细胞进行的通透性实验-发现可以溶于脂质的物质更容易通过细胞膜 膜是由脂质组成的
1925年 两位荷兰科学家 从细胞膜中提取的脂质铺成的单层分子面积是细胞膜的2倍 细胞膜中脂质为连续两层 1959年 罗伯特森 在电镜下看到细胞膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构 生物膜为三层静态的统一结构 1970年 弗雷和埃迪登 分别用绿色和红色荧光染料标记两种细胞的蛋白质，并将两细胞胞融合．发现荧光均匀 细胞膜具有流动性
1972年 桑格和尼克森 在新的观察和实验证据基础上 提出流动镶嵌模型 【画龙点睛】科学家研究生物膜结构的历程，是从物质跨膜运输的现象开始的。分析成分是了解结构的基础，现象和功能又提供了探究结构的线索。人们在实验观察的基础上提出假说，又通过进步的实验来修正假说，其中方法和技术的进步起到了关键的作用。这也说明科学是一个动态发展的过程，这一过程是无止境的。
