2019年3月高2020届高2017级高中生物一轮复习第二单元第6讲

第6讲 细胞的物质输入和输出 [考纲要求] 1.物质出入细胞的方式(Ⅱ)。2.实验：(1)通过模拟实验探究膜的透性;(2)观察植物细胞的质壁分离和复原。

考点一 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。 概念辨析 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。 ②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。 (2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行的。 (3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。

(1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度( × ) (2)在渗透作用中,当半透膜两侧溶液浓度相等时,水分子不再通过半透膜( × ) (3)将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中,不能发生渗透作用( × ) (4)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核( × ) (5)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的( × )

如图甲、乙、丙分别是细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图(箭头大小代表水分子数的多少)。请回答下列问题：

(1)若将人的成熟红细胞放入清水中,会出现如图所示哪种现象？分析原因。 提示 会出现如图甲所示现象。将人的成熟红细胞放入清水中,由于发生渗透作用,从细胞外进入细胞内的水分子多于从细胞内到细胞外的水分子,因此细胞吸水。 (2)若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中,会出现如图所示哪种现象？达到平衡时,水分子进出细胞的状况是图中哪一种？ 提示 将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中,细胞外界溶液浓度较大,细胞失水,如图丙所示;达到平衡状态时,水分子进出细胞的速率相等,如图乙所示。 (3)若某叶肉细胞正处于图甲所示状态,一段时间内细胞体积增大,最终会不会涨破？为什么？ 提示 细胞不会涨破,因为植物细胞有细胞壁的保护。 1．渗透作用原理的应用 (1)验证渗透作用发生的条件

(2)比较不同溶液浓度的大小 比较项目 漏斗内 烧杯内 溶液浓度 M N

现象及结论 ①若漏斗内液面上升,则M>N ②若漏斗内液面不变,则M＝N ③若漏斗内液面下降,则M

(3)探究物质能否通过半透膜的方法(以碘和淀粉为例) 烧杯内盛淀粉溶液 漏斗内盛碘液 结论 变蓝 不变蓝 碘能通过半透膜,而淀粉不能 不变蓝 变蓝 淀粉能通过半透膜,而碘不能 变蓝 变蓝 淀粉和碘都能通过半透膜 不变蓝 不变蓝 淀粉和碘都不能通过半透膜

2.成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统与渗透作用模型的比较 项目 渗透作用模型 植物细胞与外界溶液形成的渗透系统

图解

基本条件 半透膜、浓度差 原生质层——相当于半透膜; 浓度差——细胞液与外界溶液之间的浓度差

原理 水分子通过半透膜的扩散作用 水分子通过原生质层在细胞液与外界溶液之间发生扩散 水扩散 低浓度溶液→高浓度溶液 总趋势 命题点一 渗透作用的原理及应用分析 1.某同学设计的渗透装置实验如图所示(开始时状态),烧杯中盛放有蒸馏水。图中猪膀胱膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液一段时间后再加入蔗糖酶(微量)。有关该实验描述正确的是( )

A．漏斗中液面开始时先上升,加酶后即下降 B．漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后下降,最后保持内外液面基本相平 C．漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后保持一定的液面差不变 D．加酶后在烧杯中可检测出的有机物仅有葡萄糖 答案 B 解析 长颈漏斗中开始有蔗糖溶液,渗透压较高,液面上升,加酶后蔗糖在蔗糖酶的作用下分解为葡萄糖和果糖,溶质分子数目增多,渗透压更高,液面继续上升,但是单糖分子可以通过半透膜进入烧杯中,使漏斗内液面下降,最终漏斗内外液面基本相平,B项正确。 2．(2018·曲靖模拟)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。下列判断不正确的是( )

A．如果甲、乙都是蔗糖溶液,甲的浓度低于乙,则液面a会下降,液面b会上升 B．如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液,两者的质量分数相同,则液面a会上升,液面b会下降 C．当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时,甲、乙溶液的浓度不一定相等 D．当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时,甲、乙溶液的渗透压一定相等 答案 D 解析 如果甲、乙都是蔗糖溶液,甲的浓度低于乙,则水主要向乙一侧扩散,则液面a会下降,液面b会上升,A项正确;如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液,两者的质量分数相同,由于蔗糖是二糖,葡萄糖是单糖,因此甲的物质的量浓度大于乙,则液面a会上升,液面b会下降,B项正确;当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时,由于两侧的液面高度差可能不同,因此甲、乙溶液的浓度不一定相等,甲、乙溶液的渗透压也不一定相等,故C项正确、D项错误。 命题点二 动植物细胞吸水与失水的分析 3．(2019·郑州质检)将a、b、c三组红细胞分别置于不同浓度的氯化钠溶液中进行实验,浸泡一段时间后其细胞形态如下图所示。下列叙述错误的是( )

A．图中所示细胞内液的渗透压,a组的比b组的高 B．浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细胞失水量 C．若向a组烧杯中加入少量葡萄糖,则其细胞可能会皱缩后恢复原状 D．上述实验中引起细胞形态的改变而消耗ATP的数量比较：c>b>a 答案 D 解析 分析题图可知,a组细胞基本可以维持原状,b组细胞吸水膨胀,c组细胞失水皱缩;与a组相比,b组细胞吸水,细胞内液渗透压降低;向a组烧杯中加入少量葡萄糖后,首先会使外界溶液渗透压大于细胞内液渗透压,从而使细胞失水皱缩,后来葡萄糖通过协助扩散的方式进入细胞内,造成细胞内液渗透压大于外界溶液,细胞吸水恢复原状;细胞形态的改变是细胞通过渗透作用失水或吸水造成的,不消耗ATP。 4．(2018·博雅闻道第一次联合质检)将洋葱某部位细胞放入一定浓度的物质 A 溶液中,发现其原生质体体积自行变化趋势如图所示,下列说法正确的是( )

A．该部位可能位于洋葱的根尖分生区 B．物质 A 可能为 2 mol/L 的蔗糖溶液 C．该细胞出现质壁分离现象后又自动复原 D．原生质体相对体积恢复到100%后无水进出 答案 C 解析 洋葱根尖分生区细胞没有大液泡,不能发生质壁分离,A 项错误;植物细胞在蔗糖溶液中不能发生质壁分离自动复原的现象,B项错误;分析题图可知,原生质体的相对体积先减小后增大,最终恢复到100%,说明该细胞出现质壁分离现象后又自动复原,C项正确;当原生质体相对体积恢复到100%后依然有水分子进出,D 项错误。 科学思维 两种方法判断细胞的吸水、失水 (1)通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断：当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水;当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水;当细胞外溶液浓度与细胞液的浓度相等时,细胞失水量和吸水量相等,处于动态平衡。 (2)根据重量或长度变化(如萝卜条)来判断：若重量增加或长度变长,则吸水;反之则失水。

考点二 物质出入细胞的方式及影响因素

1．各种物质出入细胞方式的比较 物质出入细胞的方式 被动运输

主动运输 胞吞 胞吐 自由扩散 协助扩散

图例 运输方向 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 胞外→胞内 胞内→胞外 是否需要 载体 否 是 是 否

是否消耗 能量 否 否 是 是

举例 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯的跨膜运输 人的红细胞吸收葡萄糖 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 吞噬细胞吞噬抗原 胰岛素、消化酶、抗体的分泌

特别提醒 (1)从低浓度一侧向高浓度一侧运输一定是主动运输,因为逆浓度梯度运输需要消耗能量。 (2)同一种物质进出不同细胞时,运输方式可能不同,如红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输。 (3)Na＋、K＋等无机盐离子一般以主动运输的方式进出细胞,但也可通过协助扩散进出细胞。 (4)RNA和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核,而不是通过胞吞、胞吐作用。 2．影响物质跨膜运输因素的分析 (1)浓度差对物质跨膜运输的影响