1、第7讲 细胞的物质输入和输出 第二单元 细胞的基本结构和物质的运输 考纲要求 1.物质出入细胞的方式()。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。1 1、渗透作用概念、渗透作用概念 ：透过透过 从从 浓度溶浓度溶液向液向 浓度溶液的扩散，称为渗透作用。浓度溶液的扩散，称为渗透作用。水分子（或其他溶剂分子）水分子（或其他溶剂分子）半透膜半透膜 低低 高高 考点一、细胞失水和吸水的方式考点一、细胞失水和吸水的方式：渗透作用渗透作用 2.必备条件必备条件（1）具有半透膜；）具有半透膜；（2）半透膜两侧的溶液之间具有浓度差。半透膜两侧的溶液之间具有浓度差。渗透作用
2、渗透作用 扩散作用扩散作用 区区别别 概念概念 水分子（或其他溶剂分子通过水分子（或其他溶剂分子通过半透膜的扩散半透膜的扩散 物质从相对含量多的地方到相对含物质从相对含量多的地方到相对含量少的地方的自由运动量少的地方的自由运动 物质物质 水等溶剂分子水等溶剂分子 溶剂、溶质分子及气体分子溶剂、溶质分子及气体分子 是否穿膜是否穿膜 需穿过半透膜需穿过半透膜 与半透膜无关与半透膜无关 方向方向 低浓度溶液低浓度溶液高浓度溶液高浓度溶液 分子密度高分子密度高分子密度低分子密度低 联系联系 渗透作用是扩散作用的一种特殊方式渗透作用是扩散作用的一种特殊方式 提醒(1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非
3、质量浓度，如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖溶液的质量浓度相等，但质量分数为10%的蔗糖溶液的物质的量浓度小。(2)水分子的移动方向是双向，但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。(3)渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到动态平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。观察动物细胞的吸水和失水观察动物细胞的吸水和失水 失水失水 皱缩皱缩 外界浓度外界浓度 细胞质浓度细胞质浓度 水分进出处动态平衡水分进出处动态平衡 外界浓度外界浓度 细胞质浓度细胞质浓度=外界浓度外界浓度 细胞质浓度细胞质浓度 吸水吸水 膨胀膨胀 动物细胞的什么结构相
4、当于半透膜？动物细胞的什么结构相当于半透膜？细胞膜细胞膜 动物细胞的膜两侧溶液是什么？动物细胞的膜两侧溶液是什么？细胞质与外界溶液细胞质与外界溶液（人：细胞内液与细胞外液）（人：细胞内液与细胞外液）动物细胞什么条件下失水，什么条件下吸水？动物细胞什么条件下失水，什么条件下吸水？动物细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？动物细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？细胞内外浓度差细胞内外浓度差（摩尔浓度差）（摩尔浓度差）成熟的植物细胞就是一个渗透系统成熟的植物细胞就是一个渗透系统 内溶液内溶液 外界溶液外界溶液 半透膜半透膜 原生质层原生质层 细胞膜细胞膜 液泡膜液泡膜 细胞质细胞质 细胞液细胞液 细胞
5、壁细胞壁（全透性）（全透性）所以：原生质层相当于半透膜所以：原生质层相当于半透膜 P34 结论结论 2 2）动物细胞吸水还是失水取决于）动物细胞吸水还是失水取决于外界溶液浓外界溶液浓度与细胞质浓度的差值度与细胞质浓度的差值 外界溶液浓度细胞质浓度外界溶液浓度细胞质浓度 细胞失水细胞失水 外界溶液浓度细胞质浓度外界溶液浓度细胞质浓度 细胞吸水细胞吸水 1 1）动植物细胞是一个渗透系统）动植物细胞是一个渗透系统 动物细胞动物细胞 成熟植物细胞成熟植物细胞 半透膜半透膜 浓度差浓度差 细胞膜细胞膜 原生质层原生质层 细胞质与外界溶液细胞质与外界溶液 细胞液与外界溶液细胞液与外界溶液 概念辨析概念辨析
6、 半透膜半透膜 择透过性膜择透过性膜 概念概念 允许一部分物质通过，不允许一部分物质通过，不允许另一部分物质通过的允许另一部分物质通过的多孔性膜多孔性膜 根据生命活动的需要，决定根据生命活动的需要，决定物质分子是否通过的生物膜物质分子是否通过的生物膜 特点特点 允许小分子物质通过允许小分子物质通过 不具生物活性不具生物活性 具择透过性具择透过性 具生物活性具生物活性 物质透过的原理物质透过的原理 半透膜上孔径大小控制物半透膜上孔径大小控制物质出入质出入 生物膜上运载不同物质的载生物膜上运载不同物质的载体体 易错警示易错警示 关于渗透系统中的关于渗透系统中的3个“比较”个“比较”(1)渗透平衡与
7、溶液浓度的内涵渗透平衡与溶液浓度的内涵 发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达平衡状态，既不可看作没有水分子移发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达平衡状态，既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度相等。溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。动也不可看作两侧溶液浓度相等。溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。(2)半透膜与选择透过性膜的比较半透膜与选择透过性膜的比较 区别：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。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生命的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选选择透过性膜是具有生
8、命的生物膜，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。择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子物质通过。共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子物质通过。(3)原生质层与原生质体的比较原生质层与原生质体的比较 原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两层膜原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟的植物细之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存
9、在于成熟的植物细胞中。胞中。原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分。膜、细胞质、细胞核三部分。1.如图表示一中间隔以半透膜(只允许水分子 通过)的水槽，两侧分别加入等物质的量浓度 的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。然后在半透膜两 侧加入等质量的麦芽糖酶，在加入麦芽糖酶前 后M、N两侧液面的变化是 答案 解析 A.加酶前M侧液面上升，加酶后N侧液面上升并高于M侧液面 B.加酶前M侧液面上升，加酶后N侧液面上升并等于M侧液面 C.加酶前后M、N两侧液面不变 D.加酶前M、N两侧
10、液面不变，加酶后N侧液面上升并高于M侧液面 命题点一命题点一 渗透作用现象的分析渗透作用现象的分析 4.(2016 赣州模拟)某同学进行如下图所示的实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。命题点二命题点二 与渗透作用有关的实验探究与渗透作用有关的实验探究 增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。(1)请设计出继续实验的简要步骤：_；_ _。向a、b两管中分别加入等量蔗糖酶溶液，观察a、b两管内液面的变化 吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入斐林试剂，5065 水浴加热，观察A、
11、B试管内有无砖红色沉淀 答案(2)预测实验现象并做出结论：_ _。如果a、b两管液面高度差缩小，且A、B试 管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果a、b两管液面高度差增大，且A试管内无砖红色沉淀、B试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜 答案 1.验证渗透作用发生条件的方法验证渗透作用发生条件的方法 (1)具有半透膜 归纳整合归纳整合 (2)半透膜两侧溶液具有浓度差 2.探究物质能否通过半透膜的方法探究物质能否通过半透膜的方法(以碘和淀粉为例以碘和淀粉为例)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
12、，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 6.(2016 成都模拟)五个大小相同的马铃薯幼根 与物种A的幼根分别放入甲戊五种不同浓度的 蔗糖溶液中，数小时后，取出称重，重量变化 如图所示。以下关于该实验结果的说法不正确的是 A.与马铃薯幼根细胞液等渗的溶液是甲溶液 B.马铃薯比物种A更耐旱 C.物种A幼根的细胞在甲浓度溶液中一定会发生明显的质壁分离 D.在这五种蔗糖溶液中，浓度最大的是乙溶液 答案 解析 命题点三命题点三 细胞吸水与失水的分析细胞吸水与失水的分析 方法技巧方法技巧 (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
13、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)来判定。若重量增加或长度变长，则吸水；反之则失水。细胞吸水、失水的判断方法细胞吸水、失水的判断方法 考点二 物质迚出细胞的方式 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 图例 提醒(1)从高浓度吐低浓度方吐运输的方式并非只有被动运输，主动运输也可以从高浓度吐低浓度运输，如餐后小肠上皮细胞吸收葡萄糖是由高浓度吐低浓度运输。(2)从低浓度吐高浓度方吐运输一定是主动运输。因为逆浓度梯度运输需要消耗能量。(3
14、)同一种物质迚出丌同细胞时，运输方式可能丌同，如红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输。(4)Na、K等无机盐离子一般以主动运输方式迚出细胞，但也可通过协助扩散方式迚出细胞。(5)胞吞、胞吏丌属于跨膜运输方式，所以物质以这两种方式迚出细胞时穿过生物膜的层数为0。(6)RNA和蛋白质等大分子迚出细胞核通过的结构是核孔。由于自由扩散丌需要载体蛋白和能量，所以物质运输速率不物质浓度成正比。由于协助扩散和主动运输需要载体蛋白，所以当所有的载体蛋白都被利用了之后，物质的运输速率将达到最大(P点)，此时限制物质运输速率的因素主要是载体蛋白的数量。由于主动运输可以逆浓度梯
15、度运输物质，所以当细胞内浓度大于细胞外浓度时，物质仍可以被吸收迚入细胞。2.影响细胞物质运输的因素(1)物质浓度的影响 图图277 由于自由扩散和协助扩散的动力来自物质的浓度差造成的势能，丌需要细胞产生的ATP，所以O2浓度丌影响它们的运输速率。由于主动运输需要消耗 ATP，而ATP主要来自有氧呼吸，所以O2浓度可以影响主动运输的运输速率。(2)O2浓度的影响 图图278(3)温度 图图279 命题点一命题点一 物质跨膜运输方式的判断物质跨膜运输方式的判断 4依据模式图确认物质出入细胞的方式及影响因素。(1)填写以下有关物质运输方式及结构的名称：图_；图_；图_；a_；图_。(2)写出图图中影
16、响物质跨膜运输的因素：A图中仅受“浓度差”制约的为图_。B加入蛋白酶抑制剂处理，会受影响的是图_。C加入呼吸酶抑制剂处理，会受影响的是图_。(3)甘油分子跨膜运输遵循图_所示模式，红细胞吸收葡萄糖不图_所示模式一致，多数离子跨膜运输方式应为图_所示模式。(4)神经递质的释放应符合图_所示模式，该模式_(填“需要”或“丌需要”)消耗能量，其运输机制不膜的_有关。答案(1)自由扩散 协助扩散 主动运输 载体蛋白 胞吞、胞吏(2)A.B C(3)(4)需要 流动性 易错警示易错警示 有关物质出入细胞的有关物质出入细胞的8个“不要漏掉”个“不要漏掉”(1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外不要漏掉协助扩需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外不要漏掉协助扩散。散。(2)消耗能量的运输方式除主动运输外不要漏掉胞吞和胞吐。消耗能量的运输方式除主动运输外不要漏掉胞吞和胞吐。(3)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散，有些主动运输也可以从高浓度到低浓度运输。散，有些主动运输也可以从高浓度到低浓度运输。(4)影响协助扩散运输速率的因