专题四 物质的输入和输出.docx

1、专题四 物质的输入和输出第二单元 细胞的代谢专题四 物质进出细胞的方式一、细胞的吸水与失水1、渗透作用原理（1）、发生渗透作用的条件 一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液存在着浓度差。即一个完整的渗透系统由两个溶液体系以及隔在两者之间的半透膜构成。【注意】半透膜、选择透过性膜 半透膜是指某些物质能够通过，而另一些物质不能通过的多孔性薄膜。它往往是只能让小分子物质通过，而大分子物质则不能通过，不具有选择性，其通透性只取决于物质分子直径与膜上孔隙大小的关系。 常见的半透膜或替代品包括玻璃纸、动物膀胱、鱼鳔、肠衣、鸡蛋的卵壳膜等。 选择透过性膜是指水分子能自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以

2、通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的生物膜。细胞膜、液泡膜和由它们构成的原生质层都具有选择透过性。这些膜具有选择透过性的根本原因在于这些膜上具有运载不同物质的载体。 半透膜和选择透过性膜的区别：选择透过性膜必然具有半透性，而半透膜不一定具有选择透过性。原生质层、原生质体原生质层是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，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，常用作植物细胞融合的材料。经典透析：关于选择透过性膜和半透膜的关系，

3、正确的说法是 （ ）、具有半透性一定具有选择透过性、具有选择透过性一定具有半透性、活的生物膜才具有选择透过性、只有活的生物膜才具有半透性A. B. C. D.答案：C（2）、渗透作用的发生、若S1浓度S2浓度，单位时间内由S2 S1的水分子数多于S1 S2，外观上表现为S1液面上升。、若S1浓度S2浓度，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。、h到达一定高度时，由半透膜进出漏斗的水分子数相等，渗透系统达到平衡状态，液面不再变化。【注意】混淆扩散作用和渗透作用的概念、相同点：渗透作用与扩散作用都是由单位体积分子数多的移向单位体积分子数少的地方。、不同点项目渗透作用扩散作用物质水分子或其他溶剂分子

4、通过半透膜的扩散多指溶质分子（如甘油）或气体分子（如O2、CO2等），也可以是溶剂分子（如水、酒精等）的运动半透膜须通过半透膜可以不通过半透膜经典透析：下列现象利用渗透作用原理的是 （ ）A.气体分子通过细胞膜 B.氨基酸分子通过细胞膜C.K+通过原生质层 D.水分子通过原生质层答案：D【注意】渗透作用是一种特殊方式的扩散作用。水通过细胞膜既可认为是扩散作用，也可以认为是渗透作用。（3）、渗透系统的应用探究物质能否通过半透膜（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液都能通过半透膜不变蓝不变蓝淀粉和

5、碘液都不能通过半透膜2、成熟的植物细胞是一个渗透系统实验：植物细胞的质壁分离和复原（1）、原理：中央液泡大小原生质层的位置细胞大小0.3g/mL蔗糖溶液变小（细胞失水）原生质层脱离细胞壁变小清水逐渐恢复原来大小（细胞吸水）原生质层恢复原来位置基本不变（2）试剂材料（略）（3）实验过程（略）【注意】质壁分离后，在原生质层和细胞壁之间，充斥的液体为外界溶液（如蔗糖溶液）。质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水力越强；质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度。（4）、细胞是否发生质壁分离及其复原的判断方法、从细胞角度分析、死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不

6、发生质壁分离现象。、具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离现象。、盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于用做质壁分离的外界溶液。、从溶液角度分析、在一定浓度（溶质不能透膜）的溶液中可发生质壁分离现象。、在一定浓度（溶质可透膜）的溶液中可发生质壁分离后自动复原。如甘油、尿素、乙二醇、KNO3等。、在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。3、动物细胞也可以构成一个渗透装置，其中细胞膜是半透膜，当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时动物细胞就吸水；反之，动物细胞就失水。二、物质跨膜运输的方式1、基础梳理（1）、物质进出细胞，有顺浓度梯度的扩散，称为被动运输，也有逆浓度梯度的运输

7、，称为主动运输。（2）、有些物质的分子很小，容易自由地通过细胞膜的磷脂双分子层，像这样，物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。（3）、离子和一些较大的分子如葡萄糖等，不能自由地通过细胞膜。镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质（称为载体蛋白），能够协助葡萄糖等一些物质顺浓度梯度跨膜运输。这种方式称为协助扩散。（4）、自由扩散和协助扩散统称为被动运输。（5）、从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗能量ATP，这种方式叫做主动运输。（6）、主动运输的意义：主动运输保证了或细胞能够按照生命活动的需要，主动地吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。【注意】（1）.

8、同一种物质跨膜运输的方式可能不同，如葡萄糖在动物体和人体内，可以用协助扩散方式通过细胞膜，如红细胞吸收葡萄糖为协助扩散。其他细胞吸收葡萄糖为主动运输，如小肠绒毛的上皮细胞以主动运输方式吸收葡萄糖，因此，小肠上皮细胞内的葡萄糖的浓度可超过肠腔中的葡萄糖浓度数倍以上（2）.自由扩散、协助扩散和主动运输都是将细胞要选择的物质从细胞膜的一侧通过细胞膜运送到细胞膜的另一侧，即进行的是跨膜运输方式；而内吞作用(胞吞)和外排作用(胞吐)则不是跨膜运输，内吞作用是通过细胞膜内陷，形成小囊泡而进入细胞的，因此物质并未穿过磷脂分子。2、判断物质运输的方法（1）、根据分子大小（2）、根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运

9、输方式是主动运输。3、离子、小分子物质运输方式的比较小分子和离子的跨膜运输运输方式自动扩散协助扩散运输方向高浓度低浓度高浓度低浓度运输动力浓度差浓度差载体不需要需要图例 实例实例水、CO2、O2、甘油、乙醇、苯等红细胞吸收葡萄糖小分子和离子的跨膜运输运输方向主动运输运输方向低浓度高浓度运输动力能量（ATP）载体需要图例实例K+、Ca2+、Mg2+等离子，小肠吸收氨基酸、葡萄糖等大分子进出细胞的方式胞吞和胞吐大分子的运输运输方向胞吞胞吐运输方向细胞外细胞内细胞内细胞外运输动力能量（ATP）能量（ATP）载体不需要不需要图例实例白细胞吞噬病菌、变形虫吞食食物颗粒等胰岛B细胞分泌胰岛素、浆细胞分泌抗

10、体等5、影响跨膜运输的因素（1）、自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。（2）、影响协助扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差；细胞膜上相应载体的数量。（3）、影响主动运输的因素：载体的种类和数量；能量。凡能影响影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。【注意】载体的化学本质及作用特点（1）载体是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体种类和数量也不同。（2）载体具有饱和现象，当细胞膜上的某些物质的载体达到饱和时，细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。6、影响物质运输速率的曲线分析（1）、浓度（在一定范围内）对运输速率的影响曲

11、线：自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧，其动力是两侧溶液的浓度差，在一定浓度范围内，随物质浓度的增大，其运输速率越大。协助扩散或主动运输的共同特点是都需要载体协助，在物质浓度较低时，随物质浓度的增大，运输速率也逐渐增大，到达一定物质浓度时，由于受膜上载体数量的限制，运输速率不再随浓度增大而增大。（2）、氧气浓度对物质运输速率的影响曲线：自由扩散和协助扩散统称为被动运输，其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧，其运输的动力都是浓度差，不需要能量，因此与氧气浓度无关，运输速率不随氧气浓度增大而改变。主动运输方式既需要载体协助又需要消耗能量，在氧气浓度为零时，通过细胞无氧呼吸供能，但无氧呼

12、吸产生能量较少，所以运输速率较低，在一定范围内随氧气浓度升高，有氧呼吸加强，产生的能量逐渐增多，所以运输速率不断加快，当氧气浓度足够高时，能量供应充足，但由于受到载体数量的限制，运输速率不再随氧气浓度增大而加快。经典透析：【例1】、科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用下图中四条曲线表示，在研究具体的物质X时，发现与曲线和相符。则细胞膜运输物质X的方式是（ ）A.自由扩散 B.主动运输 C.协助扩散 D.胞吐答案：B【例2】物质进入细胞都要穿过细胞膜，不同物质穿过细胞膜的方式不同，下列各图表示在一定范围内细胞膜外物质进入细胞膜内的三种不同情况。回答下列问题： （1）据图指出A、

13、B、C所表示的物质运输方式：A是_，B是_，C是_。（2）上述三种运输方式中，哪一种加入呼吸抑制剂后曲线会发生变化?为什么?（3）乙醇、CO2、氨基酸进入细胞的方式分别是_、_、_。答案：（1）自由扩散 协助扩散 主动运输 （2）主动运输 （C） 主动运输需要呼吸作用提供能量 （3）自由扩散 自由扩散 主动运输【例3】人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于（ ）A.组织液中甘油的浓度 B.细胞膜上甘油载体的数量C.细胞呼吸强度 D.细胞膜上载体数量答案：A【例4】某同学在做植物细胞质壁分离实验时，观察到紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐缩小，这说明 （ ）A.洋葱表皮细胞是活细胞B.细胞液的

14、溶质透出细胞C.蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度D.细胞壁收缩导致中央液泡失水答案：A【例5】丙氨酸进入小肠绒毛上皮细胞和肾小管上皮细胞的共同点是（ ）A.需要载体，消耗能量 B.需要载体，不消耗能量C.不需要载体，消耗能量 D.不需要载体，不消耗能量答案：A【例6】右图为显微镜下某植物细胞在30蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是A若将细胞置于清水中，A仍保持不变B若该细胞处于40蔗糖溶液中，B/A值将变小CB/A值能表示细胞失水的程度DA、B分别表示细胞和液泡的长度答案：D【例7】甲图是植物水培法实验装置示意图。请据图回答问题。甲 乙（1）小麦根部吸收矿质元素的主要部位在根尖的 。（2）向培养

15、液通入空气的目的是 。（3）如果培养液中缺少镁离子，一段时间后，小麦幼苗叶片缺 色，原因是 。（4）如果配制的培养液浓度过高，小麦幼苗会出现 现象，补救措施是 。（5）在适宜温度下，采用完全培养液拍样小麦幼苗，研究培养液中氧气含量对K+ 吸收速率的影响。试验结果如乙图，则小麦幼苗吸收K+的方式是 ，培养液中氧气含量对K+吸收速率变化影响最大的是图中 段，d点后K+吸收速率不在明显增加的原因是 。答案： (1)根毛区 （2）促进根部有氧呼吸，加快矿质离子吸收（言之有理即给分）（3）绿 镁是叶绿素的组分（言之有理即给分） （4）萎蔫（烧苗、失水） 及时补水（言之有理即给分） （5）主动转运 bc

16、细胞膜上钾离子载体数量有限【例8】下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是 （ ）A.植物细胞积累K+需消耗能量B.细胞对离子的吸收具有选择性C.海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁分离D.液泡中积累大量离子，故液泡膜不具有选择透过性答案:D【例9】蛙的神经元内、外Na+浓度分别是15mmol/L和120mmol/。在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有Na+流入细胞，膜电位恢复过程中有Na+排出细胞。下列判断正确的是ANa+流入是被动运输、排出是主动运输BNa+流入是主动运输、排出是被动运输CNa+流入和排出都是被动运输DNa+流入和排出都是主动运输答案：A【例10】原尿中葡萄糖、氨基酸等物质的浓度与血浆中的基本相同。原尿经肾小管上皮细胞的选择性重吸收和分泌作用后形成尿液。正常情况下尿液中不含葡萄糖。肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液。下图为肾小管及相关结构示意图。回答问题：（1） 肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度_（高于、低于、等于）组织液中的。（2） 原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞的运输方式是 ，需要_ _的参与。（3）肾小管上皮细胞重吸收水分的原理是 ，原尿中葡萄糖未能被完全重吸收从而导致尿量增加的原因是_ 答案：（1）高于 （2）主动运输 载体蛋白和ATP （3）渗透吸水 肾小管腔中液体的浓度高于正常水平，渗透压高，水分重吸收减弱，造成尿量增加