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第3章細胞的基本結構

細胞的物質(zhì)輸入和輸出

第3講物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗头绞娇季V要求(考點)物質(zhì)跨膜運輸實例方式細胞的吸水和失水其他實例如K+、Ca2+等被動運輸主動運輸自由擴散協(xié)助擴散離子等動物細胞植物細胞質(zhì)壁分離和復原實驗胞吐蛋白質(zhì)等兩組相近概念比較(1)半透膜、選擇透過性膜區(qū)別：①半透膜是無生命的物理性薄膜，是指某些物質(zhì)可以透過而另一些物質(zhì)不能透過的多孔性薄膜，物質(zhì)能否通過取決于分子的大小。②選擇透過性膜是具有生命的生物膜，載體的存在決定了其對不同物質(zhì)是否吸收的選擇性。細胞死亡或膜載體蛋白失活后，其選擇透過性喪失。共性：都允許水分子自由通過，而不允許大分子物質(zhì)通過。議一議：半透膜與選擇透過性膜有哪些異同點？答案：①相同點：某些物質(zhì)可以通過，另一些物質(zhì)不能通過。②不同點：選擇透過性膜一定是半透膜，半透膜不一定是選擇透過性膜。(2)原生質(zhì)層、原生質(zhì)體①原生質(zhì)層在成熟的植物細胞內(nèi)相當于半透膜的結構，由細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)組成，不包括細胞核和液泡內(nèi)的細胞液。此結構僅存在于成熟的植物細胞中。②原生質(zhì)體是去除了植物細胞壁后所剩下的具有生物活性的植物細胞結構，包括細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核三部分，常用作植物細胞融合的材料。1．只有成熟的植物細胞才發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。2．動物細胞無細胞壁，會發(fā)生吸水漲破現(xiàn)象，但植物細胞有細胞壁不會因吸水而漲破。3．滲透作用特指水分子等溶劑分子透過半透膜，由低濃度溶液向高濃度溶液的擴散。4．自由擴散是物質(zhì)順濃度梯度進出細胞的方式，包含細胞滲透吸水和失水。5．主動運輸是細胞按照生命活動需要主動攝取或排出物質(zhì)的跨膜運輸方式，需要載體協(xié)助并消耗ATP。6．胞吞、胞吐的物質(zhì)通常是大分子物質(zhì)、顆粒狀物質(zhì)或液體，通過膜泡運輸，非跨膜運輸?？键c一：滲透系統(tǒng)和細胞吸水思考與比較：①滲透與擴散的關系？②半透膜與選擇透過性膜的區(qū)別？注意：①若溶質(zhì)分子能通過半透膜，則先是濃度高的一側(cè)液面升高，隨后另一側(cè)液面上升，最后達到滲透平衡。②上圖中，在達到滲透平衡后，只要存在液面差Δh，則S1溶液的濃度仍大于S2溶液的濃度。③若S1為10%蔗糖溶液，S2為10%葡萄糖溶液，則水分子由漏斗進燒杯使漏斗液面先下降后上升。④水分子的移動方向：雙向移動，但最終結果是單位體積內(nèi)水分子數(shù)多(低濃度)溶液流向單位體積內(nèi)水分子數(shù)少(高濃度)溶液。

⑤水分子的運輸方向：①低濃度溶液→高濃度溶液

②低滲透壓溶液→高滲透壓溶液③水分子多溶液→水分子少溶液（水分子也是一種自由擴散）3．動物細胞構成滲透系統(tǒng)可發(fā)生滲透作用動物細胞膜相當于一層半透膜。

(1)外界溶液濃度③________細胞質(zhì)濃度時，細胞吸水膨脹外界溶液濃度④________細胞質(zhì)濃度時，細胞失水皺縮外界溶液濃度⑤________細胞質(zhì)濃度時，細胞水分進出 平衡，形態(tài)不變＜

＞

＝

(2)細胞吸水或失水的多少取決于細胞膜兩側(cè)溶液中水的相對含量的_____。3．植物細胞的吸水和失水差值4．與滲透作用模型對比分析成熟植物細胞是一個滲透系統(tǒng)低原生質(zhì)層半透膜高4．成熟的植物細胞構成滲透系統(tǒng)可發(fā)生滲透作用當細胞液濃度＜外界溶液濃度時，失水，質(zhì)壁分離。當細胞液濃度＞外界溶液濃度時，吸水，質(zhì)壁分離復原。原生質(zhì)層與原生質(zhì)體的區(qū)別？細胞液:植物細胞液泡內(nèi)的水狀液體，含有細胞代謝活動的產(chǎn)物，其成分有糖類、蛋白質(zhì)、有機酸、色素、生物堿、無機鹽等。其濃度決定植物細胞的滲透壓。細胞內(nèi)液:指人或高等動物細胞內(nèi)的液體，“質(zhì)”與“壁”各指什么？原生質(zhì)層是指植物細胞中，細胞膜、液泡膜、以及它們之間的物質(zhì)，總的叫原生質(zhì)層。

原生質(zhì)體是指植物細胞去除細胞壁以后，剩下的所有部分。細胞液與細胞內(nèi)液的區(qū)別？注意：

①分生區(qū)細胞和干種子細胞因無大液泡，不能發(fā)生滲透作用（吸脹吸水），無質(zhì)壁分離和復原現(xiàn)象。(成熟、活的，植物細胞才能發(fā)生質(zhì)壁分離)②植物細胞有細胞壁的存在，不管失水還是吸水，細胞體積變化不大（液泡體積變化較大）。但動物細胞體積會發(fā)生明顯變化。A組

B組

考點突破：特別提醒①發(fā)生滲透平衡只意味著半透膜兩側(cè)水分子移動達平衡狀態(tài)，既不可看作沒有水分子移動也不可看作兩側(cè)溶液濃度相等。②溶液濃度指物質(zhì)的量濃度而非質(zhì)量濃度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的質(zhì)量濃度相等，但10%蔗糖溶液的物質(zhì)的量濃度小，故水可通過半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移動。成熟的植物細胞細胞膜

液泡膜兩膜間的細胞質(zhì)原生質(zhì)層外界溶液細胞液1．原理：成熟的植物細胞構成滲透系統(tǒng)可發(fā)生滲透作用。

考點二：植物細胞的質(zhì)壁分離及復原實驗務實基礎：實驗結果：變小脫離細胞壁基本不變逐漸恢復原來大小恢復原位基本不變清水蔗糖溶液中央液泡大小原生質(zhì)層位置細胞大小細胞失水細胞吸水質(zhì)壁分離現(xiàn)象：外界溶液濃度細胞液的濃度，質(zhì)壁分離復原現(xiàn)象：外界溶液濃度細胞液濃度，3.實驗現(xiàn)象：D鞏固練習： 滲透作用的原理及應用(2013·江蘇單科，27)下圖為研究滲透作用的實驗裝置，請回答下列問題：(1)漏斗內(nèi)溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)為兩種不同濃度的蔗糖溶液，漏斗內(nèi)外起始液面一致。滲透平衡時的液面差為Δh，此時S1和S2濃度大小關系為________。S1大于S2(1)由圖甲漏斗液面上升可知，實驗初始時c兩側(cè)濃度大小是a________b(大于、小于、等于)。由圖乙可知漏斗中溶液吸水速率在________，最終液面不再上升。當液面不再上升時，c兩側(cè)濃度大小是a________b。(2)圖丙中相當于圖甲中c結構的是________(填序號)，結構②當中充滿的液體是________。此時細胞液的濃度與外界溶液的濃度大小關系是________。A．細胞液>外界溶液 B．細胞液<外界溶液C．細胞液＝外界溶液 D．都有可能小于下降小于③④⑤外界溶液D(3)把一個已經(jīng)發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞浸入清水當中，發(fā)現(xiàn)細胞液泡體積增大，說明細胞在滲透吸水，細胞能否無限吸水？________，原因是__________________________。(4)把一個已經(jīng)發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞浸入低濃度的蔗糖溶液中，發(fā)現(xiàn)細胞液泡體積在增大。當液泡體積不再增大時，細胞液濃度是否一定和外界溶液濃度相等？______________。不能細胞壁對原生質(zhì)層有支持和保護的作用不一定B-27-C4．質(zhì)壁分離的原因分析(1)原因(2)表現(xiàn)外界溶液濃度＞細胞液濃度

外因內(nèi)因原生質(zhì)層相當于一層半透膜細胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層宏觀微觀植株：堅挺→萎蔫液泡：大→小細胞液顏色：淺→深原生質(zhì)層：與細胞壁分離考點突破：1．實驗成功的關鍵實驗成功的關鍵是實驗材料的選擇，必須選擇有大液泡并有顏色的植物細胞，便于在顯微鏡下觀察。2．質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復原中水分子移動是雙向的，結果是雙向水分子運動的差別所導致的現(xiàn)象。3．質(zhì)壁分離后在細胞壁和細胞膜之間充滿的是濃度降低的外界溶液，因細胞壁是全透性且有水分子通過原生質(zhì)層滲出來。4．若用50%蔗糖溶液做實驗，能發(fā)生質(zhì)壁分離但不能復原，因為細胞過度失水而死亡。5．若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做實驗會出現(xiàn)自動復原現(xiàn)象，因外界物質(zhì)會轉(zhuǎn)移到細胞內(nèi)而引起細胞液濃度升高。6、質(zhì)壁分離實驗的拓展應用C鞏固練習：D考點三：其他物質(zhì)的跨膜運輸務實基礎：不同

不同

選擇性

水分子

離子和小分子

離子、小分子和大分子

考點突破：①物質(zhì)的跨膜運輸并不都是順相對含量濃度梯度的，而且細胞對于物質(zhì)的輸入和輸出有選擇性。②細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜，其結構基礎為膜上載體蛋白的種類和數(shù)量，有飽和性現(xiàn)象。③高濃度的鹽、醋、糖等溶液能使細胞脫水而死亡，殺菌也是這個道理。④吸水和吸收礦質(zhì)離子是何種關系？

考點四：物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞絼諏嵒A：1、判斷物質(zhì)進出細胞的方式①根據(jù)分子大小與是否需要載體蛋白、能量

自由擴散協(xié)助擴散主動運輸②根據(jù)運輸方向：逆濃度梯度的跨膜運輸方式是主動運輸。(2)不同因素對主動運輸?shù)挠绊懖煌捎谥鲃舆\輸需要載體蛋白參與和消耗呼吸作用釋放的能量,因此抑制某載體蛋白活性，則只會導致以該載體蛋白轉(zhuǎn)運的物質(zhì)運輸停止，對其他物質(zhì)運輸不影響；但抑制呼吸作用，所有以主動運輸跨膜的物質(zhì)運輸受影響。2、物質(zhì)跨膜運輸與膜的流動性和選擇透過性有關，選擇透過性的結構基礎是膜上載體蛋白的種類和數(shù)量。3、影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩?1)物質(zhì)濃度(在一定濃度范圍內(nèi))自由擴散協(xié)助擴散或者主動運輸(2)O2濃度(3)溫度溫度可影響生物膜的流動性和有關酶的活性，因而影響物質(zhì)的運輸速率，如低溫會使物質(zhì)跨膜運輸速率下降。

2、大分子的跨膜運輸比一比：自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸與胞吞、胞吐有何主要區(qū)別？答案：前三種物質(zhì)運輸方式是小分子和離子的運輸方式，不包括大分子，且他們是穿膜運輸。胞吞、胞吐是大分子或顆粒性物質(zhì)的運輸方式，運輸是通過膜融合實現(xiàn)轉(zhuǎn)移的，被運輸?shù)奈镔|(zhì)不直接穿過生物膜。鞏固練習：B

解析：B不對！靜息狀態(tài)下的神經(jīng)細胞也需要進行呼吸作用，也必須要攝取葡萄糖進行氧化分解供能！1．把哺乳動物成熟的紅細胞置于清水中是獲取細胞膜的最佳方法，根據(jù)滲透作用的原理，請分析在此過程中，細胞的吸水能力的變化情況是()A．逐漸增強B．逐漸降低C．保持不變D．先升高后降低B考點過關演練2．將洋蔥表皮細胞置于30%的蔗糖溶液中，細胞中含水量的變化用下面哪個圖表示()CA解析：根據(jù)表格中質(zhì)量轉(zhuǎn)變百分率可知，四組馬鈴薯條分別在Ⅰ～Ⅳ四種液體中發(fā)生了吸水、失水、失水和吸水失水達到動態(tài)平衡四種情況，由此可推知外界四種溶液濃度大小為Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅰ。

4．下列關于物質(zhì)運輸?shù)恼f法正確的是()A．鉀離子主動運輸進入細胞，對維持細胞內(nèi)液滲透壓起重要作用B．尿液中的尿素含量遠高