2023屆高三生物一輪復習課件：第二單元 第5、6課時 細胞的物質輸入和輸出

[課標要求]闡明質膜具有選擇透過性?；顒樱河^察植物細胞的質壁分離和復原。第二單元

第5課時

水進出細胞的原理什么是滲透作用？滲透作用需要哪些條件？細胞在什么情況下吸水或失水？水是怎樣進出植物細胞的？質壁分離和復原實驗的原理、步驟、結果分析？質壁分離和復原實驗有哪些具體應用？內容聚焦一、滲透作用水分子（或其他溶劑分子）從相對含量高的地方向相對含量低的地方通過半透膜擴散的過程。產生條件：具有半透膜

;半透膜兩側存在濃度差。（2）滲透壓：溶液中單位體積溶質微粒對水的吸引力。單位體積溶質微粒越多,對水的吸引力越大,溶液滲透壓越高；反之，溶液滲透壓越低。（1）滲透作用:1.概念和原理擴散、自由擴散？水分子都是從相對含量多的到相對含量少的方向凈擴散；水分子都是從滲透壓低的地方凈流向滲透壓高的地方。液面上升的原因：單位時間內通過半透膜進入漏斗內的水分子數大于通過半透膜進入燒杯內的水分子數。達到平衡時，通過半透膜進出的水分子數是相等的，液面高度不變。（液面上升到一定高度就會產生一個靜水壓，當這個壓力和漏斗內的滲透壓對水分子的作用效果相等時，即通過半透膜進出的水分子數是相等的，液面高度不變。）蔗糖分子不能透過半透膜，達到平衡時，漏斗內的滲透壓還是大于燒杯內的滲透壓。一、滲透作用1.概念和原理——注意事項2.滲透裝置的變式分析10%葡萄糖溶液的物質的量濃度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液較多，液面不變（1）半透膜只允許水分子通過一、滲透作用右側液面升高加蔗糖酶蔗糖被水解為兩分子單糖，導致左側濃度升高，水分子由10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液較多，則左側液面升高，最終高于右側液面穩(wěn)定后，將右側液面高出部分吸走右側液面繼續(xù)升高并達到新的平衡（1）半透膜只允許水分子通過2.滲透裝置的變式分析一、滲透作用（2）溶質能通過半透膜的滲透裝置S1和S2是兩種不同的溶質且只有水和S1能透過半透膜S1和S2是同種溶質，且能透過半透膜，S1溶液濃度大于S2溶液濃度①

S1的物質的量濃度大于S2的物質的量濃度S1液面升高S1中的溶質透過半透膜進入S2S2液面升高，最終高于S1②

S1的物質的量濃度小于S2的物質的量濃度S1液面始終低于S2液面S1液面先上升后下降，最后液面持平。S1溶液S2溶液半透膜S1溶液S2溶液半透膜2.滲透裝置的變式分析一、滲透作用考向一滲透作用的原理及應用分析1.如圖是平衡時的滲透裝置，二糖不能通過半透膜，在此基礎上繼續(xù)實驗。下列判斷正確的是A.若向漏斗中滴入清水，平衡時m將不變B.若向漏斗中加入蔗糖分子，則平衡時m不變C.若吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液，則平衡時m減小D.向燒杯中加入適量清水，平衡時m將增大C考向突破強化關鍵能力2.下圖裝置中，甲、乙、丙中分別放置了相等物質的量濃度的蔗糖溶液、麥芽糖溶液和乳糖溶液(溶液體積關系：V甲＝V丙<V乙)，a、b表示用半透膜(水分子和單糖可以自由通過，但二糖不能通過)將它們分隔開，對裝置進行相關處理。下列說法正確的

A.若向甲、丙中分別加入等體積相同物質的量濃度的

蔗糖酶和乳糖酶，穩(wěn)定后液面高度：乙>甲>丙B.若向乙中加入一定量麥芽糖酶溶液，穩(wěn)定后液面高

度：乙<甲＝丙C.若向丙中加入一定量的半乳糖后，穩(wěn)定后液面高度：甲＝乙＝丙，并且甲、乙、

丙中半乳糖含量相同D.本實驗中半乳糖等單糖分子從濃度高的一側向濃度低的一側通過半透膜的擴散稱

為滲透作用B例：下圖表示滲透作用裝置圖，其中半透膜為膀胱膜，甲、丙裝置中A、B、a、b溶液濃度分別用MA、MB、Ma、Mb表示，乙、丁裝置分別表示一段時間后甲、丙裝置的狀態(tài)，液面上升的高度分別為h1、h2。如果A、B、a、b均為蔗糖溶液，且MA>MB，Ma＝Mb>MA，則達到平衡后()A.h1>h2、Ma>MbB.h1>h2、Ma<MbC.h1<h2、Ma<MbD.h1<h2、Ma>MbD例.如圖A所示的甲、乙、丙三個滲透裝置中，三個漏斗頸的內徑相等，漏斗內盛有濃度相同的蔗糖溶液，且漏斗內液面高度相同，漏斗口均封以半透膜，置于同一個水槽的清水中。三個滲透裝置半透膜的面積和所盛蔗糖溶液的體積不同，如下表所示。圖B中曲線1、2、3表示漏斗液面高度隨時間的變化情況。曲線1、2、3與甲、乙、丙三個裝置的對應關系應是（）

裝置編號甲乙丙半透膜面積SS/2S蔗糖溶液體積TT2TA.1—乙；2—甲；3—丙B.1—丙；2—甲；3—乙C.1—甲；2—乙；3—丙D.1—丙；2—乙；3—甲B滲透作用產生的條件提出假說具有半透膜——細胞膜

;半透膜兩側存在濃度差——細胞質濃度和外界溶液濃度。水分子可以跨過細胞膜從低濃度進入高濃度溶液實驗設計思路將哺乳動物的紅細胞放入不同濃度的NaCl溶液中，一段時間后，觀察細胞形態(tài)變化實驗結果1.動物細胞的吸水和失水實驗結論二、細胞的吸水和失水動物細胞也是滲透系統(tǒng)清水中高濃度NaCl生理鹽水例：將生雞蛋的大頭保持殼膜完好去掉蛋殼，小頭開個小孔讓蛋清和蛋黃流出。將蛋殼內灌入15％的蔗糖溶液，然后放在裝有清水的燒杯中并用鉛筆標上吃水線。下列分析錯誤的是()A.卵殼膜相當于滲透裝置中的半透膜B.半小時后吃水線低于燒杯的水面是由清水滲入蛋殼所致C.若將清水換為15％的NaCl溶液，則蛋殼先上浮后下沉D.若將正常的線粒體放入清水中，則線粒體內膜先漲破D2.植物細胞的吸水和失水二、細胞的吸水和失水將白菜剁碎做餡時,常常放一些鹽,一會兒后就可看到水分滲出對農作物施肥過多，會造成“燒苗”現象。①植物細胞在什么情況下會吸水和失水？

②什么結構相當于一層半透膜？③如何驗證你的假說？提出問題：提出問題作出假設設計實驗進行實驗實驗結論水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？原生質層是不是相當于一層半透膜？原生質層相當于一層半透膜①制作臨時裝片,觀察植物細胞正常形態(tài)；②將植物細胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察其大小變化；③再將植物細胞浸潤在

清水中，觀察其大小的變化。①細胞的正常形態(tài)②高濃度蔗糖溶液中③在清水中2.植物細胞的吸水和失水二、細胞的吸水和失水半透膜大三、觀察植物細胞的質壁分離和復原1.實驗原理三、觀察植物細胞的質壁分離和復原2.實驗步驟1.本實驗對材料的選擇有什么要求？能否使用黑藻葉片？細菌呢？2.使用高倍鏡還是低倍鏡觀察？觀察幾次？哪幾次？3.主要觀察細胞的哪些結構？4.是否設置了對照組？有無對照實驗？5.實驗使用的溶液是？如果換成0.5g/ml或0.2g/ml的蔗糖溶液會出現什么結果？1mol/LKNO3呢？為什么？細胞壁逐漸變小變深清水逐漸變大變淺植物細胞的質壁分離植物細胞的質壁分離復原植物細胞的原生質層相當于一層半透膜，植物細胞是通過滲透作用吸水和失水的。三、觀察植物細胞的質壁分離和復原3.實驗結果和結論6.發(fā)生質壁分離的洋蔥表皮細胞的原生質層與細胞壁之間是何物質？7.若植物細胞處于右圖狀態(tài)，此時細胞液與細胞外滲透壓的大小關系？(1)從細胞角度分析具有中央大液泡的活的成熟植物細胞可發(fā)生質壁分離及復原現象。(2)從溶液角度分析①在一定濃度(溶質不能透過半透膜)的溶液中只會發(fā)生質壁分離現象，不能發(fā)生自動復原現象。②在一定濃度(溶質可透過半透膜)的溶液(如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)中可發(fā)生質壁分離，并能自動復原，因為K＋、NO3-、尿素、乙二醇等可轉運到細胞內，使細胞液濃度升高，細胞滲透吸水而發(fā)生自動復原。③在高濃度溶液中可發(fā)生質壁分離現象，但不會發(fā)生質壁分離復原現象。④鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細胞，不適合做質壁分離實驗的溶液。4.質壁分離及復原發(fā)生的條件三、觀察植物細胞的質壁分離和復原質壁分離和復原實驗可以說明或證明下列中的()①植物細胞的死活②原生質層的伸縮性比細胞壁的伸縮性大③當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞滲透失水；反之，細胞則滲透吸水④原生質層具有選擇透過性⑤細胞壁的主要成分是纖維素A．①③④⑤ B．①②③④C．②③④⑤ D．①④⑤具有活性的細胞才能發(fā)生質壁分離和復原才能產生濃度差B下列有關質壁分離及復原實驗的敘述，不正確的是（）A.紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的液泡中有色素，有利于實驗現象的觀察B.觀察植物細胞質壁分離及復原實驗時，必須始終保持細胞的活體狀態(tài)C.用紫色洋蔥鱗片葉外表皮不同部位觀察到的質壁分離程度可能不同D.以洋蔥鱗片葉內表皮為材料不能觀察到質壁分離E.用黑藻葉片進行實驗時，葉綠體的存在會干擾實驗現象的觀察F.植物細胞的原生質層包括細胞膜、細胞質、和細胞核G.成熟植物細胞在發(fā)生質壁分離過程中，細胞的吸水能力逐漸減弱H.需要高倍顯微鏡下才能觀察到洋蔥鱗片葉外表皮細胞的質壁分離不明顯DEFGH(1)判斷植物細胞的生活狀況判斷細胞死、活的方法：染色排除法、細胞質的流動、質壁分離和復原例：持續(xù)觀察在0.3g/mL蔗糖溶液中的洋蔥表皮細胞，發(fā)現中央液泡逐漸變小，說明()A.細胞壁是一層半透膜

B.洋蔥表皮細胞已經死亡C.蔗糖溶液濃度小于細胞液濃度

D.細胞液的濃度逐漸增大D三、觀察植物細胞的質壁分離和復原5.拓展應用(2)測定植物細胞的細胞液濃度范圍細胞液的濃度介于二者之間（介于未分離和剛要分離之間）例：將洋蔥鱗片葉放在0.45mol/L蔗糖溶液中，細胞發(fā)生質壁分離；放在0.35mol/L的蔗糖溶液中，細胞有脹大趨勢，放在0.4mol/L的蔗糖溶液中，細胞幾乎不發(fā)生變化，這表明()A.洋蔥表皮細胞已經死亡B.細胞膜不允許水分子自由通過C.蔗糖分子進入細胞導致滲透平衡D.細胞液濃度為0.4mol/L左右D三、觀察植物細胞的質壁分離和復原5.拓展應用(3)比較不同植物細胞的細胞液濃度例：將不同植物的三個未發(fā)生質壁分離的細胞置于同一蔗糖溶液中，形態(tài)不再變化后的細胞圖像如下圖。則有關各細胞實驗前細胞液濃度的判斷，正確的是()

A.甲>乙>丙

B.乙>甲>丙C.乙>丙>甲

D.丙>甲>乙B三、觀察植物細胞的質壁分離和復原5.拓展應用例.下圖表示以洋蔥表皮為材料及清水、0.3g/mL蔗糖溶液、0.5g/mL蔗糖溶液、0.3g/mL尿素溶液進行相關實驗（時間1表示開始用四種溶液分別處理洋蔥表皮；時間2表示開始用清水處理洋蔥表皮），測得該細胞原生質體體積變化，圖中代表尿素溶液處理結果的是（）

A.aB.bC.cD.dB(4)鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)三、觀察植物細胞的質壁分離和復原5.拓展應用(5)農業(yè)生產中的水肥管理【合理施肥：施肥要適度】【合理灌溉】(6)生活中殺菌、防腐、腌制食品【過高濃度殺死細胞】三、觀察植物細胞的質壁分離和復原5.拓展應用例：將新鮮的蘿卜切成長度為6cm、粗細相同的蘿卜條，再將它們分別放入四組不同濃度的蔗糖溶液以及一組硝酸鉀溶液中，一段時間后測得蘿卜條長度如表所示。相關敘述錯誤的是()組別蔗糖溶液a蔗糖溶液b蔗糖溶液c蔗糖溶液d硝酸鉀溶液長度6.1

cm5.8

cm5.5

cm5.5

cm5.8

cmA.

該蘿卜細胞液的滲透壓處于a與b之間B.

溶液c中蘿卜細胞的細胞液濃度增大，吸水能力增強C.

溶液d中蘿卜細胞可能因失水過多而死亡D.

實驗結束時，硝酸鉀溶液與溶液b中蘿卜細胞液的滲透壓相同D解釋教材中相關的生物學現象：①當吃咸的食物時，你的口腔和唇的黏膜有什么感覺？為什么？②白菜剁餡時，常常要放一些鹽，為什么稍后有水滲？③對農作物施肥過多，為什么會造成“燒苗”？④說出萎蔫的菜葉浸泡在清水中能夠變得硬挺的原因。⑤解釋果脯在腌制過程中慢慢變甜。⑥

不同飲料的濃度不同，濃度低的飲料可以用來補充體內水分，濃度高的飲料能起這樣的作用嗎？生產高濃度飲料的廠家能夠宣傳他們的產品很解渴嗎？三、觀察植物細胞的質壁分離和復原P74復習與提高：用物質的量濃度為2mol?L-1的乙二醇溶液和2mol?L-1的蔗糖溶液分別浸泡某種植物細胞，觀察細胞的質壁分離現象，得到其原生質體體積變化情況如下圖所示?；卮饐栴}。（1）原生質體體積A-B段的變化說明：在該段時間內水從原生質體__________，細胞液的濃度_________。（2）在1min后，處于2mol?L-1蔗糖溶液中細胞的細胞液的濃度將__________________，此時，在細胞壁與原生質層之間充滿了___________溶液。要使該細胞快速復原，應將其置于_______中。（3）在2min后，處于2mol?L-1乙二醇溶液中細胞的原生質體體積的變化是由于_______逐漸進入細胞內，引起細胞液的濃度__________。（4）并不是該植物的所有活細胞都能發(fā)生質壁分離，能發(fā)生質壁分離的細胞還必須具有___________等結構特點。滲出增大緩慢增大后趨于穩(wěn)定蔗糖溶液清水乙二醇增大大液泡2013江蘇

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_________。（2）圖中半透膜模擬的是成熟植物細胞中的_________，兩者在物質透過功能上的差異是_________________________________。S1>S2原生質層原生質層能主動轉運有關物質而半透膜不能

（3）為進一步探究兩種膜的特性，某興趣小組做了以下實驗。實驗材料:紫色洋蔥。實驗器具:如圖所示的滲透裝置（不含溶液），光學顯微鏡，載玻片，蓋玻片，鑷子，刀片，吸水紙，擦鏡紙，滴管，記號筆等。實驗試劑:蒸餾水，0.3g/mL的蔗糖溶液和與其等滲的KNO3溶液。部分實驗步驟和結果如下:①選兩套滲透裝置，標上代號X和Y。在兩個燒杯里均加入一定量的蒸餾水，分別在裝置X和Y的漏斗內加入適量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均調節(jié)漏斗內外液面高度一致。

滲透平衡時出現液面差的裝置有_________（填代號）。②選兩片潔凈的載玻片，________，在載玻片中央分別滴加________，制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片并分別觀察裝片中細胞的初始狀態(tài)。③觀察臨時裝片中浸潤在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋蔥鱗片葉外表皮細胞發(fā)生的變化，兩者都能出現的現象是________。（4）上述實驗中最能體現兩種膜功能差異的實驗現象是________。X標號蒸餾水質壁分離KNO3溶液中的細胞質壁分離后會自動復原[課標要求]1.舉例說明有些物質順濃度梯度進出細胞，不需要額外提供能量，有些物質逆濃度梯度進出細胞，需要能量和載體蛋白。2.舉例說明大分子物質可以通過胞吞、胞吐進出細胞。什么是被動運輸？包括哪些類型？分別有什么特點？轉運蛋白和和通道蛋白有什么異同點？什么是主動運輸？與被動運輸的區(qū)別是？對于細胞的生命活動有什么意義？胞吞和胞吐有什么特點？對于細胞生命活動有什么意義？第二單元

第6課時

物質出入細胞的方式和影響因素物質出入細胞的方式和影響因素內容聚焦

1.被動運輸物質通過簡單擴散作用進出細胞。借助膜上的轉運蛋白進出細胞的物質擴散方式。注意：都是順濃度梯度運輸，不消耗能量，但協助擴散需要轉運蛋白協助，具有特異性，飽和性，比自由擴散轉運速率高。自由擴散協助擴散兩者的區(qū)別：是否需要膜轉運蛋白。膜轉運蛋白包括載體蛋白和通道蛋白水、O2、CO2、苯、甘油、脂肪酸、尿素、固醇、乙醇。四、物質出入細胞的方式和影響因素載體蛋白，需與運輸分子結合，引起載體蛋白空間結構改變。包括主動運輸、協助擴散通道蛋白是在膜上形成跨膜的親水通道，使離子或水從中通過，不需要與運輸分子結合。只參與協助擴散水通道蛋白膜上的兩種轉運蛋白比較四、物質出入細胞的方式和影響因素哺乳動物細胞內外Na+和K+濃度細胞內濃度細胞外濃度Na+10～20mmol/L約150mmol/LK+約100mmol/L約5mmol/L依靠被動運輸，能不能建立起細胞內外K+、Na+的濃度差?（Na+-K+泵）Na+-K+泵逆濃度梯度進行Na+和K+的主動運輸，以建立膜兩側Na+和K+的濃度差，運輸過程中需要消耗能量(ATP)以改變載體蛋白的空間結構。2.主動運輸四、物質出入細胞的方式和影響因素①運輸方向：②特點：④實例：③影響因素：逆濃度梯度能量：ATP水解\電勢能\光能等需要載體需要能量(ATP)物質的濃度、載體蛋白的種類和數量、能量離子、氨基酸、葡萄糖等2.主動運輸四、物質出入細胞的方式和影響因素主動運輸對于生命活動有什么意義？保證了活細胞能夠按照生命活動的需要，主動選擇吸收所需要的營養(yǎng)物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質1.主動運輸消耗的能量可來自ATP或離子電化學梯度等。如圖為Na＋、葡萄糖進出小腸上皮細胞的示意圖。下列關于圖中物質跨膜運輸過程的分析錯誤的是A.葡萄糖從腸腔進入小腸上皮細胞是不需耗能的主動運輸B.Na＋從小腸上皮細胞進入組織液是需要消耗ATP的主動運輸C.葡萄糖從腸腔進入小腸上皮細胞與Na＋從腸腔進入小腸上皮細胞相伴隨D.Na＋從腸腔到小腸上皮細胞以及葡萄糖從小腸上皮細胞到組織液均為被動運輸離子電化學梯度√提醒：

某物質的具體運輸方式并不唯一，需要根據具體情況去分析判定項目自由擴散協助擴散主動運輸運輸方向順濃度梯度順濃度梯度逆濃度梯度載體蛋白不需要需要需要細胞內的能量不消耗不消耗需要消耗代表例子氧氣、水、甘油等通過細胞膜葡萄糖通過紅細胞水通過水通道K+通過離子通道葡萄糖、氨基酸通過小腸上皮細胞膜；離子通過細胞膜等細胞外細胞內bcdea代表各種物質分子或離子能量能量注意：某物質的具體運輸方式并不唯一，需要根據具體情況去分析判定3.胞吞胞吐四、物質出入細胞的方式和影響因素當細胞攝取大分子時，首先是大分子與膜上的蛋白質結合，從而引起這部分細胞膜內陷形成小囊，包圍著大分子。然后小囊從細胞膜上分離下來，形成囊泡進入細胞內部，這種現象叫作胞吞（教材P71）細胞需要外排的大分子，先在細胞內形成囊泡，囊泡移動到細胞膜處，與細胞膜融合，將大分子排出細胞，這種現象叫作胞吐（教材P71）胞吞形成的囊泡，在細胞內可以被溶酶體降解！3.胞吞胞吐四、物質出入細胞的方式和影響因素不需要載體需要能量③影響因素：細胞膜的流動性、溫度和能量等①特點：膜具有一定流動性②結構基礎：3.胞吞胞吐四、物質出入細胞的方式和影響因素④實例：新生兒吸收母乳中的抗體分泌蛋白的合成3.胞吞胞吐四、物質出入細胞的方式和影響因素1.淡水中生活的原生動物，如草履蟲，能通過伸縮泡排出細胞內過多的水，以防止細胞漲破。如果將草履蟲放入蒸餾水或海水中，推測其伸縮泡的伸縮情況，分別會發(fā)生什么變化？放入蒸餾水中的草履蟲，其伸縮泡的伸縮頻率加快，放入海水中的則伸縮頻率減慢。延伸應用“三看法”快速判定物質出入細胞的方式1）同一種物質進出不同細胞時，運輸方式可能不同。2）RNA和蛋白質等大分子物質通過核孔進出細胞核，不是通過胞吞、胞吐作用。3）通過胞吐運輸的不一定都是大分子物質，如某些神經遞質的釋放。4）被動運輸和主動運輸體現了生物膜的選擇透過性；胞吞、胞吐體現了生物膜的流動性。(1)濃度差對物質跨膜運輸的影響濃度差主要影響自由擴散和協助擴散。自由擴散中，濃度差越

，運輸速率越

；協助擴散中，濃度差達到一定程度后運輸速率不再繼續(xù)增加，原因是受

的限制。大大轉運蛋白數量4.影響因素四、物質出入細胞的方式和影響因素轉運蛋白主要影響

和

。其他條件適宜的情況下，協助擴散中轉運蛋白數量越多，運輸速率越大；主動運輸中載體蛋白數量達到一定程度后運輸速率不再增加，可能原因是受能量供應限制。自由擴散不受轉