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1、第4章,细胞的物质输入和输出,考纲导读,思维网络,第 1、2、3 节,物质跨膜运输的实例和方式、,生物膜的流动镶嵌模型,考点一,细胞的吸水和失水及渗透作用 考点梳理 ,1.渗透作用的原理,半透膜,浓度差,多于,升高,(1)渗透作用的产生条件 具有_。 半透膜两侧的溶液具有_。 (2)渗透作用的实质：单位时间由清水进入蔗糖溶液中的水 分子_由蔗糖溶液进入清水中的水分子，导致蔗糖溶液 液面_。,2.细胞的吸水和失水,细胞膜,液泡膜,细胞质,半透膜,(续表),渗透,质壁分离,渗透作用,质壁分离复原,大于,作用,3.渗透系统的组成条件,(续表),下降,上升,(1)两侧溶液的物质的量浓度，大的一侧渗透压
2、高，小的一,侧渗透压低，水分子由低浓度一侧高浓度一侧。,(2)两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是 高浓度一侧液面升高；若能，则先是高浓度一侧液面升高，随 后另一侧液面升高，最后两侧液面相平。,(3)在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因 为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高 浓度一侧扩散。,4.验证渗透作用发生的条件,(1)发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平 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。,(2)溶液浓度高，单位体积溶液中溶质微粒多，水分子浓度 低；溶液浓度低，单位体积溶液中溶质微粒少，水分子浓度高， 故渗透
3、作用中水由低浓度溶液流向高浓度溶液，与自由扩散中 水从高浓度一侧运输到低浓度一侧并不矛盾。, 基础测评 某同学设计的实验如图所示，实验开始时，U 形管两侧液 面相等，图中半透膜允许单糖通过。据图分析，下列说法错误,的是(,),A.若 U 形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，当液面停止,上升时，半透膜两侧溶液浓度一定是相等的,B.若 U 形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，则实验现象,为高浓度一侧的液面上升,C.若 U 形管中加入两种浓度不等的葡萄糖溶液，则实验现 象为高浓度一侧液面先上升，随后另一侧液面上升，最后两侧 液面持平,D.若 U 形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，当液面停止,上升时，半透
4、膜两侧水分子移动达到平衡状态,答案：A,考点二,物质跨膜运输的方式,1.对生物膜结构的探索历程,脂质,脂质,蛋白质,(续表),两,(续表),流动性,2.流动镶嵌模型的基本内容,(1)结构模型,糖蛋白,磷脂双分子层,蛋白质,(2)结构特点,流动性,磷脂分子,蛋白质分子,特点：具有一定的_。 原因：组成膜的_和_大都是运动 的。,(1)糖被只分布在细胞膜外表面，是否跨越这个界限，是判,断物质进出细胞膜的标志。,(2)除细胞膜外，其他生物膜的内、外两侧均没有糖被。,3.物质出入细胞的方式,(1)自由扩散、协助扩散和主动运输的比较,(续表),(2)大分子物质出入细胞的方式胞吞与胞吐, 基础测评 ,依据
5、模式图确认物质出入细胞的方式及影响因素,(1)填写以上有关物质运输方式及结构的名称：图 2：_ _；图 3：_；图 4：_；a：_； 图 5：_。,(2)写出图 1图 5 中影响物质出入细胞的因素： 图中仅受“浓度差”制约的为_。 加入呼吸酶抑制剂处理，会受影响的是_。 (3)甘油分子跨膜运输遵循_所示模式，红细胞吸收 葡 萄 糖 与_ 所 示模式一致，多数离子跨膜方式应如 _所示方式。 (4) 神经递质的释放应符合_ 所示模式 ，该模式 _(填“需”或“不需”)消耗能量，其运输机制与膜的 _有关。 答案：(1)自由扩散 协助扩散 主动运输 载体蛋白 胞,吞、胞吐,(2)图 1、图 2 图 4
6、、图 5,(3)图 2 图 3 图 4 (4)图 5 需 流动性,考点三,影响物质跨膜运输的因素, 考点梳理 1.物质跨膜运输方式图解 填写以下有关跨膜运输方式及结构的名称： 甲：_；乙：_；丙：_； a：_。 填写以下有关跨膜运输方式的影响因素： 甲图：_；乙图：_； 丙图：_。,自由扩散,协助扩散,主动运输,载体蛋白,浓度差,浓度差和载体蛋白,载体蛋白和能量,2.影响物质跨膜运输的因素 (1)物质浓度,(2)氧气浓度,(3)温度：温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会,影响物质跨膜运输的速率。,(4)载体,3.不同因素对主动运输的影响不同 (1)内因遗传因素,(2)外因主要是影响呼吸作
7、用的因素,(1)小分子物质的运输方式不一定都是跨膜运输，如神经递,质的释放是胞吐作用。,(2)生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的， 如,RNA 和蛋白质可通过核孔出入细胞核。,(3)消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，胞吞和胞,吐也消耗能量。,探究物质跨膜方式的实验设计 (1)探究是主动运输还是被动运输,生物或细胞培养液,对某物质吸收是否,改变，若改变为主动运输，没有改变为被动运输。 (2)探究是自由扩散还是协助扩散,生物或细胞培养液,对物质吸收速率是否,改变，若改变为协助扩散，不改变为自由扩散。, 基础测评 ,1.下列情况下不会出现饱和现象的是(,),A.氧气被细胞膜运输时，氧气
8、浓度与运输速率的关系 B.红细胞吸收葡萄糖时，葡萄糖浓度与运输速率的关系 C.肌肉细胞吸收氨基酸时，氧气浓度与运输速率的关系 D.叶肉细胞吸收镁离子时，载体数量与运输速率的关系 答案：A,2.如图是几种物质进出细胞方式中，运输速率与影响因素,间的关系曲线图，下列与此图相关的叙述中，正确的是(,),A.与氧气进出细胞相符的图有,B.与葡萄糖进入红细胞相符的图有 C.与 K进入神经细胞相符的图有,D.与蛋白质类物质进出细胞相符的图有 答案：A,考向 1,渗透作用的原理和条件,典例 1(2018 年浙江卷)在观察某植物细胞的质壁分离及质 壁分离复原实验中，依次观察到的结果示意图如下，其中,指细胞结构
9、。下列叙述正确的是(,),甲,乙,丙,A.甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象 B.甲乙变化的原因之一是结构的伸缩性比要大 C.乙丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度所致 D.细胞发生渗透作用至丙状态，一段时间后该细胞会破裂 解析甲维持细胞正常形态，进入细胞的水分子和从细胞 出去的水分子一样多，处于动态平衡状态，A 错误；甲乙发 生了渗透失水，细胞质壁分离，原因之一是结构细胞壁的伸 缩性比结构细胞膜的伸缩性要小，B 错误；乙丙发生了渗 透吸水，此时外界溶液浓度比细胞液溶度小，C 正确；丙细胞 可能发生渗透吸水，但植物细胞渗透吸水只会膨胀不会涨破， D 错误。,答案C,(1)水分子的移
10、动方向是双向的，但最终结果是由低浓度溶,液流向高浓度溶液的水分子数多。,(2)实验中观察指标为漏斗内液面变化，不能用烧杯液面变,化作描述指标，因现象不明显。,(3)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度，而非质量浓度，,实质是指渗透压。,(4)渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状 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。,考向预测 1.(2017 年江西南昌调研)以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料,观察植物细胞质壁分离现象，下列叙述错误的是(,),A.实验时要观察细胞的大小、中央液泡的大小和原生质层 的位置 B.紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度 可能不同
11、C.已发生质壁分离的细胞放入清水中又能复原，说明细胞 仍然保持活性 D.用高浓度的 NaCl 溶液代替蔗糖溶液不能引起细胞质壁 分离 解析：洋葱鳞片叶外表皮细胞在高浓度的 NaCl 溶液中也可 以发生渗透作用，引起质壁分离，D 错误。 答案：D,2.如图表示一个中间隔以半透膜(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 a、b 两侧液面的变化是(,),A.加酶前 a 侧液面上升，加酶后 b 侧液面上升并高于 a 侧 液面,B.加酶前 a 侧液面上升，加酶后 b 侧液面上升并与 a 侧液,面持平,C
12、.加酶前后 a、b 两侧液面不变,D.加酶前 a、b 两侧液面不变，加酶后 b 侧液面上升并高于,a 侧液面,解析：溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒 的数目。相同物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液渗透压 相等，即加酶前 a、b 两侧液面不变；但加入麦芽糖酶后，麦芽 糖分解，使得 b 侧溶液的渗透压增大，水分由 a 侧向 b 侧转移， b 侧液面上升并高于 a 侧。,答案：D,3.下图 A 为两个渗透装置，溶液 a、b 为不同浓度的同种溶 液，且 a 溶液浓度小于 b 溶液浓度，c 为清水，图 B 为显微镜,下观察到的某植物表皮细胞，下列叙述错误的是(,),A,B,A.图 A 中装
13、置 2 的液面一段时间后会高于装置 1 的液面 B.图 B 中的相当于图 A 中的 C.若图 B 所示为某农作物根毛细胞，此时应及时灌溉 D.图 B 中的与图 A 中的通透性不同,解析：根据题干“a 溶液浓度小于 b 溶液浓度，c 为清水” 可推断一段时间后装置 2 的液面高于装置 1 的液面，A 正确； 图 B 细胞中含有大液泡，因此可以构成渗透系统，其中原生质 层相当于图 A 中的半透膜，图 B 中为细胞膜，为液泡膜， 为细胞质，共同构成原生质层，B 错误；若图 B 所示 为某农作物根毛细胞，图中细胞失水而发生了质壁分离，应及 时灌溉；图 B 中的液泡膜属于生物膜，具有选择透过性，图 A
14、中的没有选择透过性，只要微粒大小小于膜上的孔径均可 以通过。 答案：B,考向 2,渗透作用原理的应用,典例 2(2018 年新课标卷)下列有关植物根系吸收利用营,养元素的叙述，错误的是(,),B.农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收 C.土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收 D.给玉米施肥过多时，会因根系水分外流引起“烧苗”现 象,解析植物根细胞不能吸收土壤中的 N2，能吸收土壤中的 无机盐，但无机盐需以离子形式存在，所以 N2 不能直接被吸收 利用，A 错误；根细胞吸收矿质元素的方式是主动运输，主动 运输需要消耗能量，农田适时松土能促进根系的有氧呼吸，为 根细胞吸收矿质
15、元素提供更多的能量，因此农田适时松土有利 于农作物根细胞对矿质元素的吸收，B 正确；土壤中微生物可 以分解植物秸秆中的有机物，产生无机盐离子，从而可以被根 系吸收，C 正确；给玉米施肥过多时，会使土壤溶液浓度过高， 大于根系细胞溶液的浓度，植物细胞失水，导致植物因失水而 萎蔫，引起“烧苗”现象，D 正确。,答案A,考向预测 4.下列各项中不可以通过质壁分离与复原实验加以鉴定的,是(,) A.成熟植物细胞的死活 B.蛋白质、淀粉、纤维素的亲水性依次递减 C.成熟的植物细胞能进行渗透吸水 D.原生质层和细胞壁伸缩性大小,解析：死亡的成熟植物细胞的细胞膜丧失了选择透过性， 不会发生质壁分离及复原，A
16、 正确；质壁分离与复原实验的原 理是渗透作用，而蛋白质、淀粉、纤维素的亲水性是通过吸胀 吸水实现的，因此无法通过质壁分离实验鉴定其亲水性，B 错 误；质壁分离利用的是渗透作用原理，因此能够证明植物细胞 能进行渗透吸水，C 正确；质壁分离与复原实验可以证明原生 质层比细胞壁伸缩性大，D 正确。,答案：B,5.(2018 年宁夏银川三校联考)下列与植物吸水或失水的相,关叙述中，不正确的是(,),A.水分子在根毛细胞的细胞液与土壤溶液之间的运动是单 向的 B.可以根据相邻细胞的细胞液的浓度判断细胞间水分流动 的总体方向 C.蔗糖浸渍冬瓜导致细胞脱水死亡，蔗糖分子再进入细胞 D.发生质壁分离的细胞一段
17、时间后，某些情况下可以发生 质壁分离自动复原,解析：水分子在根毛细胞的细胞液与土壤溶液之间的运动 是双向的，A 错误；根据渗透作用的原理可知，水分子扩散的 总体方向是由低浓度一侧向高浓度一侧，B 正确；蔗糖浸渍冬 瓜，因为蔗糖溶液浓度过高导致细胞脱水死亡，蔗糖分子再进 入细胞，C 正确；将细胞放在硝酸钾或甘油等溶液中，发生质 壁分离的细胞一段时间后可以发生质壁分离自动复原，D 正确。,答案：A,考向 3,物质出入细胞的方式,典例 3(2018 年新课标卷)下列有关物质跨膜运输的叙,述，正确的是(,),A.巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散 B.固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输 C.神经
18、细胞受到刺激时产生的 Na内流属于被动运输 D.护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输,浓度比细胞膜外低，受刺激时，产生的 Na+ 内流是顺浓度梯度,解析病原体属于颗粒性物质，颗粒性物质或大分子物质 进出细胞的方式为胞吞和胞吐，因此巨噬细胞摄入病原体的过 程属于胞吞，A 错误；固醇类激素的化学本质是脂质，脂溶性 物质以自由扩散的方式进入靶细胞，B 错误；神经细胞内的 Na+,进行的，属于被动运输，C 正确；甘油是脂溶性小分子物质， 以自由扩散的方式进入细胞，D 错误。 答案C,物质进出细胞的方式判断,(1)根据分子大小与是否需要能量、载体蛋白,(2)根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运输方式
19、是主动运,输。,考向预测 6.将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组，分别 移入适宜的营养液中在光下培养，并给甲组的营养液适时通入 空气，乙组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对 a 离 子的吸收速率远大于乙组。关于这一实验现象，下列说法错误,的是(,),A.给营养液通入空气有利于该植物的生长 B.根细胞对 a 离子的吸收过程属于自由扩散 C.根细胞对 a 离子的吸收过程有能量的消耗 D.根细胞的有氧呼吸有利于根对 a 离子的吸收,解析：由“甲组的根对 a 离子的吸收速率远大于乙组”及 “甲组通入空气，乙组不进行通气处理”可知，根对 a 离子的 吸收需消耗能量，为主动运输过程；主动运输
20、过程需要能量和 载体，B 错误、C 正确。给营养液通入的空气中含有氧气，根 细胞获得氧气，有氧呼吸能正常进行，有利于根对 a 离子的吸 收，有利于该植物的生长，A、D 正确。,答案：B,考向 4,影响物质出入细胞的因素,典例 4将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含 有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一 矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表。,下列分析正确的是(,),A.有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收 B.该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关 C.氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗 ATP D.与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸 收,
21、解析由表格信息可知，同样温度条件下，空气环境中离 子相对吸收量大，说明有氧条件有利于根对离子的吸收，A 正 确；同样的空气，不同温度条件下离子的相对吸收量不同，说 明温度变化影响根对离子的吸收，B 错误；同样的温度条件下， 氮气环境中根对离子的相对吸收量少，说明根对离子的吸收需 要消耗能量(ATP)，且氮气环境中不利于根对该离子的吸收，C、 D 错误。,答案A,考向预测 7.(2018 年辽宁沈阳模拟)图为葡萄糖进入红细胞的运输过,程，其运输速度存在一个饱和值，该值的大小取决于(,),A.的浓度 C.的数量,B.的流动性 D.的层数,解析：题图所示的是葡萄糖分子，葡萄糖分子通过细胞 膜从高浓度
22、一侧运输到低浓度一侧，需要所示的载体蛋白的 协助，其跨膜运输的方式为协助扩散，因此其运输速度存在的 饱和值的大小取决于的数量，C 正确。,答案：C,8.如图甲表示某生物膜结构，图中 A、B、C、D、E、F 表 示某些物质，a、b、c、d 表示物质跨膜运输方式。图乙和图丙 表示物质运输曲线，请据图回答：,(1)A 代表_分子，B 代表_，D 代,表_。,(2) 动 物 细 胞 吸 水 膨 胀 时 B 的 厚 度 变 小，说 明 B 具 有,_。,(3)甘油和葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程分别是,图中编号_。,(4)若图甲是癌细胞的细胞膜，则膜上含量较正常细胞减少,的物质是_。,(5)若 图
23、中 是 线 粒 体 膜，b和 c过 程 运 输 的 气 体 分 别 是 _。b、c 运输方式符合图_所表示的物质运 输曲线。,答案：(1)蛋白质,磷脂双分子层,糖蛋白,(2)一定的流动性 (5)O2、CO2 乙,(3)b、a (4)D(糖蛋白) (6)丙,(6)Na、K的运输方式符合图_所示曲线。,考向 5 大分子物质进出细胞的方式 典例 5(2018 年海南卷)小麦种子萌发过程中，-淀粉酶在 糊粉层的细胞中合成，在胚乳中分解淀粉。该酶从糊粉层细胞,排到细胞外的方式是(,),A.顺浓度梯度经自由扩散排出 B.逆浓度梯度经协助扩散排出 C.通过离子通道排出 D.含该酶的囊泡与质膜融合排出 解析-
24、淀粉酶的化学本质是蛋白质，属于生物大分子，大 分子排出细胞的方式为胞吐，是通过囊泡和质膜(细胞膜)的融 合排出的，D 正确。 答案D,考向预测 9.(2018 年湖北十堰调研) 下列关于细胞的物质输入与输出,的叙述，正确的是(,),A.小分子物质均能够以被动运输的方式进出细胞 B.胞吐过程中囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的流动性 C.胞吐是顺浓度梯度转运物质，不消耗 ATP D.物质以被动运输的方式进入细胞时，不需要载体蛋白的 协助,解析：小分子物质以被动运输或主动运输方式进出细胞， A 错误；胞吐过程中囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的流动性， B 正确；胞吐需要消耗 ATP，与浓度梯度无关，C 错误
25、；被动 运输包括自由扩散与协助扩散，其中协助扩散需要载体蛋白的 协助，D 错误。,答案：B,实验探究植物细胞的吸水和失水,1.实验原理,(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 (2)细胞液具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。 (3)原生质层比细胞壁的伸缩性大。,2.方法步骤与现象,(1)自身对照的概念：指实验组与对照组在同一对象上进,行，不另设对照组。,对照组：实验操作前的状态、现象。 实验组：实验操作后的状态、现象。,(2)在“植物细胞的吸水和失水”实验中存在自身对照。 实验对象：同一成熟的植物细胞。 观察对象：液泡大小和颜色的变化。,(3)引发质壁分离的两种原因,典例某同学在实验室
26、中做“植物细胞的吸水和失水”实 验时，在实验室教师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实 验步骤和现象如下表：,对上表的推断或解释，不正确的是(,),A.x 为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于细胞膜 B.y 为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡 C.z 为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅 D.组无变化是因为细胞吸水量等于失水量,答案D,举一反三将若干生理状况基本相同、长度为 4 cm 的鲜萝 卜条分为四组，分别置于清水(对照组)和浓度相同的三种溶液 中(实验组)，尿素溶液、KNO3 溶液和蔗糖溶液分别编号为 1、2、 3 组。测量每组萝卜条的平均长度，结果如下图。据图分析，,下列叙述正确的是(,)
27、,A.实验组中都发生了质壁分离和复原现象,B.对照组中水分子在前 15 min 进入了细胞，15 min 之后不,再进入,但进入的方式不同,D.3 组中，如果一直增大蔗糖溶液浓度，萝卜条就会一直,缩短,解析：由图可知在清水中，细胞吸水，萝卜条长度先稍微 变长一点，然后保持不变，说明细胞吸收了少量的水；在尿素 溶液中，萝卜条长度先变短，再变长，最后保持原来的长度不 变，说明细胞先失水，后来由于尿素以自由扩散的方式进入细 胞内，细胞吸水复原；在 KNO3 溶液中，萝卜条长度先变短， 再变长，最后保持原来的长度不变，说明细胞先失水，后来由,在蔗糖溶液中，萝卜条长度因失水变短。实验组的蔗糖溶液中，,答案：C,