内容正文:
考点01
细胞的物质输入和输出
【过高考】2023年高考生物大一轮单元复习
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3.1 被动运输
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一、水进出细胞的原理
玻璃纸(赛璐玢)
半透膜
是可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。(如:膀胱膜,玻璃纸,卵壳膜)
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1、渗透作用
1概念:是指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,称为渗透作用
渗透的方向就是水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
2、发生的条件
(1)半透膜
(2)膜两层有浓度差
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蔗糖溶液
初始液面
玻璃纸(半透膜)
清水
最终液面
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当漏斗内液面升到一定高度时,漏斗内的液面会对半透膜产生一定强度的静水压,这一强度的静水压使得单位时间内,透过半透膜渗入漏斗水分子的数量与渗出漏斗水分子的数量相等(渗透平衡)
2.渗透平衡
(1)液面高度不发生变化,水分子双向运动
速率相等,即动态平衡。
(2)渗透平衡时:
△h的液体重力=漏斗中溶液的吸水力
S表示溶液浓度
平衡前:S2>S1
渗透过程:S2下降, S1上升
平衡后:S2>S1
溶液S1
溶液S2
△h
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溶液S1
溶液S2
△h
平衡后S1与S2的浓度差产生的吸水力与高度差的重力相等,
S1与S2的浓度差越大,高度差就越大。
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1.水分子进出动物细胞
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条件 水分运输情况 红细胞状况
外界溶液浓度<细胞质浓度
外界溶液浓度=细胞质浓度
外界溶液浓度>细胞质浓度
细胞吸水膨胀
水分进出平衡
细胞失水褶皱
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1.水分子进出动物细胞
(1)红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗?这些有机物相当于装置中的什么物质?
不能。蔗糖分子。
(2)红细胞的细胞膜是不是相当于所说的半透膜?
是。细胞膜是选择透过性膜,选择透过性膜相当于半透膜,但半透膜不是选择透过性膜。
(3)当外界溶液的浓度低时,红细胞一定会由于吸水而涨破吗?
不一定,浓度差很大时会涨破,浓度差较小时不会涨破。
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(4)红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件?
浓度差。当外界溶液浓度大于细胞质浓度时,红细胞失水;
反之,红细胞吸水。浓度差越大细胞吸水或失水越多。
(5)临床上输液为什么要用生理盐水?
防止血细胞失水或吸水,细胞形态改变影响细胞的功能。
(6)将食物用食盐腌制为什么可以达到防止食物腐烂变质的目的?
在高浓度的溶液中,细菌等微生物会过度失水而死亡。
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2.水分子进出植物细胞
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗?原生质层是一层半透膜吗?
细胞壁:对于水分子来说是全透性的。支持和保护作用,伸缩性比较小。
中央液泡占据了大部分空间,将细胞质挤成一薄层。
细胞中的液体主要是液泡中的细胞液。
原生质层:细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
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材料用具:
紫色洋葱鳞片叶、质量分数为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水、刀片、镊子、显微镜等。
外表皮细胞
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正常状态 高浓度状态 低浓度状态
图像
液泡大小变化
原生质层位置
正常大小
逐渐变小
逐渐变大,恢复原来大小
原生质层 紧贴细胞壁
原生质层逐渐脱离细胞壁
原生质层逐渐 贴近细胞壁
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1.从实验当中的质壁分离,“质”和“壁”分别指的是什么呢?
“质”指原生质层,“壁”指细胞壁
2.质壁分离的原因
质壁分离
+
原因
外因:外界溶液浓度大于细胞液浓度
内因:
细胞壁伸缩性小,具有全透性
原生质层伸缩性大,具有选择透过性
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3.质壁分离的表现
宏观上:植物由坚挺→萎蔫
微观上:
液泡(大→小)
细胞液颜色(浅→深)
原生质层与细胞壁分离
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被动运输
1.定义:
被动运输:物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。
2.分类
被动运输
自有扩散:物质通过简单扩散作用进出细胞的方式。也叫简单扩散。
协助扩散:借助细胞膜上转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。
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1.自由扩散
物质通过简单的扩散作用进出细胞
水分子
O2、CO2、水、N2
乙醇、甘油、苯
细胞外
细胞膜
细胞内
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细胞膜
外
内
扩散速率影响因素:浓度差
浓度差越大,自由扩散速度越快
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1988年,美国科学家阿格雷在分离纯化多种红细胞膜上的蛋白质时,发现了个疏水性跨膜蛋白(命名为 “AQP1”),他将含有AQP1蛋白和不含有此蛋白的细胞进行了对比实验,将这2种细胞放在同一水溶液中,结果如图。
含AQP1蛋白的细胞
不含AQP1蛋白的细胞
阿格雷的“水通道验证实验”发现了什么?
说明了水分子在细胞的运输还存在怎样的方式?
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2、协助扩散
载体蛋白
细胞外
细胞内
细胞膜
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高浓度
低浓度
需要
不消耗
葡萄糖进入红细胞、 H2O
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影响因素
浓度差
、转运蛋白数量
P点后运输速率受______