内容正文:
第3讲 细胞的物质输入和输出
2.1.1 阐明质膜具有选择透过性
2.1.2 举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞,不需要额外提供能量;有些物质逆浓度梯度进出细胞,需要能量和载体蛋白
2.1.3 举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞
一、借助渗透原理理解细胞的吸水和失水
1.渗透作用发生的两个必要条件
2.渗透装置中溶液渗透方向与浓度的判断
3.动物细胞的吸水和失水
(1)原理:①细胞膜相当于半透膜;②细胞质与外界溶液间具有浓度差。
(2)现象
4.植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)
(1)原理
(2)现象
(3)验证
①当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞就通过渗透作用失水,植物细胞就发生质壁分离现象。
②将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中,此时细胞液的浓度高于外界清水,植物细胞就吸水发生质壁分离复原现象。
二、物质进出细胞的方式
1.物质运输的方式及特点
2.物质运输的方式和实例(连线)
反思·小结
一、易错微点判断
1.人体内Ca2+可自由通过细胞膜的磷脂双分子层(×)
(2022·全国甲卷)
2.H+从细胞质基质转运到液泡的方式是主动运输(√)
(2021·山东卷)
3.葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同(√)
(2020·江苏卷)
4.载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时,其作用机制是一样的(×)
5.只要运输过程消耗ATP,一定是主动运输(×)
6.相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内(×)
7.植物细胞通过主动运输吸收不同矿质元素离子的速率都相同(×)
8.Na+与有关载体蛋白结合排出细胞属于主动运输(√)
二、核心语句必背
1.渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差。
2.动物细胞在任何情况下都不会发生质壁分离现象。
3.物质的跨膜运输并不都是顺浓度梯度的,细胞对物质的输入和输出具有选择性。
4.被动运输包括自由扩散和协助扩散,它们都是顺浓度梯度运输的过程,不消耗能量,但是协助扩散需要载体蛋白。
5.主动运输是逆浓度梯度运输的过程,需要载体蛋白的协助和消耗能量。
6.胞吞和胞吐是借助于膜的融合完成的,与膜的流动性有关,它是大分子和颗粒性物质进出细胞的运输方式,靠ATP提供动力。
突破点一 质壁分离和复原(实验)
系统知能
1.实验步骤
2.实验注意事项
(1)在实验中,当质壁分离现象出现后,观察时间不宜过长,以免细胞因长期处于失水状态而死亡,影响质壁分离复原现象的观察。
(2)本实验存在两组对照实验
(3)本实验结果的观察只能用低倍镜,不能用高倍镜。
(4)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。这是由于细胞壁是全透性的,且有水分子通过原生质层渗出来。
3.不同外界溶液中植物细胞的变化分析
将成熟的植物细胞依次浸于蒸馏水、物质的量浓度为0.3 mol/L的蔗糖溶液和0.5 mol/L的尿素溶液中,原生质体的体积随时间变化曲线如图,分析如下:
(1)A曲线表示细胞在蒸馏水中:细胞吸水膨胀,但是由于细胞壁的存在,原生质体的体积不能无限膨胀。
(2)B曲线表示细胞在质量浓度为0.5 mol/L的尿素溶液中:细胞先因渗透失水而发生质壁分离,后由于尿素能进入细胞,使得质壁分离后的细胞因吸水而自动复原。KNO3、甘油、乙二醇等溶液中也可发生质壁分离后自动复原现象。
(3)C曲线表示细胞在质量浓度为0.3 mol/L的蔗糖溶液中:蔗糖不能进入细胞,因此质壁分离后细胞不能发生自动复原。
4.质壁分离和复原实验的拓展应用
(1)判断成熟植物细胞的死活
(2)测定细胞液浓度范围
(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度
(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)
题点全训
题点1 实验基本步骤、原理和现象分析
1.下图为某同学利用紫色洋葱鳞片叶作为实验材料,观察植物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤。下列相关叙述错误的是( )
A.第二次观察(d)和第一次观察(b)形成对照,第三次观察(f)和第二次观察(d)形成对照
B.该实验用显微镜主要观察原生质层和细胞壁的位置关系、液泡的颜色和大小等
C.如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的KNO3溶液,则可以省略e过程
D.增大蔗糖溶液的浓度,实验效果会更明显且不影响细胞的活性
解析:选D 题图中共有三次显微镜观察,观察的指标主要是原生质层和细胞壁的位置关系以及液泡的大小和颜色;第二次观察与第一次观察形成对照,第三次观察与第二次观察形成对照;如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的KNO3溶液,由于在细胞失水的同时,不断以主动运输的方式获得K+和NO,导致细胞液浓度升高,当其大于外界溶液浓度时,细胞开始吸水,从而出现质壁分离自动复原的现象,因此可以省略e过程;如果蔗糖溶液的浓度过高,会导致细胞过度失水而死亡。
2.(2022·浙江6月选考)“观察洋