2024届高三生物一轮复习第四章 细胞的输入和输出讲义

生物学必修一 2019人教版 第四章 知识点+练习题 第四章 细胞的输入和输出 第一节 被动运输 知识点1 水进出细胞的原理 1.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.植物细胞的细胞壁是全透性的，水分子可以自由通过，细胞壁的伸缩性较小。成熟植物细胞内的液体环境是指细胞液，细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，相当于半透膜，水分子通过该结构进出细胞。 【易错提醒】 ①半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，而不是单向运动，观测到的现象是由双向水分子运动的差别所导致的液面改变。 ②当液面高度不再变化时，半透膜两侧仍有水分子进出，且进出速率相同。而两侧溶液的浓度并不一定相同，两侧的液面高度也不一定相同。 ③若溶质分子能通过半透膜，则先是浓度高的一侧液面升高，随后另一侧液面上升，最后达到渗透平衡。 ④水分子通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。此处的浓度是指物质的量浓度，是单位体积中微粒的多少，不是质量分数。 知识点2 探究植物细胞的吸水和失水 1.实验假设：原生质层相当于一层半透膜。 2.预期结果：由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由透过，而蔗糖分子不能透过。因此，在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，发生质壁分离；加入清水后，当细胞液浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水就会透过原生质层进入细胞液，发生质壁分离的复原。 3.探究植物细胞的吸水和失水 （1）成熟植物细胞内的液体环境是指液泡里面的细胞液，细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，相当于半透膜。细胞液、原生质层和外界溶液共同构成一个渗透系统。当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会吸水；当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会失水。 （2）观察植物细胞质壁分离和质壁分离复原的实验步骤：制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片→用低倍镜观察洋葱鳞片叶中央液泡大小，原生质层位置→从盖玻片一侧滴入蔗糖溶液，在盖玻片另一侧用吸水纸引流，重复几次→用低倍显微镜观察中央液泡大小和原生质层位置的变化→在盖玻片的一侧滴入清水，在盖玻片的另一侧用吸水纸引流，重复几次→用低倍显微镜观察中央液泡大小和原生质层位置的变化。 （3）植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞通过渗透作用吸水和失水。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞失水，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞吸水，原生质层就会慢慢恢复成原来的状态，逐渐发生质壁分离的复原。 知识点3 被动运输 1.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，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。 2.自由扩散和协助扩散比较 自由扩散 协助扩散 物质运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度 是否消耗能量 不消耗 不消耗 转运蛋白的种类 无 载体蛋白和通道蛋白 影响运输速率的因素 膜内外物质浓度梯度 膜内外物质浓度梯度和膜上转运蛋白的数量 举例 氧气、二氧化碳、水，甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子 离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等 【易错提醒】 ①哺乳动物成熟的红细胞吸收葡萄糖为协助扩散，顺浓度梯度。 ②甘油是脂溶性的小分子，进入细胞的方式是自由扩散。 ③协助扩散需要转运蛋白。 ④协助扩散的速率还受转运蛋白质数量的限制。 第二节 主动运输 知识点1 主动运输 主动运输是物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗能量。主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。 主动运输的运输速率和细胞的能量供应之间的关系如图所示。 ①ab段：随能量供应的增加，运输速率增大，说明主动运输需要能量。 ②bc段：受转运蛋白数量的限制，能量供应增加，但运输速率不再增加。 知识点2 胞吞、胞吐 1.胞吞是大分子与细胞膜上的蛋白质结合引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部的现象； 2.胞吐是细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，然后移动到细胞膜处，并与细胞膜融合将大分子排出细胞的现象。 3.胞吞和胞吐不需要载体协助，需要消耗细胞呼吸所释放的能量。 【易错提醒】 ①离子和小分子物质可以通过被动运输和主动运输进出细胞，而大分子和颗粒性物质主要通过胞吞和胞吐进出细胞。 ②胞吞和胞吐不需要载体，需要消耗能量。 知识点3