内容正文:
必背专题二 细胞的结构和物质运输
考点01 使用光学显微镜观察各种细胞
考点02 细胞学说、原核细胞和真核细胞
考点03 细胞核的结构和功能
考点04 细胞膜的结构和功能
考点05 细胞器的结构和功能
考点06 分泌蛋白的合成、运输与分泌
考点07 细胞的生物膜系统
考点08 通过模拟实验探究膜的透性
考点09 观察植物细胞的质壁分离和复原
考点10 被动运输与主动运输
考点11 胞吞与胞吐
考点12 影响物质运输的因素
▉考点01使用光学显微镜观察各种细胞
1.光学显微镜的结构
2.显微镜的使用
(1)放大倍数=目镜放大倍数 × 物镜放大倍数(放大倍数是指长或宽或半径的放大)
(2)物镜越长,与装片的距离越近,放大倍数就越大;目镜越短,放大倍数就越小。
视野范围
观察到的细胞数目
视野亮度
物象大小
低倍镜
大
多
亮
小
高倍镜
小
少
暗
大
(3)高倍镜的使用步骤(口诀:找--移--转--调):
①找:在低倍镜下找到物像;
②移:将物像移至视野中央(物像在哪个方向就往哪个方向移);
③转:转动转换器,换上高倍镜;
④调:调节光圈、反光镜,调节细准焦螺旋,使物像清晰;(当视野较暗时,换大光圈,或者换凹面镜;当视野较亮时,换小光圈或者换用平面镜。当观察的物像颜色较浅时,应该将亮度调暗。)
(4)显微镜成像特点:倒立、放大的虚像。即物像与实物左右相反、上下颠倒,将物像旋转 180°后与
实物的位置相同。
(5)当视野中细胞呈一行排布:放大后视野中的细胞数目=原数目÷放大倍数(现倍数除以原倍数)
视野中细胞呈充满排布:放大后视野中的细胞数目=原数目÷(放大倍数)2
【易错警示】
(1)必须先用低倍镜观察后,再转动转换器换成高倍镜观察。
(2)低倍镜观察时,粗、细准焦螺旋都可调节,高倍镜观察时,只能调节细准焦螺旋。
(3)由低倍镜换高倍镜,视野变暗,视野内细胞数目变少,每个细胞的体积变大。
(4)目镜的长度与其放大倍数呈反比;物镜的长度与其放大倍数呈正比。
(5)物像移动与装片移动的关系:由于显微镜下成像是倒立的像,若细胞在显微镜下的像偏右上方,实际在装片中细胞的位置则偏左下方。所以,物像移动的方向与载玻片移动的方向是相反的。
▉考点02 细胞学说、原核细胞和真核细胞
知识点1:细胞学说
1.生命活动离不开 细胞 。除 病毒 外, 细胞 是生物体结构和功能的基本单位。
2.细胞学说建立的过程
(1)细胞学说的建立者主要是德国的 施莱登 和 施旺 。
(2)细胞学说的主要内容
① 细胞 是一个有机体,一切 动植物 都是由 细胞 发育而来,并由 细胞 和 细胞产物 所构成。
② 细胞 是一个相对独立的单位,即有它自己的生命,又对与其他细胞共同构成的整体的生命起作用。
③新细胞是由老细胞分裂产生。
(3)意义:细胞学说揭示了 细胞 的统一性和 生物体结构 的统一性。
3.细胞的发现者和命名者是英国科学家 罗伯特·胡克 ;荷兰著名魔镜技师 列文虎克 用自制显微镜,观察到不同形态的细菌、红细胞和精子等;德国的 魏尔肖 总结出“细胞通过分裂产生新细胞”,他的名言是“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”。
4.各类生物的生命活动与细胞的关系
(1)单细胞生物:依靠 单个细胞 就能完成各种生命活动,如细菌、蓝细菌、草履虫、变形虫等。
(2)多细胞生物:依赖各种 分化的细胞 密切合作,共同完成一系列复杂的生命活动,如绝大多数动物、植物和真菌。
(3)病毒: 不具有 细胞结构,主要由 蛋白质 和 核酸 组成。 不能 独立进行生命活动,必须 寄生 在活细胞中,借助宿主细胞的物质和结构进行繁殖,表现出生命特征。如噬菌体专一寄生在 大肠杆菌 中。
5.生命系统的结构层次
(1)多细胞动物生命系统结构层: 细胞 →组织→器官→ 系统 →个体→ 种群 → 群落 →
生态系统→生物圈。
(2)多细胞植物没有 系统 层次;单细胞生物没有 组织、器官、系统 层次;一个单细胞生物既是
细胞 层次,也是 个体 层次,如一个大肠杆菌、草履虫、变形虫等。
(3)最基本的生命系统是 细胞 ,最大的生命系统是 生物圈 。
组成细胞的原子、分子,以及病毒 不属于 (属于/不属于)生命系统的结构层次。
知识点2:原核细胞和真核细胞
1.原核细胞和真核细胞的区别细胞核
核膜
根据细胞内有无以________为界限的__________,把细胞分为原核细胞和真核细胞。真核
原核
(1)图1属于________细胞,图2属于________细胞。
图1 图2
(2)蓝细菌细胞中__无____(选填“有”或“无”)叶绿体,但它也能进行光合作用,原因是其细胞中含有藻蓝素和__叶绿素_____及光合作用所需的酶。
(3)真核细胞和原核细胞都具有相似的_细胞膜_、_细胞质__、核糖体以及和遗传有关的__DNA__(填物质)。 2.原核细胞与真核细胞的比较
项目
原核细胞
真核细胞
模式图
细胞壁
主要成分是肽聚糖。支原体是目前最小、最简单的细胞,没有细胞壁。
植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶等;动物细胞无细胞壁(注:酵母菌细胞壁的成分与植物细胞细胞壁的成分不同)
细胞质
有核糖体,无其他细胞器
有核糖体和其他细胞器
细胞核
拟核:无核膜、核仁,DNA不与蛋白质结合(无染色体)
真核:有核膜和核仁,DNA与蛋白质结合成染色体(质)
DNA存在位置及形式
拟核:大型环状;
质粒:小型环状
细胞核:与蛋白质结合形成染色体;
细胞质:在线粒体、叶绿体中
细胞增殖方式
二分裂
有丝分裂、无丝分裂、减数分裂
共有的结构
细胞膜、细胞质基质、核糖体等
【易错警示】
(1)病毒没有细胞结构,既非原核生物,也非真核生物。
(2)单细胞的原生动物(如常见的草履虫、变形虫、疟原虫等)是真核生物。单细胞绿藻(如衣藻)、单细胞真菌(如酵母菌)等都是真核生物。
(3)原核细胞不一定都有细胞壁,如支原体无细胞壁。细胞壁的主要成分不一定是纤维素和果胶。
(4)能进行光合作用的细胞不一定含有叶绿体,如蓝细菌。能进行有氧呼吸的细胞不一定含有线粒体,如蓝细菌和硝化细菌。
(5)没有细胞核的细胞不一定是原核细胞,如哺乳动物成熟的红细胞。
▉考点03 细胞核的结构和功能
1.除了高等植物 成熟的筛管细胞 和哺乳动物 成熟的红细胞 等极少数细胞外,真核细胞都有细胞核。
2.细胞核的结构和功能
(1)核膜: 双 层膜,把核内物质与细胞质分开,对物质进出具有 选择透过 性。
(2)染色质:主要由 DNA 和 蛋白质 组成,其中 DNA 是遗传信息的载体。
(3)核仁:与真核细胞某种 RNA 的合成以及 核糖体 的形成有关。蛋白质合
成旺盛的细胞中,核仁的体积相对 较大 。[注:原核细胞中核糖体的形成与核仁 无 (有/无)关]
(4)核孔:实现核质之间频繁的 物质交换 和 信息交流 ,是 大分子 物质(如蛋白质、RNA)进出细胞核的通道,离子和小分子可穿过核膜,核孔对物质进入具有 选择透过 性。代谢旺盛的细胞中,核孔数目 较多 。
3.染色质和染色体
(1)特性:染色质(体)是细胞核内易被 碱性 染料染成深色的物质。
(2)成分:染色质和染色体的形态结构 不同 ,组成成分主要是 DNA 和 蛋白质 。
(3)关系:染色质(细丝状)和染色体(杆状)是 同种 物质在细胞 不同 时期的 两种 存在状态。
(4)分布:染色质(体)只存在于 真核 (真核/原核)细胞中。
4.细胞核功能:细胞核是 遗传信息 库,是细胞 代谢 和 遗传 的控制中心,是遗传物质DNA复制和储存的主要场所。
5.原核细胞的细胞代谢和遗传的控制中心,遗传物质贮存和复制的主要场所是 拟核 。
【归纳总结】 “三核”——核膜、核孔和核仁的知识归纳
(1)核膜、核仁在细胞周期中的分裂前期消失,分裂末期重建。
(2)核膜附着有多种酶,有利于多种化学反应的进行。
(3)核膜、核孔都有选择透过性:小分子物质可通过核膜进出细胞核。核孔可以运输小分子物质(不消耗能量),也可以运输大分子物质(消耗能量)。RNA可以通过核孔进入细胞质。蛋白质(如解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等)通过核孔进入细胞核,但DNA不能通过核孔。
(4)代谢越旺盛的细胞,核孔的数目越多,核仁的体积越大。如,人的口腔上皮细胞与胰岛B细胞相比,前者核孔的数目少,核仁体积小;冬小麦在越冬期间核孔的数目少,核仁体积小。
▉考点04细胞膜的结构和功能
1.细胞膜成分的早期探索历程
时间(人物)
实验依据
结论或假说
1895年,欧文顿
对植物细胞进行通透性实验,发现可以溶于脂质的物质更容易通过细胞膜
细胞膜是由脂质组成的
部分科学家
对哺乳动物红细胞的细胞膜进行化学分析
细胞膜的脂质有磷脂和 胆固醇 ,其中磷脂含量最多
1925年,荷兰科学家戈特和格伦德尔
将从人的红细胞中提取的脂质铺成单分子层。其面积是红细胞表面积的2倍
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
1935年,英国学者丹尼利和戴维森
细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力
细胞膜除含脂质分子外,可能还附有蛋白质
1959年
电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗的三层结构
罗伯特森认为所有的细胞膜都由 蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成
1970年
人、鼠细胞融合实验
细胞膜具有流动性
1972年
流动镶嵌模型
辛格和尼科尔森提出了生物膜的流动镶嵌模型
2.细胞膜的成分
① 脂质(50%): 磷脂最丰富,磷脂双分子构成基本骨架, 胆固醇构成动物细胞膜。
② 蛋白质(40%): 蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和 数量越多。不同种类的细胞,细胞膜的成分及含量不完全相同。膜上的蛋白质也不是一成不变的。
③ 糖类(10%-20%):与膜蛋白和膜脂结合形成糖蛋白和糖脂,分布于膜外侧。
3.流动镶嵌模型
(1)图中a是 磷脂双分子层 ,其构成了细胞膜(生物膜)的 基本支架 ,具有 流动性。
(2)图中b表示 蛋白质 分子,有的 镶在 磷脂双分子层表面,有的部分或全部 嵌入 磷脂双分子层中,有的 贯穿 于整个磷脂双分子层,在磷脂双分子层中的分布是 不对称 (对称/不对称)的。
(3)图中c表示 糖蛋白 ,是由细胞膜上的 蛋白质 与 糖类 结合形成,只分布于细胞膜的 外表 ,在细胞生命活动中具有重要的功能,如具有 细胞识别等功能。
(4)除糖蛋白外,细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的 糖脂 。
【易错警示】
①有糖蛋白的一侧为细胞质膜外侧;
②功能越复杂的细胞,细胞质膜上蛋白质种类和数量越多;
③细胞质膜是1层膜 = 2层磷脂分子 = 1层磷脂双分子层;
④细胞质膜的结构特点:具有一定的流动性;
原因:构成细胞质膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是运动的,不是静止的。
(2)细胞膜的组分并不是不可变的。如细胞癌变过程中,细胞膜组分发生变化,糖蛋白含量下降。
4.细胞膜的功能
(1)将细胞与 外界环境 分隔开,保障细胞内部环境的相对稳定。
(2)控制物质 进出细胞 。(相对)——细胞质膜的功能特点:选择透过性(与膜上的蛋白质有关)
(3)进行细胞间的 信息交流 。(主要与受体有关)
① 通过 信号分子 传递信息:内分泌细胞分泌的 激素 进入血液,随 血液 到达全身各处,与 靶细胞 的细胞膜表面的 受体 结合,从而将信息传递给 靶细胞 ,引起靶细胞的生理反应。
② 通过细胞膜 直接接触 传递信息:相邻两个细胞的 细胞膜 直接接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞,引起靶细胞的生理反应。
③ 通过细胞 通道 传递信息:相邻两个植物细胞之间形成 胞间连丝 ,使细胞质相互沟通,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。
▉考点05 细胞器的结构和功能
1.分离细胞器的方法: 差速离心法 。
2.细胞骨架:
组成:蛋白质纤维。
功能: a.维持细胞形态。b.锚定并支撑许多细胞器。
c.与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
3.各种细胞器的结构和功能
(1)双层膜细胞器(线粒体和叶绿体)
项目
线粒体
叶绿体
亚显微结构图
增大膜面积方式
内膜向内腔折叠形成嵴
由囊状结构的薄膜堆叠形成基粒
生理功能
有氧呼吸的主要场所
光合作用的场所
化学组成
含有DNA、RNA、磷脂和蛋白质等
含有DNA、RNA、磷脂和蛋白质和色素等
酶的种类和分布
与有氧呼吸有关的酶分布于内膜和基质中
与光合作用有关的酶分布于类囊体薄膜和基质中
相同点
①均具有双层膜;②都含有少量DNA,是半自主性细胞器;③与能量转换有关
(2)单层膜结构的细胞器(内质网、高尔基体、溶酶体、液泡)
图示
名称
功能
内质网
①形态结构: 单 层膜围成的膜性管道系统。
②分布:动植物 细胞中,与 细胞膜、核膜 相连。
③功能:
粗面内质网:蛋白质合成、加工、运输的车间
光面内质网: 脂质的合成车间。
高尔基体
①形态结构:扁平囊状结构, 单层膜。
②分布: 动植物 细胞中
③功能:
动物细胞:对来自内质网的蛋白质进行进一步的加工和运输。
植物细胞:与植物 细胞壁的形成有关
溶酶体
①形态结构: 单层膜包裹的小泡,来源于 高尔基体 。
②分布:主要存在动物细胞中
③功能:是“ 消化车间”,内部含多种水解酶 ,能清除细胞内多余的生物大分子和衰老的细胞器,清除侵入细胞的病原体 。
液泡
①形态结构: 单层膜,内有细胞液,是 体积 最大的细胞器。
②分布:主要存在于 植物 细胞中
③功能:储存营养物质(内含糖类、无机盐和蛋白质等);维持细胞形状;调节细胞内的 渗透压 。
(3)无膜结构的细胞器(中心体、核糖体)
图示
名称
功能
中心体
①结构:由两个互相垂直排列的 中心粒及周围物质组成
②成分: 蛋白质纤维
③分布: 动物 细胞和 低等植物细胞中
④功能:与细胞的分裂有关
核糖体
①形态结构: 无 膜椭球形粒状小体。
②分布:附着在 内质网上或游离在 细胞质 中。
③功能:细胞内合成 蛋白质 的场所,是“产生蛋白质的机器”
(4)归纳小结
①具双层膜的细胞器:线粒体、叶绿体;具单层膜的细胞器:内质网、高尔基体、溶酶体、液泡;
无膜的细胞器:中心体、核糖体;
②含DNA的细胞器:线粒体、叶绿体;含RNA的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体;
③含色素的细胞器 :叶绿体、液泡;
④动植物细胞共有的细胞器:线粒体、内质网、高尔基体、核糖体;
高等植物细胞特有的细胞器:叶绿体、液泡;动物和低等植物细胞特有的细胞器:中心体;
⑤光学显微镜下可见的细胞器:线粒体、叶绿体、液泡;
光学显微镜下可见的细胞结构:线粒体、叶绿体、液泡、细胞壁、细胞质膜、细胞核;
⑥与能量转换有关的细胞器:线粒体、叶绿体;
⑦原核生物具有的细胞器:核糖体;
(5)细胞结构特例归纳
哺乳动物的成熟红细胞
没有细胞核和各种细胞器
蛔虫的体细胞
没有线粒体,只能进行无氧呼吸
根尖分生区细胞
没有叶绿体、大液泡
植物表皮细胞(保卫细胞除外)
没有叶绿体
具有分裂能力的细胞(包括癌细胞)
核糖体的数量较多
内分泌腺或外分泌细胞
高尔基体的数量较多
▉考点06 分泌蛋白的合成、运输与分泌
1.分泌蛋白:在 细胞内 合成后,分泌到 细胞外 起作用的蛋白质,如 消化酶、抗体和蛋白质类激素 等。
2.分泌蛋白形成过程研究方法: 同位素标记法 。
3.分泌蛋白的形成过程:
线粒体 (提供能量)
↓ ↓ ↓ ↓
核糖体 → 内质网 高尔基体 细胞膜
↓合成 ↓初加工 ↓再加工 ↓ 胞吐 (方式)
肽链 较成熟蛋白质 成熟蛋白质 分泌蛋白
4.分泌蛋白形成过程中:内质网膜面积 减小 ,高尔基体膜面积 先增大后减小(基本不变) ,细胞膜膜面积 增大 。
5.细胞器之间的协调配合:图中可见,分泌蛋白的合成和运输过程离不开由膜构成的 的穿梭往来,而____________(细胞器)在其中起着交通枢纽的作用。各种膜的融合体现了膜的________性,细胞器的这种协调配合也体现了细胞在______________上的连续性。结构和功能
流动
高尔基体
囊泡
【归纳小结】 透析囊泡类问题
①囊泡的来源及去向:
胞吐:内质网产生囊泡运往高尔基体;高尔基体向细胞膜发送囊泡;
胞吞:细胞膜向细胞内发送囊泡。
②囊泡形成原理:生物膜具有一定的流动性。囊泡运输需要能量。
▉考点07细胞的生物膜系统
1.组成: 细胞膜 、 细胞器膜 和 核膜 等膜结构共同构成细胞的生物膜系统。
2.特点:各种生物膜的组成成分和结构 相似 ,在结构和功能上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的 协调配合 。内质网膜内连核膜,外连细胞膜,在结构上 直接 联系。
3.功能:
① 细胞膜 在维持细胞内部环境的相对稳定,在细胞与外部环境进行 物质运输 、 能量转换 和
信息传递 的过程中起决定性作用。
②许多化学反应在 生物膜 上进行,广阔的膜面积为 多种酶 提供附着位点。
③细胞内的生物膜将细胞 区域化 ,把各种 细胞器 分隔开,使细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会互相干扰,保证了细胞生命活动 高效、有序 地进行。
【易错提醒】
①小肠黏膜、胃黏膜等不属于生物膜系统,囊泡膜、类囊体膜属于生物膜系统
②原核生物只有细胞膜,没有细胞器膜和核膜,因此没有生物膜系统。
▉考点08 通过模拟实验探究膜的透性
知识点1.水进出细胞的原理:相对含量低
相对含量高
半透膜
(1)渗透作用:水分子(或其他溶剂分子)通过__________从_____________的一侧向________ 的一侧扩散。半透膜
浓度差
(2)渗透装置如图所示,渗透作用具备的两个条件:具有③__________;膜两侧①②具有__________。
(3)开始时漏斗内液面和烧杯内液面齐平, 起始溶液浓度S1>S2 ;
在未达到平衡时,从S2进入S1的水分子数大于从S1进入S2的水分子数;
达到渗透平衡时,从S1进入S2 的水分子数等于从S2进入S1的水分子数;
达到渗透平衡时,S1浓度>S 2浓度
知识点2.动物细胞的吸水和失水:
<
>
相对含量高
=
半透膜
知识点3.植物细胞的吸水和失水:
(1)成熟植物细胞的结构全透
细胞壁
小
原生质层
选择
大
透过性
细胞液
(2)原理和现象:质壁分离
>
①外界溶液浓度______细胞液浓度时,发生____________现象。质壁分离复原
<
②外界溶液浓度______细胞液浓度时,发生________________现象。
【易错提醒】 原生质层与原生质体的区分
原生质层
由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成,不包括细胞核和细胞液。该概念只限于成熟的植物细胞。
原生质体
植物细胞除去细胞壁剩下的结构,包括细胞膜、细胞质和细胞核。一个动物细胞就相当于一个原生质体。
▉考点09 观察植物细胞的质壁分离和复原
1.质壁分离的质指原生质层,包括细胞质膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质;
质壁分离的壁指的是细胞壁;
2.质壁分离:
外因:外界溶液浓度大于细胞液浓度;
内因:原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性;
3.实验:观察植物细胞的质壁分离与复原现象
①实验材料要求:活细胞,具有大液泡,具有细胞壁
最佳实验材料:紫色洋葱鳞片液外表皮细胞(因为有紫色大液泡,便于观察);黑藻也可以(原因:黑藻是高等植物细胞,含有大液泡和大而清晰的叶绿体,原生质层呈绿色,能观察到质壁分离及复原现象);紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞也可以(方法:外界溶液可以加胭脂红或红墨水)
②实验过程及现象:
中央液泡
原生质层
蔗糖
小
加深
原生质层
清水
中央液泡
原生质层
4.植物细胞的质壁分离及复原实验应用:【实验小结】
(1)引流法:引流时要重复几次,目的是使洋葱鳞片叶表皮细胞完全浸润在加入的液体中。
(2)对照原则:本次三次观察都在低倍显微镜下,遵循对照原则,1和2次观察是一组自身前后对照,2和3是一组自身前后对照;所以第一次观察千万不能省略,作用是作为对照;
(3)外部溶液浓度:0.3g/mL的蔗糖溶液
①如果滴加的是0.5 g/ml的蔗糖溶液发生质壁分离,但不能质壁分离复原。(因为溶液浓度过高,细胞过度失水,导致死亡。)
注:质壁分离不能复原的原因:①外界溶液浓度过高,失水过多②质壁分离时间过长,失水过久
②如果所用溶液中的溶质为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等,植物细胞会吸水引起质壁分离自动复原。(原因:细胞吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大,细胞渗透吸水)
③若加入醋酸、盐酸、酒精溶液等:无质壁分离及复原现象,因为这些溶液能杀死细胞
(4) 因为细胞壁具有全透性,所以质壁分离时,细胞壁与细胞质膜之间填充的是外界溶液(本实验是蔗糖溶液)。
(5) 由于有细胞壁的保护作用,实验过程中细胞大小基本不变。
①判断成熟植物细胞的死活; ②测定细胞液浓度范围; ③比较不同植物细胞的细胞液浓度
④比较未知浓度溶液的浓度大小; ⑤鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
▉考点10 被动运输与主动运输
知识点1 被动运输
1.概念: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的跨膜运输方式。
2.形式:简单扩散(自由扩散)和协助扩散(易化扩散)。
形式
自由扩散
协助扩散
图示
方式甲
方式乙
运输方向
高浓度一侧→低浓度一侧(顺浓度梯度)
概念
物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式
借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式
条件
不需要转运蛋白,不消耗能量
需要转运蛋白,不消耗能量
举例
O2和CO2等气体;水(少数情况);苯、乙醇等
葡萄糖、氨基酸的顺浓度梯度跨膜运输;水通过水通道蛋白的运输
3.转运蛋白的种类:
名称
转运对象
特点
载体蛋白
与自身结合部位相适应的分子或离子
每次转运时都会发生 自身构象 的改变需要和物质结合,有特异性、专一性、饱和性
通道蛋白
与自身通道的 直径和形状 相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子。分为离子通道和水通道。
转运分子 不需要 与通道蛋白结合构象不发生改变,有特异性。比载体蛋白介导的转运速度更快。
知识点2 主动运输
1.物质运输方向:逆浓度梯度,即从低浓度一侧→高浓度一侧。
2.条件:需要细胞膜上相应载体蛋白的协助;消耗细胞内化学反应所释放的能量。
3.实例:K+、Ca2+、Na+等离子通过细胞膜;小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等分子。
(1)离子通道和钠钾泵
生物膜对无机离子的跨膜运输有被动运输(顺离子浓度梯度)和主动运输(逆离子浓度梯度)两种方式。被动运输的通道称离子通道,主动运输的离子载体称为离子泵。如图1所示。
图1 图2
(2)单向运输载体、同向运输载体和反向运输载体
图2中钠钾泵、SGLT1、GLUT2、GLUT5代表载体,其中GLUT5属于单向运输载体,SGLT1、GLUT2属于同向运输载体,钠钾泵属于反向运输载体。
4.意义:保证了活细胞和个体生命活动的需要,主动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。
5.注意:
▉考点11 胞吞与胞吐
1.胞吞和胞吐的过程(运输对象一般为大分子)
运输方式
胞吞
胞吐
图示
a(选填“a”或“b”)
b(选填“a”或“b”)
过程
大分子与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。然后其从细胞膜上分离下来,形成囊泡,进入细胞内部的现象
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,并与之融合将大分子排出细胞的现象
实例
①变形虫摄取有机物;②巨噬细胞吞噬抗原
①一些激素、消化酶的分泌;②浆细胞分泌抗体;
原理
膜的流动性
2.胞吞、胞吐的意义:
在物质运输的过程中,胞吞、胞吐是普遍存在的现象,它们需要消耗细胞呼吸所释放的能量。
3.物质出入细胞方式的比较:
运输方式
运输方向
是否需要转运蛋白
是否消耗能量
图示
举例
被
动
运
输
自由扩散
顺浓度梯度
不需要
不消耗
小部分水、氧气、二氧化碳、甘油、乙醇等出入细胞
协助扩散
顺浓度梯度
道蛋白
不消耗
人的红细胞吸收葡萄糖,肾小管细胞吸收水
主动运输
逆浓度梯度
需要载体蛋白
消耗
小肠上皮细胞吸收氨基酸等
胞吞
细胞外
↓
细胞内
不需要
消耗
变形虫摄取食物
胞吐
细胞内
↓
细胞外
不需要
消耗
分泌蛋白的分泌
▉考点12 影响物质运输的因素【易错警示】
1.水既可以自由扩散也可以协助扩散(主要方式,借助水通道蛋白)
2.葡萄糖既可以协助扩散(只有红细胞)也可以主动运输
3.钠离子钾离子既有协助扩散也有主动运输
吸钾排钠:主动运输(Na-K泵)
保钠排钾:协助扩散(离子通道蛋白)
胞吞胞吐穿过膜的层数是0层
和主动运输有关的细胞器:线粒体,核糖体
1.影响物质运输的因素:浓度差
(1)影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的__________。浓度差
转运蛋白
(2)影响协助扩散的因素:①细胞膜内外物质的__________;②细胞膜上相应____________的数量。转运蛋白
(3)影响主动运输的因素:①____________的种类和数量;②能量(O2浓度、ATP)。
(4)温度也会影响被动运输、主动运输和胞吞、胞吐。
2.影响物质跨膜运输因素的曲线分析:
(1)物质浓度差对跨膜运输的影响
主动运输
协助扩散
自由扩散
浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中,浓度差越大,运输速率越大;协助扩散中,浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加,原因是受载体数量的限制。主动运输一般不受浓度差的影响。
(2)转运蛋白数量对物质跨膜运输的影响
主动运输或协助扩散
自由扩散
转运蛋白数量主要影响协助扩散和主动运输。其他条件适宜的情况下,相应转运蛋白数量越多,运输速率越大。自由扩散不受转运蛋白数量的影响。
(3)氧气含量对物质跨膜运输的影响
主动运输
自由扩散或协助扩散
氧气含量通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率。
①P点时,无氧呼吸为主动运输提供能量。
②P~Q段:随着氧气含量增加,有氧呼吸产生的能量越多,主动运输的速率也越大。
③Q点以后:当氧气含量达到一定程度后,受转运蛋白数量以及其他因素的限制,运输速率不再增加。
(4)温度对物质跨膜运输的影响浓度差
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必背专题二 细胞的结构和物质运输
考点01 使用光学显微镜观察各种细胞
考点02 细胞学说、原核细胞和真核细胞
考点03 细胞核的结构和功能
考点04 细胞膜的结构和功能
考点05 细胞器的结构和功能
考点06 分泌蛋白的合成、运输与分泌
考点07 细胞的生物膜系统
考点08 通过模拟实验探究膜的透性
考点09 观察植物细胞的质壁分离和复原
考点10 被动运输与主动运输
考点11 胞吞与胞吐
考点12 影响物质运输的因素
▉考点01使用光学显微镜观察各种细胞
1.光学显微镜的结构
2.显微镜的使用
(1)放大倍数=目镜放大倍数 × 物镜放大倍数(放大倍数是指长或宽或半径的放大)
(2)物镜越长,与装片的距离 ,放大倍数就 ;目镜越短,放大倍数就 。
视野范围
观察到的细胞数目
视野亮度
物象大小
低倍镜
亮
高倍镜
小
少
大
(3)高倍镜的使用步骤(口诀:找--移--转--调):
①找:在 下找到物像;
②移:将物像移至视野中央(物像在哪个方向就往哪个方向移);
③转:转动 ,换上高倍镜;
④调:调节 ,调节 ,使物像清晰;(当视野较暗时,换大光圈,或者换凹面镜;当视野 时,换小光圈或者换用平面镜。当观察的物像颜色 时,应该将亮度调暗。)
(4)显微镜成像特点:倒立、放大的虚像。即物像与实物左右相反、上下颠倒,将物像旋转 180°后与
实物的位置相同。
(5)当视野中细胞呈一行排布:放大后视野中的细胞数目=原数目÷放大倍数(现倍数除以原倍数)
视野中细胞呈充满排布:放大后视野中的细胞数目=原数目÷(放大倍数)2
【易错警示】
(1)必须先用低倍镜观察后,再转动转换器换成高倍镜观察。
(2)低倍镜观察时,粗、细准焦螺旋都可调节,高倍镜观察时,只能调节细准焦螺旋。
(3)由低倍镜换高倍镜,视野变暗,视野内细胞数目变少,每个细胞的体积变大。
(4)目镜的长度与其放大倍数呈 ;物镜的长度与其放大倍数呈 。
(5)物像移动与装片移动的关系:由于显微镜下成像是倒立的像,若细胞在显微镜下的像偏右上方,实际在装片中细胞的位置则 。所以,物像移动的方向与载玻片移动的方向是 的。
▉考点02 细胞学说、原核细胞和真核细胞
知识点1:细胞学说
1.生命活动离不开 。除 外, 是生物体结构和功能的基本单位。
2.细胞学说建立的过程
(1)细胞学说的建立者主要是德国的 和 。
(2)细胞学说的主要内容
① 是一个有机体,一切 都是由 发育而来,并由 和 所构成。
② 是一个相对独立的单位,即有它自己的生命,又对与其他细胞共同构成的整体的生命起作用。
③新细胞是由老细胞 产生。
(3)意义:细胞学说揭示了 的统一性和 的统一性。
3.细胞的发现者和命名者是英国科学家 ;荷兰著名魔镜技师 用自制显微镜,观察到不同形态的细菌、红细胞和精子等;德国的 总结出“细胞通过分裂产生新细胞”,他的名言是“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”。
4.各类生物的生命活动与细胞的关系
(1)单细胞生物:依靠 就能完成各种生命活动,如细菌、蓝细菌、草履虫、变形虫等。
(2)多细胞生物:依赖各种 密切合作,共同完成一系列复杂的生命活动,如绝大多数动物、植物和真菌。
(3)病毒: 细胞结构,主要由 和 组成。 独立进行生命活动,必须 在活细胞中,借助宿主细胞的物质和结构进行繁殖,表现出生命特征。如噬菌体专一寄生在 中。
5.生命系统的结构层次
(1)多细胞动物生命系统结构层: →组织→器官→ →个体→ → →
生态系统→生物圈。
(2)多细胞植物没有 层次;单细胞生物没有 层次;一个单细胞生物既是
层次,也是 层次,如一个大肠杆菌、草履虫、变形虫等。
(3)最基本的生命系统是 ,最大的生命系统是 。
组成细胞的原子、分子,以及病毒 (属于/不属于)生命系统的结构层次。
知识点2:原核细胞和真核细胞
1.原核细胞和真核细胞的区别
根据细胞内有无以________为界限的__________,把细胞分为原核细胞和真核细胞。
(1)图1属于________细胞,图2属于________细胞。
图1 图2
(2)蓝细菌细胞中______(选填“有”或“无”)叶绿体,但它也能进行光合作用,原因是其细胞中含有藻蓝素和______及光合作用所需的酶。
(3)真核细胞和原核细胞都具有相似的__、___、核糖体以及和遗传有关的____(填物质)。
2.原核细胞与真核细胞的比较
项目
原核细胞
真核细胞
模式图
细胞壁
主要成分是 。支原体是目前 的细胞,没有 。
植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶等;动物细胞无细胞壁(注:酵母菌细胞壁的成分与植物细胞细胞壁的成分不同)
细胞质
有核糖体,无其他细胞器
有核糖体和其他细胞器
细胞核
拟核:无核膜、核仁,DNA不与蛋白质结合(无染色体)
真核:有核膜和核仁,DNA与蛋白质结合成染色体(质)
DNA存在位置及形式
拟核:大型环状;
质粒:小型环状
细胞核:与蛋白质结合形成染色体;
细胞质:在线粒体、叶绿体中
细胞增殖方式
二分裂
有丝分裂、无丝分裂、减数分裂
共有的结构
细胞膜、细胞质基质、核糖体等
【易错警示】
(1)病毒没有 ,既非原核生物,也非真核生物。
(2)单细胞的原生动物(如常见的草履虫、变形虫、疟原虫等)是 。单细胞绿藻(如衣藻)、单细胞真菌(如酵母菌)等都是 生物。
(3)原核细胞不一定都有细胞壁,如支原体无 。细胞壁的主要成分不一定是纤维素和果胶。
(4)能进行光合作用的细胞 含有叶绿体,如蓝细菌。能进行有氧呼吸的细胞 含有线粒体,如蓝细菌和硝化细菌。
(5)没有细胞核的细胞 是原核细胞,如哺乳动物成熟的红细胞。
▉考点03 细胞核的结构和功能
1.除了高等植物 和哺乳动物 等极少数细胞外,真核细胞都有细胞核。
2.细胞核的结构和功能
(1)核膜: 层膜,把核内物质与细胞质分开,对物质进出具有 性。
(2)染色质:主要由 和 组成,其中 是遗传信息的载体。
(3)核仁:与真核细胞某种 的合成以及 的形成有关。蛋白质合
成旺盛的细胞中,核仁的体积相对 。[注:原核细胞中核糖体的形成与核仁 (有/无)关]
(4)核孔:实现核质之间频繁的 和 ,是 物质(如蛋白质、RNA)进出细胞核的通道,离子和小分子可穿过核膜,核孔对物质进入具有 性。代谢旺盛的细胞中,核孔数目 。
3.染色质和染色体
(1)特性:染色质(体)是细胞核内易被 染料染成深色的物质。
(2)成分:染色质和染色体的形态结构 ,组成成分主要是 和 。
(3)关系:染色质(细丝状)和染色体(杆状)是 物质在细胞 时期的 存在状态。
(4)分布:染色质(体)只存在于 (真核/原核)细胞中。
4.细胞核功能:细胞核是 库,是细胞 和 的控制中心,是遗传物质DNA复制和储存的主要场所。
5.原核细胞的细胞代谢和遗传的控制中心,遗传物质贮存和复制的主要场所是 。
【归纳总结】 “三核”——核膜、核孔和核仁的知识归纳
(1)核膜、核仁在细胞周期中的 消失, 重建。
(2)核膜附着有 ,有利于多种化学反应的进行。
(3)核膜、核孔都有 :小分子物质可通过核膜进出细胞核。核孔可以运输小分子物质(不消耗能量),也可以运输大分子物质(消耗能量)。RNA可以通过核孔进入细胞质。蛋白质(如解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等)通过核孔进入细胞核,但 不能通过核孔。
(4)代谢越旺盛的细胞,核孔的数目越多,核仁的体积越大。如,人的口腔上皮细胞与胰岛B细胞相比,前者核孔的数目少,核仁体积小;冬小麦在越冬期间核孔的数目少,核仁体积小。
▉考点04细胞膜的结构和功能
1.细胞膜成分的早期探索历程
时间(人物)
实验依据
结论或假说
1895年,欧文顿
对植物细胞进行通透性实验,发现可以溶于脂质的物质更容易通过细胞膜
细胞膜是由 组成的
部分科学家
对哺乳动物红细胞的细胞膜进行化学分析
细胞膜的脂质有磷脂和 胆固醇 ,其中磷脂含量最多
1925年,荷兰科学家戈特和格伦德尔
将从人的红细胞中提取的脂质铺成单分子层。其面积是红细胞表面积的2倍
细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的 层
1935年,英国学者丹尼利和戴维森
细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力
细胞膜除含脂质分子外,可能还附有
1959年
电镜下细胞膜呈清晰暗—亮—暗的三层结构
罗伯特森认为所有的细胞膜都由 三层结构构成
1970年
人、鼠细胞融合实验
细胞膜具有流动性
1972年
.
辛格和尼科尔森提出了生物膜的 .
2.细胞膜的成分
① (50%): 磷脂最丰富, 构成基本骨架, 构成动物细胞膜。
② (40%): 在细胞膜行使功能时起重要作用,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的 和 数量越多。不同种类的细胞,细胞膜的成分及含量 。膜上的蛋白质也不是一成不变的。
③ (10%-20%):与膜蛋白和膜脂结合形成糖蛋白和糖脂,分布于 。
3.流动镶嵌模型
(1)图中a是 ,其构成了细胞膜(生物膜)的 ,具有 。
(2)图中b表示 分子,有的 磷脂双分子层表面,有的部分或全部 磷脂双分子层中,有的 于整个磷脂双分子层,在磷脂双分子层中的分布是 (对称/不对称)的。
(3)图中c表示 ,是由细胞膜上的 与 结合形成,只分布于细胞膜的 ,在细胞生命活动中具有重要的功能,如具有 等功能。
(4)除糖蛋白外,细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的 。
【易错警示】
①有糖蛋白的一侧为细胞质膜外侧;
②功能越复杂的细胞,细胞质膜上蛋白质种类和数量越多;
③细胞质膜是1层膜 = 2层磷脂分子 = 1层磷脂双分子层;
④细胞质膜的结构特点:具有一定的流动性;
原因:构成细胞质膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是运动的,不是静止的。
(2)细胞膜的组分并不是不可变的。如细胞癌变过程中,细胞膜组分发生变化,糖蛋白含量下降。
4.细胞膜的功能
(1)将细胞与 分隔开,保障细胞内部环境的相对稳定。
(2)控制物质 。(相对)——细胞质膜的功能特点: (与膜上的蛋白质有关)
(3)进行细胞间的 。(主要与受体有关)
① 通过 传递信息:内分泌细胞分泌的 进入血液,随 到达全身各处,与 的细胞膜表面的 结合,从而将信息传递给 ,引起靶细胞的生理反应。
② 通过细胞膜 传递信息:相邻两个细胞的 直接接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞,引起靶细胞的生理反应。
③ 通过细胞 传递信息:相邻两个植物细胞之间形成 ,使细胞质相互沟通,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。
▉考点05 细胞器的结构和功能
1.分离细胞器的方法: 。
2.细胞骨架:
组成: 。
功能: a.维持细胞形态。b.锚定并支撑许多 。
c.与细胞运动、分裂、分化以及 、 、 等生命活动密切相关。
3.各种细胞器的结构和功能
(1)双层膜细胞器( 和 )
项目
线粒体
叶绿体
亚显微结构图
增大膜面积方式
内膜向内腔折叠形成 。
由囊状结构的薄膜堆叠形成 。
生理功能
的主要场所
的场所
化学组成
含有 等
含有 等
酶的种类和分布
分布于内膜和基质中
分布于类囊体薄膜和基质中
相同点
①均具有 膜;②都含有 ,是半自主性细胞器;③与 有关
(2)单层膜结构的细胞器(内质网、高尔基体、溶酶体、液泡)
图示
名称
功能
内质网
①形态结构: 层膜围成的膜性管道系统。
②分布: 细胞中,与 相连。
③功能:
粗面内质网: 的车间
光面内质网: 的合成车间。
高尔基体
①形态结构:扁平囊状结构, 单层膜。
②分布: 细胞中
③功能:
动物细胞:对来自 的蛋白质进行进一步的加工和运输。
植物细胞:与植物 的形成有关
溶酶体
①形态结构: 层膜包裹的小泡,来源于 。
②分布:主要存在 细胞中
③功能:是“ ”,内部含多种 ,能清除细胞内多余的生物大分子和衰老的细胞器,清除侵入细胞的病原体 。
液泡
①形态结构: 层膜,内有细胞液,是 最大的细胞器。
②分布:主要存在于 细胞中
③功能:储存营养物质(内含糖类、无机盐和蛋白质等);维持细胞形状;调节细胞内的 。
(3)无膜结构的细胞器(中心体、核糖体)
图示
名称
功能
中心体
①结构:由两个互相 排列的 及周围物质组成
②成分: 。
③分布: 细胞和 植物细胞中
④功能:与细胞的 有关
核糖体
①形态结构: 膜椭球形粒状小体。
②分布:附着在 上或游离在 中。
③功能:细胞内合成 的场所,是“产生蛋白质的机器”
(4)归纳小结
①具双层膜的细胞器: 、 ;具单层膜的细胞器: ;
无膜的细胞器: ;
②含DNA的细胞器: ;含RNA的细胞器: ;
③含色素的细胞器 : ;
④动植物细胞共有的细胞器: ;
高等植物细胞特有的细胞器: ;动物和低等植物细胞特有的细胞器: ;
⑤光学显微镜下可见的细胞器: ;
光学显微镜下可见的细胞结构: ;
⑥与能量转换有关的细胞器: ;
⑦原核生物具有的细胞器: ;
(5)细胞结构特例归纳
哺乳动物的成熟红细胞
没有细胞核和各种细胞器
蛔虫的体细胞
没有线粒体,只能进行无氧呼吸
根尖分生区细胞
没有叶绿体、大液泡
植物表皮细胞(保卫细胞除外)
没有叶绿体
具有分裂能力的细胞(包括癌细胞)
核糖体的数量较多
内分泌腺或外分泌细胞
高尔基体的数量较多
▉考点06 分泌蛋白的合成、运输与分泌
1.分泌蛋白:在 合成后,分泌到 起作用的蛋白质,如 等。
2.分泌蛋白形成过程研究方法: 。
3.分泌蛋白的形成过程:
(提供能量)
↓ ↓ ↓ ↓
→
↓合成 ↓初加工 ↓再加工 ↓ (方式)
肽链 较成熟蛋白质 成熟蛋白质 分泌蛋白
4.分泌蛋白形成过程中:内质网膜面积 ,高尔基体膜面积 ,细胞膜膜面积 。
5.细胞器之间的协调配合:图中可见,分泌蛋白的合成和运输过程离不开由膜构成的 的穿梭往来,而____________(细胞器)在其中起着交通枢纽的作用。各种膜的融合体现了膜的________性,细胞器的这种协调配合也体现了细胞在______________上的连续性。
【归纳小结】 透析囊泡类问题
①囊泡的来源及去向:
胞吐:内质网产生囊泡运往高尔基体;高尔基体向细胞膜发送囊泡;
胞吞:细胞膜向细胞内发送囊泡。
②囊泡形成原理:生物膜具有一定的流动性。囊泡运输需要能量。
▉考点07细胞的生物膜系统
1.组成: 、 和 等膜结构共同构成细胞的生物膜系统。
2.特点:各种生物膜的组成成分和结构 ,在结构和功能上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的 。内质网膜内连核膜,外连细胞膜,在结构上 联系。
3.功能:
① 在维持细胞内部环境的相对稳定,在细胞与外部环境进行 、 和
的过程中起决定性作用。
②许多化学反应在 上进行,广阔的膜面积为 提供附着位点。
③细胞内的生物膜将细胞 ,把各种 分隔开,使细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会互相干扰,保证了细胞生命活动 地进行。
【易错提醒】
①小肠黏膜、胃黏膜等不属于生物膜系统,囊泡膜、类囊体膜属于生物膜系统
②原核生物只有细胞膜,没有细胞器膜和核膜,因此没有生物膜系统。
▉考点08 通过模拟实验探究膜的透性
知识点1.水进出细胞的原理:
(1)渗透作用:水分子(或其他溶剂分子)通过__________从_____________的一侧向________ 的一侧扩散。
(2)渗透装置如图所示,渗透作用具备的两个条件:具有③__________;膜两侧①②具有__________。
(3)开始时漏斗内液面和烧杯内液面齐平, 起始溶液浓度S1>S2 ;
在未达到平衡时,从S2进入S1的水分子数 从S1进入S2的水分子数;
达到渗透平衡时,从S1进入S2 的水分子数 从S2进入S1的水分子数;
达到渗透平衡时,S1浓度>S 2浓度
知识点2.动物细胞的吸水和失水:
相对含量高
半透膜
知识点3.植物细胞的吸水和失水:
(1)成熟植物细胞的结构
(2)原理和现象:
①外界溶液浓度______细胞液浓度时,发生____________现象。
②外界溶液浓度______细胞液浓度时,发生________________现象。
【易错提醒】 原生质层与原生质体的区分
原生质层
由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成,不包括细胞核和细胞液。该概念只限于成熟的植物细胞。
原生质体
植物细胞除去细胞壁剩下的结构,包括细胞膜、细胞质和细胞核。一个动物细胞就相当于一个原生质体。
▉考点09 观察植物细胞的质壁分离和复原
1.质壁分离的质指 ,包括 ;
质壁分离的壁指的是 ;
2.质壁分离:
外因:外界溶液浓度 细胞液浓度;
内因:原生质层的 大于细胞壁的伸缩性;
3.实验:观察植物细胞的质壁分离与复原现象
①实验材料要求:活细胞,具有大液泡,具有细胞壁
最佳实验材料: (因为有紫色大液泡,便于观察);黑藻也可以(原因:黑藻是高等植物细胞,含有大液泡和大而清晰的叶绿体,原生质层呈绿色,能观察到质壁分离及复原现象);紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞也可以(方法:外界溶液可以加胭脂红或红墨水)
②实验过程及现象:
4.植物细胞的质壁分离及复原实验应用:【实验小结】
(1)引流法:引流时要重复几次,目的是使洋葱鳞片叶表皮细胞完全浸润在加入的液体中。
(2)对照原则:本次三次观察都在低倍显微镜下,遵循对照原则,1和2次观察是一组自身前后对照,2和3是一组自身前后对照;所以第一次观察千万不能省略,作用是作为对照;
(3)外部溶液浓度:0.3g/mL的蔗糖溶液
①如果滴加的是0.5 g/ml的蔗糖溶液发生质壁分离,但不能质壁分离复原。(因为溶液浓度过高,细胞过度失水,导致死亡。)
注:质壁分离不能复原的原因:①外界溶液浓度过高,失水过多②质壁分离时间过长,失水过久
②如果所用溶液中的溶质为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等,植物细胞会吸水引起质壁分离自动复原。(原因:细胞吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大,细胞渗透吸水)
③若加入醋酸、盐酸、酒精溶液等:无质壁分离及复原现象,因为这些溶液能杀死细胞
(4) 因为细胞壁具有全透性,所以质壁分离时,细胞壁与细胞质膜之间填充的是外界溶液(本实验是蔗糖溶液)。
(5) 由于有细胞壁的保护作用,实验过程中细胞大小基本不变。
①判断成熟植物细胞的 ; ②测定细胞液浓度范围; ③比较不同植物细胞的细胞液浓度
④比较未知浓度溶液的浓度大小; ⑤鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
▉考点10 被动运输与主动运输
知识点1 被动运输
1.概念:物质以 方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的 的跨膜运输方式。
2.形式: (自由扩散)和 (易化扩散)。
形式
自由扩散
协助扩散
图示
方式
方式
运输方向
高浓度一侧→低浓度一侧(顺浓度梯度)
概念
物质通过 作用进出细胞的方式
借助膜上的 进出细胞的物质扩散方式
条件
不需要 ,不消耗
需要 ,不消耗能量
举例
O2和CO2等气体;水(少数情况);苯、乙醇等
葡萄糖、氨基酸的顺浓度梯度跨膜运输;水通过 的运输
3.转运蛋白的种类:
名称
转运对象
特点
载体蛋白
与自身结合部位相适应的
每次转运时都会发生 的改变需要和物质结合,有特异性、专一性、饱和性
通道蛋白
与自身通道的 相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子。分为离子通道和水通道。
转运分子 与通道蛋白结合构象不发生改变,有特异性。比载体蛋白介导的转运速度 。
知识点2 主动运输
1.物质运输方向: 梯度,即从 浓度一侧→ 浓度一侧。
2.条件:需要细胞膜上相应 的协助;消耗细胞内化学反应所释放的 。
3.实例:K+、Ca2+、Na+等 通过细胞膜;小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等分子。
(1)离子通道和钠钾泵
生物膜对无机离子的跨膜运输有被动运输(顺离子浓度梯度)和主动运输(逆离子浓度梯度)两种方式。被动运输的通道称离子通道,主动运输的离子载体称为离子泵。如图1所示。
图1 图2
(2)单向运输载体、同向运输载体和反向运输载体
图2中钠钾泵、SGLT1、GLUT2、GLUT5代表载体,其中GLUT5属于单向运输载体,SGLT1、GLUT2属于同向运输载体,钠钾泵属于反向运输载体。
4.意义:保证了活细胞和个体生命活动的需要,主动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。
5.注意:
▉考点11 胞吞与胞吐
1.胞吞和胞吐的过程(运输对象一般为大分子)
运输方式
胞吞
胞吐
图示
(选填“a”或“b”)
(选填“a”或“b”)
过程
大分子与膜上的 结合引起这部分细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子。然后其从细胞膜上分离下来,形成 ,进入细胞内部的现象
细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成 ,然后移动到 处,并与之融合将大分子排出细胞的现象
实例
①变形虫摄取有机物;②巨噬细胞吞噬抗原
①一些激素、消化酶的分泌;②浆细胞分泌抗体;
原理
膜的
2.胞吞、胞吐的意义:
在物质运输的过程中,胞吞、胞吐是普遍存在的现象,它们需要消耗细胞呼吸所释放的能量。
3.物质出入细胞方式的比较:
运输方式
运输方向
是否需要转运蛋白
是否消耗能量
图示
举例
被
动
运
输
自由扩散
顺浓度梯度
小部分水、氧气、二氧化碳、甘油、乙醇等出入细胞
协助扩散
顺浓度梯度
人的红细胞吸收葡萄糖,肾小管细胞吸收水
主动运输
逆浓度梯度
小肠上皮细胞吸收氨基酸等
胞吞
细胞外
↓
细胞内
变形虫摄取食物
胞吐
细胞内
↓
细胞外
分泌蛋白的分泌
▉考点12 影响物质运输的因素【易错警示】
1.水既可以自由扩散也可以 (主要方式,借助水通道蛋白)
2.葡萄糖既可以协助扩散(只有红细胞)也可以主动运输
3.钠离子钾离子既有协助扩散也有主动运输
吸钾排钠:主动运输(Na-K泵)
保钠排钾:协助扩散(离子通道蛋白)
胞吞胞吐穿过膜的层数是0层
和主动运输有关的细胞器:线粒体,核糖体
1.影响物质运输的因素:
(1)影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的__________。
(2)影响协助扩散的因素:①细胞膜内外物质的__________;②细胞膜上相应____________的数量。
(3)影响主动运输的因素:①____________的种类和数量;②能量(O2浓度、ATP)。
(4)温度也会影响被动运输、主动运输和胞吞、胞吐。
2.影响物质跨膜运输因素的曲线分析:
(1)物质浓度差对跨膜运输的影响
主动运输
协助扩散
自由扩散
浓度差主要影响 和 。自由扩散中,浓度差越大,运输速率 ;协助扩散中,浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加,原因是受 的限制。主动运输一般不受 的影响。
(2)转运蛋白数量对物质跨膜运输的影响
主动运输或协助扩散
自由扩散
转运蛋白数量主要影响 和 。其他条件适宜的情况下,相应转运蛋白数量越多,运输速率 。 不受转运蛋白数量的影响。
(3)氧气含量对物质跨膜运输的影响
主动运输
自由扩散或协助扩散
氧气含量通过影响 进而影响主动运输的速率。
①P点时, 为主动运输提供能量。
②P~Q段:随着氧气含量增加,有氧呼吸产生的 越多,主动运输的速率也 。
③Q点以后:当氧气含量达到一定程度后,受 以及其他因素的限制,运输速率不再增加。
(4)温度对物质跨膜运输的影响浓度差
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!4
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