2025届高三生物一轮复习课件 第6讲 细胞的物质输入和输出

第6讲 细胞的物质输入和输出 考点一：水进出细胞的原理 发酵工程——培养微生物—— 培养液： 水、无机盐、碳源、氮源等 植物组织培养——培养植物细胞—— 固体培养基： 水、无机盐、蔗糖（有机物）、激素等 动物细胞培养——培养动物细胞—— 培养液： 水、糖类（葡萄糖）、氨基酸、无机盐、维生素、血清（血浆）等 生物技术 细菌（原核细胞） 真菌（真核细胞） 动物细胞（同上）植物细胞（同上） 渗透作用吸水失水（主要） 半透膜 膜两侧浓度差 细胞膜 细胞质浓度和外界溶液 原生质层 细胞液浓度和外界溶液 （与原生质体区别） 考点一：水进出细胞的原理——渗透作用 1、概念：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜从低浓度溶液到高浓度溶液的 扩散。 2、发生条件 半透膜 半透膜两侧溶液存浓度差 ——某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。如玻璃纸、膀胱膜等 （与选择透过性膜的关系） （浓度 = 物质的量浓度/摩尔浓度 ≠ 质量分数 ≠ 体积分数） （低渗溶液） （高渗溶液） 蔗糖溶液 清水 思考：1、液面上升过程中，漏斗有水分子出来吗？ 2、渗透平衡时，S1浓度=S2浓度？半透膜两侧还有水分子进出？ （水分子多） （水分子少） 半透膜只允许水通过 S1 蔗糖溶液 蔗糖溶液，平衡后加蔗糖酶入漏斗 水 1mol/LKNO3 质量分数8%果糖 S2 水 水 蔗糖 1mol/L葡萄糖 质量分数8%麦芽糖 渗透装置 比较质量分数为5%葡萄糖液和5%的麦芽糖液，物质的量浓度一样吗？渗透压一样吗？——物质的量的浓度=渗透压。 半透膜只允许水通过 半透膜允许水、葡萄糖通过 S1 10%质量浓度葡萄溶液 1mol/L葡萄糖溶液 10%质量浓度葡萄溶液 1mol/L葡萄糖溶液 S2 10%质量浓度蔗糖溶液 1mol/L蔗糖溶液 10%质量浓度蔗糖溶液 1mol/L蔗糖溶液 平衡后，往S2加蔗糖酶，？ 平衡后，往S2加蔗糖酶，？ 平衡后，往S2加蔗糖酶，？ 平衡后，往S2加蔗糖酶，？ 总结液面变化的方法： 1、先判断半透膜两侧物质的量或渗透压的大小； 2、利用水渗透/扩散方向：低浓度→高浓度（或低渗→高渗）判断； 3、注意半透膜除自由透水分子外，是否也允许其他分子透过。 √ √ 半透膜只允许水通过 S1 蔗糖溶液 蔗糖溶液，平衡后加蔗糖酶入漏斗 水 1mol/LKNO3 质量分数8%果糖 S2 水 水 蔗糖 1mol/L葡萄糖 质量分数8%麦芽糖 判断渗透平衡后，半透膜两侧浓度差大小： 总结判断浓度大小的方法：平衡时只要存在液面差，膜两侧浓度不相等。且液面高的一侧浓度大。 √ √ 考点一：水进出细胞的原理——渗透作用 影响渗透作用中液面变化的因素： 1、半透膜的大小（其他因素相同）： 半透膜越大，单位时间内进出的水分子越多，液面变化越明显，如：液面上升更快。 2、半透膜两侧的浓度差（其他因素相同）： 浓度差越大，单位时间内进出半透膜的水分子越多，液面变化越明显。如：浓度差越大，液面高度差越大，液面升的越高。 3、所盛溶液的体积大小（其他因素相同）： 漏斗越大，所盛溶液越多，吸水量越大，液面高度越高。 √ √ √ 考点一：水进出细胞的原理——渗透作用 1、动物细胞吸水和失水 2、植物细胞吸水和失水 任务：比较动植物细胞吸水和失水的异同点。 同：渗透作用 异：半透膜、浓度差、失水现象（皱缩-质壁分离）不同、吸水现象（膨胀，甚至涨破-膨胀不涨破）不同 考点二：探究植物细胞的吸水和失水——质壁分离和复原实验 思考： 1、此实验除了观察是否发生质壁分离和复原外，还可观察哪些因变量指标？ 2、如何操作让细胞完全浸泡在0.3g/ml的蔗糖液中？ 3、当发生质壁分离时，分开的细胞壁与原生质体之间充满的是什么液体？为什么？ 4、选用洋葱鳞片叶外表皮最为实验材料的好处？用内表皮能看到质壁分离吗？ 5、为什么选用0.3g/ml的蔗糖溶液？换成0.5g/ml的蔗糖溶液更好？换成与0.3g/ml蔗糖等渗的KNO3溶液可以完成实验？ 6、改用动物细胞能观察到质壁分离与复原吗？是不是所有植物细胞均可发生质壁分离与复原？ 考点二：探究植物细胞的吸水和失水——质壁分离和复原实验 对于有液面差出现的渗透装置，平衡后半透膜两侧的浓度大小判断，看是否存在液面差就可以了。 对于不出现液面差的植物和动物细胞来说，达渗透平衡后，半透膜两侧的浓度达小判断：细胞不再有变化时，半透膜两侧浓度相等。但细胞在清水/低渗液中质壁分离复原后，细胞液的浓度大于外界溶液。 考点二：探究植物细胞的吸水和失水——质壁分离和复原实验 实验的拓展应用——实验设计探究 1、判断成熟植物细胞（动物细胞等）的死活 总结：判断细胞死活的方法。 2、测定细胞液浓度范围 3、比较不同植物细胞细胞液浓度大小 4、比较未知浓度溶液的浓度达小 5、鉴别不同种类的溶液（如：蔗糖溶液和KNO3） 考点三：物质出入细胞的方式——跨膜运输 请判断下图中物质跨膜运输方式： 跨膜运输 运输方式 定义 实例 运输方向 转运蛋白 能量 影响因素 “真”跨膜运输/小分子、离子等物质 被动运输 自由扩散 物质通过简单的扩散进出细胞 水、气体分子（O2、CO2）、脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯、性激素等） 高浓度→低浓度（顺浓度） 不需要 不需要 浓度差（动力） 协助扩散 借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式 红细胞吸收葡萄糖、水通道蛋白吸收水、静息时K+外流、动作电位时Na+的内流 高浓度→低浓度（顺浓度） 需要 不需要 浓度差（动力）、转运蛋白的数量 主动运输 意义： 保证了活细胞能按生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和有害的物质 多数离子、小肠上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖。植物根细胞吸收矿质离子。 低浓度→高浓度（逆浓度） 需要 需要（①ATP供能②其他物质电化学势能） 载体蛋白的种类和数量、能量（温度、O2浓度） “0”跨膜运输/大分子、颗粒性物质 胞吞 白细胞吞噬抗原、变形虫摄食等 细胞外→细胞内 不需要（但需膜蛋白） 需要 温度、O2浓度（能量） 胞吐 分泌蛋白的分泌、神经递质的分泌等 细胞内→细胞外 渗透作用？ 请判断下图中物质跨膜运输方式： 转运蛋白、载体蛋白和通道蛋白 协同运输 注意： 1、转运蛋白包括通道蛋白和载体蛋白，通道蛋白运输物质时不发生构象改变，载体蛋白与被运输物质结合，发生构象的改变。通道蛋白只能参与协助扩散，载体蛋白可参与协助扩散和主动运输（磷酸化和去磷酸化）。出现离子泵的即为主动运输。 2、载体与受体的区别：载体时协助物质运输的蛋白质，如细胞膜上运输葡萄糖、Na+、K+等的载体蛋白；受体时接受信号分子的蛋白质，大多为糖蛋白，主要作用时实现细胞间信息交流。 3、胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。 4、胞吞胞吐不需要在低蛋白，但需要具有识别作用的膜蛋白。 5、被动运输和主动运输主要体现了膜的选择透过性；胞吞胞吐主要体现了膜的流动性。 考点四：影响物质跨膜运输速率的因素及运输方式的实验探究 一、影响跨膜运输的因素 浓度差/物质的浓度： 自由扩散、协助扩散 转运蛋白的数量： 协助扩散、主动运输 氧气含量/浓度/能量： 主动运输、胞吞胞吐 温度： 自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞胞吐 自由扩散因素影响曲线： 协助扩散因素影响曲线： 协助扩散因素影响曲线： 考点四：影响物质跨膜运输速率的因素及运输方式的实验探究 一、影响跨膜运输的因素 浓度差/物质的浓度： 自由扩散、协助扩散 转运蛋白的数量： 协助扩散、主动运输 氧气含量/浓度/能量： 主动运输、胞吞胞吐 温度： 自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞胞吐 二、探究物质跨膜运输的方式 呼吸抑制剂 蛋白质抑制剂 蛋白酶 主动运输载体蛋白的磷酸化和去磷酸化 $$