第4章 细胞的物质输入和输出（图文版知识清单）（含5重难4技巧）生物人教版必修1

第4章细胞的物质输入和输出 第1节被动运输-知识清单 核心01渗透作用★★☆☆☆ 1.定义：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。 2.发生条件：①具有半透膜，②半透膜两侧具有浓度差。 3.渗透现象分分析： (1)漏斗半透膜允许水分子通过，而不允许蔗糖通过。 (2)漏斗液面上升的原因是水入>水出。 蔗糖 蔗糖 溶液 (4)当液面不再上升（渗透平衡）时，水入=水出， 水 液面停止上升，半透膜两侧溶液的浓度不相等 4.水的运输特点：微观上水分子通过半透膜的扩散是双向的； 漏斗个\速度 宏观上水从低浓度溶液流向高浓度溶液。 斗位 【易错辨析】渗透作用不仅仅 液的 度高 液位上升速度 限于水，也包含其他溶剂分子 高度 (如酒精)。 0 时间 【易错辨析】渗透平衡时， 教材延伸：渗透压与溶液浓度的关系 漏斗内的蔗糖浓度虽然降 低，但仍大于外部清水的 1.渗透压概念：是指溶液中的溶质微粒对水的吸引力。 2.渗透压大小判断：与单位体积溶液中溶质微粒数 （物质的量浓 蔗糖浓度>清水→蔗糖溶液渗透压高→更多水 分子-分子流向蔗糖溶液一侧。 3.渗透平衡≠浓度平衡：当渗透压之差等于高 og9 △h 度差△h产生压压强=P(△h)液面维持稳定。 水 →水 0 水分子进出呈动态平衡，但高液位侧溶液浓度更大。c(漏斗)>C(烧杯 第4章-细胞的物质输入和输出第1节被动运输 知识卡片02：水进出细胞的原理★★★☆☆ 1.动物细胞的吸水和失水（以哺乳动物成熟红细胞为例） (1)原理：动物细胞的细胞膜相当于半透膜，细胞质与外界溶液 间存在浓度差。 (2)现象： 图甲（吸水膨胀） 图乙（失水皱缩） 图丙（形态不变） 细胞质浓度>外界溶 细胞质浓度<外界溶 细胞质浓度=外界溶 液浓度， 液浓度， 液浓度， 进的水>出的水， 进的水<出的水， 进的水=出的水， 细胞表现为吸水膨胀。 细胞表现为失水皱缩。细胞表现为形态不变。 *特别提醒：对人和动物细胞来说，生理 2.植物细胞的吸水和失水 盐水（质量分数为0.9%的氯化钠溶液) 是等渗溶液，可维持细胞的正常形态。 (1)条件：活的成熟的植物细胞（成熟标志是具有中央大液泡）。 (2)原理：成熟植物细胞的原生质层相当于半透 细胞壁 细胞膜 膜，该结构由细胞膜、液泡膜、细胞质组 液泡质 成；细胞液与外界溶液之间存在浓度差。 质 中央大液泡 细胞液 Q)*注意：细胞壁具有全透性，不能充当半透膜。 外界溶液 (3)现象： ①当外界溶液浓度>细胞液浓度时，植物 细胞会失水，发生质壁分离现象。 ②将发生质壁分离的植物细胞放入清水中， 植物细胞会吸水，发生质壁分离复原现象。 ③成熟植物细胞吸水后不会涨破，原因是 *植物细胞吸水不会涨破 植物细胞的细胞壁具有支持和保护作用。 是因为有细胞壁的支持 和保护。 【易错辨析】水进出细胞的辨析 易错表现 正确理解 以为细胞吸水时只有水分子 无论细胞处于吸水、失水或形态不 进入，失水时只有排出，形 变时，微观上始终有水分子的进 态不变时无水分子进出 出。细胞的状态直接取决于进水与 出水的大小关系 第1节被动运输一探究植物细胞的吸水和失水 盟知识清单必 1.实验原理 特别提醒 1.质壁分离及其复原 ①外因：细胞外液浓度与细胞液浓度存在浓度差。 实验中，不需要用 ②内因：原生质层相当于一层半透膜（包括细胞膜， 显微镜观察染色体。 液泡膜及两层膜之间的细胞质)； 2.分离速度与浓度差 原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。 有关。 2.实验过程 项目 液泡体积 原生质层 细胞 吸水 处理 与颜色 位置 大小 能力 H20 变小， 逐渐恢复， 滴加质量分 颜色加深 颜色变浅 逐渐与细胞 原生质层逐渐 基本 吸水能 质壁分离 数0.3g/mL 壁壁分离 贴近细胞壁 不变 力增强 蔗糖溶液 (质壁分离) (质壁分离复原) H20 原生质层逐渐 滴加清水 逐渐恢复 基本 吸水能 颜色变浅 贴近细胞壁 不变 力减弱 质壁分离复原) 质壁分离复原 材料优势 易错辨析 ①紫色洋葱鳞片叶外表皮：液泡呈紫色，便 1.细胞壁具有全透性， 于观察。 蔗糖分子可穿过。 ②菠菜叶：有绿色的叶绿体，可代替紫色液 2.浓度过大或时间过长 泡观察原生质层。 会导致细胞死亡，不发 生复原。 第1节被动运输-知识清单 自由扩散与协助扩散的比较 项目 自由扩散 协助扩散 浓度梯度 顺浓度梯度 顺浓度梯度 转运蛋白 不需要 需要 消耗能量 否 否 影响因素 膜两侧浓度差 转运蛋白数量，浓度差 举例 水，02，C02,甘油 葡萄糖进入红细胞 离子通过通道 02C02 葡萄糖 Kt、Nat 胞外 高浓度 磷脂 双分子层 胞内 载体蛋白V 低浓度 02 C02 葡萄糖 Kt、Na 自由扩散 协助扩散 载体蛋白与通道蛋白的比较 安尔 特点 机制 是否与物质结合 是 否 构象变化 是 否/可控制 特异性 是 是 转运速率 受载体数量限制 极快 第2节主动运输与胞吞、胞吐 一知识清单 核心01 主动运输★★★☆☆ ①定义： 物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要消耗细胞内化学 反应所释放的能量，需要载体蛋白的协助。物质逆浓 度进行降放运能量，需要载体蛋白的协助。 【特别提醒】 必须全部满足 ②直接影响因素： 载体蛋白的种类和数量 运输速 能量(02浓度、温度) 02浓度 ③实例：小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸；植物吸收矿质离 子等 ④意义：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 教材延伸：高考常考的主动运输类型辨析 ①ATP驱动泵：直接利用ATP水解提供的能量，既是载体蛋白 ATP->ADP+Pi t 也是催化ATP水解的酶，如钙泵、质子泵、 钠钾泵。 ②协同转运蛋白：顺浓度梯度转运一种物质的同时逆浓度梯度 转运另一种物质，ATP先帮助建立浓度差 ○ 储能，间接供能。 3光驱动泵： 主要存在于细菌细胞，主动运输与光能输入相 偶联。 【易错辨析】注意能量来源和运输方向 第2节主动运输与胞吞、胞吐 核心02胞吞和胞吐- ☆胞吞(Endocytosis) ☆胞吐(Exocytosis). 病体 Y1.识别与附着 胰岛细胞 胰岛素 2.质膜内陷 生岛液 3.释放物质 2.囊泡运输与融合 巨噬细胞 3.形成囊泡 1.囊泡形成 (Transport Fusion) 久K竹重点 消耗能量 女KIY重点 消耗能量 膜流动性→膜流动性 膜体百色，不需要载体 ●￥ 特异性 使膜面积，增增大r ☆实实示例：巨噬细胞吞噬病原体 ☆实现示例：神经递质的释放 胰岛素的分泌 主要特征 ⑨1.需要能量（消耗ATP) 巨经递质的膜ATP星 ©2.不穿过细胞膜（囊泡运输） →胰岛素的分泌 当 3.依赖膜的流动性 4.需要特定的膜蛋白（非载体蛋白）→例如 易错辨析&小贴士 跨膜层数为0-→8心 2大分子物质为主， 也可运输小分子 O所有通过胞吐释放的物质一定是蛋白质吗？ 不一定，如神经递质 →膜面积的变化 第4章细胞的物质输入和输出 知识背诵卡：半透膜与选择透过性膜 一、区别 (1)半透膜 指某些物质可以透过而另一物质 不能透过的薄膜（如：玻璃纸） 判断标准 物质能否透过取决于分子的大小。 (2) 选择透过性膜 @ 具有生物活性的生物膜。 决定因素 →转运蛋白决定了对不同物 质的吸收选择性。 @ 膜蛋白起关键作用 细胞死亡后选择透过性丧失。、【特别提醒】 只有活细胞的膜才 二、联系 是选择透过性膜！ 选择透过性膜是半透膜中的 半透膜 选择透 泩膜 一类。二者为包含关系。 【易错辨析】 即：选择透过性膜均属半透膜， 1.死细胞的膜还具有选择 透过性吗？（不具有） 但半透膜不一定具有选择透过 2.只有生物膜才是半透膜吗？ 性。 (不，如猪膀胱膜也是)。 *A4卡系系列的物质选择知识素卡片 #第4章细胞的物质输入和输出 ##重难突破02渗透压大小的判断 渗透压的概念 渗透压的大小取决于单位体积溶质微粒数目 的多少（即物质的量浓度大小） 与溶质的相对分子质量、半径等特性无关。 实例分析 ① 0.1mol/L葡萄糖溶液=0.1mol/L蔗糖溶液 葡萄糖 蔗糖 00 微粒溶液 溶液 微粒数相等 ② 0.1mo/L葡萄糖溶液<0.1mo/'L NaCl溶液 葡萄糖 NaCl (NaCl在水中电离 微粒溶液 溶液 出Na*和C,溶质 微粒数多于蔗糖) ③ 0.1g/ml葡萄糖溶液>0.1g/ml蔗糖溶液 葡萄糖相对 (葡萄糖相对分子 蔗糖相对 0。°。 质量更小，物质 分子质量小 分子质量大的量浓度更大) 动名 ☆特别提醒&易错辨析 ①NaCl电离后溶质微粒比蔗糖溶液多，渗透压 更大； ②质量浓度相等时，相对分子质量小的溶质物质 的量浓度更大，渗透压更高。 第4章细胞的物质输入和输出 质壁分离与复原实验 细胞外液 细胞壁 细胞膜 细胞质 H20 液泡 高浓度溶液 液泡膜 细胞液 细胞外液 质壁分离中 质壁分离 目镜 材料：洋葱鳞片叶外表皮细胞 方法：原生质层包括细膜、透的植 物及解的水边质层，细胞质 物镜 的分离和。 载物台 粗准 焦螺旋 观究：质壁是水分子进出平衡，液泡 反光镜 载物台 泡生液，并别细液进水 特别提醒 普通光学显微镜 1.只有活的、成熟的植物细胞才能 发生。 ☆洋葱鳞片叶复原实验 2.原生质层包括：细胞膜、液泡膜 1.细胞质液外的根收 及两层膜之间的细胞质。 2.液镍 易错辨析 细胞膜 液胞液 1.质壁分离不等于液泡体积变小，是 指原生质层与细胞壁分离。 3.载物台 2.复原是水分子进出平衡，液泡恢 复原状。 第4章细胞的物质输入和输出 重难突破04：物质进出细胞方式的几个 “一定”与“不一定”知识清单 M 1. 需要载体蛋白参与的运输方式不一定是主动运输， 也可能是协助扩散。 高浓度 主动运输 【特别提醒】 9G876iaR 989089997m 关键点是“载体蛋白” g 8 ”, 两者均用。区别在 低浓度 协助扩散 耗能 是否需能量及方向。 不耗能 (载体蛋白) 2. 需要通道蛋白协助的运输方式一定是协助扩散。 协助扩散 高浓度 oo (通道蛋白) 【易错辨析】 9G086009600M T00867m0096M 通道蛋白不结合分子， 仅供离子或水小分子 低浓度 顺浓度梯度 流过。 3.消耗能量的运输方式不一定是主动运输，也可能 是是胞吞、胞吐。 1 【特别提醒】 冲 胞吐 耗能≠主动运输， 胞吞胞吐通过膜流 >ATP< 耗能 动性进行，需ATP。 4.小分子物质的运输方式不一定是主动运输或被动 运输，也可能是胞吞、胞吐。 000 胞吐 【特别提醒】 00 这是个易错点，通常 理解胞吞吞大分子， 00 00 但在特定情况下有些 胞吞 小分子、颗粒也可。 第4章细胞的物质输入和输出- 重难突破05影响跨膜运输的因素及曲线分析 1.物质浓度差(Diffusion Gradient) 自由扩散 协助扩散 特别提醒： 影响主动运输 运度率 运输率 速率的因素包括 浓度浓差与 载体蛋白饱和 能量(ATP)和 适直比例关系 载体蛋白数量。 > 物质浓度差 浓质浓度差 2.氧气浓度(0 xygen Concentration) 被动运输 主动运输 速 (自由扩散，协助扩散) 特别提醒： 率率 速率率 影响主动运输速 率的因素包括能 Q 量（(ATP)和 载体蛋白数量。 0 被动氧气浓度 0 氧气浓度度 速率是非无氧呼吸 QP中有氧呼吸的增加，ATP, 由于无氧呼吸度 由于有氧呼吸增加ATP,的堤值 由于载体蛋白饱和，限制 3.温度 易错辨析： 2最佳温度 温度影响两细胞膜的流 被动运输不需需 运输速率 性和流动性，流动性， 要能量，但受澄 载体蛋白活性和酶活性 受浓度差影响； 和酶活性。 主动运输既需需 要能量又需要载 体蛋白。 高值温度 #第4章细胞的物质输入和输出 ##高分技巧01渗透装置中液面变化的情况分析 |.浓度差和溶质的影响 (1)第一步：比较半透膜两侧初始物质的量浓度 初始浓度高的一侧液面先升高。 (2)分类讨论： 小液面高度 ①溶质不能透过半透膜 ②溶质能透过半透膜 升高并维持稳定 个液面高度 同种可透溶质 先升后降，最终持平 液面先升后降， 最终两侧液面持平；【特别提醒】水分子是双向净透的， 最终膜两侧滚液浓度不一定完全相等（者有压力差） 液面高度 不同溶质且 仅水和S2可透 (S,高浓度) 液面先升后降，最终S1液面高于S2。先升后降，最终s1>S2 (3)渗透平衡判断： 无液面差 H 无液面差则两侧浓度相等； 有液面差 有液面差则液面高的一侧溶液浓度更高。 【易错辨析】灣透平衡时，水分子进出膜的 速率相等，不代表膜两侧溶液浓度绝对相等。 2.半透膜面积的影响 漏斗内液体体积和浓度相同时，最终液面高度相同，但半透 膜面积大的吸水更快，达到渗透平衡的时间更短。 A(大面积) B(小面积) 漏斗A 漏斗B 面上升速率 (小面积) (大面积) 时间 半透膜面积不影响最终液面差， 仅影响液面上升速率。 一11 “Study Hard" 第4章细胞的物质输入和输出-知识卡片：质壁分离与复原过程中的“平衡状态”分析 1.失水达到平衡（质壁分离程度最大) 【易错辨析】 外界溶液 注意！这里的平衡是指 (高浓度) 失水达到平衡时，细胞液浓度等于 浓度相等。 H, 液泡（小）外界溶液浓度，水分进出动态平衡， 外界溶液浓度高（如 原生质层 原生质层位置稳定。 0.3g/mL蔗糖溶液)。 2.吸水达到平衡（细胞完全充盈) 【特别提醒】学生最容易错！ 吸水平衡时浓度不相等！ 外界溶液 细胞吸水充盈时，由于细胞壁的约 外界浓度低（如清水或 (低浓度) H29 液泡 束，细胞不能继续吸水。此时，细胞 0.05g/mL蔗糖)。 (大，充盈) 水不再净流入是由于细胞壁 细胞壁 液浓度仍然大于外界溶液浓度。 H2029 产生的压力（壁压）阻止了 吸水，而非浓度相等。 第4章细胞物质输入/输出-考点拓展 高分技巧03：质壁分离和复原实验拓展应用 1.判断成熟植物细胞的死活吗 待测成熟植物细胞+一定浓度蔗糖溶液镜检：发生质壁分离 圆 为活细胞，不发生为死细胞。 【易错辨析】 其他方法：台盼蓝染色法（死染活 活细胞 死细胞 (质壁分离) (未分离) 不染)、观察细胞质流动（活流动） 2.测定细胞液的浓度范围 C细胞液介于未使细胞发生质壁分离和刚使细胞发生质壁分离的 蔗糖溶液浓度之间。 C细胞液范围 C细胞液 C细胞液 3.比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 回 细胞A 同一浓度蔗糖溶液，质壁分离所需时间越短， 心 短( 细胞A Q 细胞液浓度越小；反之越大。 细胞B 细胞B 0 T长 c大@ 4.鉴别不同种类的溶液曾 溶液类型 实验现象 蔗糖 (分离) 蔗糖溶液 只发生质壁分离 乙二醇 乙二醇/KNO3溶液 质壁分离后自动复原 /KNO3 【特别提醒】若仅发生质壁分离未复原，可能是外界溶液浓度过 高导致细胞失水过多死亡。 第4章细胞的物质输入和输出-知识卡片 高分技巧04物质进出细胞的方式的判断 01小分子/离子 (判断流程图) (易错辨析) 葡萄糖进入红细胞 - Yes(顺) +载体蛋白 被动运输 02(自由) 不需能量 No(不需) 自由扩散 物质 按物质大小 需转运蛋白？ 进出→小分子/离子一顺浓度梯度？ 细胞 协助扩散 Yes(需) 葡萄糖进入红细胞 (易错辨析) (协助) 转运蛋白=通道蛋白+载体蛋 主动运输+需能量+需载体 (特别提醒) No(逆) 逆浓度 需能量 Na-K+泵（主动） 逆浓度梯度一定为主动运输 02 大分子物质 配图辅记 如：0小分子 0离子 O0转运蛋白条ATP ○载体 0 胞吞 物质 进细胞 胞吐 A 自由扩散 协助扩散 主动运输 胞吐 +逆浓度 02大分子物质 依赖膜融合 穿小经 →胞吞/胞吐 消耗能量 依赖膜融合 (易错辨析)穿过0层膜结构 第4章细胞的物质输入和输出-复习卡片 答题模板01 膜内部疏水，水分子能跨膜运输 的原因类主观题 ①水分子自由扩散的机制 水分子极小，可通过 由磷脂分子运动而产 生的间隙。 【特别提醒】自由扩散不消耗能量(ATP),不需要 载体蛋白。 ②水分子协助扩散的机制 膜上存在水通道蛋白， 水分子可从通道蛋白 通过膜。 【易错辨析】协助扩散不消耗能量，但需要转运蛋白 (水通道蛋白)。 ☆ ◇ ☆ #生物笔记达人#错题整理 0 第4章细胞的物质输入和输出 答题模板02：探究耐盐植物吸收无机 盐离子运输方式的实验设计 ①分组编号，控制无关变量 取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗 →放入适宜浓度且含有Ca2+、 K*的溶液中。 Ca Ca 行© @ 【特别提醒】选择Ca2+、K*是因 甲组 乙组 为它们是大量元素，方便测定。 ② 处理，控制自变量 甲组给予正常的细胞呼吸→乙组抑制细胞呼 吸（如通入N2、使用细胞呼吸抑制剂）。 No STOP呼吸 【特别提醒】抑制呼吸 常用方法：通入N2除去 02或加呼吸抑制剂。 四 甲组 乙组 ③测定，结果分析 一段时间后，测定溶液中 剩余的离子浓度 (Ca2+、K)→计算离子吸收量。 【结果预测】若甲吸收量≈乙→被动运输， 若甲>乙→主动运输。