内容正文:
第4章
细胞的物质输入和输出
(培优)
人教版·必修1·复习课件
含交互式主题情境游戏
第4章 细胞的物质输入与输出
目录
导航
复习目标
明确复习方向
知识脉络
构建知识体系
考点串讲
串联重难知识
综合训练
综合检测应用
单元总结
知识巩固总结
考点1 渗透作用
知识点01:渗透作用
知识点02:渗透作用的变式
考点2 水进出细胞的原理
知识点01:动物细胞的吸水和失水
知识点02:植物细胞的吸水和失水
知识点02:质壁分离与复原实验
考点3 物质进出细胞的方式
知识点01:自由扩散
知识点02:协助扩散
知识点03:主动运输
知识点04:胞吞和胞吐
知识精讲+考向精练
重、难
重
难
复习目标
说明细胞膜的选择透过性,举例说明跨膜运输与载体蛋白、磷脂双分子层的关系;阐明原生质层概念;概述质壁分离与复原的原理、步骤及应用。
从结构与功能相适应视角,解释细胞膜控制物质进出的机制,认同细胞是开放的生命系统;能分析合理施肥、盐碱地改良、透析原理等实际问题,形成科学思维与社会责任意识。
03
04
基础达标
能力提升
素养目标
01
阐明渗透作用概念、条件及原理,说明水分子进出方式;概述自由扩散和协助扩散的特点与实例;说明主动运输的特点及实例;区分胞吞与胞吐
02
说明细胞膜的选择透过性,举例说明跨膜运输与载体蛋白、磷脂双分子层的关系;阐明原生质层概念;概述质壁分离与复原的原理、步骤及应用。
考情分析
考点 知识点 常见题型 备考建议
考点1
渗透作用 知识点01:渗透作用
知识点02:渗透作用的变式 选择题:渗透作用条件分析;
曲线/计算题:渗透装置液面变化及计算;
综合大题填空:渗透作用实验分析 渗透作用两条件(半透膜+浓度差)缺一不可;变式分析注意半透膜类型和溶质分子能否通过;液面变化看浓度差和渗透压。
考点2
水进出细胞的原理 知识点01:动物细胞的吸水和失水
知识点02:植物细胞的吸水和失水
知识点02:质壁分离与复原实验 选择题:动植物细胞吸水失水判断、质壁分离状态分析;
曲线题:质壁分离过程中细胞液浓度变化;
综合大题填空:质壁分离实验步骤与结果分析 动物细胞膜和植物原生质层都相当于半透膜;质壁分离内因是原生质层伸缩性大于细胞壁;选紫色洋葱鳞片叶外表皮便于观察,拓展应用是培优拉分点。
考点3
物质进出细胞的方式 知识点01:自由扩散
知识点02:协助扩散
知识点03:主动运输
知识点04:胞吞和胞吐 选择题:四种运输方式辨析、转运蛋白类型辨析;
曲线题:影响运输速率的因素分析;
综合大题填空:运输方式的实验设计与判断 列表比较四种运输方式(方向、载体、能量、实例);判断运输方式先看方向再看是否需要载体和能量;胞吞胞吐依赖膜的流动性,大分子物质进出细胞。
知识脉络
考点串讲
考点01 渗透作用
知识精讲
知识点01 渗透作用
1.渗透作用的概念
水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,称为渗透作用。
3.渗透作用的方向
水分子从水的相对含量高的一侧到相对含量低的一侧渗透。
2.渗透作用的条件
具有半透膜
半透膜两侧存在浓度差
溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。
含水量低
低浓度溶液
含水量高
高浓度溶液
水分子自身:
从高含量的一侧到低含量的一侧
≠选择透过性膜
考点串讲
考点01 渗透作用
知识精讲
4.渗透装置及渗透现象
知识点01 渗透作用
(1)漏斗管内的液面为什么会升高?如果漏斗管
足够长,管内的液面会无限升高吗?为什么?
(2)如果用纱布代替玻璃纸,漏斗管内的液面会升高吗?
(3)如果将烧杯中的清水换成与漏斗中等浓度的蔗糖溶液,结果会怎样?
(4)漏斗内液体不再上升时,半透膜两侧的溶液浓度是否相等?判断原因?
水分子通过半透膜进入到漏斗中(渗透作用)
不会,长颈漏斗中的液面升高时,液体产生的静水压也随之变大
不会
水分子进出保持动态平衡,液面不升不降
不相等,因为漏斗内外存在液面差(静水压),需要更高的渗透压来抗衡,所以漏斗内溶液浓度大于外侧清水。
渗透平衡≠浓度相等
考点串讲
考点01 渗透作用
知识精讲
变式一
知识点02 渗透作用的变式
若a侧是质量分数为5%的葡萄糖溶液,b是质量分数为10%的葡萄糖溶液
(1)若半透膜只允许水分子通过,一段时间后,液面如何变化?
(2)若半透膜允许水分子和单糖分子通过,液面如何变化?
a b
b侧液面上升,a侧液面下降, 最终b侧高于a侧
b侧液面先上升后下降,a侧液面先下降后上升,最终两侧液面相平
b侧葡萄糖浓度大于a侧。水分子从a向b净移动,b升a降
因为葡萄糖分子不能透过半透膜,两侧浓度差一直存在,最终由液面高度差产生的静水压来抗衡渗透压。
b侧浓度大于a侧,水分子从a向b净移动。b升a降
膜允许单糖通过,b侧葡萄糖向a侧扩散,b侧渗透压下降,a侧上升
最终:葡萄糖分子在两侧浓度最终趋于相等。此时两侧浓度相同,水分子进出平衡。因此 两侧液面相平。
考点串讲
考点01 渗透作用
知识精讲
变式二
知识点02 渗透作用的变式
若a侧是质量分数为5%的蔗糖溶液,b是质量分数为5%的葡萄糖溶液
(1)若半透膜只允许水分子通过,一段时间后,液面如何变化?
(2)若半透膜允许水分子和单糖分子通过,不允许二糖分子通过一段时间后,液面如何变化?
(3)若(2)情况下,液面稳定后,在两侧加入等量蔗糖酶,液面如何变化
a b
b侧液面上升,a侧液面下降, 最终b侧高于a侧
前期:b侧液面上升,a侧液面下降
中期:b侧液面开始下降,a侧液面开始上升
最终:a侧液面高于b侧
解析见备注(删除)
前期:a侧液面继续上升,b侧液面下降
中期:液面上升趋势减缓并停止,随后a侧液面开始下降,b侧液面开始上升
最终:两侧液面相平
第(2)问推理逻辑
【先(初期)】
原因:质量分数同为5%,但葡萄糖(单糖)的摩尔质量远小于蔗糖(二糖),因此b侧(葡萄糖)的物质的量浓度(摩尔浓度)大于a侧(蔗糖)。
变化:水分子由低浓度的a侧向高浓度的b侧净移动。结果:b侧液面上升,a侧液面下降。
【后(中期)】
原因:由于半透膜允许单糖通过,葡萄糖分子顺浓度梯度从b侧透过半透膜进入a侧。
变化:b侧葡萄糖浓度逐渐降低,a侧葡萄糖浓度逐渐升高,b侧渗透压下降。水分向b侧的净移动逐渐减慢直至停止,随后发生逆转。结果:b侧液面开始下降,a侧液面开始上升。
【最终(平衡时)】
原因:葡萄糖在两侧浓度最终相等。但a侧含有不能透过半透膜的蔗糖分子,导致a侧的总微粒数(蔗糖+葡萄糖)大于b侧(仅有葡萄糖)。
变化:a侧渗透压大于b侧,水分子最终向a侧净移动,直到产生的静水压抵消渗透压差。
最终结果:a侧液面高于b侧。
第(3)问推理
【先(加酶初期)】
原因:蔗糖酶具有专一性。a侧含有蔗糖,蔗糖被催化水解:1分子蔗糖 + 1分子水 → 1分子葡萄糖 + 1分子果糖。b侧无蔗糖,酶不发挥作用。
变化:a侧原本的1个蔗糖分子变成了2个单糖分子,导致a侧溶质微粒数剧增,渗透压骤升(此时a侧渗透压远大于b侧)。
结果:水分子大量向a侧净移动,a侧液面继续上升,b侧液面继续下降。
【后(反应结束与扩散期)】
原因:因为半透膜允许单糖通过(题干第2问条件),a侧新生成的大量葡萄糖和果糖会顺浓度梯度透过半透膜向b侧扩散。
变化:随着单糖向b侧扩散,a侧渗透压逐渐下降,b侧渗透压逐渐升高,水分向a侧的净移动减慢直至停止。
结果:液面上升趋势减缓并停止,随后液面开始发生逆转(a侧下降,b侧上升)。
【最终(动态平衡时)】
原因:蔗糖已被完全水解,体系中不再有不能透过半透膜的大分子(蔗糖)。半透膜两侧的溶质全部是可以自由透过的单糖(葡萄糖、果糖)。因此,两侧的单糖总浓度最终会趋于相等。
变化:两侧渗透压相等,水分子进出速率相等,达到新的动态平衡。原本因蔗糖存在而产生的高度差消失。
最终结果:a侧液面下降,b侧液面上升,最终两侧液面相平(ΔH=0)。
易错辨析
考点串讲
考向精练
1. 具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用( )
2.在渗透作用中,当半透膜两侧溶液浓度 相等,水分子不再通过半透膜( )
【解析】 渗透作用的条件还需要存在半透膜
【解析】动态平衡时,水分子进出平衡。
×
×
归纳总结
(1)渗透(作用)≠扩散(作用)
(2)半透膜≠选择性透过膜——选择性透过膜有生物活性,是否通过取决于生物体是否需要
(3)渗透平衡≠浓度相等
(4)物质的量浓度≠质量浓度
考点串讲
考向精练
考向01 渗透作用的条件判断及实验现象分析
典例1
考点:渗透作用、细胞的吸水和失水
(多选)如图所示为达到平衡时的渗透装置,半透膜允许水分子自由通过,单糖、二糖分子不能通过,初始时漏斗管内外液面平齐。下列叙述不正确的是( )
A.渗透平衡时水分子通过半透膜进出漏斗的速率相等
B.达到如图所示的平衡时,蔗糖溶液甲和乙的浓度相等
C.若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液,则达到平衡时m将不变
D.向烧杯中加入少量蔗糖酶,达到平衡时m将增大
√
漏斗内液面高于烧杯内液面,有静水压的存在,甲的浓度高于乙
吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液,液柱产生的静水压会下降,水会由蔗糖溶液乙更多的进入蔗糖溶液甲,导致二者的浓度差下降,这样达到平衡时m将减小,
蔗糖酶会将烧杯中的蔗糖(二糖)分解为单糖,使烧杯内溶液的渗透压升高。半透膜两侧的浓度差减小,水分子更多地从漏斗流向烧杯,漏斗内液面下降,因此达到平衡时m将减小
BCD
考点串讲
考点02 水进出细胞的原理
知识精讲
知识点01 动物细胞的吸水和失水
动物细胞的细胞膜相当于半透膜
条件及现象
考点串讲
考点02 水进出细胞的原理
知识精讲
知识点02 植物细胞的吸水和失水
成熟的植物细胞结构
(选择透过性)
(选择透过性)
细胞膜
细胞质
液泡膜
细胞壁
(全透性)
细胞液
原生质层
植物细胞的原生质层相当于半透膜
①选择透过性
②相当于半透膜
③伸缩性大
植物细胞内的液体环境主要是指液泡里面的细胞液。当它和外界有浓度差时,细胞发生失水或吸水。
考点串讲
考点02 水进出细胞的原理
知识精讲
知识点03 质壁分离与复原实验
2.实验选材
→有紫色大液泡,便于观察
紫色洋葱鳞片叶外表皮
其他:黑藻→高等植物细胞,含有大液泡和大而清晰的叶绿体
能否选择洋葱鳞片叶内表皮?
可以,但内表皮液泡无色,需要选择有颜色的溶液,容易观察。
1.实验思路
将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液和清水中,用显微镜观察液泡大小、原生质层位置的变化。
考点串讲
考点02 水进出细胞的原理
知识精讲
知识点03 质壁分离与复原实验
3.实验过程
①中央液泡逐渐_____,颜色_____。
②原生质层与细胞壁逐渐_____ 。
盖玻片
新知探究
制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片
用低倍镜显微镜观察
①有一个_____的中央大液泡。
②原生质层紧贴_______
盖玻片
0.3g/mL的蔗糖溶液
______吸收
吸水纸吸引
____
紫色
细胞壁
吸水纸
变小
变深
分离
清水
用低倍镜显微镜观察
用低倍镜显微镜观察
①中央液泡逐渐胀大,颜色_____。
②原生质层逐渐_____细胞壁。
变浅
贴近
考点串讲
考点02 植物细胞的质壁分离与复原
知识精讲
知识点03 质壁分离与复原实验
4.实验分析
蔗糖溶液
现象:质壁分离
清水
现象:质壁分离复原
中央液泡大小 原生质层位置 细胞大小
蔗糖溶液 变小 脱离细胞壁 基本不变
清水 逐渐恢复原来大小 恢复原位 基本不变
(1)当细胞液浓度 外界溶液浓度时,细胞失水,原生质层和细胞壁分离,发生____________。
(2)发生质壁分离的细胞,当细胞液浓度 外界溶液浓度时,细胞吸水,发生______________。
<
质壁分离复原
>
质壁分离
(3)质壁分离及质壁分离复原的原因分析
内因:原生质层比细胞壁的伸缩性大
外因:外界溶液浓度>细胞液浓度
考点串讲
考点02 植物细胞的质壁分离与复原
知识精讲
知识点03 质壁分离与复原实验
5.不同外界溶液中植物细胞的变化
(1)清水中:细胞略膨胀
(2)溶质可透过膜的溶液(如KNO3、甘油、葡萄糖等)中:发生质壁分离后能自动复原
(3)溶质不能透过膜的溶液(如蔗糖):不能发生质壁分离的自动复原
6.质壁分离及复原实验的应用
(1)判断细胞的死活
(2)测定细胞液浓度的范围
(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
高考链接
考点串讲
考向精练
1.(2025·北京·高考真题)“探究植物细胞的吸水和失水”实验中,在清水和0.3g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是( )
A.图1,水分子通过渗透作用进出细胞
B.图1,细胞壁限制过多的水进入细胞
C.图2,细胞失去的水分子是自由水
D.与图1相比,图2中细胞液浓度小
D
【详解】
A、图1中,水分子通过渗透作用进出细胞,A正确;
B、细胞壁有保护和支撑的作用,所以限制过多的水进入细胞,维持细胞形态,B正确;
C、图2,细胞发生质壁分离,此时失去的水分子是自由水,C正确;
D、与图1相比,图2中细胞发生质壁分离,此时细胞失去了水,所以图2细胞液浓度更大,D错误。
故选D。
考点串讲
考向精练
考向01 水进出细胞的原理
典例1
考点:质壁分离的内外因与结构基础,失水后细胞液浓度与吸水能力的变化。
某同学利用幼嫩的黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流动”实验后,继续进行“质壁分离”实验,示意图如下。下列叙述正确的是( )
A.实验过程中叶肉细胞处于失活状态
B.①与②的分离,与①的选择透过性无关
C.与图甲相比,图乙细胞吸水能力更强
D.与图甲相比,图乙细胞体积明显变小
两实验均需保持细胞活性,A错误
与①的选择透过性有关,蔗糖可通过全透性的细胞壁,但不能通过具有选择透过性的细胞膜,B错误;
图乙细胞处于失水状态,细胞液渗透压升高,吸水能力更强
√
图乙细胞体积几乎不变(植物细胞体积是看细胞壁),D错误
C
考点串讲
考向精练
考向02 质壁分离与复原实验及应用
典例2
考点:测定细胞液浓度范围、判断细胞死活,以及复原过程中的吸水原理。
科研人员测定某植物成熟细胞在不同蔗糖溶液中质壁分离及复原情况,实验结果如下表。下列分析错误的是( )
A.该细胞的细胞液浓度介于0.2~0.3g/mL之间
B.0.4g/mL组质壁分离后细胞仍保持生物活性
C.0.5g/mL组细胞因过度失水导致原生质层失活
D.质壁分离复原过程中细胞持续失水直至内外平衡
这两个浓度的蔗糖溶液中对应的状态分别是不分离和轻微分离
可以缓慢复原,说明细胞仍保持生物活性
√
在质壁分离复原过程中细胞吸水量大于失水量,直至内外平衡
D
考点串讲
考点03 物质进出细胞的方式
知识精讲
知识点01 自由扩散
1.概念:物质通过简单的扩散作用进出细胞。
①顺浓度梯度运输
②不需要转运蛋白协助
③不需要消耗能量
2.特点
3.实例:
气体、水;尿素、甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子
4.影响因素:
浓度差
浓度差
扩散速度
考点串讲
考点03 物质进出细胞的方式
知识精讲
知识点02 协助扩散
1.概念:借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散,叫做协助扩散(易化扩散)。
2.特点
① 顺浓度梯度运输
② 需要转运蛋白(通道蛋白或载体蛋白)协助
③不需要消耗能量
3.实例:
红细胞吸收葡萄糖、水通道蛋白、Na+通道等
浓度差、转运蛋白种类和数量
4.影响因素:
浓度差
扩散速度
受转运蛋白数量限制
考点串讲
考点03 物质进出细胞的方式
知识精讲
知识点02 协助扩散
5.转运蛋白的类型
名称 载体蛋白 通道蛋白
图示
转运对象 与自身结合部位相适应的分子或离子 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
是否与转运的分子结合 是 否
是否有特异性 是 是
举例 葡萄糖、氨基酸、核苷酸或离子等的载体蛋白 水通道蛋白,Na+、K+、Ca2+等的离子通道蛋白
考点串讲
考点03 物质进出细胞的方式
知识精讲
知识点03 主动运输
①逆浓度梯度运输
②不需要转运蛋白协助
③需要消耗能量
2.特点
3.实例:
K+、Ca2+、Na+等离子逆浓度梯度进行跨膜运输;小肠上皮细胞从小肠液中吸收氨基酸、葡萄糖等
4.影响因素:
氧气含量、转运蛋白
温度等
1.概念:物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输。
考点串讲
考点03 物质进出细胞的方式
知识精讲
知识点03 主动运输
温度
生物膜的流动性
酶活性
呼吸速率
影响
影响
影响
影响
物质运输速率
5.意义
主动选择吸收所需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,保证活细胞正常生命活动的需要
拓展提高——主动运输的类型
ATP驱动
协同转运
光驱动
ATP驱动:(ATP直接供能)
协同转运:(ATP间接供能)
光驱动:光能—细菌质膜上的H+泵
考点串讲
考点03 物质进出细胞的方式
知识精讲
知识点03 主动运输
主动运输
协助扩散
葡萄糖的主动运输
钠离子协助扩散
Na+-葡萄糖同向转运载体存在于小肠和肾小管的上皮细胞
蔗糖的
主动运输
Ca2+的
主动运输
Na+的
主动运输
H+的主动运输
植物液泡膜上有H+-Ca2+、H+-蔗糖逆向运输载体
考点串讲
考点03 物质进出细胞的方式
知识精讲
知识点04 胞吞与胞吐
类型 胞吞 胞吐
图示
过程 大分子与膜上的蛋白质结合→细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子→小囊从细胞膜上分离下来,形成囊泡,进入细胞内部 大分子先在细胞内形成囊泡→囊泡移动到细胞膜处并与之融合→大分子排出细胞
实例 变形虫摄取食物,巨噬细胞吞噬病原体等 分泌蛋白的分泌,变形虫排除食物残渣等
特点 (1)主要运输生物大分子和颗粒物
(2)需要消耗能量
(3)不需要转运蛋白,但需要特定的膜蛋白参与
(4)依赖细胞膜的流动性
考点串讲
考点03 物质进出细胞的方式
知识精讲
拓展提高——物质进出细胞的方式判断
易错辨析
考点串讲
考向精练
1. 协助扩散的速率与膜两侧浓度差成正比( )
2.细胞主动运输物质的结果时使物质在细胞膜内外浓度趋于相等。( )
3.需要消耗能量的运输方式都是主动运输。 ( )
【解析】协助扩散不仅受到膜两侧浓度差的影响,也受到膜上转运蛋白种类和数量的限制,并不完全与膜两侧浓度差成正比
【解析】 主动运输为逆浓度梯度运输,使细胞膜内外浓度进一步增大。
【解析】胞吞胞吐也需要消耗能量,不一定都是主动运输
×
×
×
考点串讲
考向精练
考向01 四种运输方式的比较与分析综合考查
典例1
考点:载体蛋白和通道蛋白的区分、细胞膜的结构
图1为几种物质跨膜方式示意图,其中I~IV表示细胞膜上的相关结构或物质,a~e表示不同的跨膜运输。图2为物质进出小肠上皮细胞的示意图。请据图回答下列问题:
(1)图1中,Ⅰ表示的是细胞膜上的___________,它只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生___________的改变。Ⅲ___________(填写名称)与细胞表面的识别、细胞间信息传递等功能有密切关系。
载体蛋白
自身构象
糖被
a主动运输 b自由扩散 cd协助扩散 e主动运输
c通过通道蛋白,d通过载体蛋白
考点串讲
考向精练
考向01 四种运输方式的比较与分析综合考查
典例1
考点:特定物质进出细胞的方式判断、影响跨膜运输速率的因素
图1为几种物质跨膜方式示意图,其中I~IV表示细胞膜上的相关结构或物质,a~e表示不同的跨膜运输。图2为物质进出小肠上皮细胞的示意图。请据图回答下列问题:
a主动运输 b自由扩散 cd协助扩散 e主动运输
c通过通道蛋白,d通过载体蛋白
(2)据图2可知,K+进入小肠上皮细胞和葡萄糖排出小肠上皮细胞的跨膜运输方式分别对应图1中的___________(填图中字母)所示的运输。影响图1中c这种物质跨膜运输方式速率的主要因素有 和___________。
外侧
主动运输
协助扩散
a、d
膜内外物质浓度梯度的大小
通道蛋白的数量
考点串讲
考向精练
考向01 四种运输方式的比较与分析综合考查
典例1
图1为几种物质跨膜方式示意图,其中I~IV表示细胞膜上的相关结构或物质,a~e表示不同的跨膜运输。图2为物质进出小肠上皮细胞的示意图。请据图回答下列问题:
考点:主动运输、胞吞胞吐特点
(3)图2中,小肠上皮细胞通过②同时运输Na+和K+,可以维持细胞内Na+___________(填“高浓度”或“低浓度”)状态。⑤为多肽进入小肠上皮细胞,该过程需要膜上___________的参与,更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。
主动运输、逆浓度梯度
低浓度
胞吞
蛋白质
考点串讲
考向精练
考向01 四种运输方式的比较与分析综合考查
典例1
图1为几种物质跨膜方式示意图,其中I~IV表示细胞膜上的相关结构或物质,a~e表示不同的跨膜运输。图2为物质进出小肠上皮细胞的示意图。请据图回答下列问题:
考点:物质跨膜运输方式判断、运输速率影响因素
(4)人在饮酒时,酒精进入胃黏膜上皮细胞的跨膜运输方式与下列曲线相符合的是___________。
酒精进入胃黏膜上皮细胞的方式为自由扩散,运输速率与物质浓度呈正相关,与氧气浓度无关,对应AC
AC
综合训练
在室温下,将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于一定浓度的A溶液中,测得细胞液浓度与A液浓度的比值变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.t1时两种溶液浓度相等,水分子不进出表皮细胞
B.t0~t1段细胞失水速率在减少,细胞液渗透压增加
C.t1~t2段细胞发生了质壁分离自动复原
D.表皮细胞能吸收A溶液的溶质,且从t0开始
A
A、t1时两种溶液浓度相等,水分子进出达到平衡,此时水分子仍能进出细胞,A错误;
B、t0~t1段的比值<1,细胞液浓度<外界溶液浓度,细胞在失水,细胞液渗透压增加,但细胞失水速率在减少,B正确;
C、t1~t2段细胞液浓度与外界溶液浓度的比值大于1,说明细胞液浓度大于外界溶液浓度,细胞吸水,发生了质壁分离后的自动复原,C正确;
D、洋葱鳞片叶外表皮细胞在溶液中先失水后自动吸水,说明A溶液中的溶质离子能被细胞吸收,且从t0开始进入细胞,D正确。
综合训练
自由扩散、协助扩散是两种物质跨膜运输方式,下图中①②是这两种运输方式的示意图,③④表示这两种运输方式的曲线。下列相关叙述中,错误的是( )
A.这两种运输方式均顺浓度梯度进行,不消耗细胞代谢产生的能量
B.图①③可表示自由扩散,不需要转运蛋白,运输速率受浓度梯度影响
C.图②④可表示协助扩散,需要转运蛋白,运输速率只受浓度梯度限制
D.图②中圆圈表示转运蛋白,其具有特异性
C
A、自由扩散和协助扩散都属于被动运输,都是顺浓度梯度进行的,不需要消耗细胞代谢产生的能量,A正确;
B、图①中物质直接穿过细胞膜,不需要转运蛋白,图③中运输速率与细胞外浓度呈正相关,可用于表示自由扩散,自由扩散不需要转运蛋白,其运输速率受膜内外物质浓度梯度的影响,B正确;
C、图②中物质的运输需要转运蛋白,图④中运输速率除了受物质浓度梯度影响外,当转运蛋白达到饱和时,运输速率不再增加,说明协助扩散的运输速率不仅受膜内外物质浓度梯度的影响,还受转运蛋白数量的限制,C错误;
D、图②中圆圈表示转运蛋白,转运蛋白具有特异性,只容许特定的分子或离子通过,D正确。
故选C。
综合训练
某地通过精选耐盐植物和兴修水利等措施,成功将大部分盐碱地“治”成米粮川,如图是所选耐盐植物细胞的部分物质运输机制。下列推断合理的是( )
A.抗菌蛋白的分泌和水的吸收需膜上的载体蛋白参与
B.耐盐植物液泡的充盈程度与其膜内外H+浓度差有关
C.抑制ATP的合成不影响Na+排出细胞和进入液泡
D.细胞内具有运输作用的物质都是蛋白质
B
A、抗菌蛋白的分泌方式为胞吐,依赖细胞膜的流动性,不需要载体蛋白参与;水的吸收可通过自由扩散(不需要载体)或水通道蛋白介导的协助扩散,因此二者并非都需要载体蛋白参与,A错误;
B、液泡膜上的NHX可借助液泡膜内外H+的浓度差,将Na+转运至液泡内,提高液泡渗透压,促进细胞吸水使液泡充盈,因此耐盐植物液泡的充盈程度与其膜内外H+浓度差有关,B正确;
C、细胞膜和液泡膜上的H+泵均消耗ATP运输H+,以此维持膜两侧H+浓度差,而Na+排出细胞、进入液泡都依赖H+浓度差提供的驱动力,因此抑制ATP合成会影响Na+的上述运输过程,C错误;
D、细胞内具有运输作用的物质不都是蛋白质,例如tRNA可以运输氨基酸,本质是核糖核酸,不属于蛋白质,D错误。
综合训练
(多选)如图为常见的两套渗透装置,图中S1为0.3mol·L-1的蔗糖溶液、S2为蒸馏水、S3为0.3mol·L-1的葡萄糖溶液;已知葡萄糖能通过半透膜,但蔗糖不能通过半透膜;两装置半透膜面积相同,初始时液面高度一致,A装置一段时间后再加入蔗糖酶。下列有关叙述错误的是( )
A.实验刚开始时,装置A和装置B中水分子从S2侧进入另一侧的速率不同
B.装置B的现象是S3溶液液面先上升后下降,最终S3和S2溶液液面持平
C.漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后开始下降
D.若不加入酶,装置A、B达到渗透平衡时,S1溶液浓度小于S3溶液浓度
AD
【详解】A、根据渗透作用的原理,实验刚刚开始时,由于装置A和装置B中半透膜两侧的溶液浓度差相同,所以水分子从S2侧进入另一侧的速度一样,A错误;
B、由于葡萄糖能通过半透膜,所以装置B的现象是S3溶液液面先上升后下降,最终S3和S2溶液液面持平,B正确;
C、装置A因渗透作用,水分子进入漏斗使液面上升,加酶后,漏斗中溶液浓度继续增大,液面会继续上升,但是由于蔗糖被蔗糖酶催化为葡萄糖和果糖,其中由于葡萄糖能透过半透膜,所以漏斗内溶液浓度减小,而烧杯中溶液浓度增大,故漏斗中液面开始下降,C正确;
D、装置A达到渗透平衡后,由于漏斗中溶液存在重力势能,所以S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度,装置B中由于葡萄糖能透过半透膜,最后两侧的葡萄糖溶液浓度相等,由于装置A中漏斗内的蔗糖不可能进入到烧杯中,所以最后漏斗中蔗糖溶液浓度大于“U”型管两侧的葡萄糖溶液浓度,即S1溶液浓度大于S3溶液浓度,D错误。
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可交互式主题情境游戏————细胞结构工程师
单元总结
细胞膜具有选择透过性,控制物质进出细胞;
不同物质的跨膜运输方式各不相同,实现细胞与外界的物质交换,体现了结构与功能的统一。
——一个核心逻辑主线
单元总结
——四大核心专题梳理
渗透作用与细胞吸水失水专题(原理与实验)
渗透作用条件:具有半透膜;膜两侧溶液具有浓度差;
动物细胞吸失水:低渗溶液吸水涨破;高渗溶液失水皱缩;等渗溶液形态不变;
植物细胞质壁分离:
内因:原生质层伸缩性大于细胞壁;
外因:外界溶液浓度大于细胞液浓度。
拓展应用 :测定细胞液浓度;判断细胞死活(死细胞不能发生质壁分离)
特例:质壁分离复原需细胞保持活性,且外界溶液浓度不能过高(否则细胞失水死亡)
被动运输专题(自由扩散与协助扩散)
◆自由扩散:顺浓度梯度;不需转运蛋白;不耗能(如O₂、CO₂、水、甘油、乙醇)。
◆协助扩散:顺浓度梯度;需转运蛋白;不耗能(如葡萄糖进入红细胞)。
◆转运蛋白类型:
载体蛋白(发生构象改变);
通道蛋白(不改变构象)
◆影响因素
自由扩散受浓度差影响;协助扩散受浓度差和转运蛋白数量影响
关键结论:
被动运输的动力是浓度差,不消耗细胞代谢产生的能量。
单元总结
——四大核心专题梳理
主动运输与胞吞胞吐专题(逆浓度与膜流动)
◆ 主动运输:逆浓度梯度;需载体蛋白;需消耗能量(如小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸)。
◆ 影响因素
受氧气浓度、温度、载体蛋白数量限制。
◆ 胞吞与胞吐:大分子物质进出细胞的方式;依赖膜的流动性;需消耗能量,不需载体。
◆ 实例
胞吞:白细胞吞噬病菌;胞吐:胰岛素分泌、神经递质释放。
◆ 关键结论:主动运输保证细胞按生命活动需要主动选择吸收营养物质,排出废物。
物质跨膜运输方式综合辨析专题(核心素养)
◆ 四种方式对比:自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞胞吐(方向、载体、能量)。
◆ 判断技巧:先看方向(顺/逆浓度);再看是否需要载体;最后看是否耗能。
◆ 实验探究:验证主动运输:用呼吸抑制剂处理,观察运输速率是否下降。
◆ 曲线分析:
影响运输速率的因素曲线(浓度差、氧气浓度、温度等)。
◆ 特例:
胞吞胞吐不属于跨膜运输(物质未穿过膜,而是通过膜融合进出)。
谢谢观看
人教版·必修1·复习课件
🚢 第4章 细胞的物质输入和输出 · 跨膜运输调度站
必修1 · 第4章综合 · 单选+判断
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💡 闯关口诀:被动顺浓自由协助,主动逆浓载体能量;胞吞胞吐大分子,质壁分离看浓度。✕
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本章综合题,含单选题和判断题(✓/✗)。
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🔥 连对 3 题:徽章「运输新秀」+ 加分
⚡ 连对 5 题:徽章「跨膜调度师」+ 加分
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