专题4 物质出入细胞的方式(学生版)修改版

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专题4物质出入细胞的方式[考试标准]知识内容必考要求加试要求物质出入细胞的方式(1)扩散和渗透的过程(2)动、植物细胞吸水和失水的过程及原因(3)被动转运和主动转运(4)胞吞和胞吐(5)活动：观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原bbbabbbbab 一、扩散和渗透1、扩散（1）含义：分子或离子从           处向           处运动的现象。（2）结果：物质分子分布         ，直到平衡。2、渗透（1）含义：水分子通过       的扩散。（2）渗透方向（单向）：从水分子数         的一侧进入水分子数         的一侧。（3）水分子运动方向：双向渗透和扩散都是物理现象，渗透属于扩散，发生渗透的条件具有半透膜（生物膜）；溶液具有浓度差。二、动植物细胞的渗透吸水和失水1、动物细胞  细胞膜：相当于       ；细胞质：有一定浓度，和组织液发生渗透作用，当          ＜          时，细胞吸水膨胀甚至破裂，反之细胞失水皱缩。2、成熟植物细胞与渗透系统项目渗透作用模型植物细胞与外界溶液构成渗透系统图解基本条件①半透膜②浓度差①原生质层——选择透性膜②浓度差——细胞液与外界溶液之间原理水分子通过半透膜的扩散作用细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透水扩散方向低浓度溶液→高浓度溶液细胞壁特性伸缩性小，全透性(即水分子和溶解在水里的物质均能通过)原生质层伸缩性大，相当于半透膜现象①当             ＞            时，细胞失水，发生            现象。②当             ＜            时，细胞吸水，失水的细胞发生              现象。[诊断与思考]1．判断下列叙述的正误(1)在质壁分离复原过程中，植物细胞的细胞膜和液泡膜，相当于半透膜(　　)(2)当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞一定会发生质壁分离(　　)(3)质壁分离过程中水分子的扩散只能单向进行(　　)2．利用渗透装置图分析渗透现象。(1)若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2→S1的水分子数     于S1→S2，外观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。(2)在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2。因为液面高的一侧形成的压强，会       溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。3．如图甲是一个典型的渗透装置，作为成熟植物细胞也应符合渗透系统的全部条件。请指出图乙中与图甲a、b、c对应的结构分别是什么。 题组一　利用系统的观点分析渗透作用的发生1．某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记为零液面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为(　　)      2．把体积与质量百分比浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半透膜(允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过)隔开(如图)，一段时间后液面的情况是(　　)A．甲高于乙B．乙高于甲C．先甲高于乙，后乙高于甲D．先甲低于乙，后乙低于甲    题组二　细胞吸水与失水的实验结果分析3．将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组(每组的细条数相等)，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则(　　)A．实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高B．浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组C．a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组D．使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5mol·L－1之间4．如图曲线表示完全相同的两个植物细胞分别放置在A、B溶液中，细胞失水量的变化情况。相关叙述不正确的是(　　)A．该实验可选取绿色植物成熟的叶肉细胞来进行B．若B溶液的浓度稍减小，则曲线中b点左移C．两条曲线的差异是由于A、B溶液浓度不同导致D．6min时取出两个细胞用显微镜观察，均可看到质壁分离现象题组三　探究膜的透性5．某同学为探究膜的透性而设计了如图所示的渗透装置，开始时烧杯内的液面和长颈漏斗内的液面相平。在长颈漏斗内液面上升的过程中(　　)A．液面上升的速率先加快后减慢最终维持稳定B．水分子通过半透膜从蔗糖溶液向清水扩散的速率逐渐减慢C．当半透膜两侧液体浓度相等时，水分子不再通过半透膜扩散D．当半透膜两侧水分子进出速率相等时，长颈漏斗内液面最高6．成熟的植物细胞具有中央大液泡，可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。请据图回答下列问题：(1)由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧溶液浓度大小是a________b。由图乙可知，漏斗中溶液吸水速率在__________，最终液面不再上升，当液面不再上升时，c两侧浓度大小是a______b。(2)图丙中相当于图甲中c结构的是__________(填序号)，②处充满的液体是________________________。(3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水中，发现细胞液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水？________，原因是________________________________________________________________。(4)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中，发现细胞液泡体积也在增大。当液泡体积不再增大时，细胞液浓度是否一定和外界溶液浓度相等？__________。三、被动转运1、定义：物质由浓度较高的一侧转运至浓度较低的一侧。特点：高浓度→低浓度，顺浓度梯度。2、不消化能量，不需要载体蛋白转运方式——扩散①气体：O2、CO2、N2等；②脂溶性物质：脂质(甘油、脂肪酸等)、性激素、乙醇、乙二醇、苯等；③极性分子：水浓度差越大，运输速率越大。如图。3、不消化能量，但需要载体蛋白的转运方式——易化扩散①举例：红细胞吸收葡萄糖；K+出神经细胞、Na+进神经细胞等。②特点：不需要消耗能量，但需要借助载体蛋白/通道蛋白（专一性）。③过程：载体蛋白：结合变形→释放→恢复原形状；通道蛋白：打开→通过→闭合。一般浓度差越大，运输速率越大，但到一定程度后，转运速率受到载体蛋白的种类、数量的限制。四、主动转运最重要的吸收和排出物质的方式，逆浓度差运输物质。1、条件：载体蛋白、ATP2、举例 ①植物根吸收土壤中的营养物质；②人小肠上皮细胞、肾小管细胞对营养物质的吸收；③海水鱼将盐排出体外。3、转运速率的影响因素 ①                            ；②                              ；③                            ；④                              。五、胞吞和胞吐（1）胞吞、胞吐不属于跨膜运输，不需要载体，但需要消耗能量。（2）大分子物质（多糖、蛋白质、核酸等）一般通过胞吞、胞吐方式进出细胞。但胞吞、胞吐的物质不一定是大分子物质。（3）胞吞、胞吐依赖于膜的流动性，体现了膜的流动性。（胞吞膜面积变小，胞吐膜面积变大。）（4）举例：胞吞：吞噬细胞吞噬抗原；变形虫吞食食物颗粒。           胞吐：胰岛素、消化酶、抗体的分泌；小分子乙酰胆碱的排出。总结：物质出入细胞的方式被动转运主动转运胞吞胞吐扩散易化扩散图列运输方向高浓度→低浓度一般为：低浓度→高浓度胞外→胞内胞内→胞外特点不需要载体不需要能量需要载体不需要能量需要载体需要能量不需要载体需要能量举例①气体：O2、CO2、N2等；②脂溶性物质：脂质(甘油、脂肪酸等)、性激素、乙醇、乙二醇、苯等；③极性分子：水人的红细胞吸收葡萄糖、K+出神经细胞；Na+进神经细胞。小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等。吞噬细胞吞噬抗原；变形虫吞食食物颗粒。胰岛素、消化酶、抗体的分泌、小分子乙酰胆碱的排出。影响因素细胞膜内外物质的浓度差细胞膜内外物质的浓度差；细胞膜上的载体蛋白的种类和数量。细胞膜内外物质的浓度差；细胞膜上的载体蛋白的种类和数量；能量(温度、氧浓度)。细胞膜的流动性、能量等。[诊断与思考]1．判断下列叙述的正误(1)人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是需要载体蛋白协助(　　)(2)除去细胞膜上的蛋白质不会影响对离子的吸收(　　)(3)新生儿从乳汁中获得抗体需要消耗能量(　　)(4)在神经细胞上动作电位产生与膜电位恢复过程中，Na＋流入和排出都是主动转运(　　)(5)激素必须通过主动转运进入细胞内才能完成对细胞代谢的调节(　　)(6)相对分子质量较小的物质或离子都可以通过扩散进入细胞(　　)(7)RNA和蛋白质等大分子进出细胞核的方式属于胞吐或胞吞(　　)2．根据图示进一步确定物质跨膜转运的方式和影响因素(1)填写以下有关跨膜转运方式及结构的名称：甲：        ；乙：           ；丙：           ；a：          。(2)填写以下有关跨膜转运方式的影响因素：甲图：           ；乙图：                 ；丙图：                    。3．比较物质进出细胞方式的不同，完善下列表格物质类别出入细胞方式物质转运方向载体蛋白耗能离子和小分子物质被动转运扩散          →            易化扩散 主动转运          →           颗粒和大分子物质胞吞          →           胞吐          →          4．物质出入细胞方式的比较(连线)5.根据影响物质跨膜转运的曲线确定物质进出细胞的方式(1)物质浓度(2)氧气浓度(红细胞的主动转运与O2无关)题组一　以图、表、线为载体的物质进出细胞方式的判断1．如图为氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的示意图，下表选项中正确的是(　　)选项管腔中氨基酸→上皮细胞管腔中Na＋→上皮细胞上皮细胞中氨基酸→组织液A主动转运被动转运主动转运B被动转运被动转运被动转运C被动转运主动转运被动转运D主动转运被动转运被动转运2.如图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜转运的两种方式，下列表述正确的是(　　)A．脂溶性小分子物质不能通过方式a转运B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关D．抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响题组二　半透膜与选择透性膜的透性比较3．如图为受体介导的胞吞作用，根据图示，下列叙述不正确的是(　　)A．该过程以膜的选择透性为基础才能发生B．该过程要有细胞表面识别和内部供能才可能完成C．构成囊泡的基本支架是脂双层D．神经细胞释放化学递质的过程有膜成分的更新4．比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的透性，结果如图，据此不能得出的推论是(　　)A．生物膜上存在着协助H2O通过的物质B．生物膜对K＋、Na＋、Cl－的通透具有选择性C．离子以易化扩散方式通过人工膜D．分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率六、活动：观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原1．实验原理(1)成熟的植物细胞构成渗透系统可发生          作用。(2)当             <             时，细胞失水，发生质壁分离；当             >              时，细胞吸水，发生质壁分离复原。2．选材：具有大液泡的成熟植物细胞，液泡中有色素的最佳。如紫色洋葱外表皮细胞。3．实验步骤：①用镊子撕取紫色洋葱外表皮制作临时装片。②在显微镜（先低后高），可观察洋葱表皮细胞中有紫色的大液泡，质膜及其以内部分紧紧地贴着细胞壁。③观察质壁分离：从盖玻片一侧滴加浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片另一侧用吸水纸吸水，重复几次，可看到紫色大液泡逐渐变小，颜色变深，发生质壁分离。④观察质壁分离复原：从盖玻片一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸水，重复几次，可看到紫色大液泡逐渐变大，颜色变浅，质膜又逐渐紧贴细胞壁，发生质壁分离复原。4．结果分析：外界溶液浓度＞植物细胞液浓度→成熟植物细胞失水→出现质壁分离现象。             外界溶液浓度＜植物细胞液浓度→成熟植物细胞吸水→出现质壁分离复原。5．植物细胞是否为活细胞，可以根据其能否发生质壁分离和质壁分离复原来判断。点拨：（1）细胞发生质壁分离现象的条件①活细胞；②具有原生质层；③外界溶液浓度大于细胞液浓度。（2）质壁分离复原条件①活细胞；②外界溶液浓度小于细胞液浓度。（3）实验中应注意的问题及分析注意事项说明①制片时应选用紫色洋葱鳞片叶的外表皮紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞的液泡是深色的，实验过程中便于观察液泡的变化②蔗糖溶液浓度不能过高细胞会失水过多而死亡，不能发生质壁分离复原现象③滴加蔗糖溶液时，一次滴液不要太多避免糖液溢至玻片上，污染物镜镜头④质壁分离现象出现后，观察时间不宜太长质壁分离时间太长，细胞会因失水时间过长而死亡 [深度思考](1)  实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗？ (2)为什么选用紫色洋葱鳞片叶的外表皮？根尖分生区的细胞能否作为该实验的材料？ (3)选择试剂时，为什么选用0.3g/mL的蔗糖溶液而不用0.5 g/mL的蔗糖溶液？ (4)该实验无独立的对照组，为什么还叫对照实验？ 题组一　把握质壁分离实验的选材、原理与操作及结果分析1．在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如图所示)。下列有关叙述正确的是(　　)A．第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞溶胶区域B．第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处C．吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头D．为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤2．用质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液浸润紫色洋葱鳞片叶外表皮，在显微镜下观察到如图所示的结果。下列叙述错误的是(　　)A．①表示细胞壁B．②的体积比实验初期大C．③处充满着蔗糖溶液D．④的颜色比实验初期深  题组二　质壁分离与复原的应用3．在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。a、b表示该部位的溶液浓度，由此可推测(　　)A．a>b，细胞渗透吸水B．a＝b，渗透系统保持动态平衡C．a<b，细胞渗透失水D．上述三种情况都有可能4．某同学探究“不同浓度蔗糖溶液对紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞形态的影响”，得到如图所示结果。相关叙述正确的是(　　)A．实验的主要原理是活的植物细胞能够发生渗透作用B．实验中需要使用显微镜、载玻片等仪器以及苏丹Ⅲ染液、重铬酸钾溶液等药品C．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在蒸馏水中时，细胞会略微膨胀D．结果表明大多数细胞的细胞液浓度介于0.25～0.3mmol/L之间【基础训练】1.下列关于渗透作用应用的说法正确的是(    )A.质壁分离的过程中植物细胞吸收水分的能力逐渐增强B.果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞主动吸收糖分的结果C.腌制的蔬菜之所以不容易变质是因为蔬菜脱水后含量少，从而代谢缓慢D.将红细胞、洋葱表皮细胞、酵母菌放入清水中，只有洋葱表皮细胞不会出现破裂现象2.下面能发生质壁分离现象的一组细胞是(    )①食用的糖醋蒜细胞 ②蚕豆叶的表皮细胞 ③植物的根毛细胞④人的口腔上皮细胞 ⑤用盐酸解离的洋葱根尖细胞 ⑥根尖分生区细胞A.①⑤     B.②③⑥     C.①②③④⑤⑥      D.②③3.将质壁分离的洋葱紫色外表皮细胞放入清水中，液泡体积的变化如图所示。下列叙述正确的是(    )A.与a点相比，b点时细胞的液泡颜色变深B.与b点相比，c点时细胞的吸水速率大C.c点时细胞膨胀，液泡内没有水分子进出D.b点到c点过程中，细胞的吸水速率受细胞壁的影响   4.某哺乳动物神经细胞内外的K+和Na+浓度见下表。下列属于主动转运的是(    )A.K+经钾离子通道排出细胞B.K+与有关载体蛋白结合排出细胞C.Na+经钠离子通道进入细胞DNa+与有关载体蛋白结合排出细胞5.下列有关影响主动转运的因素的叙述，不正确的是(    )A.在一定范围内，增大氧气的浓度，主动转运的速率先快后慢B.被运输物质的浓度会影响主动转运的速率C.细胞膜上某物质的载体蛋白的多少影响细胞主动吸收该物质的速率D.温度通过影响有关酶的活性和生物膜的流动性来影响物质的运输速率6.盐碱地中生活的某种植物，根细胞的液泡膜上有一种载体蛋白，能将细胞溶胶中的Na+逆浓度梯度运入液泡，降低Na+对细胞溶胶中酶的伤害。下列叙述错误的是(    )A.Na+进入液泡的过程属于主动转运B.Na+进入液泡的过程体现了液泡膜的选择透性C.该载体蛋白的活动会导致细胞的吸水能力减弱D.该载体蛋白导致植物的耐盐性提高【能力提升】1.某同学进行“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验时，将观察到的某个细胞大小变化情况绘制成了曲线(如图)。下列叙述正确的是(注:细胞的初始大小相对值记为1)(    )A.b-c段，由于失水过多，细胞可能已经死亡B.c-d段，水分子的运动方向是从细胞外进入细胞内C.d-e段，细胞液浓度等于外界溶液浓度D.e时液泡的颜色比a时浅2.右图表示细胞膜的结构示意图，其中a和b为物质的两种运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述错误的是(    )A.如图示为肝细胞膜，则CO2的运输方向是Ⅱ→ⅠB.适当提高温度将加快②和③的流动速度C.①与细胞间识别、免疫有关，①与②移动速率相同D.若某毒素破坏细胞内线粒体的功能，则会影响b过程【历年真题】1.(2016.4•15题)肌肉细胞内的K+浓度高于细胞外，K+进入肌肉细胞的方式是(    )A.渗透     B.胞吞     C.主动转运     D.易化扩散2.(2016.10•16题)下列关于“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”活动的叙述，正确的是(    )A.制作洋葱表皮细胞装片需经解离、压片等操作才能将细胞分散B.从低倍镜换成高倍镜时，需转动光圈才能换上高倍物镜C.质壁分离过程中，水分从胞内单向运动到胞外导致液泡变小D.质壁分离复原过程中，细胞复原速度逐步减慢3.(2017.1•14题)将家兔红细胞置于不同浓度的溶液中，水分子的跨膜运输示意图如下(箭头方向表示水分子的进出，箭头粗细表示水分子出入的多少)。下列叙述正确的是(    )甲               乙               丙 一段时间后，甲细胞会发生质壁分离   B.若将甲、乙和丙细胞同时分别置于蒸馏水中，甲细胞先破裂C.能发生渗透作用的是甲细胞和丙细胞    D.光学显微镜下可观察到乙细胞有水分子的进出