第三单元第2课时.doc

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第2课时　物质出入细胞的方式

一、扩散和渗透

1．扩散是分子或离子从________处向________处运动的现象。

扩散使得该分子分布均匀，直到平衡，这个过程是比较慢的。

2．水分子通过膜的________称为渗透。

水分子是从其________________处向____________处扩散。

[判一判]

下列现象属于渗透作用的是

（1）水分子通过植物细胞的细胞壁 （　　）

（2）水分子或其他溶剂分子通过细胞膜 （　　）

（3）蔗糖分子通过细胞壁 （　　）

（4）水分子或其他溶剂分子通过液泡膜 （　　）

（5）水分子或其他溶剂分子通过原生质层 （　　）

（6）干大豆种子泡在清水中逐渐胀大 （　　）

（7）暑天新鲜蔬菜在空气中萎蔫 （　　）

二、物质出入细胞方式的比较

[连一连]

1．观察教材53～54页，图3－3和图3－4理解扩散与渗透。

2．教材55页，重温质壁分离及质壁分离复原的实验。

3．教材57页，图3－6理解被动转运，58页图3－7理解主动转运，59页，图3－8理解胞吞和胞吐。

4．教材59页，思考与练习第2题。

考点一　运用比较法突破易混概念——三组易混名词辨析

1．关于选择透性膜与半透膜的关系，正确的说法是 （　　）

①具有半透性必然具有选择透性　②具有选择透性必然具有半透性　③活的生物膜才具有选择透性　④只有活的生物膜才具有半透性

　A．①③ B．①④

C．②③ D．②④

排雷　明确两种膜的本质区别——是否具有选择性；共性——允许水分子通过，大分子都不能通过。

1．扩散作用和渗透作用的关系

物质从高浓度区域向低浓度区域的运动称为扩散作用。

渗透作用是一种特殊方式的扩散，它是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜（或选择透性膜）进行的扩散。

2．半透膜、选择透性膜

（1）区别

①半透膜可以是生物性的选择透性膜，也可以是无生命的物理性膜，即指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。

②选择透性膜是具有生命的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否吸收选择性。

细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透性丧失。

（2）共性：

都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。

3．原生质层、原生质体

（1）原生质层是成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。

此结构仅存在于成熟的植物细胞中。

（2）原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，常作为植物细胞融合的材料。

1．下列说法正确的是 （　　）

A．成熟红细胞的细胞膜无选择透性

B．植物根尖细胞的细胞壁有选择透性

C．半透膜可以是生物性膜，也可以是物理性膜

D．原生质层与原生质体存在于动物细胞中

考点二　实验探究能力提升——渗透作用

2．（2011·新课标全国卷，4）撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。

然后，两组外表皮都用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。

此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小，以及水分运出细胞的方式是 （　　）

A．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动转运

B．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动转运

C．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动转运

D．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动转运

排雷　失水或吸水的多少和速率主要取决于浓度差的大小。

1．动物细胞构成渗透系统可发生渗透作用

动物细胞膜相当于一层半透膜。

外界溶液浓度<细胞质浓度时，细胞吸水膨胀；反之，则细胞失水皱缩；当外界溶液浓度＝细胞质浓度时，水分进出平衡。

2．成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用

当细胞液浓度＜外界溶液浓度时，失水，质壁分离；

当细胞液浓度＞外界溶液浓度时，吸水，质壁分离复原。

注意　①分生区细胞和干种子细胞因无大液泡，不能发生渗透作用，无质壁分离和复原现象。

②植物细胞有细胞壁的存在，不管失水还是吸水，细胞体积变化不大。

但动物细胞体积会发生明显变化。

2.（2010·上海卷，20）如图为显微镜下某植物细胞在30%蔗糖

溶液中的示意图。

下列叙述中错误的是 （　　）

A．若将细胞置于清水中，A仍保持不变

B．若该细胞处于40%蔗糖溶液中，B/A值将变小

C．B/A值能表示细胞失水的程度

D．A、B分别表示细胞和液泡的长度

考点三　提升实验技能——观察植物细胞的质壁分离及复原

3．（2011·天津卷，2）将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0.3g/mL

的蔗糖溶液中，1分钟后进行显微观察，结果见右图。

下列叙述错误的是 （　　）

A．图中L是细胞壁，M是液泡，N是细胞质

B．将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原

C．实验说明细胞膜与细胞壁在物质透性上存在显著差异

D．洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料

排雷　

（1）明确实验材料的选取——有大液泡的活细胞。

（2）明确显微状态下各细胞结构的位置。

质壁分离时细胞质位置不明显，透明部位应为外界溶液。

1．原理：

成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。

2．流程

3．质壁分离的原因分析

（1）原因

→细胞渗透失水

（2）表现

特别提醒　

（1）实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察。

（2）质壁分离和质壁分离复原中水分子移动是双向的，结果是双向水分子运动的差别所导致的现象。

（3）质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，因细胞壁是全透性且有水分子通过原生质层渗出来。

（4）若用50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因为细胞过度失水而死亡。

（5）若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验会出现自动复原现象，因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。

3．某同学在实验室中做“植物细胞的吸水和失水”实验时，在实验室教师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表：

实验组

5分钟

再过5分钟

滴加清水5分钟

①

0.3g/mL蔗糖溶液

x

无变化

质壁分离复原

②

0.5g/mL蔗糖溶液

质壁分离

y

无变化

③

1mol/LKNO3溶液

质壁分离

质壁分离复原

z

④

1mol/L醋酸溶液

无变化

细胞大小无变化

细胞大小无变化

对上表的推断或解释不正确的是 （　　）

A．x为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于细胞膜

B．y为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡

C．z为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅

D．④组无变化是因为细胞吸水量等于失水量

考点四　列表＋图示＋曲线三位一体突破法——物质转运方式的比较

4.（2010·山东理综，3）如图中曲线a、b表示物质跨（穿）膜

运输的两种方式，下列表述正确的是（　　）

A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输

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

排雷　熟悉三种运输方式的区别（文字信息），并准确判断曲线代表的运输方式。

1．离子、小分子的跨膜运输比较

2．

物质出

入细胞

的方式

被动转运

主动转运

简单扩散

易化扩散

运输方向

高浓度→低浓度

高浓度→低浓度

一般为低浓度→高浓度

是否需要载体

不需要

需要

需要

是否消耗能量

不消耗

不消耗

消耗

图例

举例

O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入细胞

红细胞吸收葡萄糖

小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等

表示曲线（一定浓度范围内）

O2分压

A点：

厌氧呼吸为物质运输提供能量

注意　

（1）影响简单扩散、易化扩散、主动转运的因素

①影响简单扩散的因素：

细胞膜内外物质的浓度差。

②影响易化扩散的因素：

a.细胞膜内外物质的浓度差；b.细胞膜上载体的种类和数量。

③影响主动转运的因素：

a.载体（核糖体）；b.能量（细胞溶胶和线粒体）。

凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动转运，如氧气浓度、温度等。

（2）载体的化学本质及作用特点

①载体是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数量也不同。

②载体具有饱和现象，当细胞膜上的某物质的载体达到饱和时，细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。

2．大分子的膜泡运输

运输方向

图解

实例

备注

胞吞

细胞外→细胞内

白细胞吞噬细菌等

①结构基础：

细胞膜的流动性②需消耗能量，不需载体蛋白协助

胞吐

细胞内→细胞外

分泌蛋白、神经递质的分泌、释放等（蛋白质类激素、消化酶等）

4．（2011·全国卷，2）将紫色洋葱在完全营养液中浸泡一段时间，撕取外表皮，先用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，立即将外表皮放入蒸馏水中，直到细胞中的水分不再增加。

若在该实验过程中，蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓度为甲，细胞中的水分不再增加时，外表皮细胞液的浓度为乙，则甲、乙的关系以及实验过程中水分进出细胞的方式为 （　　）

A．甲＜乙，被动转运 B．甲＞乙，被动转运

C．甲＞乙，主动转运 D．甲＝乙，主动转运

5.（2010·广东理综，1）如图是植物根从土壤中吸收某矿质离子

示意图。

据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为（　　）

A．简单扩散

B．易化扩散

C．主动转运

D．被动转运

　　　　　　　质壁分离和复原实验及拓展应用

1．在实验中要始终保持细胞活性的实验有

（1）观察植物细胞的质壁分离和复原。

（2）用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。

（3）探究酵母菌的呼吸方式。

（4）探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用。

2．植物细胞质壁分离与复原实验的拓展

（1）判断细胞的死活

待测细胞＋分离剂

实验单一变量：

待测细胞的生活状态。

（2）测定细胞液浓度范围

待测细胞＋一系列浓度梯度的分离剂细胞液浓度范围介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围之间

实验单一变量：

不同浓度的分离剂。

（3）比较不同植物细胞的细胞液浓度

不同植物细胞＋同一浓度的分离剂刚发生质壁分离所需时间比较→判断质壁分离速率（或细胞液浓度）

实验单一变量：

不同植物细胞。

（4）比较未知浓度溶液的浓度大小

同一植物的成熟细胞＋未知浓度的溶液刚刚发生质壁分离所需时间→比较所用时间长短→判断溶液浓度的大小（时间越短，未知溶液的浓度越大）

实验单一变量：

未知浓度的溶液。

（5）验证原生质层和细胞壁伸缩性大小

成熟植物细胞＋分离剂

实验单一变量：

植物细胞原生质层和细胞壁的伸缩性差异。

（6）鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）

成熟植物细胞＋不同种类溶液→

实验单一变量：

不同种类的溶液。

典例　回答下列与细胞有关的实验问题。

（1）下列4项实验中，需保持细胞生理活性的有______（填序号