全国通用版版高中生物第四章细胞的物质输入和输出章末总结学案新人教版必修1.docx

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全国通用版版高中生物第四章细胞的物质输入和输出章末总结学案新人教版必修1

第四章细胞的物质输入和输出

章末总结

1．只有活的成熟植物细胞才可以发生质壁分离，动物细胞和根尖分生区细胞不发生质壁分离。

植物细胞发生质壁分离的原因：

（1）外界溶液浓度大于细胞液浓度；

（2）原生质层的伸缩性大于细胞壁。

2．细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特点是具有选择透过性。

3．有关细胞物质输入与输出的五个“不一定”

（1）葡萄糖跨膜运输的方式不一定是主动运输：

葡萄糖进入红细胞的运输方式属于协助扩散。

（2）水跨膜运输不一定是直接穿过磷脂双分子层：

还可通过水通道蛋白进出细胞。

（3）主动运输方向不一定是逆浓度梯度：

有时也可以顺浓度梯度，如小肠绒毛上皮细胞吸收肠道内的葡萄糖。

（4）消耗能量的物质进出细胞方式不一定是主动运输：

胞吞和胞吐也消耗能量。

（5）物质进出细胞不一定是跨膜运输：

胞吞和胞吐不跨膜。

一、细胞膜的结构与功能

1．细胞膜结构示意图

（1）脂质分子中最主要的是磷脂，此外还有胆固醇等。

（2）膜上的蛋白质是功能行使者，决定了膜功能的复杂程度。

（3）糖蛋白的位置只有一个——细胞膜的外侧，细胞膜内侧不存在，可用于确定膜内外位置。

2．细胞膜成分、结构及功能网络图

（1）流动性和选择透过性的关系

①区别：

流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。

②联系：

流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性。

（2）流动性原理：

构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的；选择透过性原理：

膜上载体蛋白的种类和数量。

（3）流动性的实例：

细胞融合、变形虫变形运动、白细胞吞噬细菌（胞吞）、分泌蛋白的分泌（胞吐）、温度改变时膜的厚度改变、动物细胞吸水膨胀或失水皱缩等。

例1

　如图为物质出入细胞膜的示意图，据图回答下列问题：

（1）A代表________分子；B代表______________；C代表______________。

（2）细胞膜从功能上来说，它是一层______________膜。

（3）在a～e的五种过程中，代表被动运输的是________。

（4）可能代表氧气运输过程的是图中的____________（填字母）；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中的________（填字母）。

（5）细胞融合的实验证明了细胞膜具有________的特点。

（6）摄取膜成分中的磷脂，将其铺在空气—水界面上，测得磷脂占有面积为S。

请预测细胞表面积的值接近于________。

答案　

（1）蛋白质　磷脂双分子层　糖蛋白　

（2）选择透过性　（3）b、c、d　（4）b　a　（5）流动性　（6）S/2

二、影响物质跨膜运输的因素

1．物质浓度（在一定的浓度范围内）

2．氧气浓度

3．温度

例2

　如图是测定了某种生物的细胞对甲、乙两种物质吸收速率与该物质浓度的关系绘制成的曲线，仔细分析后，你认为下列四种说法中正确的是（　　）

A．甲物质是主动运输，乙物质是自由扩散

B．甲物质是自由扩散，乙物质可能是主动运输

C．乙醇进入细胞的方式与乙物质相同

D．K＋进入细胞的方式与甲物质相同

答案　B

解析　题图中甲物质随着物质浓度的增大而吸收速率加快，说明其运输方式为自由扩散；乙物质的运输方式具有载体蛋白饱和效应，为协助扩散或主动运输；乙醇和K＋进入细胞的方式分别为自由扩散和主动运输。

三、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

（1）实验思路

待测成熟植物细胞＋分离剂

（2）实验单一变量：

待测成熟植物细胞的生活状态。

2．测定细胞液浓度范围

（1）实验思路：

待测成熟植物细胞＋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。

（2）实验单一变量：

不同浓度的分离剂。

3．比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度

（1）实验思路：

不同成熟植物细胞＋同一浓度的分离剂

刚发生质壁分离所需时间比较→判断质壁分离速度或细胞液浓度（发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小）。

（2）实验单一变量：

不同成熟植物细胞。

4．比较未知浓度溶液的浓度大小

（1）实验思路：

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）。

（2）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

（1）实验思路：

成熟植物细胞＋分离剂

（2）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）

（1）实验思路：

成熟植物细胞＋不同种类的溶液（适宜浓度）→镜检

（2）实验单一变量：

不同种类的溶液。

例3

　为探究植物A能否移植到甲地生长，某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物A细胞液的浓度，实验结果如下表。

为保证植物A移植后能正常生存，则甲地土壤溶液的浓度应（　　）

浓度（mol/L）

0.15

0.2

0.25

0.3

质壁分离状态

不分离

刚分离

显著分离

显著分离

A.≤0.15mol/LB．≤0.2mol/L

C．≥0.2mol/LD．≥0.3mol/L

答案　A

解析　当植物细胞液浓度小于土壤溶液浓度时，细胞会失水发生质壁分离，植物不能正常生存。

由表中信息可知，该植物细胞液的浓度介于0.15mol/L至0.2mol/L之间。

因此，为保证植物移植后能正常生存，甲地土壤溶液的浓度应≤0.15mol/L。

1．如图表示一中间隔以半透膜（只允许水分子通过）的水槽，两侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。

然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶，在加入麦芽糖酶前后a、b两侧液面的变化是（　　）

A．加酶前a侧液面上升，加酶后b侧液面上升并高于a侧液面

B．加酶前a侧液面上升，加酶后b侧液面上升并等于a侧液面

C．加酶前后a、b两侧液面不变

D．加酶前a、b两侧液面不变，加酶后b侧液面上升并高于a侧液面

答案　D

解析　溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。

相同物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液渗透压相等，但加入麦芽糖酶后，麦芽糖分解，使得b侧溶液的渗透压增大，水分子由a侧向b侧转移。

2．（2018·河北石家庄第一中学高一上学期期中）下图为同一细胞在不同溶液中的最终状态，下列说法正确的是（　　）

A．a所处的溶液浓度最大

B．图c中1处的溶液浓度大于外界溶液浓度

C．图c细胞放入清水中就一定能复原

D．图中细胞液浓度大小为a

答案　D

解析　图为同一细胞在不同外界溶液下的最终状态，因a没有失水或失水最少，则a细胞所处的溶液浓度最小，A错误；图c细胞不知是处于质壁分离状态还是质壁分离复原状态，因此无法判断出1处的溶液浓度与外界溶液浓度的大小，B错误；植物细胞发生图c的状态后，如果失水过多或失水时间过长，会导致细胞死亡，因此放在清水中细胞也不一定能自动复原，C错误。

3．（2018·山西大学附属中学高一上学期期中）将完全相同的两个植物细胞分别放置在a、b溶液中，分别对两个细胞失水量进行统计后绘制出相对应的甲、乙曲线。

以下叙述正确的是（　　）

A．选取植物根尖分生区的细胞作为实验材料较为适宜

B．若b溶液的浓度稍增大，则曲线的变化可能为A点上升，B点左移

C．图中放入a、b溶液中的细胞发生质壁分离后放入清水中有可能都复原

D．在0～4min内，两条曲线的差异不可能是细胞内外物质浓度差导致的

答案　C

解析　根尖分生区细胞中无大液泡，不能用来作为观察质壁分离的实验材料，A错误；若b溶液的浓度增大，则浓度差增大，相同时间内失水的程度变大，复原时所需要的时间变长，即A点上移，B点右移，B错误；在0～4min内，两种曲线的失水程度不同，有可能是由于浓度差不同引起，D错误。

4．如图是真核细胞细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示物质。

下列有关说法错误的是（　　）

A．①②③在细胞膜上大多不是静止的

B．细胞识别与①有关

C．②在细胞膜上的分布是不均匀的

D．③的单分子层面积等于该细胞所有膜面积的两倍

答案　D

解析　该图是细胞膜的结构模式图，③的单分子层面积等于该细胞的细胞膜面积的两倍，但细胞中除细胞膜外，还有核膜、线粒体膜、内质网膜等。

5．细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白，叫做糖被。

它在细胞的生命活动中具有重要的功能。

下列各种生理功能的完成，与其有密切关系的是（　　）

①胃黏膜上皮细胞的保护作用　②呼吸道上皮细胞的润滑作用　③红细胞膜上的血型决定　④卵细胞膜表面对同物种精子的识别　⑤人体免疫细胞识别外来侵入物　⑥对O2的运输　⑦使细胞与周围环境分开

A．④⑤⑥⑦B．①②③④⑤

C．①④⑤⑥D．①②④⑤⑦

答案　B

6．钾离子在植物体中可以由浓度低的部位运向浓度高的部位，但是在缺氧的条件下，其运输的速度减慢。

这说明钾离子的运输属于（　　）

A．自由扩散B．协助扩散

C．主动运输D．渗透作用

答案　C

解析　题目中钾离子可以逆浓度梯度运输，且受氧气的影响，说明其运输方式是主动运输。

7．科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用图中四条曲线表示，在研究具体的物质X时，发现与曲线②和④相符。

细胞膜运输物质X的方式是（　　）

A．主动运输B．协助扩散

C．自由扩散D．被动运输

答案　A

解析　曲线②在一定浓度范围内，随物质浓度升高运输速率加快，当达到一定程度后，由于受到载体蛋白数量的限制，运输速率不再增加，而保持稳定，说明这种运输方式需要载体蛋白；曲线④运输速率与氧气浓度有关，说明这个过程需要能量，综合②④可知，物质X的运输方式只能是主动运输。

8．下图表示一个动物细胞内外不同离子的相对浓度，由图分析可知维持细胞内外浓度依靠（　　）

A．自由扩散B．主动运输

C．协助扩散D．渗透作用

答案　B

解析　由图可知，K＋、Mg2＋的细胞内的浓度大于细胞外的，只有主动运输的特点是从低浓度向高浓度运输，因此判断维持细胞内外浓度依靠主动运输。

9．（2018·广东省广雅学校高一上学期期中）下图为物质出入细胞膜的示意图，A～E代表物质，a～d代表跨膜运输方式。

据图回答下列问题：

（1）A代表____________分子，B代表____________分子。

构成细胞膜基本支架的结构是________________。

图中具有细胞识别作用的是[　　]________。

（2）细胞膜从功能上来说，它是一层______________膜。

（3）图中a表示__________方式，b表示__________方式，c表示__________方式，与c方式相比，a方式的不同之处是需要__________。

在a～d的四种过程中，代表被动运输的是____________（填字母）。

若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，________（填字母）方式将会受到较大影响。

（4）K＋、O2和葡萄糖三种物质中，通过b方式进入组织细胞的是__________。

（5）胰岛B细胞分泌胰岛素是通过__________方式进行的，该种运输方式体现出细胞膜____________________的特点。

答案　

（1）载体蛋白　磷脂　磷脂双分子层　D　糖蛋白

（2）选择透过性　（3）主动运输　自由扩散　协助扩散　能量　b、c　a、d　（4）O2　（5）胞吐　具有一定的流动性（结构）

解析　

（1）A代表载体蛋白分子，B代表磷脂分子，D代表糖蛋白。

磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架。

图中的[D]糖蛋白具有细胞识别作用。

（2）细胞膜从功能上来说是一层选择透过性膜。

（3）图中a、d过程所示的物质，均是从低浓度一侧运输到高浓度一侧，都需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗能量，因此代表的运输方式是主动运输；b过程所示的物质，是从高浓度一侧运输到低浓度一侧，不需要载体蛋白的协助，不需要消耗能量，所以代表的运输方式是自由扩散；c过程所示的物质，是从高浓度一侧运输到低浓度一侧，需要载体蛋白的协助，不需要消耗能量，所以代表的运输方式是协助扩散。

综上分析，与c方式相比，a方式的不同之处是需要能量。

被动运输包括自由扩散和协助扩散，因此在a～d的四种过程中，代表被动运输的是b、c。

若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，会使细胞产生能量的细胞呼吸过程受阻，a、d方式将会受到较大影响。

（4）K＋、O2和葡萄糖三种物质中，通过自由扩散方式进入组织细胞的是O2。

（5）胰岛B细胞分泌胰岛素属于分泌蛋白，分泌蛋白是通过胞吐方式分泌到细胞外的，体现出细胞膜具有一定的流动性的特点。

10．引起50%左右细胞发生初始质壁分离的浓度称之为细胞的等渗浓度。

为了测定洋葱外表皮细胞的等渗浓度，有人把剪成小块的洋葱外表皮分别等量地依次放入下面各组溶液中，并记录实验结果如下表：

培养皿

1

2

3

4

5

6

7

蔗糖溶液浓度

（mol·L－1）

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

发生初始质壁分离的细胞占观察细胞数目的百分比

无

无

15%

40%

80%

99%

100%

（1）该洋葱外表皮细胞的等渗浓度为______________________________________________。

（2）如果再给你四组实验材料，请设计可以更精确地测定出细胞等渗浓度的方案。

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________。

答案　

（1）0.5～0.6mol·L－1之间　

（2）可配制物质的量浓度为0.52mol·L－1、0.54mol·L－1、0.56mol·L－1、0.58mol·L－1的蔗糖溶液，将等量小块的洋葱外表皮依次放入上述蔗糖溶液中，分别制作上述浓度溶液中的洋葱表皮细胞的临时装片，放在显微镜下观察并记录实验结果

解析　据题意可知，洋葱外表皮细胞的等渗浓度为可引起50%左右的洋葱外表皮细胞发生初始质壁分离的浓度，即为0.5～0.6mol·L－1。

要设计一个更精确的测定细胞等渗浓度的方案，从题中设计思路可知，可采用通过配制一系列具有较小浓度梯度的蔗糖溶液，并将等量小块的洋葱外表皮分别放入此系列的蔗糖溶液中，分别制作上述浓度溶液中的洋葱外表皮细胞的临时装片，放在显微镜下观察并记录实验结果。