生物总复习第七讲.docx

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生物总复习第七讲

第7讲　细胞的物质输入和输出

[考纲要求]　1.物质出入细胞的方式（Ⅱ）。

2.实验：

观察植物细胞的质壁分离和复原。

考点一　细胞的吸水和失水[重要程度：

★★☆☆☆]

1．渗透作用原理

（1）发生渗透作用的条件：

（2）渗透作用的实质：

2．动物细胞的吸水和失水

（1）人成熟的红细胞中发生渗透作用的条件

①；②

（2）引起细胞失水与吸水的条件：

3．植物细胞的吸水和失水

（1）成熟植物细胞的结构

（2）原理和现象

①外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生

②外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生

（3）质壁分离的原因

①外因：

细胞液浓度<外界溶液浓度，细胞通过渗透作用失水；

②内因：

细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性。

1．渗透作用的发生

渗透系统的组成如图所示

（1）若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于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。

2．渗透系统的应用

（1）比较不同溶液浓度大小

漏斗内

烧杯内

溶液浓度

M

N

现象及结论

①若漏斗内液面上升，则M>N；②若漏斗内液面不变，则M＝N；③若漏斗内液面下降，则M

（2）验证渗透作用发生的条件

①具有半透膜

烧杯内盛清水，漏斗内盛蔗糖溶液

②具有浓度差

（3）探究物质能否通过半透膜（以碘和淀粉为例）

烧杯内盛

淀粉溶液

漏斗内

盛碘液

结论

变蓝

不变蓝

不变蓝

变蓝

变蓝

变蓝

不变蓝

不变蓝

易错警示　有关渗透作用发生的2个总结

（1）发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度相等。

（2）溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。

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

2．（2013·江苏卷，27）如图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：

（1）漏斗内溶液（S1）和漏斗外溶液（S2）为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。

渗透平衡时的液面差为Δh，此时S1和S2浓度大小关系为________。

（2）图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的____________，两者在物质透过功能上的差异是___________________。

（3）为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。

实验材料：

紫色洋葱。

实验器具：

如图所示的渗透装置（不含溶液），光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。

实验试剂：

蒸馏水，0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。

部分实验步骤和结果如下：

①选两套渗透装置，标上代号X和Y。

在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。

渗透平衡时出现液面差的装置有________（填代号）。

②选两片洁净的载玻片，________，在载玻片中央分别滴加________，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。

③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是______________________。

（4）上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是____________________________。

“U”型管中水分子移动方向的分析

（1）膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高，浓度低的一侧渗透压低，水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。

（2）两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是高浓度一侧液面升高；若能，则先是高浓度一侧液面升高，随后另一侧液面升高，最后两侧液面持平。

（3）如果溶质分子不能透过半透膜，在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。

考点二　物质跨膜运输的方式[重要程度：

★★★★☆]

物质跨膜运输的方式[连线]

1．根据图解确定物质跨膜运输方式

2．探究物质运输方式的异同点

物质

种类

运输

方式

方向

载体

蛋白

能量

实例

小分子物

质

被动

运输

自由

扩散

协助

扩散

主动

运输

大分

子物

质

胞吐

胞吞

3．根据影响跨膜运输因素的曲线确定运输方式

（1）物质浓度

（2）氧气浓度

4．探究物质跨膜运输的方式

（1）探究是主动运输还是被动运输

（2）探究是自由扩散还是协助扩散

1．如图表示物质跨膜运输的一种方式。

据图分析正确的是（　　）

A．这种运输方式可逆浓度梯度进行

B．乙醇分子是以这种方式进入细胞的

C．细胞产生的能量增加会提高这种物质的运输速率

D．载体蛋白在物质运输过程中形状会发生改变

2．据报道，一种称做“瘦素穿肠蛋白”的药物治疗肥胖，可口服使用，以减轻肥胖症患者肌肉注射的痛苦。

小肠上皮细胞吸收该药物最可能的方式为（　　）

A．渗透作用B．胞吞

C．协助扩散D．主动运输

3．如图中曲线a、b表示物质跨膜运输（不包括胞吞和胞吐）的方式，下列表述错误的是（双选）

（　　）

A．只有在氧气存在时才会发生方式b所示的物质运输

B．质壁分离过程中，水分子通过方式a进出细胞

C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关

D．b运输方式能体现细胞膜的流动性

“三步法”速判物质出入细胞的方式

实验五　观察植物细胞的质壁分离和复原[重要程度：

★★★☆☆]

1．实验原理

（1）成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。

（2）当细胞液浓度<外界溶液浓度时，细胞失水，发生质壁分离；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。

2．实验流程

1．用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料的原因

紫色洋葱外表皮细胞的细胞液中有花青素，使液泡中的细胞液呈紫色，有利于观察。

2．本实验选用0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂，若浓度过高或过低对实验造成的影响是：

选用0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂，既明显出现质壁分离，又不会杀死细胞。

若浓度过高，质壁分离速度快，细胞会因失水过多而死亡，不能再进行质壁分离复原；若浓度过低，不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。

3．发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间的物质分析

因为细胞壁是全透性的，所以洋葱表皮细胞原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液。

4．从细胞角度分析能否发生质壁分离及复原

（1）死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞（如根尖分生区细胞）不能发生质壁分离及复原现象。

（2）具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。

5．从溶液的角度分析：

（1）在一定浓度（溶质不能透膜）的溶液中只会发生质壁分离现象，不能自动复原。

（2）在一定浓度（溶质可透膜）的溶液（如KNO3、甘油等）中可发生质壁分离后自动复原

现象。

（3）在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。

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

实验组

5分钟后的现象

再过5分钟

滴加清水5分钟后

①

0.3g/mL的蔗糖溶液

x

无变化

质壁分离复原

②

0.5g/mL的蔗糖溶液

质壁分离

y

无变化

③

1mol/L的KNO3溶液

质壁分离

质壁分离复原

z

④

1mol/L的醋酸溶液

细胞大小无变化

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，因为细胞壁的伸缩性小于原生质层

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

2．某小组确定研究课题：

探究植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系。

该小组选用水生植物黑藻作为实验材料，并作实验假设：

如果将其叶片分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，其细胞失水量随着外界溶液浓度的增大而增加。

该小组学生设计的实验步骤如下：

（一）配制质量浓度为10%、20%、30%的蔗糖溶液，分别盛于培养皿中。

（二）从黑藻茎上取下叶片，用吸水纸吸干叶片表面的水分，分别放入不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡10分钟。

（三）取出叶片制成装片，显微镜下观察，选取5个细胞测量其A、B值（如图A为细胞的长度，B为原生质体的长度）。

在此基础上，请你参与设计、分析与讨论。

（1）请你设计一张表格，用于记录原始数据，去除最大值与最小值，计算并记录

B/A（%）值。

（2）该小组同学根据记录数据所作的曲线如图。

请你就该结果作出分析并得出结论。

分析：

__________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

结论：

__________________________________________________________________。

（3）讨论：

①该小组同学应选用记录表中哪组数据作图？

________。

②如果要说明上述质壁分离现象是由相应浓度的外界溶液引起的，而非细胞本身的原因，你怎么处理实验？

________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

植物细胞质壁分离及质壁分离复原的拓展应用

（1）判断成熟植物细胞是否是活细胞

（2）测定细胞液浓度范围

＋

细胞液浓度介于未发生

质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间

（3）比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度

＋

发生质壁分离所需时间越短，细

胞液浓度越小，反之细胞液浓度越大

（4）鉴别不同种类的溶液（如KNO3和蔗糖溶液）

1．渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差。

2．动物细胞在任何情况下都不会发生质壁分离现象。

3．物质的跨膜运输并不都是