1、第三节物质通过多种方式出入细胞一二一、被动转运不需要消耗能量1.扩散和渗透高浓度处低浓度处均匀半透膜相对较多相对较少低高一二2.动植物细胞的吸水和失水(1)动物细胞的吸水和失水(以哺乳动物成熟红细胞为例)小于等于大于膨胀甚至涨破皱缩一二(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)小于等于大于基本不变质壁分离一二3.被动转运(1)扩散和渗透条件:膜两侧的物质存在浓度差,物质由一侧转运至一侧。能量需求:能量。(2)易化扩散(如下图)运输方向:A(浓度)B(浓度)。能量需求:不耗能。需要C()协助。浓度较高浓度较低不消耗高低载体蛋白一二预习反馈1.判断正误。(1)渗透作用能使红细胞皱缩。()(2
2、)被动转运发生的基础是膜两侧溶液存在浓度差。()(3)质壁分离发生的条件之一是细胞液的浓度大于外界溶液中溶质的浓度。()(4)载体蛋白与被转运的分子或离子结合后改变形状,这种改变不能恢复。()(5)扩散不需要载体和能量,而易化扩散需要载体和能量。()(6)将红细胞置于等渗的溶液中,水分子停止进出细胞。()(7)易化扩散运输的物质一般不溶于细胞膜的磷脂双分子层中,或者体积相对较大,不能直接穿过细胞膜。()一二2.下列关于易化扩散的叙述,正确的是()A.需要消耗ATPB.需要借助载体蛋白C.只能从细胞内向细胞外运输D.只能从低浓度一侧向高浓度一侧运输B解析:易化扩散不需要消耗能量,A项错误;易化扩
3、散需要载体蛋白协助,B项正确;易化扩散可以从细胞内运向细胞外,也可以从细胞外运向细胞内,C项错误;易化扩散从高浓度向低浓度运输,D项错误。一二3.下图为某洋葱表皮细胞依次放在a、b、c三种外界溶液中的状态,据图判断三种外界溶液中溶质的浓度关系为()A.abc B.bacC.cabD.cbaC解析:a、c中细胞渗透失水,说明细胞液的浓度小于外界溶液中溶质的浓度,且c中细胞失水更多,说明c溶液中溶质的浓度最高,b中细胞未发生质壁分离,说明b溶液中溶质的浓度最低,C项正确。一二二、主动转运、胞吞及胞吐1.主动转运(1)图示(2)图示分析运输方向:浓度浓度。需要A协助。能量需求:需要消耗B。低高载体蛋
4、白ATP一二2.胞吞、胞吐(1)运输特点:运输物质需要被包裹。(2)运输物质类型:主要是物质,如蛋白质、多糖等。(3)能量需求:(填“需要”或“不需要”)消耗能量。(4)运输物质的性质:可以是,也可以是。细胞膜大分子需要固体液体一二预习反馈1.判断正误。(1)主动转运必需载体蛋白参与,但不一定消耗能量。()(2)胞吞、胞吐都需要消耗能量,也需要载体。()(3)主动转运是细胞最重要的吸收或排出物质的方式。()(4)胞吞作用发生时,包裹物质的细胞膜会与整个细胞膜脱离。()一二2.神经细胞内的K+浓度高于细胞外,K+进入神经细胞的方式是()A.渗透B.胞吞C.主动转运D.易化扩散C解析:K+进入神经
5、细胞,由低浓度到高浓度,该运输方式为主动转运,C项符合题意。探究点一探究点二探究点三探究点四动、植物细胞的吸水与失水动、植物细胞的吸水与失水问题情境红细胞溶血是指红细胞破裂后,血红蛋白逸出的现象。某科研人员分别将人的红细胞置于蒸馏水及以下几种等渗溶液中,测定红细胞溶血所需的时间,得到如下结果。不同物质的等渗溶液在10 min内造成人的红细胞溶血所需的时间 探究点一探究点二探究点三探究点四1.红细胞在什么溶液中发生溶血的时间最短?主要原因是什么?2.在氯化铵、甘油、乙醇及丙酮四种等渗溶液中为什么也会出现溶血现象?提示:红细胞在蒸馏水中发生溶血所需时间最短。在蒸馏水中,红细胞通过渗透作用吸水,导致
6、细胞膜破裂,出现溶血现象。提示:等渗溶液中的溶质分子进入细胞后,引起红细胞的细胞质浓度升高,进而导致水分子进入细胞,最终出现溶血现象。探究点一探究点二探究点三探究点四3.比较甘油、乙醇及丙酮三种等渗溶液出现溶血的速度,可确定什么物质更容易扩散进入红细胞?4.将植物细胞置于上述溶液中,植物细胞是否会出现细胞膜破裂现象?为什么?提示:甘油、乙醇、丙酮扩散进入红细胞的速度大小关系为丙酮乙醇甘油,说明丙酮更容易通过磷脂双分子层。提示:不会。植物细胞有细胞壁的支持、保护,不会因细胞吸水破裂,细胞最终表现为吸水膨胀。探究点一探究点二探究点三探究点四典例剖析(2019浙江4月选考,9)哺乳动物细胞在质量分数
7、为0.9%的NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中,一段时间后制作临时装片,用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是()A.在高于质量分数为0.9%的NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离B.在质量分数为0.9%的NaCl溶液中,红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞C.在低于质量分数为0.9%的NaCl溶液中,红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散C 探究点一探究点二探究点三探究点四解析:动物细胞不具有细胞壁,不会出现质壁分离现象,A项错误;水分子的运动是随机的,达到平衡后
8、,仍有水分子进出细胞,B项错误;低于质量分数为0.9%的NaCl溶液中,动物细胞吸水膨胀,甚至破裂,C项正确;渗透指由水分子多一侧到水分子少一侧,对于溶液而言,由低浓度一侧向高浓度一侧,D项错误。探究点一探究点二探究点三探究点四活学活练1.(2020浙江之江教育联盟高一期中)切取形态质量相同、生理状态相近的马铃薯三块,分别放入甲、乙、丙三种不同浓度的蔗糖溶液中,1 h后测量马铃薯的质量,其质量改变的百分率如下表。由表可知,三种溶液在浓度上的关系是()A.甲乙丙B.丙乙甲C.乙甲丙D.丙甲乙A探究点一探究点二探究点三探究点四解析:植物成熟细胞可看作一个渗透系统,它可发生渗透吸水或失水。据渗透作用
9、原理可知,甲溶液中马铃薯质量减少,说明马铃薯失水,甲溶液中溶质的浓度大于马铃薯细胞细胞液的浓度;乙溶液中马铃薯质量没有变化,说明乙溶液中溶质的浓度等于马铃薯细胞细胞液的浓度;丙溶液中马铃薯质量增加,说明马铃薯吸水,丙溶液中溶质的浓度小于马铃薯细胞细胞液的浓度,所以有甲乙丙。探究点一探究点二探究点三探究点四2.右图为适当浓度高渗溶液中的红细胞照片,下列相关叙述错误的是()A.因为细胞外水分子的相对数量比较少,所以细胞失水皱缩B.把图中细胞重新置于蒸馏水中,细胞将会膨胀,最终胀破C.医疗实践中,用生理盐水的原因是避免细胞发生质壁分离D.在高渗溶液中,也有水分子通过细胞膜进入红细胞C探究点一探究点二
10、探究点三探究点四解析:红细胞置于适当浓度高渗溶液中,溶液中溶质的浓度高于红细胞细胞内液体浓度,细胞外水分子的相对数量比较少,所以细胞失水皱缩,A项正确;把图中细胞重新置于蒸馏水中,细胞将会吸水膨胀,最终胀破,B项正确;医疗实践中,用生理盐水的原因是维持细胞的渗透压,避免细胞皱缩或膨胀,但人体细胞不会发生质壁分离,因为没有细胞壁,C项错误;在高渗溶液中,也有水分子通过细胞膜进入红细胞,D项正确。探究点一探究点二探究点三探究点四观察植物细胞的质壁分离与复原观察植物细胞的质壁分离与复原问题情境某学生用洋葱鳞片叶表皮作实验材料,观察到下面的甲、乙两个图像。请思考并回答以下问题。1.该同学撕取紫色洋葱的
11、外表皮还是内表皮?判断的依据是什么?提示:观察图示中液泡的颜色变化,可知该同学撕取的是紫色洋葱的外表皮。探究点一探究点二探究点三探究点四2.该同学制成临时装片后,用显微镜可观察到的是哪幅图?为什么?3.在盖玻片的一侧滴加质量浓度为0.3 g/mL蔗糖溶液,用吸水纸从另一侧吸取,重复几次后,可观察到的是哪幅图?主要原因是什么?4.图乙的a处充满了什么溶液?为什么?提示:是图甲。制备临时装片时是将紫色洋葱外表皮置于清水中,因此观察到的显微镜下的影像应该是质膜紧贴细胞壁。提示:是图乙。图乙所示细胞发生了质壁分离现象,发生此现象的原因是细胞通过渗透作用失水。提示:充满外界溶液。主要原因是细胞壁具有全透
12、性,不能阻挡物质的通过。探究点一探究点二探究点三探究点四典例剖析(2018浙江4月选考,17)在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中,依次观察到的结果示意图如下,其中指细胞结构。下列叙述正确的是()A.甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象B.甲乙变化的原因之一是结构的伸缩性比的要大C.乙丙的变化是由外界溶液浓度小于细胞液浓度所致D.细胞发生渗透作用至丙状态,一段时间后该细胞会破裂C 探究点一探究点二探究点三探究点四解析:甲状态下存在水分子跨膜运输进出细胞的现象,A项错误;甲到乙表示细胞失水发生质壁分离,这是由结构的伸缩性比细胞壁(结构)大引起的,B项错误;乙到丙是细胞吸水引起的,
13、所以外界溶液中溶质的浓度小于细胞液浓度,C项正确;因有细胞壁保护,所以一段时间后细胞丙不会破裂,D项错误。探究点一探究点二探究点三探究点四归纳提升观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原(1)植物细胞质壁分离及复原的原理探究点一探究点二探究点三探究点四(2)实验步骤 探究点一探究点二探究点三探究点四(3)质壁分离及复原实验中的对照实验本实验存在两组前后对照实验探究点一探究点二探究点三探究点四(4)引发质壁分离的两种原因(5)质壁分离的应用观察植物细胞的细胞膜;判断细胞的死活;测定植物细胞的细胞液的浓度;鉴别不同类型的溶液。探究点一探究点二探究点三探究点四活学活练1.右图是“观察洋葱表皮细胞的质
14、壁分离及质壁分离复原”活动过程中观察到的细胞,下列叙述正确的是()A.细胞正处于质壁分离过程中B.具有选择透过性C.质壁分离过程中水分子只从运动到D.水分子通过易化扩散从进入B解析:无法通过该图示判断此时细胞的状态,可能处于质壁分离过程也可能处于质壁分离复原过程,A项错误;分别为液泡膜和质膜,均具有选择透过性,B项正确;质壁分离时,水分子运动方向是双向的,C项错误;水分子通过渗透作用由进入,D项错误。探究点一探究点二探究点三探究点四2.(2020温州高一期末)某同学用形态和生理状况相似的某植物叶片下表皮细胞为材料,进行了如下实验,实验过程中相关细胞都保持生理活性,结果如表所示。下列分析正确的是
15、()A.实验后,a组细胞液浓度大于b组B.c组实验中,有水分子进出细胞,但细胞不能发生质壁分离现象C.6组实验中,表皮细胞都能发生渗透作用,出现吸水或失水现象D.随着蔗糖溶液浓度的提高,表皮细胞长度先增长再保持不变最后变短B探究点一探究点二探究点三探究点四解析:实验后,a组的实验前细胞长度与实验后细胞长度的比值小于b组,而且都小于1,说明实验期间a组细胞的吸水量多于b组,因此实验后,a组细胞液浓度小于b组,A项错误;实验后,c组的实验前细胞长度与实验后细胞长度的比值等于1,说明c组实验中,水分进出细胞处于动态平衡,细胞没有失水,也没有吸水,所以不能发生质壁分离现象,B项正确;6组实验中,a、b
16、组的实验前细胞长度与实验后细胞长度的比值都小于1,说明细胞均出现吸水现象,c组的实验前细胞长度与实验后细胞长度的比值等于1,说明c组的表皮细胞没有出现吸水或失水现象,d、e、f组的实验前细胞长度与实验后细胞长度的比值依次递增,而且都大于1,说明细胞均出现失水现象,而失水量依次递增,C项错误;综上分析,随着蔗糖溶液浓度的提高,表皮细胞长度的变化为先增长后变短,D项错误。探究点一探究点二探究点三探究点四3.洋葱内表皮细胞质壁分离和复原实验过程中,在时刻滴加了相应的溶液(质量浓度为0.3 g/mL蔗糖溶液或清水),液泡的体积会随外界溶液浓度的变化而改变,如图甲所示;图乙为实验中不同时期的两个细胞图像
17、。下列有关叙述错误的是()探究点一探究点二探究点三探究点四A.两处滴加的溶液分别为质量浓度为0.3 g/mL蔗糖溶液、清水B.图甲的到过程中对应图乙中的a,细胞吸水能力逐渐增大,液泡颜色不变C.图甲时刻可对应图乙中的Y细胞,此时细胞液浓度最大D.将X和Y两个细胞同时放入清水,X细胞先破裂答案:D解析:处液泡体积分别开始减小和增大,说明分别发生质壁分离和复原,即分别滴加质量浓度为0.3 g/mL蔗糖溶液和清水,A项正确;图甲的到过程表示质壁分离,对应图乙中的a,细胞的吸水能力增大,液泡颜色基本不变,B项正确;图甲时刻表示质壁分离的最大状态,对应图乙中的Y细胞,此时细胞液浓度最大,C项正确;植物细
18、胞具有细胞壁,放入清水中,不会吸水胀破,D项错误。探究点一探究点二探究点三探究点四物质出入细胞方式的比较物质出入细胞方式的比较问题情境下图所示为人工的无蛋白质的磷脂双分子层膜对不同分子的通透性。探究点一探究点二探究点三探究点四请思考以下问题。1.什么样的分子能够通过磷脂双分子层?什么样的分子不能通过?2.葡萄糖不能通过无蛋白质的磷脂双分子层,但是,小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖,对此该如何解释?提示:从图上可以看出,氧气、二氧化碳、氮气、苯、水、甘油、乙醇等小分子(苯还是脂溶性的)很容易通过合成的磷脂双分子层;氨基酸、葡萄糖等较大的有机分子和带电荷的离子则不能通过合成的磷脂双分子层。提示:葡萄糖
19、不能通过人工合成的无蛋白的磷脂双分子层,但小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖,推测小肠上皮细胞的细胞膜上有能够转运葡萄糖的蛋白质。探究点一探究点二探究点三探究点四3.观察此图,联系已有知识,你还能提出其他问题吗?提示:通过观察此图还可联想并提出,细胞需要的离子是否也通过细胞膜上的蛋白质来运输等问题。探究点一探究点二探究点三探究点四典例剖析下图中表示物质出入细胞的不同方式,下列叙述正确的是()A.O2通过图方式运输,甘油通过图方式运输B.图中载体蛋白的形状改变均需要由ATP提供能量C.图转运物质的速率比要大D.图方式体现了质膜的流动性,液体物质不能通过方式运输C 探究点一探究点二探究点三探究点四解析:
20、O2和甘油通过图扩散方式运输,A项错误;图中载体蛋白的形状改变,图易化扩散不需要消耗能量,而图主动转运需要由ATP提供能量,B项错误;易化扩散有载体协助,所以比扩散的转运速率要大,C项正确;图方式表示胞吞,体现了质膜的流动性,可运输固体或液体物质,D项错误。探究点一探究点二探究点三探究点四归纳提升“三步法”判断物质出入细胞的方式探究点一探究点二探究点三探究点四活学活练1.(2020浙江1月选考,5)物质X通过质膜从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧,需载体蛋白参与且不消耗能量。这种转运方式属于()A.易化扩散B.主动转运C.扩散D.渗透A解析:分析题意可知,物质X的运输需要载体不消耗能量,因此可确
21、定为易化扩散。探究点一探究点二探究点三探究点四2.(2018浙江11月选考,12)下列关于物质出入细胞方式的叙述,错误的是()A.O2和酒精以扩散方式进入细胞B.胰蛋白酶以胞吐方式分泌到细胞外C.细菌和病毒被巨噬细胞吞噬时须穿过质膜D.红细胞在蒸馏水中会因渗透作用吸水而破裂C解析:O2和酒精等气体或脂溶性物质以扩散的方式进入细胞,A项正确;蛋白质通过胞吐的方式运出细胞,B项正确;细菌和病毒被巨噬细胞吞噬的方式为胞吞,不穿过质膜,C项错误;红细胞在蒸馏水中会渗透吸水至涨破,D项正确。探究点一探究点二探究点三探究点四3.如图为一种溶质分子()跨膜运输的示意图,“”多表示浓度大。下列叙述错误的是()
22、A.载体逆浓度运输溶质分子B.载体具有ATP酶活性C.载体和转运方式不同D.载体转运溶质分子过程中发生可逆性形变B探究点一探究点二探究点三探究点四解析:分析图解可知,载体逆浓度运输溶质分子,A项正确;载体是顺浓度梯度运输,不消耗能量,因此不具有ATP酶活性,B项错误;载体转运方式为主动转运,载体转运方式为易化扩散,C项正确;载体转运溶质分子过程中发生可逆性形变,D项正确。探究点一探究点二探究点三探究点四影响物质出入细胞的因素影响物质出入细胞的因素问题情境下图表示的是一个动物细胞内外不同离子的相对浓度。依据下图提供的信息,结合本章所学知识,思考下列问题。探究点一探究点二探究点三探究点四1.哪种离
23、子通过主动转运进入细胞?2.哪种离子通过主动转运排出细胞?3.你是如何做出以上判断的?提示:K+和Mg2+是通过主动转运进入细胞的。提示:Na+和Cl-是通过主动转运排出细胞的。提示:因为以上四种离子细胞膜内外的浓度差较大,细胞只有通过主动转运才能维持这种状况。探究点一探究点二探究点三探究点四典例剖析下图为物质出入细胞方式的相关图,下列说法正确的是()A.图1中的和分别表示易化扩散和主动转运B.氧气、甘油是以方式进入细胞的C.葡萄糖进入红细胞的方式满足图2中的两条曲线D.图1和图2均能表示胞吞C 探究点一探究点二探究点三探究点四解析:表示高浓度运输到低浓度,不需要载体,不需要能量,表示扩散;表
24、示低浓度运输到高浓度,需要载体和能量,表示主动转运,A项错误;氧气、甘油是以扩散方式进入细胞的,B项错误;葡萄糖进入人体的红细胞的方式为易化扩散,满足图2中的两条曲线,C项正确;图1和图2表示小分子跨膜运输,D项错误。探究点一探究点二探究点三探究点四归纳提升影响物质跨膜的因素(1)物质浓度(在一定浓度范围内)探究点一探究点二探究点三探究点四(2)氧气浓度(红细胞的主动转运与O2无关)探究点一探究点二探究点三探究点四活学活练1.某科学家在研究物质通过细胞膜的运输时发现有下列四种关系,分别用四种曲线表示,在研究物质X的运输时,发现与曲线和相符,那么物质X通过细胞膜的运输方式是()A.易化扩散 B.渗透 C.主动转运 D.胞吞和胞吐C 解析:若物质X的运输与曲线和相符,则物质X通过细胞膜的运输方式是主动转运。
