1、第四章细胞的物质输入和输出第四章细胞的物质输入和输出必修必修1 第四章细胞的物质输入和输出第四章细胞的物质输入和输出第第1节物质跨膜运输的实例节物质跨膜运输的实例回归教材回归教材 夯实双基夯实双基一、细胞的吸水和失水一、细胞的吸水和失水1原理原理发生了发生了_作用。该作用必须具备两作用。该作用必须具备两个条件：具有个条件：具有_；膜两侧溶液具；膜两侧溶液具有有_。渗透渗透半透膜半透膜浓度差浓度差(2)条件及现象条件及现象外界溶液浓度外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞质浓度时，细胞吸水膨胀。细胞吸水膨胀。外界溶液浓度外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞质浓度时，细胞失水皱缩。细胞失水皱缩。外界溶液浓度
2、外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞质浓度时，水分子进出细胞处于动态平衡。水分子进出细胞处于动态平衡。小于小于大于大于等于等于2动物细胞的吸水和失水动物细胞的吸水和失水(1)动物细胞的细胞膜相当于动物细胞的细胞膜相当于 _。一层半透膜一层半透膜3植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水(1)成熟植物细胞的结构成熟植物细胞的结构(2)原理和现象原理和现象外界溶液浓度外界溶液浓度_细胞液浓度时，细胞液浓度时，细胞失水，发生细胞失水，发生_现象。现象。外界溶液浓度外界溶液浓度_细胞液浓度时，细胞液浓度时，细胞吸水，发生细胞吸水，发生_现象。现象。大于大于质壁分离质壁分离小于小于质壁分离复原质壁分离复原(
3、3)质壁分离的原因质壁分离的原因外因：外因：_浓度浓度外界溶液浓度，外界溶液浓度，细胞通过渗透作用失水；细胞通过渗透作用失水；内因：细胞壁的伸缩性内因：细胞壁的伸缩性_原生质原生质层的伸缩性。层的伸缩性。细胞液细胞液小于小于思考感悟思考感悟1只要是活细胞就一定会发生质壁分只要是活细胞就一定会发生质壁分离吗？离吗？【提示提示】不一定。只有成熟的植物不一定。只有成熟的植物细胞，才会发生。细胞，才会发生。二、物质跨膜运输的其他实例二、物质跨膜运输的其他实例1物质跨膜运输的特点物质跨膜运输的特点(1)水分子是水分子是_跨膜跨膜运输的。运输的。顺相对含量的梯度顺相对含量的梯度(2)无机盐的跨膜运输无机盐
4、的跨膜运输 水 稻 和 番 茄 对 离 子 的 吸 收 具 有水 稻 和 番 茄 对 离 子 的 吸 收 具 有_。人体甲状腺滤泡上皮细胞可以人体甲状腺滤泡上皮细胞可以_从血液中吸收碘。从血液中吸收碘。选择性选择性逆相对含量梯度逆相对含量梯度不同微生物对不同矿物质的吸收表不同微生物对不同矿物质的吸收表现出现出_。2生物膜的功能特性生物膜的功能特性(1)细 胞 膜 和 其 他 生 物 膜 都 是细 胞 膜 和 其 他 生 物 膜 都 是_膜，水分子、一些离子和膜，水分子、一些离子和小分子可以通过，而其他离子、小分小分子可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过。子和大分子则不能通过。较大的差
5、异较大的差异选择透过性选择透过性(2)生物膜的选择透过性是生物膜的选择透过性是_的的一个重要特征。一个重要特征。活细胞活细胞【提示】【提示】多。多。高频考点高频考点 深度剖析深度剖析考点一渗透系统的组成及原理分析考点一渗透系统的组成及原理分析1.渗透系统的组成条件渗透系统的组成条件如图所示，作为一个渗透系统，必须如图所示，作为一个渗透系统，必须同时具备以下两个条件：同时具备以下两个条件：2渗透作用模型和植物细胞的图例比渗透作用模型和植物细胞的图例比较较特别提醒特别提醒当渗透装置达到平衡后，虽然存在液当渗透装置达到平衡后，虽然存在液面差面差h，但是，但是S1溶液浓度仍不等于溶液浓度仍不等于S2溶
6、液浓度，且溶液浓度，且h的高低决定于起始的高低决定于起始S1与与S2的浓度差。的浓度差。即时应用即时应用1(2012南京质检南京质检)在一个新鲜萝卜中在一个新鲜萝卜中挖一凹槽，在凹槽中放入浓盐水。一挖一凹槽，在凹槽中放入浓盐水。一段时间后，萝卜变软，凹槽中水分增段时间后，萝卜变软，凹槽中水分增多。下列图示的实验与此实验原理差多。下列图示的实验与此实验原理差异最大的是异最大的是()解析：选解析：选B。A、C、D都利用的是渗都利用的是渗透作用的原理。透作用的原理。B选项利用的是细胞选项利用的是细胞呼吸中气体变化导致的压强变化引起呼吸中气体变化导致的压强变化引起的液滴移动。的液滴移动。2结构基础结构
7、基础细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同。细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同。拓展深化拓展深化(1)植物吸收水分的方式是自由扩散，植物吸收水分的方式是自由扩散，而对无机盐离子则以主动运输方式吸而对无机盐离子则以主动运输方式吸收，因此可以说植物对水分和无机盐收，因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。的吸收是两个相对独立的过程。(2)作物栽培时，不同作物及同一作物作物栽培时，不同作物及同一作物的不同生长发育期对无机盐离子的需的不同生长发育期对无机盐离子的需求不同，因此要合理施肥。求不同，因此要合理施肥。A植物对离子选择性吸收的特性与植物对离子选择性吸收的特性与其生活环境无关其生活环境无
8、关B根细胞膜上某种离子的载体蛋白根细胞膜上某种离子的载体蛋白的有无，决定对离子选择吸收的种类的有无，决定对离子选择吸收的种类C根细胞膜上某种离子的载体蛋白根细胞膜上某种离子的载体蛋白的多少，影响对离子选择吸收的多少的多少，影响对离子选择吸收的多少D根呼吸强度也影响植物对离子吸根呼吸强度也影响植物对离子吸收的选择性收的选择性实验探究实验探究 专项突破专项突破观察植物细胞的质壁分离及复原观察植物细胞的质壁分离及复原1原理：成熟的植物细胞构成渗透系原理：成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。统可发生渗透作用。2流程流程4实验结论实验结论成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透成熟植物细胞能与外界溶液发生
9、渗透作用，当外界溶液浓度大于细胞液浓作用，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，当外界溶液浓度小度时，细胞失水，当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。于细胞液浓度时，细胞吸水。案例分析案例分析(专项提能，小试牛刀专项提能，小试牛刀)植物叶片表皮上分布有大量的气孔，植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔结构如图所示。当组成气孔的细气孔结构如图所示。当组成气孔的细胞胞(保卫细胞保卫细胞)吸水后，会膨胀变形，吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。关闭。请以放置一小段时间的菠菜为材料设请以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启
10、和关计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验材料与主要闭的功能。要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并作用具、实验步骤、预测实验结果并作出解释。出解释。在载玻片上滴一滴清水，将表皮放在载玻片上滴一滴清水，将表皮放入清水中，盖上盖玻片，制成临时装入清水中，盖上盖玻片，制成临时装片。片。用低倍镜找到气孔，然后用高倍镜用低倍镜找到气孔，然后用高倍镜观察观察_状态。状态。在盖玻片一侧滴在盖玻片一侧滴_，在另一，在另一侧用侧用_吸引，重复几次。吸引，重复几次。继续观察继续观察_变化并记录观察变化并记录观察结果。结果。(3)预测实验结果并作出解释：预测实验结果并作出解释：在在_
11、中气孔应开启，因为保卫中气孔应开启，因为保卫细胞的细胞的_，保卫，保卫细胞通过细胞通过_吸水而膨胀吸水而膨胀变形，气孔开启。变形，气孔开启。在浓盐水中，气孔在浓盐水中，气孔_。因为。因为保卫细胞的保卫细胞的_，保卫细胞通过保卫细胞通过_失水而失水而_，气孔关闭。，气孔关闭。【答卷投影答卷投影】【失分分析失分分析】1.对因变量把握不准对因变量把握不准确，将确，将“气孔气孔”错答为错答为“保卫细胞保卫细胞”2对对“渗透作用渗透作用”的概念理解不透彻，的概念理解不透彻，掌握不熟练。掌握不熟练。【解析解析】根据题意，该气孔结构示根据题意，该气孔结构示意图为显微镜下所见，所以本实验应意图为显微镜下所见，
12、所以本实验应用到显微镜，应根据要求制作临时装用到显微镜，应根据要求制作临时装片后进行观察。片后进行观察。保卫细胞与周围的溶液形成一个渗透保卫细胞与周围的溶液形成一个渗透系统，根据渗透作用的原理，当细胞系统，根据渗透作用的原理，当细胞液浓度大于细胞外溶液浓度时，保卫液浓度大于细胞外溶液浓度时，保卫细胞吸水膨胀变形，气孔开启。当细细胞吸水膨胀变形，气孔开启。当细胞液浓度小于细胞外溶液浓度时，保胞液浓度小于细胞外溶液浓度时，保卫细胞失水皱缩，气孔关闭。所以，卫细胞失水皱缩，气孔关闭。所以，在清水中气孔应开启，在浓盐水中气在清水中气孔应开启，在浓盐水中气孔应关闭。孔应关闭。【规范解答规范解答】(2)气
13、孔气孔浓盐水吸水纸浓盐水吸水纸气气孔孔(3)清水细胞液浓度大于清水的浓清水细胞液浓度大于清水的浓度渗透作用度渗透作用关闭细胞液浓度关闭细胞液浓度小于浓盐水的浓度渗透作用皱缩小于浓盐水的浓度渗透作用皱缩命题视角命题视角 把脉高考把脉高考洞察高考热点洞察高考热点判断细胞是否发生质壁分离及复原规判断细胞是否发生质壁分离及复原规律律(1)从细胞角度分析：从细胞角度分析：具有中央大液泡的成熟植物细胞才具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。可发生质壁分离现象。死细胞、动物细胞及未成熟的植物死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞细胞(如根尖分生区细胞如根尖分生区细胞)不发生质壁不发生质壁分离现象。分
14、离现象。(2)从溶液角度分析：从溶液角度分析：在溶质可穿膜的溶液中在溶质可穿膜的溶液中(如如KNO3、甘油等甘油等)细胞会发生先质壁分离后自动细胞会发生先质壁分离后自动复原现象。复原现象。在溶质不能穿膜的溶液中细胞只会在溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象，不能自动复原。发生质壁分离现象，不能自动复原。在高浓度溶液中细胞可发生质壁分在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象，但会因过度失水而死亡不再离现象，但会因过度失水而死亡不再复原。复原。(2011天津理综天津理综)将紫色洋葱鳞将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在片叶表皮浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液的蔗糖溶液中，中，1分钟后进行显微观察，结果见
15、右分钟后进行显微观察，结果见右图。下列叙述错误的是图。下列叙述错误的是()A图中图中L是细胞壁，是细胞壁，M是液泡，是液泡，N是是细胞质细胞质B将视野中的细胞浸润在清水中，将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原原生质体会逐渐复原C实验说明细胞膜与细胞壁在物质实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异透过性上存在显著差异D洋葱根尖分生区细胞不宜作为该洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料实验的实验材料【标准解答标准解答】经逐项分析如下经逐项分析如下选项选项分析分析A项项错误错误题干所示图像为洋葱鳞片叶表皮题干所示图像为洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离后的图像，细胞发生质壁分离后的
16、图像，L为细胞壁，为细胞壁，M为液泡，为液泡，N为细胞为细胞壁和细胞膜之间的物质，不是细壁和细胞膜之间的物质，不是细胞质胞质选项选项分析分析B项项正确正确将该细胞浸润在清水中，清水浓度将该细胞浸润在清水中，清水浓度小于细胞液浓度，则细胞吸水，发小于细胞液浓度，则细胞吸水，发生质壁分离复原现象生质壁分离复原现象C项项正确正确质量浓度为质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液可透的蔗糖溶液可透过细胞壁进入细胞，但不能透过细过细胞壁进入细胞，但不能透过细胞膜，说明二者在物质透过性上存胞膜，说明二者在物质透过性上存在显著差异在显著差异选项选项分析分析D项项正确正确洋葱根尖分生区细胞无大液泡，洋葱根尖分生区
17、细胞无大液泡，不能发生质壁分离现象，故不能不能发生质壁分离现象，故不能作为该实验的实验材料作为该实验的实验材料【提示提示】(1)0.3 g/mL的蔗糖溶液。的蔗糖溶液。(2)质壁分离后自主复原。质壁分离后自主复原。(1)判断成熟植物细胞是否有生物活性判断成熟植物细胞是否有生物活性体验方法要点体验方法要点(2)测定细胞液浓度范围测定细胞液浓度范围方法：将待测的细胞置于一系列浓方法：将待测的细胞置于一系列浓度梯度的蔗糖溶液中。度梯度的蔗糖溶液中。分析：对待测的成熟植物细胞进行分析：对待测的成熟植物细胞进行镜检，则介于未发生质壁分离和刚发镜检，则介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液之间的浓度
18、就生质壁分离的蔗糖溶液之间的浓度就是细胞液浓度。是细胞液浓度。举例：举例：操作组操作组 一系列浓度梯度的蔗糖溶液浓度一系列浓度梯度的蔗糖溶液浓度a组组0.1、0.2、0.3、0.4、0.5b组组0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35a组与组与b组相比，由于组相比，由于b组中变量的梯度组中变量的梯度更小，故能更准确地测出待测细胞的更小，故能更准确地测出待测细胞的细胞液浓度范围。细胞液浓度范围。(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度比较不同植物细胞的细胞液浓度方法：将不同的植物细胞置于同一方法：将不同的植物细胞置于同一浓度的蔗糖溶液中。浓度的蔗糖溶液中。分析：发生质壁分离所需要的时
19、间分析：发生质壁分离所需要的时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大。液浓度越大。(2012苏州质检苏州质检)为探究植物为探究植物A能能不能移植到甲地生长，某生物学研究不能移植到甲地生长，某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物性学习小组通过实验测定了植物A细细胞液的浓度，实验结果如表。为保证胞液的浓度，实验结果如表。为保证植物植物A移植后能正常生存，则甲地土移植后能正常生存，则甲地土壤溶液的浓度应壤溶液的浓度应()浓度浓度(mol/L)0.150.20.250.3质壁分离质壁分离状态状态不分不分离离刚分刚分离离显著分显著分离离显著分显著分离离A.0.15
20、 mol/LB0.2 mol/LC0.2 mol/L D0.3 mol/L【解析解析】本题考查质壁分离与复原本题考查质壁分离与复原实验在实践中的应用实验在实践中的应用测定土壤溶测定土壤溶液的浓度。当植物细胞液浓度小于土液的浓度。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。分离，植物不能正常生存。由表中信息可知，该植物细胞液的浓由表中信息可知，该植物细胞液的浓度介于度介于0.15 mol/L和和0.2 mol/L之间。因之间。因此，为保证植物移植后能正常生存，此，为保证植物移植后能正常生存，甲地土壤溶液的浓度应甲地土壤溶液的浓度应
21、0.15 mol/L。【答案答案】A对相近易混淆概念理解辨析模糊对相近易混淆概念理解辨析模糊(1)扩散作用和渗透作用的关系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为扩散作用。渗透作用是一种特殊方式的扩散，它是指水或其他溶剂分子通过半透扩散，它是指水或其他溶剂分子通过半透膜膜(或选择透过性膜或选择透过性膜)进行的扩散。进行的扩散。突破易错疑点突破易错疑点(2)半透膜、选择透过性膜半透膜、选择透过性膜区别区别a半透膜可以是生物性的选择透过性半透膜可以是生物性的选择透过性膜，也可以是无生命的物理性膜，即膜，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，物质能否通过能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。取决于分子的大小。自我挑战自我挑战1.下列现象属于渗透作用的下列现象属于渗透作用的是是()水分子通过植物细胞的细胞壁水分子通过植物细胞的细胞壁水分子或其他溶剂分子通过细胞膜水分子或其他溶剂分子通过细胞膜蔗糖分子通过细胞壁蔗糖分子通过细胞壁水分子或水分子或其他溶剂分子通过液泡膜其他溶剂分子通过液泡膜水分子水分子或其他溶剂分子通过原生质层或其他溶剂分子通过原生质层A BC D【答案答案】C【答案】【答案】BC
