必修一 第三单元 细胞的代谢

第三单元细胞的代谢[知考纲·明考情]知识内容考试要求知识内容考试要求知识内容考试要求扩散和渗透的过程b动、植物细胞吸水和失水的过程及原因b被动转运和主动转运b胞吞和胞吐 a 活动：观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原b 酶的发现过程 a酶的本质、特性及其在细胞代谢中的作用b 影响酶作用的因素 c活动：探究酶的专一性c活动：探究pH对过氧化氢酶的影响c细胞内的吸能反应和放能反应aATP的化学组成和特点aATP在能量代谢中的作用b需氧呼吸与厌氧呼吸的概念和过程b需氧呼吸与厌氧呼吸的异同b细胞呼吸在实践中的应用b光合作用的概念、阶段、场所和产物b色素的种类、颜色和吸收光谱a光反应、碳反应的过程b活动：光合色素的提取和分离b活动：探究环境因素对光合作用的影响c环境因素对光合速率的影响c光合作用与细胞呼吸的异同b第一讲物质出入细胞的方式素能目标★备考明确考点一扩散与渗透1．扩散与渗透(1)扩散①概念：分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象。

②结果：使物质分子分布均匀，直到平衡。

(2)渗透①概念：水分子通过膜的扩散。

②方向：水分子从其分子数相对较多的一侧进入水分子数相对较少的一侧。

2．渗透作用的原理3．动植物细胞的渗透吸水和失水(1)动物细胞⎝⎛细胞膜：相当于半透膜细胞质：有一定浓度，和组织液发生渗透作用，当外界溶液浓度＜细胞质溶液浓度时，细胞吸水膨胀；反之，细胞失水皱缩(2)成熟植物细胞的吸水和失水①当外界溶液浓度＞细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。

②当外界溶液浓度＜细胞液浓度时，细胞吸水，失水的细胞发生质壁分离复原现象。

【基础小题】1．判断正误(1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度(×)(2)在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜(×)(3)将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用(×)(4)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核(×)(5)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的(×)2．热图导析：如图甲、乙、丙分别是细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图(箭头大小代表水分子数的多少)。

请回答下列问题：(1)若将人的成熟红细胞放入清水中，会出现如图所示哪种现象？分析原因。

提示：会出现如图甲所示现象。

将人的成熟红细胞放入清水中，由于发生渗透作用，从细胞外进入细胞内的水分子多于从细胞内到细胞外的水分子，因此细胞吸水。

(2)若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，会出现如图所示哪种现象？达到平衡时，水分子进出细胞的状况是图中哪一种？提示：将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞外界溶液浓度较大，细胞失水，如图丙所示；达到平衡状态时，水分子进出细胞的速率相等，如图乙所示。

(3)若某叶肉细胞正处于图甲所示状态，一段时间内细胞体积增大，最终会不会涨破？为什么？提示：细胞不会涨破，因为植物细胞有细胞壁的保护。

1．掌握探究物质能否通过半透膜的方法(以碘—碘化钾溶液和淀粉为例)烧杯内盛淀粉溶液漏斗内盛碘—碘化钾溶液结论变蓝不变蓝碘—碘化钾能通过半透膜，而淀粉不能不变蓝变蓝淀粉能通过半透膜，而碘—碘化钾不能变蓝变蓝淀粉和碘—碘化钾都能通过半透膜不变蓝不变蓝淀粉和碘—碘化钾都不能通过半透膜(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。

因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。

【对点落实】1．如图为渗透作用实验，开始时如图1，a代表清水，b、c代表蔗糖溶液(蔗糖不能透过半透膜)，过一段时间后结果如图2，漏斗管内的液面不再发生变化，H1、H2表示漏斗管内液面与清水的高度差。

下列说法错误的是()A．图1中b的浓度大于c的浓度B．图2中b的浓度等于c的浓度C．图1 a中水分子扩散到b的速率大于a中水分子扩散到c的速率D．图2 a中水分子扩散到b的速率等于b中水分子扩散到a的速率解析：选B图2漏斗中的液面不再变化，处于平衡状态，H1高于H2，所以图2中b 的浓度大于c的浓度。

2．如图1所示的甲、乙、丙三个渗透装置中，三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液，且漏斗内液面高度相同，漏斗底部均封以半透膜，置于同一个水槽的清水中。

三个渗透装置半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积如下表所示。

图2中曲线①②③表示漏斗液面高度随时间的变化情况。

则曲线①②③与甲、乙、丙三个装置的对应关系应是()装置编号甲乙丙半透膜面积S S/2S蔗糖溶液体积T T 2TA．①－丙；②－甲；③－乙B．①－乙；②－甲；③－丙C．①－甲；②－乙；③－丙D．①－丙；②－乙；③－甲解析：选A丙的体积最大，吸水的量最大，漏斗液面高度最高，对应的是图2中曲线①；甲、乙的体积相等，但是甲漏斗口的半透膜面积比乙的大，吸水的速度快，故甲漏斗液面高度变化要比乙的快些，对应图2中曲线②。

[规律方法]两种方法判断细胞的吸水、失水(1)通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断：当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水；当细胞外溶液浓度与细胞液的浓度相等时，细胞失水量和吸水量相等，处于动态平衡。

(2)根据重量或长度变化(如萝卜条)来判断：若重量增加或长度变长，则吸水；反之则失水。

观察洋葱表皮细胞的质壁分离与质壁分离复原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[特别提醒]有关质壁分离及复原实验的四点说明①将发生质壁分离的植物细胞置于低浓度的溶液或蒸馏水中植物细胞会发生质壁分离复原，但如果所用溶液为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，发生质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。

②质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越强；质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度。

③质壁分离与质壁分离复原过程中水分子的移动是双向的，总趋势是单向的。

④本实验用显微镜观察了三次，第一次与第二次形成对照，第三次与第二次形成对照，该对照方法为自身对照。

【对点落实】3．(2018·浙江4月选考)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①、②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①的伸缩性比②的要大C．乙→丙的变化是由于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解析：选C甲维持细胞正常形态，进入细胞的水分子和从细胞出去的水分子一样多，处于动态平衡状态；甲→乙发生了渗透失水，细胞质壁分离，原因之一是结构①(细胞壁)的伸缩性比结构②(细胞膜)的要小；乙→丙发生了渗透吸水，此时外界溶液浓度比细胞液浓度小；植物细胞渗透吸水只会膨胀不会破裂。

4．为研究植物细胞质壁分离现象，某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲物质溶液中，一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。

下列说法错误的是() A．该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞B．细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度C．细胞液中的H2O可以经扩散进入甲物质溶液中D．甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁解析：选B具有大液泡的活细胞才能发生质壁分离；质壁分离过程中，细胞失水，此时，细胞外甲物质的浓度高于细胞内细胞液的浓度；水分子跨膜的方式是扩散；细胞壁是全透的，甲物质和H2O能自由通过。

5．下图为某同学利用紫色洋葱鳞片叶作为实验材料，观察植物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤。

下列相关叙述错误的是()A．第二次观察(d)和第一次观察(b)形成对照，第三次观察(f)和第二次观察(d)形成对照B．该实验用显微镜主要观察原生质层和细胞壁的位置关系、液泡的颜色和大小等C．如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的KNO3溶液，则可以省略e过程D．增大蔗糖溶液的浓度，实验效果会更明显且不影响细胞的活性解析：选D题图中共有三次显微镜观察，观察的指标主要是原生质层和细胞壁的位置关系以及液泡的大小和颜色；第二次观察与第一次观察形成对照，第三次观察与第二次观察形成对照；如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的KNO3溶液，由于在细胞失水的同时，不断以主动转运的方式获得K＋和NO－3，导致细胞液浓度升高，当其大于外界溶液浓度时，细胞开始吸水，从而出现质壁分离自动复原的现象；如果蔗糖溶液的浓度过高，会导致细胞过度失水而死亡。

6．将若干生理状况基本相同，长度为3 cm的鲜萝卜条分为四组，分别置于三种浓度相同的溶液(实验组)和清水(对照组)中，测量每组萝卜条的平均长度，结果如图。

据图分析，下列叙述错误的是()A．对照组中萝卜条长度增加较少的原因是细胞壁的伸缩性较小B．实验说明萝卜细胞膜上运载甘油的载体比葡萄糖载体数量多C．蔗糖溶液中的萝卜条不能恢复原长度是因为细胞不吸收蔗糖D．实验结束后，实验组中的萝卜条的细胞液浓度都比实验前大解析：选B植物细胞壁的伸缩性较小，导致对照组中萝卜条吸水后增加的长度较小；甘油进入植物细胞的方式为扩散，不需要载体；由于蔗糖是二糖，不能进入植物细胞，因此当细胞失水达到平衡后，萝卜条的长度不再发生变化；甘油通过扩散进入细胞，葡萄糖通过主动转运方式进入细胞，而实验前后细胞大小几乎不变，故这两组细胞液浓度比实验前增大，而蔗糖溶液中植物细胞通过渗透作用失水从而导致细胞液浓度增大。

[归纳拓展]1．质壁分离发生的条件(1)从细胞角度分析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)不发生质壁分离及复原现象。

②具有中央大液泡的成熟植物活细胞可发生质壁分离及复原现象。

(2)从溶液角度分析①在一定浓度(溶质不能透过膜)的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，方可复原)。

②在一定浓度(溶质可透过膜)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。

2．植物细胞质壁分离及质壁分离复原的四项拓展应用(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(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)考点二物质出入细胞的方式及影响因素1．物质出入细胞方式的比较2．据表探究胞吞与胞吐胞吞胞吐发生细胞摄取或排出大分子和颗粒物质的方式原理生物膜的流动性特点物质通过小泡转移，需要消耗ATP，不需要载体蛋白，需要受体蛋白方向细胞外→细胞内细胞内→细胞外实例变形虫吞食食物颗粒，白细胞吞噬病菌等胰岛B细胞分泌胰岛素1．判断正误(1)细胞质中的氢离子可以通过扩散作用进入液泡内(×)(2)Na＋与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动转运(√)(3)细胞外液中的K＋进入神经细胞属于扩散(×)(4)人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是需要载体蛋白的协助(×)(5)新生儿从乳汁中获得抗体需要消耗能量(√)2．热图导析：分析物质进出细胞的有关图像(1)图甲、乙所示物质进出细胞的方式一样吗？为什么？提示：不一样。