新高考生物一轮复习 第二单元 细胞的代谢 第5讲 物质出入细胞的方式讲义 浙科版

第5讲 物质出入细胞的方式[考试标准]知识内容必考要求加试要求物质出入细胞的方式(1)扩散和渗透的过程(2)动、植物细胞吸水和失水的过程及原因(3)被动转运和主动转运 (4)胞吞和胞吐(5)活动：观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原b b b a bb b b a b考点一 扩散与渗透的过程与实例分析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：水分子是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。

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。

[诊断与思考]1．判断下列叙述的正误(1)在质壁分离复原过程中，植物细胞的细胞膜和液泡膜，相当于半透膜( ×)(2)当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞一定会发生质壁分离( ×)(3)质壁分离过程中水分子的扩散只能单向进行( ×)2．利用渗透装置图分析渗透现象。

(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。

3．如图甲是一个典型的渗透装置，作为成熟植物细胞也应符合渗透系统的全部条件。

请指出图乙中与图甲a、b、c对应的结构分别是什么。

提示与图甲中a相对应的为[①]细胞液，与b对应的为[⑥]质膜及其以内部分，与c对应的是“外界溶液”。

题组一利用系统的观点分析渗透作用的发生1．某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记为零液面。

实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为( )答案 B解析仔细观察图示，长颈漏斗内为蔗糖溶液，实验开始后长颈漏斗内部液面将上升，由于实验初始阶段半透膜内外溶液浓度差较大，所以液面上升速率较大。

随着液面高度的增大，液柱抑制水分渗入的作用力逐渐增大，当与浓度差促进水分渗入的作用力达到平衡时，液面不再上升。

此时，水分子通过半透膜的渗入与渗出达到平衡。

2．把体积与质量百分比浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半透膜(允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过)隔开(如图)，一段时间后液面的情况是( )A．甲高于乙B．乙高于甲C．先甲高于乙，后乙高于甲D．先甲低于乙，后乙低于甲答案 C解析在体积与质量百分比浓度相同的情况下，因为葡萄糖分子是单糖，蔗糖分子是二糖，所以同样的体积内葡萄糖分子数目多于蔗糖分子，即单位体积内半透膜甲侧的水分子数少于乙侧，水分整体表现为由乙向甲流动，导致甲侧液面越来越高，后来甲侧的葡萄糖通过半透膜进入乙侧，导致乙侧溶液浓度越来越高，水分子又从甲侧流向乙侧，最终表现为乙液面高于甲液面。

题组二细胞吸水与失水的实验结果分析3．将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组(每组的细条数相等)，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。

假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则( )A．实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高B．浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组C．a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组D．使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5mol·L－1之间答案 D解析A项，通过图示可以看出，a组和b组实验前长度/实验后长度的值都小于1，表明细胞吸水导致细条变长；由于a组实验前长度/实验后长度的值小于b组实验前长度/实验后长度的值，说明a组吸水较多，b组吸水较少，所以实验后a组液泡中的溶质浓度比b组的低。

B项，分析柱状图可知，f组细胞失水，而b组细胞吸水，因此浸泡导致f组细胞中液泡的失水量大于b组。

C项，水分进出细胞的方式是渗透，不消耗ATP。

D项，根据柱状图可知，在浓度为0.4mol·L－1的蔗糖溶液中的c组细胞吸水，而在浓度为0.5mol·L－1的蔗糖溶液中的d组细胞失水，所以使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5mol·L－1之间。

4．如图曲线表示完全相同的两个植物细胞分别放置在A、B溶液中，细胞失水量的变化情况。

相关叙述不正确的是( )A．该实验可选取绿色植物成熟的叶肉细胞来进行B．若B溶液的浓度稍减小，则曲线中b点左移C．两条曲线的差异是由于A、B溶液浓度不同导致D．6min时取出两个细胞用显微镜观察，均可看到质壁分离现象答案 C解析该实验可选取绿色植物成熟的叶肉细胞来进行，有大液泡，故A正确；若B溶液的浓度稍减小，细胞失水变慢变少，a点下降，质壁分离越慢，复原就越快，所以b点应左移，故B正确；两条曲线的差异可能是由于两种溶液溶质的差异，A溶液溶质不能被细胞吸收，细胞一直处于失水状态，B溶液溶质可能为小分子溶质如KNO3，可被细胞吸收造成质壁分离复原，故C错误；6min 时两个细胞都处于失水状态，均可看到质壁分离现象，故D正确。

题组三探究膜的透性5．某同学为探究膜的透性而设计了如图所示的渗透装置，开始时烧杯内的液面和长颈漏斗内的液面相平。

在长颈漏斗内液面上升的过程中( )A．液面上升的速率先加快后减慢最终维持稳定B．水分子通过半透膜从蔗糖溶液向清水扩散的速率逐渐减慢C．当半透膜两侧液体浓度相等时，水分子不再通过半透膜扩散D．当半透膜两侧水分子进出速率相等时，长颈漏斗内液面最高答案 D解析漏斗内液面上升的过程中，烧杯内的水分子进入漏斗的速率大于漏斗内的水分子进入烧杯的速率，当水分子进出速率相等时，漏斗内的液面到达最大高度后静止。

6．成熟的植物细胞具有中央大液泡，可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。

图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。

请据图回答下列问题：(1)由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧溶液浓度大小是a________b。

由图乙可知，漏斗中溶液吸水速率在__________，最终液面不再上升，当液面不再上升时，c两侧浓度大小是a______b。

(2)图丙中相当于图甲中c结构的是__________(填序号)，②处充满的液体是__________________。

(3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水中，发现细胞液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水？________，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(4)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中，发现细胞液泡体积也在增大。

当液泡体积不再增大时，细胞液浓度是否一定和外界溶液浓度相等？__________。

答案(1)< 下降< (2)③④⑤外界溶液(3)不能细胞壁对原生质层有支持和保护的作用(4)不一定解析(1)漏斗内液面的上升是由细胞吸水引起的，水从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动，因此，由图甲中漏斗内液面上升可知，b侧液体的浓度大于a侧；图乙反映的是随吸水时间的延长，漏斗内液面升高的速度逐渐下降，最终达到平衡状态，液面不再上升，这是由浓度差缩小造成的。

考虑到漏斗内液柱压力的作用，当液面不再上升时，a侧的浓度小于b侧。

(2)图甲中c为半透膜，在图丙中可将细胞膜③、液泡膜⑤和两层膜之间的细胞质④视作一层半透膜；结构②当中充满的液体是外界溶液。

(3)对植物细胞而言，由于细胞壁的存在，且细胞壁的弹性有限，因此，细胞不可能无限吸水。

(4)液泡体积不再增大时，可能是浓度达到平衡，也可能是细胞壁的束缚，此时即使细胞液浓度高于外界溶液，液泡体积也不再增大。

1．走出渗透作用发生的“4”个误区(1)水分子的移动方向是双向移动，但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数多。

(2)实验中观察指标为漏斗内液面变化，但不能用烧杯液面变化作描述指标，因现象不明显。

(3)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压。

(4)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。

2．从溶液角度分析质壁分离及其复原(1)在一定浓度(溶质不能透膜)的溶液中可发生质壁分离现象。

(2)在一定浓度(溶质可透膜)的溶液中可发生质壁分离后自动复原。

如甘油、尿素、乙二醇、KNO3等。

(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。

3．有关渗透作用物质能否通过膜的探究(1)验证渗透作用发生条件的方法①具有半透膜②半透膜两侧溶液具有浓度差(2)探究物质能否通过半透膜的方法(以碘—碘化钾和淀粉为例)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考点二物质出入细胞的方式1．物质出入细胞方式的比较(连线)2．根据图示进一步确定物质跨膜转运的方式和影响因素(1)填写以下有关跨膜转运方式及结构的名称：甲：扩散；乙：易化扩散；丙：主动转运；a：载体蛋白。

(2)填写以下有关跨膜转运方式的影响因素：甲图：浓度差；乙图：浓度差和载体蛋白；丙图：载体蛋白和能量。

[诊断与思考]1．判断下列叙述的正误(1)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协助( ×)(2)除去细胞膜上的蛋白质不会影响对离子的吸收( ×)(3)新生儿从乳汁中获得抗体需要消耗能量( √)(4)在神经细胞上动作电位产生与膜电位恢复过程中，Na＋流入和排出都是主动转运( ×)(5)激素必须通过主动转运进入细胞内才能完成对细胞代谢的调节( ×)(6)相对分子质量较小的物质或离子都可以通过扩散进入细胞( ×)(7)RNA和蛋白质等大分子进出细胞核的方式属于胞吐或胞吞( ×) 2．比较物质进出细胞方式的不同，完善下列表格物质类别出入细胞方式物质转运方向载体蛋白耗能离子和小分子物质被动转运扩散高浓度→低浓度不需要不耗能易化扩散需要主动转运低浓度→高浓度耗能颗粒和大分子物质胞吞细胞外→细胞内不需要胞吐细胞内→细胞外3.根据影响物质跨膜转运的曲线确定物质进出细胞的方式(1)物质浓度(2)氧气浓度(红细胞的主动转运与O2无关)题组一以图、表、线为载体的物质进出细胞方式的判断1．如图为氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的示意图，下表选项中正确的是( )选项管腔中氨基酸→上皮细胞管腔中Na＋→上皮细胞上皮细胞中氨基酸→组织液A 主动转运被动转运主动转运B 被动转运被动转运被动转运C 被动转运主动转运被动转运D 主动转运被动转运被动转运答案 D解析由图分析可知，氨基酸和Na＋由肾小管管腔进入肾小管上皮细胞的过程中，氨基酸由低浓度处向高浓度处转运，需要载体蛋白协助，是主动转运的过程；Na＋由高浓度处向低浓度处转运，并且需要载体蛋白，是被动转运中的易化扩散过程。