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(共47张PPT)
第6讲 细胞的物质输入和输出
考点1 细胞的吸水和失水
对应教材第四章第1节
一段时间后
思考：
①漏斗内液面为什么升高？
②为什么不会无限升高？
扩散
指分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。
一段时间后
思考：
①漏斗内液面为什么升高？
②为什么不会无限升高？
1.渗透作用
（1）概念：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。
（2）发生条件：
①具有半透膜（如：膀胱膜,玻璃纸,卵壳膜 ）
②膜两侧有浓度差
（3）渗透方向：
水分子相对含量高→相对含量低
（或：溶液浓度低→浓度高）
半透膜和选择透过性膜的区别
某兴趣小组用图甲研究渗透作用，a和b均为蔗糖溶液，c允许单糖通过。图乙为实验结果。下列说法正确的是(　　)
A．烧杯中蔗糖溶液浓度大于漏斗中蔗糖溶液浓度
B．若t2时刻在烧杯中加入蔗糖酶，则Δh最终将变小
C．t2时刻半透膜两侧蔗糖溶液浓度相同
D．若t2时刻在漏斗中加入蔗糖酶，则Δh将先变大后变小
D
(1)判断溶剂渗透的总方向
溶液“浓度”：物质的量浓度。
(2)判断半透膜两侧溶液浓度大小
谁高谁浓
2．(2023·济宁高三模拟)利用反渗透法可以淡化海水。反渗透法指的是在半透膜的原水一侧施加适当强度的外界压力，原水透过半透膜时，只允许水透过，其他物质不能透过而被截留在原水一侧半透膜表面的过程。下列相关叙述错误的是(　　)
A．渗透作用发生的必备条件是有半透膜和膜两侧有浓度差
B．反渗透法淡化海水时，施加的外界压力应大于海水渗透压
C．植物的原生质层相当于一种具有选择透过性的半透膜
D．反渗透法淡化海水时，所用半透膜上含有多种载体蛋白
D
2.动物细胞的吸水和失水
为什么吃比较咸的食物口唇感觉比较干？
输液时为什么要用0.9%的生理盐水？如果输入无菌水会怎样？
提示：质量分数为0.9%的生理盐水的浓度与人体细胞所处液体环境的浓度相当，保证了人体细胞的正常形态。如果输入无菌水将会导致细胞吸水膨胀不能维持细胞的正常形态，导致生命活动受到影响。
3.植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)
思考：
1.“成熟”的主要特点是什么？
2.成熟植物细胞中，相当于半透膜的结构是什么？
3.原生质层与原生质体有什么区别？
4.植物细胞吸水和失水与动物细胞有何不同？
1.成熟植物细胞发生质壁分离的原因什么？
提示：外界溶液的浓度大于细胞液浓度，且原生质层比细胞壁伸缩性大。
2.刚打完一场篮球，喝浓度高的饮料不能很好地起到补充体内水分的作用，为什么？
提示：因为过高浓度的饮料反而会导致细胞失水。
3．(2022·全国甲卷)植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是(　　)
A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c
C．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度
D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
C
4．(2023·天津模拟)科研人员将人的成熟红细胞分别置于蒸馏水和几种等渗溶液中，测定红细胞溶血(溶血是指红细胞破裂后血红蛋白渗出的现象)所需时间，实验结果如图所示。以下叙述错误的是(　　)
A．红细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
B．处于等渗溶液中的红细胞吸水涨破是由于溶质分
子进入细胞导致细胞质浓度升高
C．氯化铵、甘油、乙醇、丙酮进入红细胞的速度依次减小
D．上述实验可以证明脂溶性物质更易通过细胞膜
C
活动：探究植物细胞的吸水和失水
对应教材第四章第1节
1.实验原理
半透膜
大
细胞液
2.实验步骤
本实验存在的两组对照实验
本实验存在的两组实验均为自身对照（自身对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照）。
质壁分离及复原实验分析
(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细菌细胞也能发生质壁分离，但现象不明显。
质壁分离及复原实验分析
(2)从溶液角度分析
①在一定浓度(溶质不能透过半透膜)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(溶质可透过半透膜)的溶液(如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)中可发生质壁分离，并能自动复原，因为K＋、NO－3、尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。
③本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液。若质量浓度过高，质壁分离速度虽快，但会使细胞在短时间内因失水过多而死亡，质壁分离后不能复原；若质量浓度过低则不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。
实验拓展应用
(1)判断成熟植物细胞的死活
实验拓展应用
(2)测定细胞液浓度范围
实验拓展应用
(3)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
1．(2022·聊城一模)某研究性学习小组在探究植物细胞的吸水和失水时，选择了以下三种实验材料：①紫色的洋葱鳞片叶外表皮；②洋葱鳞片叶内表皮；③黑藻成熟叶片。下列叙述正确的是(　　)
A．选用①进行实验时，正在发生质壁分离的细胞，其紫色区域逐渐缩小
B．选用②进行实验时，用0.3 g/mL的蔗糖溶液处理玻片标本观察不到质壁分离现象
C．选用③进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察
D．选用①②③进行实验时，正在发生质壁分离的细胞，其吸水能力逐渐减弱
A
2．图1为洋葱鳞片叶外表皮质壁分离及复原实验流程图，图2为某同学根据该实验中某时刻观察到的图像绘制的模式图。下列说法错误的是(　　)
A．图1中d过程能观察到图2所示的细胞状态
B．显微镜下观察到的不同细胞质壁分离的程度
不可能完全相同
C．该细胞可能正在同时进行DNA分子复制、呼吸作用和光合作用
D．若用适宜浓度的KNO3溶液替换蔗糖溶液，则有可能观察不到图2所示的细胞
C
3．(2022·湖南卷)原生质体(细胞除细胞壁以外的部分)表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌，其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，表明细胞中NaCl浓度≥0.3 mol/L
B．乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原
C．该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加
D．若将该菌先65 ℃水浴灭活后，再用NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化
A
4．(2021·广东卷)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(　　)
A．比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后
B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
A
考点3 物质出入细胞方式及影响因素
对应教材第四章第1节
1.物质进出细胞的方式
三看法快速判断物质出入细胞的方式
1．(2022·房山期末)下图表示几种常见的物质进出细胞的方式，下列相关说法不正确的是(　　)
A．同种生物不同细胞的细胞膜上转运蛋白的种类和数量不同
B．①和②均属于被动运输，需要相应的蛋白质进行协助
C．③属于主动运输，能够逆着浓度梯度转运物质且消耗能量
D．胰岛素是大分子蛋白质，以③方式出组织细胞发挥作用
D
2．(2022·聊城一模)线粒体外膜分布着孔蛋白构成的通道蛋白，丙酮酸可以经此通道通过。而线粒体内膜由于蛋白质含量高导致通透性低，丙酮酸需通过与H＋协同运输的方式由膜间隙进入线粒体基质，如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．线粒体内膜的蛋白质/脂质的比值大于线粒体外膜
B．丙酮酸穿过线粒体外膜和内膜的方式均为协助扩散
C．H＋通过质子泵由线粒体基质进入膜间隙的方式为主动运输
D．加入蛋白质变性剂会改变线粒体内膜对H＋的运输速率
B
探究物质跨膜运输的实验设计
(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
钠钾泵
细胞外
细胞内
【归纳】钠钾泵可以在细胞内外建立K+、Na+浓度梯度。
据图判断，钠离子和钾离子是以什么方式运输的？
小肠上皮细胞吸收葡萄糖
【思考】
图示过程中，钠离子、葡萄糖分别以什么方式运输？
如何判断某种物质的运输方式是否为主动运输？
①看运输方向：逆浓度梯度运输
②看是否耗能
提示：两个条件只要满足一个即可。
主动运输的意义是什么？
提示：主动选择吸收所需的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
2.影响细胞物质运输的因素
(1)物质浓度(在一定的范围内)
自由扩散
协助扩散（或主动运输）
(2)氧气浓度
(3)温度
自由扩散和协助扩散
主动运输
3．(2022·山东卷)NO－3和NH＋4是植物利用的主要无机氮源，NH＋4的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO－3的吸收由H＋浓度梯度驱动，相关转运机制如图。铵肥施用过多时，细胞内NH＋4的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是(　　)
A．NH＋4通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B．NO－3通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输
C．铵毒发生后，增加细胞外的NO－3会加重铵毒
D．载体蛋白NRT1.1转运NO－3和H＋的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
B
4．如图甲、乙分别是洋葱根尖在不同O2浓度及不同底物浓度情况下(其他条件适宜)，从含硝酸钾的全营养液中吸收NO－3的速率曲线图。下列相关描述不正确的是(　　)
A．a点时影响离子吸收速率的主要因素是能量
B．b点时离子吸收速率不再增大是因为载体蛋白的数量有限
C．c点时影响离子吸收速率的主要因素是物质浓度
D．d点时离子吸收速率不再增大是因为物质浓度太高，细胞发生质壁分离
D
5．(2022·青岛期末)某农科所用含K＋和Mg2＋的培养液培养番茄幼苗，每天K＋和Mg2＋初始状态均为500 mg/L，定时测定培养液中K＋和Mg2＋的剩余量，实验结果如图所示，据图分析正确的是(　　)
A．该实验的自变量是离子浓度和生长发育时间
B．番茄对K＋和Mg2＋的需求量在授粉期均大于营养生长期，二者的运输与氧分压有关
C．番茄在营养生长期的前期及坐果期后对K＋几乎不吸收，在授粉期和坐果期吸收量增大
D．番茄对K＋和Mg2＋吸收量的差异可能与细胞膜上相应载体的数量有关，其根本原因是吸收Mg2＋和K＋的细胞中遗传物质不同
B
6．(2022·德州期中)研究发现，水分子存在两种跨膜运输机制：一种是自由扩散，另一种是通过水通道蛋白的协助扩散。某兴趣小组为探究肾小管上皮细胞的吸水方式，进行了如下实验。
回答下列问题：
(1)自由扩散与协助扩散的共同点有________(答出两点即可)。
(2)该实验选择肾小管上皮细胞作为实验材料的原因是________。步骤①中“X”应为________。步骤②中横线处的具体操作是________。
(3)实验结果及结论分析：
若甲组和乙组破裂的细胞数目基本相同，说明________；若甲组破裂的细胞数目明显少于乙组，说明________。
7．(2022·全国乙卷)农业生产中，农作物生长所需的氮素可以NO－3的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收NO－3的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题。
(1)由图可判断NO－3进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是________。
(2)O2浓度大于a时作物乙吸收NO－3速率不再增加，推测其原因是________。
(3)作物甲和作物乙各自在NO－3最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断依据是________。
(4)据图可知，在农业生产中，为促进农作物根对NO－3的吸收利用，可以采取的措施是________(答出1点即可)。

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