1、第1讲 无机物、糖类及脂质,知识1 渗透作用原理及应用,知识2 物质出入细胞的方式,知识梳理,知识3 观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离 复原（实验）,考点一 渗透作用原理及应用,考点二 物质进出细胞的方式,考点突破,考点三 观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原（实验）,知识1 渗透作用原理及应用 一、扩散和渗透,教材研读,1.扩散,2.渗透,二、细胞的吸水和失水,知识2 物质出入细胞的方式,1.小分子和离子的跨膜运输,2.大分子和颗粒性物质进出细胞的方式,方法归纳 “三步法”判断物质出入细胞的方式(一般情况下),知识3 观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原(实验) 观察洋葱表皮细胞
2、的质壁分离及质壁分离复原,1.实验步骤 (1)用镊子撕取 紫色洋葱外表皮 制作临时装片。 (2)在显微镜下,可看到洋葱表皮细胞中有紫色的 大液泡 ,质膜及 其以内部分紧紧地贴着 细胞壁 。,(3)观察质壁分离:从盖玻片一侧滴加质量浓度为0.3 g/mL的 蔗糖 溶液,在盖玻片另一侧用吸水纸吸水,重复几次,可看到紫色大液泡逐渐 变 小 ,发生质壁分离。 (4)观察质壁分离复原:从盖玻片一侧滴加 清水 ,在另一侧用吸水 纸吸水,重复几次,可观察到紫色大液泡逐渐变 大 ,质膜又逐渐紧 贴 细胞壁 ,即发生了质壁分离复原现象。,2.实验结果分析 (1)当外界溶液浓度 大于 细胞液浓度时,成熟植物细胞失
3、水,发生 质壁分离 。 (2)当外界溶液浓度 小于 细胞液浓度时,成熟植物细胞吸水,发生质壁分离复原 。,1.红细胞中溶质的总浓度约为2%,蔗糖不能透过红细胞的细胞膜。当 红细胞被分别浸入高渗的蔗糖溶液和蒸馏水一段时间后,细胞形态发生 的变化依次是 ( D ) A.涨破、皱缩 B.皱缩、皱缩 C.膨胀、膨胀 D.皱缩、涨破,解析 蔗糖无法通过红细胞细胞膜,当浸入高渗的蔗糖溶液时,红细 胞失水发生皱缩;而放入蒸馏水中时,红细胞吸水涨破,D正确。,2.某哺乳动物神经细胞内外的K+和Na+浓度见下表。下列属于主动转运 的是 ( D ),A.K+经钾离子通道排出细胞 B.K+与有关载体蛋白结合排出细胞
4、 C.Na+经钠离子通道排出细胞 D.Na+与有关载体蛋白结合排出细胞,解析 本题主要考查物质出入细胞的方式。由表中数据可知:细胞 内的K+浓度高于细胞外,K+经离子通道以易化扩散的方式排出细胞;细 胞内Na+浓度低于细胞外,Na+与有关载体蛋白结合以主动转运的方式排 出细胞。,3.(2017浙江11月选考,7,2分)下列物质出入细胞过程中,需消耗ATP的是 ( C ) A.甘油进入人体皮肤细胞 B.葡萄糖通过易化扩散进入红细胞 C.矿质离子逆浓度梯度转运至根细胞内 D.质壁分离过程中水分子进出洋葱表皮细胞,解析 甘油进入人体皮肤细胞属于扩散,不消耗ATP,A错误;葡萄糖 通过易化扩散进入红细
5、胞需要载体不消耗ATP,B错误;矿质离子逆浓度 梯度转运至根细胞内属于主动转运,需要载体蛋白和消耗ATP,C正确; 质壁分离过程中水分子进出洋葱表皮细胞属于扩散,不消耗ATP,D错 误。,4.(2016浙江4月选考,15,2分)肌肉细胞内的K+浓度高于细胞外,K+进入肌 肉细胞的方式是 ( C ) A.渗透 B.胞吞 C.主动转运 D.易化扩散,解析 本题考查被动转运和主动转运。本题以肌肉细胞为例,由于 K+是无机盐离子(小分子)且在细胞内的浓度较细胞外高,故K+进入细胞 是逆浓度梯度进行的,属于主动转运。水的渗透、易化扩散等均是顺浓 度梯度进行的,属于被动转运;而蛋白质等大分子物质进出细胞需
6、要通 过胞吞、胞吐方式,需要消耗ATP。,5.(2016浙江10月选考,16,2分)下列关于“观察洋葱表皮细胞的质壁分 离及质壁分离复原”活动的叙述,正确的是 ( D ) A.制作洋葱表皮细胞装片需经解离、压片等操作才能将细胞分散 B.从低倍镜换成高倍镜时,需转动光圈才能换上高倍物镜 C.质壁分离过程中水分子从胞内单向运动到胞外导致液泡变小 D.质壁分离复原过程中,细胞吸水速度逐步减慢,解析 本题考查观察植物细胞的质壁分离与复原的实验及显微镜 的使用知识。制作洋葱表皮细胞装片时不需要将细胞分散,直接撕取洋 葱表皮即可,A项错误;从低倍镜换成高倍镜时,需转动转换器才能换上 高倍物镜,B项错误;质
7、壁分离过程中水分子进行双向扩散,只是从胞内 运动到胞外的水分子较多,C项错误;质壁分离复原过程中,细胞液浓度 逐渐减小,细胞吸水速度逐步减慢,D项正确。,6.如图表示一种物质的跨膜转运方式,下列叙述中正确的是 ( D )A.该膜中载体蛋白也能转运蔗糖 B.碘以该方式进入海带细胞 C.该方式不会出现饱和现象 D.该方式发生在被转运物质从高浓度到低浓度时,解析 从图中得出,该过程需要载体蛋白协助,不需要能量,属于被 动转运中的易化扩散,D项正确;载体蛋白具有特异性,因此载体蛋白只 能转运一种或一类化合物,A项错误;碘进出细胞的方式为主动转运,B项 错误;细胞膜上载体蛋白的数量是有限的,所以易化扩散
8、和主动转运过 程均存在一个最大转运速率,C项错误。,7.用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液浸润紫色洋葱鳞片叶外表皮,在显 微镜下观察到如图所示的结果。下列叙述错误的是 ( B )A.表示细胞壁 B.的体积比实验初期大 C.处充满着蔗糖溶液 D.的颜色比实验初期深,解析 用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液浸润紫色洋葱鳞片叶外 表皮,细胞会因失水而出现质壁分离现象,图中表示细胞壁,A正确; 为质膜及以内部分,体积因失水而减小,B错误;因蔗糖分子能穿过细胞 壁,不能通过细胞膜,处充满着外界溶液,即蔗糖溶液,C正确;因失水 体积变小,颜色变深,D正确。,考点一 渗透作用原理及应用一、植物细胞与
9、渗透系统,考点突破,知能拓展 (1)渗透平衡浓度相等 达到渗透平衡时,半透膜两侧水分子移动达到动态平衡,此时膜两侧的 浓度未必相等。,(2)半透膜与选择透性膜,二、渗透系统的应用,1.比较不同溶液浓度大小,2.验证渗透作用发生的条件 (1)具有半透膜:,(2)具有浓度差:,知能拓展 (1)半透膜两侧溶液间的水分子是进行双向运动的,我们只 能观测到由双向水分子运动快慢的差异所导致的液面改变。 (2)若溶质分子能通过半透膜,则先是浓度高的一侧液面升高,随后另一 侧液面上升,最后达到渗透平衡。动态平衡是相对的而非绝对的。 (3)上述原理可用于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的大小。,3.探究物质能否
10、通过半透膜(以碘和淀粉为例),1.两种不同浓度的溶液在渗透时水移动的方向及渗透平衡后两溶液浓 度大小的判断,(1)若S1溶液的浓度大于S2溶液的浓度,则单位时间内S2S1的水分子数 多于S1S2的,外观上表现为S1溶液的液面上升;若S1溶液的浓度小于S2 溶液的浓度,则情况相反,外观上表现为S1溶液的液面下降。 (2)在达到渗透平衡后,若存在如图所示的液面差h,则S1溶液的浓度仍 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。,2.结合渗透作用装置图,联系渗透作用的条件,解读相关信息(1)A图中,两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高,浓度低的一侧渗透压低, 水分子由低
11、浓度一侧高浓度一侧。,(2)两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜,若不能,则只是高浓度一侧液 面升高;若能,则先是高浓度一侧液面升高,随后另一侧液面升高,最后两 侧液面相平。 (3)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 侧液面差形成的静水压,会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。 (4)B图中若浸在烧杯低浓度溶液中的是透析袋,由于透析袋内的溶质分 子不能透过,吸收一定水分后,膨胀到一定程度,受到透析袋的束缚力的 影响,水分子进出达到动态平衡。此时透析袋内外的溶液浓度是不相等 的,透析袋内溶液浓度仍高于烧杯中的液体浓度。,典例1 将某植物花冠切成大小和形状相同的细条,分为a
12、、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组的 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0.40.5 molL-1之间解题关键 理解渗透发生的两个条件,一是半透膜,二是渗透压(浓度 差)。半透膜两侧的渗透压(浓度差)差值越大,水通过半透膜的量就越 多。,答案 D,解析 分析实验结果可知,a、b、c三组花
13、冠切条在实验后长度变大,表 明细胞吸水,其中a组细条浸泡后较b组细条浸泡后长,说明a组吸水较多, 其液泡中细胞液浓度应比b组低,A错误;d、e、f三组花冠切条在实验后 长度变小,表明细胞失水,所以浸泡导致f组液泡的失水量大于b组的,B错 误;水分进出细胞的方式是扩散,不消耗能量,C错误;当实验前长度/实验 后长度=1时,花冠切条长度不变,根据实验结果可判断其对应的蔗糖浓 度应介于0.40.5 molL-1之间,D正确。,名师点拨 无大液泡的植物细胞不能发生渗透作用。 动物细胞也是一个渗透系统,细胞膜相当于半透膜,细胞质有一定浓 度;当细胞质与外界溶液存在浓度差时,细胞通过渗透作用吸水或失 水。
14、但无细胞壁不能发生质壁分离及质壁分离复原。,1-1 下列有关质壁分离和质壁分离复原的叙述,正确的是 ( A ) A.在质壁分离和质壁分离复原过程中,主要观察细胞中液泡体积的变化 B.在质壁分离现象中,与细胞壁发生分离的“质”是指细胞质 C.将洋葱根尖分生区细胞放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中,观察到质壁分离 现象 D.能否发生质壁分离和质壁分离复原也可作为判断动物细胞是否为活 细胞的依据,解析 在质壁分离和质壁分离复原过程中,主要观察细胞中液泡体积的 变化和原生质层与细胞壁的距离,A正确;质壁分离是指原生质层与细胞 壁分离,与细胞壁发生分离的“质”是指原生质层,B错误;洋葱根尖分 生区细胞没有
15、大液泡,不能用于质壁分离的观察,C错误;动物细胞没有 液泡和细胞壁,不能发生质壁分离及复原,D错误。,1-2 洋葱表皮细胞质壁分离和复原实验过程中,液泡的体积会随外界 溶液浓度的变化而改变,如图所示。图中两处滴加的溶液分别是 ( C ),A.清水、KNO3 B.清水、0.3 g/mL蔗糖溶液 C.0.3 g/mL蔗糖溶液、清水 D.0.3 g/mL蔗糖溶液、0.3 g/mL蔗糖溶液,解析 滴加高浓度溶液时,细胞发生渗透失水,此时液泡体积逐渐变小, 细胞液颜色由浅变深,故处滴加的是0.3 g/mL蔗糖溶液。滴加低浓度 溶液时,细胞发生渗透吸水,此时液泡体积逐渐变大,故处滴加的是清 水,C正确。,
16、考点二 物质进出细胞的方式,1.影响物质跨膜运输的因素 (1)物质浓度(在一定的范围内)A.扩散 B.易化扩散或主动转运,(2)氧气浓度,A.扩散或易化扩散 B.主动转运 (3)温度,2.探究物质跨膜运输的方式 (1)探究是主动转运还是被动转运(2)探究是扩散还是易化扩散,易混易错 (1)胞吞和胞吐是借助于膜的融合完成的,与膜的流动性有 关,是大分子和颗粒性物质进出细胞的物质运输方式,消耗能量。 (2)物质进出细胞核并非都通过核孔复合体。核孔复合体是RNA和蛋白 质等大分子进出细胞核的通道;小分子物质进出细胞核是通过核被膜或 核孔复合体。,(3)Na+、K+等无机盐离子一般以主动转运方式进出细
17、胞,但也可通过易 化扩散(离子通道)进出细胞,如神经细胞维持静息电位时的K+外流和形 成动作电位时的Na+内流。 (4)载体蛋白具有特异性,协助运输不同物质的载体蛋白不同,不同生物 细胞膜上的载体蛋白的种类和数量也不同。 (5)当细胞膜上的载体蛋白全部参与物质的运输时,细胞吸收该载体蛋 白转运的物质的速率不再增大。,1.结合实例直接进行判断,2.根据分子大小及是否需要载体蛋白、能量进行判断(一般情况下),3.根据运输方向判断:逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动转运。知能拓展 (1)如果进行跨膜转运的物质是大分子物质如蛋白质,只能 通过胞吞或胞吐方式进行,一般不能通过扩散、易化扩散或主动转运方 式进
18、行。胞吞、胞吐过程均不需要载体蛋白,但消耗ATP。 (2)如果进行跨膜转运的物质是小分子物质或离子,则通过扩散、易化 扩散或主动转运方式进行。 (3)小分子物质,如果是脂溶性强的物质如乙醇和许多气体分子,则通过 扩散方式进出细胞。水分子虽然极性较强,但分子很小,也主要通过扩,散方式进出细胞。扩散不需要载体蛋白协助。顺浓度梯度进行,也不消 耗ATP。 (4)各种离子和脂溶性差的小分子物质如葡萄糖、氨基酸等,在通过细 胞膜时需要载体蛋白协助。这些物质进出细胞时,如果顺浓度梯度发生 则为易化扩散,如果逆浓度梯度发生则为主动转运。例如K+由组织液进 入神经细胞是以主动转运的方式进行的。,典例2 图1为
19、葡萄糖和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图,图2和图3是 O2浓度对不同的跨膜运输方式运输速率的影响。下列相关叙述错误的 是 ( ),图1,A.图1中葡萄糖和Na+的运输都有两种方式 B.图1中钠钾泵具有运输和催化作用 C.图2所示的运输方式不一定不需要载体 D.图3中所示的运输方式需要消耗ATP,都是由需氧呼吸提供的,解题关键,答案 D,解析 图1中葡萄糖逆浓度梯度进入肾小管上皮细胞,跨膜运输方式为 主动转运,但运出肾小管上皮细胞时的方式是顺浓度梯度的易化扩散, Na+进入肾小管上皮细胞的方式是易化扩散,运出肾小管上皮细胞的方 式是主动转运,所以葡萄糖和Na+的运输都有两种方式,A正确;图1中
20、钠 钾泵既起到运输Na+和K+的载体的作用,还能催化ATP水解,因此具有运 输和催化作用,B正确;图2物质的运输速率不随O2浓度的增加而增大,说 明不需要能量,可判断为扩散或易化扩散,扩散不需要载体,而易化扩散 需要载体的协助,C正确;图3表示的物质运输方式为主动转运,消耗的 ATP可由需氧呼吸或厌氧呼吸提供,D错误。,2-1 如图为物质进出细胞的两种方式,对该图的正确理解是 ( D )A.和分别表示易化扩散和主动转运 B.和分别表示胞吞和胞吐 C.葡萄糖、性激素是以方式进入细胞的 D.水、二氧化碳、氧气是以方式进入细胞的,解析 据图信息可知,方式进入细胞不需要载体蛋白协助,也不消耗 能量,属
21、于扩散;方式进入细胞需要载体蛋白协助,也需要消耗能量,属 于主动转运。水、二氧化碳、氧气进出细胞的方式是扩散,葡萄糖进出 细胞的方式是主动转运(进入红细胞除外),性激素是脂溶性物质,进出细 胞的方式是扩散。,2-2 (2018浙江11月选考,12,2分)下列关于物质出入细胞方式的叙述,错 误的是 ( C ) 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,解析 细菌和病毒被巨噬细胞吞噬的过程是胞吞,依靠细胞膜的流动 性,没有穿过质膜,C错误;O2和酒精在顺浓度梯度时以扩散方式进入细 胞,
22、A正确;胰蛋白酶的化学本质是蛋白质,属于大分子物质,以胞吐方式 分泌到细胞外,B正确;红细胞的细胞内液的浓度高于外界蒸馏水的浓 度,通过渗透作用吸收水分,且红细胞为动物细胞,无细胞壁支撑和保护, 会吸水涨破,D正确。,考点三 观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原(实验),1.植物细胞质壁分离及复原的原理,2.植物细胞质壁分离及复原实验材料选择 新鲜紫色洋葱鳞片叶外表皮是进行此项实验的较理想材料。它既容易 被剥离而制成临时装片,又很容易在显微镜下观察。实践证明:质量浓 度为0.3 g/mL的蔗糖溶液很容易使洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分 离,短时间内对细胞的伤害很小;而清水又可使质壁分离得到
23、复原。,3.实验步骤,名师点拨 (1)细胞发生质壁分离现象的条件 活细胞;具有原生质层;外界溶液浓度大于细胞液浓度。 (2)质壁分离复原条件 活细胞;外界溶液浓度小于细胞液浓度。,(3)实验中应注意的问题及分析,1.细胞能否发生质壁分离及复原的判断方法 (1)从细胞角度分析 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。 具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。 (2)从溶液角度分析 在一定浓度(溶质不能透膜)的溶液中只会发生质壁分离现象,不能自 动复原。,在一定浓度(溶质可透膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可发生质壁分 离后自动复原现象。
24、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。 盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞,不适于做质壁分离实验的外界 溶液。,2.植物细胞质壁分离及复原的拓展应用 (1)判断成熟植物细胞是否是活细胞 待测成熟 植物细胞+一定浓度的 蔗糖溶液 (2)测定细胞液浓度范围: 待测成熟植物细胞+一系列浓度梯度的蔗糖溶液 细胞液浓度介于,未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间 (3)比较不同的成熟植物细胞的细胞液浓度: 不同的成熟植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液 发生质壁分离所需时 间越短,细胞液浓度越小,反之细胞液浓度越大 (4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液):,知能拓展
25、(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)质壁分离后,在原生质层和细胞壁之间,充斥的液体为外界溶液(如蔗 糖溶液)。 (3)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。,典例3 在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,对紫色洋葱鳞 片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如图所示)。下列有关叙述
26、正确 的是 ( ),A.第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞溶胶区域 B.第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处 C.吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体,以免污染镜头 D.为了节约实验时间,通常可以省略第一次显微观察步骤解题关键 “质壁分离和复原实验”是通过对同一实验材料的三次 观察才得出相关结论,且每次观察都不能省略。,答案 B,解析 “观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,第一次是对正常细 胞的液泡体积、颜色等进行观察,以此作为滴加蔗糖溶液后,判断细胞 是否发生质壁分离的标准,因此不能省略。第一次观察时容易看到较大 的紫色液泡和较小的无色细胞溶胶区域;吸水纸
27、的主要作用是引流,加 速滴加的液体向对侧扩散;第二次观察的是植物细胞的质壁分离过程, 在显微镜下可以看到质壁分离最先出现在细胞的角隅处。,3-1 将已经发生质壁分离的紫色洋葱表皮细胞置于清水中,细胞发生 质壁分离复原。下列叙述正确的是 ( C ) A.质壁分离复原过程中,液泡体积增大、颜色变深 B.质壁分离复原的原因是水分子主动转运到细胞内 C.待细胞体积增大到与质壁分离前相等时,可能会继续增大 D.若细胞质壁分离时因失水过多而死亡,置于清水后会立即发生质壁分 离复原,解析 质壁分离复原过程中,液泡体积增大、颜色变浅,A错误;质壁分 离复原的原因是水分子被动转运到细胞内,B错误;待细胞体积增大
28、到与 质壁分离前相等时,可能会继续增大,因为细胞壁具有一定的伸缩性,C 正确;若细胞质壁分离时因失水过多而死亡,置于清水后不会发生质壁 分离复原,D错误。,3-2 将完全相同的两个植物细胞分别放置在甲、乙溶液中,对细胞失 水量进行统计后绘制出如下曲线。下列叙述错误的是 ( D )A.甲溶液比乙溶液浓度高导致植物细胞失水较多 B.植物细胞在乙溶液中发生质壁分离和自动复原 C.图中放入甲、乙溶液的细胞质壁分离后放入清水中有可能都复原 D.若乙溶液的浓度稍增大,则曲线的变化可能为a点上升,b点左移,解析 分析图示可知,植物细胞在甲溶液中一直处于失水状态,且失水 较快,在乙溶液中先失水后吸水,即发生了质壁分离与自动复原,A、B正 确;乙溶液的浓度稍增大,则细胞发生质壁分离时失水量增大,即a点上 升,质壁分离后复原所需时间延长,即b点右移,D错误。,
