高中生物高考专题04 细胞的物质输入和输出-2021年高考生物一轮复习知识点梳理与归纳

这是一份高中生物高考专题04 细胞的物质输入和输出-2021年高考生物一轮复习知识点梳理与归纳，共11页。试卷主要包含了渗透作用概念，渗透作用发生的条件实验验证，植物细胞的吸水和失水， 细胞的吸水和失水原理的应用，3g/ml）的蔗糖溶液等内容，欢迎下载使用。
专题04 细胞的物质输入和输出第一节  物质跨膜运输的实例1.渗透作用概念：指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。（低 高）  扩散作用：溶质、气体分子、溶剂分子的移动，可以通过半透膜，也可以不通过半透膜 。例如：把红墨水滴入烧杯内清水，最好清水变红色2.渗透作用发生的条件实验验证①具有半透膜： ②半透膜两侧存在浓度差 水扩散的方向：   低浓度溶液                    高浓度溶液 溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但10%蔗糖溶液的物质的量浓度小，故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。3动物细胞的吸水和失水（以红细胞为例：红细胞膜相当于一层半透膜）：当外界溶液浓度＜细胞质浓度时，细胞吸水。当外界溶液浓度＞细胞质浓度时，细胞失水。当外界溶液浓度＝细胞质浓度时，水分进出平衡。    4.植物细胞的吸水和失水：植物细胞未形成液泡时靠吸胀作用吸水，利用蛋白质、淀粉和纤维素的亲水性，三者的亲水性依次递减。植物分生区细胞和干种子细胞因无大液泡不能发生渗透作用，只能依靠吸胀作用吸水。成熟的植物细胞形成大液泡后，靠渗透作用吸水和失水。※在成熟的植物细胞中，原生质层（细胞膜＋液泡膜＋二者之间的细胞质）相当于一层半透膜。细胞液浓度>细胞外液浓度，细胞吸水；细胞液浓度<细胞外液浓度，细胞失水。细胞吸水或失水的多少取决于半透膜两侧浓度差。                细胞壁   具有全透性（伸缩性小）                   细胞膜                    细胞质   原生质层→具有选择透过性（伸缩性大）                    液泡膜   （相当于半透膜）   3. 细胞的吸水和失水原理的应用①作物的合理灌溉②盐碱地中植物不易成活或一次施肥过多造成烧苗现象，都是因为土壤溶液浓度过高，超过根细胞液浓度，导致根吸细胞不易水甚至失水造成的。③糖渍、盐渍食品不宜变质的原因是在食品外面和内部形成高浓度溶液，使微生物不能在其中生存和繁殖。二.物质跨膜运输其他实例细胞吸水或失水时，水分子是顺相对含量的梯度跨膜运输的（低浓度一侧的水分子相对含量多，而高浓度一侧的水分子相对含量少）(1)植物对无机盐离子的吸收：①不同植物(如西红柿、水稻)对同一离子的吸收能力不同。②同种植物对不同离子的吸收能力不同。(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆浓度梯度进行的。(3)结论：细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。 ※原生质、原生质层(1)原生质是细胞内生命物质的总称，包括细胞膜、细胞质和细胞核。一个动物细胞就是一小团原生质。植物细胞去掉细胞壁剩下就是原生质。(2)原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜。由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质,组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液两部分，且仅存在于成熟的植物细胞中。※半透膜和选择透过性膜的辨析　(1) 区别：①半透膜是无生命活性的物理性膜，是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，物质能否通过取决于分子的大小。②选择透过性膜是具有生命活性的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。(2) 共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。 人工肾原理：利用细胞膜的选择透过性 实验5   观察植物细胞的质壁分离及复原 1．实验原理：成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。2、实验材料：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞条件：有大液泡、有颜色、成熟的植物细胞[根尖分生区细胞（无大液泡）不能用于该实验]实验材料的选择①一般不选择细菌细胞，它能发生质壁分离，但现象不明显。②不能选择动物细胞，它无细胞壁，不能发生质壁分离现象。实验试剂使用本实验用30%（0.3g/ml）的蔗糖溶液（既明显出现质壁分离，又不会杀死细胞）使用浓度过高的蔗糖溶液(质量浓度为0.5 g/mL)，质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡。使用质量浓度为1 mol·L－1的KNO3溶液，因为K＋和NO3-可被细胞吸收，使细胞液浓度增大，所以细胞先发生质壁分离后又自动复原。(尿素、甘油、乙二醇等现象同上)3、本实验有设置对照实验，实验前后自身对照 ４、加一定量的KNO3、尿素、NaCl、乙二醇溶液，可观察到质壁分离和质壁分离复原。原因：①自由扩散发生质壁分离②主动运输吸收Ｋ＋、ＮＯ３－③自由扩散吸水 正常细胞            发生质壁分离的细胞 3．质壁分离的原因 发生质壁分离时在细胞壁和细胞膜之间充满的是外界溶液，原因是细胞壁具有全透性。质壁分离实验的拓展应用及方法：①判断植物细胞的死活②证明原生质层具有选择透过性③观察植物细胞的细胞膜④测定细胞液的浓度的大小细胞液的浓度大小介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的溶液浓度之间。⑤证明原生质层的伸缩性>细胞壁的伸缩⑥细胞膜具有流动性⑦鉴别不同种类的溶液（如KNO3和蔗糖溶液）蔗糖溶液：只发生质壁分离；KNO3 先发生质壁分离后自动复原。【思考感悟】在实验过程中我们选择紫色洋葱鳞片叶作实验材料的原因是什么？还能举出其他的例子吗？紫色洋葱鳞片叶中有紫色的液泡，便于实验观察。另如紫色鸭趾草叶等。  物质跨膜运输的方式 1. 自由扩散、协助扩散和主动运输的比较 物质出入细胞的方式 被动运输主动运输自由扩散协助扩散运输方向高浓度→低浓度高浓度→低浓度低浓度→高浓度是否需要载体不需要需要需要是否消耗能量不消耗不消耗消耗图例   举例O2、CO2、H2O甘油、乙醇、苯等出入细胞红细胞吸收葡萄糖小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等表示曲线(一定浓度范围内)    影响因素细胞膜内外物质的浓度差细胞膜内外物质的浓度差；膜载体的种类和数量膜载体的种类和数量；能量(温度、氧浓度) 2.  主动运输的意义是：保证活细胞按照生命活动需要，主动吸收营养物质，排出代谢废物和有害物质。    影响自由扩散的因素：物质的运输速度与物质浓度差成正比关系，自由扩散过程只受膜内外浓度差影响 影响影响协助扩散的因素①细胞膜内外物质的浓度差。②膜载体的种类和数量a．载体是一类蛋白质，具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数目也不同。b．载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时，细胞吸收该载体运输的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。2、主动运输  3.  主动运输的意义是：保证活细胞按照生命活动需要，主动吸收营养物质，排出代谢废物和有害物质。4、影响主动运输的因素分析（能量、载体）①内因：载体的种类和数量       根本原因：遗传物质（DNA不同→载体不同）②外因：影响呼吸作用的因素 ：O2、温度、pH都能影响细胞内产生能量，都能影响主动运输。 5、胞吞和胞吐（适用于大分子物质的运输） 原理：膜的流动性   胞吞：大分子附着在细胞膜的表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子，然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫胞吞。实例：吞噬细胞、吞噬抗原 胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜上，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。实例：胰岛素、消化酶、抗体的分泌胞吞胞吞的条件：需要消耗能量，如果ATP的合成受阻，胞吞胞吐不能进行。通过胞吞胞吞运输并未穿膜（0层膜）。 插图解析：  上图中A：蛋白质  B：磷脂双分子层C糖链a物质通过主动运输方式进入细胞(如K+)b物质通过自由扩散进入细胞(如O2)c物质通过蛋白质通道进入细胞（协助扩散如神经细胞上Na+内流 ）d通过载体蛋白协助扩散进入细胞（葡萄糖进入红细胞）e物质通过主动运输运出细胞（Na+ ）