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第四章

细胞的物质输入和输出

1、小分子物质、离子的跨膜运输方式比较

2、大分子物质进出细胞的方式

(l）细胞摄取大分子物质

―

胞吞（如白细胞吞噬病菌）

大分子附着于细胞膜表面→膜内陷形成小囊→小囊从膜上分离下来形成囊泡→囊泡进入细胞内部。 (2）细胞外排大分子物质

―

胞吐（如分泌蛋白形成）

大分子物质在细胞内形成囊泡→囊泡移至细胞膜处并与之融合→将大分子物质排出细胞。

提示

①

进行胞吞和胞吐作用时需要消耗能量，通过膜的层数为 O ，如神经递质的释放。 ②

小分子物质和离子可跨膜运输透过核膜，大分子物质如 ( mRNA 、蛋白质等）通过核孔出入细胞核，未通过膜结构。

③分泌蛋白的合成、运输到排出细胞外是通过出芽形成小泡的方式，不穿过生物膜。

④肺泡壁、毛细血管壁、小肠粘膜上皮细胞、肾小囊壁、肾小管壁细胞等均为单层上皮细胞，物质在穿越这些细胞时均穿越了两层细胞膜。

例

（2010，天津卷4）下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是

A.主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量

B.在静息状态下，神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输

C.质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高

D.抗体分泌过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分

答案B 解析物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫主动运输。在静息状态下，神经细胞进行着K+外流和其他的生命活动，需要能量供给，进行着葡萄糖的跨膜运输和葡萄糖的分解。质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内溶质相对增多，渗透压升高。抗体分泌过程属于胞吐，高尔基体分泌的囊泡到达细胞膜时，囊泡膜与细胞膜融合，成为细胞膜的一部分。

3、植物细胞“质壁分离和质壁分离复原”实验

（1）发生渗透作用的条件

半透膜

（半透膜与选择透过膜的区别）和半透膜两侧溶液浓度差

（2）水分子扩散方向

水

浓度低的溶液

浓度高的溶液

（3）植物细胞发生质壁分离的条件

A．成熟的具有中央大液泡的细胞 B．细胞外液浓度大于细胞液浓度（注意质壁分离的

“质”指原生质层、“壁”指细胞壁）

实验成功关键是

(1)注意材料的选择必须选用活的，用含有大型液泡的植物细胞．洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液为紫色，易于观察，是最佳的实验材料。

(2)使用蔗糖溶液的浓度要适宜；浓度过小,质壁分离现象不明显，影响观察；浓度过大，会使细胞在短时间内因失水过多而死亡，无法观察质壁分离复原。

实验的意义及用途是

(1)判断细胞的死活(死细胞不发生质壁分离)

(2)证明成熟的植物细胞是一个渗透系统。

测定细胞液的浓度的方法将同一部位的组织制成若干个临时装片，分别置于不同浓度的蔗糖溶液中,细胞液的浓度介于刚刚分离和未分离的两种蔗糖溶液的浓度之间。

4、细胞膜的制备方法 选材哺乳动物成熟的红细胞

例（2011，重庆卷5）题5图为某种植物幼苗（大小、长势相同）均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况（其它条件相同且不变）.下列有关叙述，错误的是

A．3h时，两组幼苗均已出现萎蔫现象，直接原因是蒸腾作用和根细胞失水

B．6h时，甲组幼苗因根系开始吸收K+、NO—3，吸水能力增强，使鲜重逐渐提高

C．12h后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过处理前，乙组幼苗将死亡

D．实验表明，该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程

答案B 解析3h后，两组幼苗重量均已低于初始萎蔫鲜重即发生了萎蔫，一方面是因为蒸腾作用散失了水分，另一方面是因放在比根细胞浓度大的KNO3溶液中，根细胞通过渗透作用失水。根系从一开始就通过主动运输吸收K+、NO3—，6h后鲜重增加说明根细胞吸收的水分比蒸腾作用散失的水分多，根细胞内离子浓度高于外界溶液浓度应在6h前就开始了，只不过根细胞吸收的水分比蒸腾作用散失了水分少，所以鲜重还是在减少。根细胞内通过主动运输吸收的离子数量在增多，而吸水量也在增加，根细胞内离子浓度在变化，而根外浓度也随离子被吸收和水分的吸收在变化，根细胞内外离子浓度差的变化不好确定，所以根的吸水能力不好判+定。12h后，由于甲组根系不断通过主动运输吸收K、NO3—，从而保持根细胞内外浓度差，使其吸水量大于蒸腾量而有可能超过处理前的鲜重量，而乙组放在比根细胞浓度大很多的KNO3溶液中，根细胞通过渗透作用和蒸腾作用不断大量失水造成严重萎蔫最后死亡。通过以上分析可知吸收离子与吸收水分是两个相对独立的过程。

练习

1、（2011，新课标,4）撕去紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。然0.3gml的蔗糖溶液里处理，一段时间后外表皮细胞后，两组外表皮都用浓度为中的水分不再减少。此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小，以及水分运出细胞的方式是 A.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输

B.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输

C.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输

D.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输

2、（2011，大纲版全国,2）将紫色洋葱在完全营养液中浸泡一段时间，撕取外表皮，先用浓度为0.3g.mL的蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，立即将外表皮放入蒸馏水中，直到细胞中的水分不再增加。在该实验中，蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓度为甲，细胞中的水分不再增加时外表皮细胞液的浓度为乙，则甲、乙的关系，以及实验过程中水分进出细胞的方式为

A．甲<乙，被动运输

B．甲>乙，被动运输

C．甲>乙，主动运输

D．甲=乙，主动运输

3、（2010，上海卷综20）某同学拟选择一种半透性的膜材料，用于自制渗透计。他采用

如图1所示的装置（示意图），对收集到的四种材料甲、乙、丙和丁进行试

验，得到了倒置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线（如图2）。据图分析，该同学应选择的膜材料是

A．甲 B．乙 C．丙 D．丁

4、（2010，上海10）右图表示一种物质的跨膜运输方式，下列叙述中正确的是（ ）

A. 该膜中载体也能运输蔗糖

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. 该方式发生在被运输物质从高浓度到低浓度时

5、（2010、上海20）右图为显微镜下某植物细胞在30％蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是（ ）

A．若将细胞置于清水中，A仍保持不变

B．若该细胞处于40％蔗糖溶液中，B/A值将变小

C．B/A值能表示细胞失水的程度

D．A、B分别表示细胞和液泡的长度

6、（2010，山东高考理综3）由图中曲线a、b表示物质跨（穿）膜运输的两种方式，下列表述正确的是

A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输

B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面

C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关

D．抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响

【答案】

1.C【解析】考查物质运输方式及浓度差。甲组在完全培养液中培养一段时间后，与0.3%g/mL的蔗糖溶液浓度差没有乙组和蔗糖溶液的浓度差大，所以甲组水分渗出量比乙组细胞低。H2O的运出方式是被动运输里的自由扩散。

2. B【解析】考查查渗透作用相关知识。水分子过膜方式是是自由扩散，属于被动运输。洋葱表皮细胞在0.3g／mL的蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，说明细胞失水了。把发生质壁分离的细胞立即将外表皮放入蒸馏水中，直到细胞中的水分不再增加，此时细胞吸水且细胞液应该小于蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓度。

3. A 4. D 5. D

6. C【解析】分析坐标曲线可以看出，a为自由扩散，b为协助扩散（或主动运输）。脂溶性小分子物质通过自由扩散（即方式a）运输，因此A错误；方式a与载体无关，只与浓度有关，因此B错误；方式b的最大的转运速率与载体的种类和数量有关，因此C正确。抑制细胞呼吸，能量供应不足，导致主动运输受阻，

而与自由扩散（协助扩散）无关，因此D错误。