2020版高考生物一轮复习 2.3 物质的跨膜运输课件 苏教版必修1.ppt

第3讲物质的跨膜运输,自主梳理,核心突破,考向感悟,渗透系统及其应用1.渗透作用(1)概念:指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。(2)发生渗透作用的条件:一是具有半透膜,二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。,自主梳理,核心突破,考向感悟,(3)常见渗透装置图分析水分的流动判断:当溶液浓度S1S2时,水分就通过半透膜由S2流向S1;当溶液浓度S1S2时,水分就通过半透膜由S1流向S2。在达到渗透平衡后,若存在如图所示的液面差h,则S1溶液浓度仍大于S2。,自主梳理,核心突破,考向感悟,2.动物细胞的吸水和失水(连一连)(1)外界溶液浓度细胞质浓度时B细胞形态不变(3)外界溶液浓度=细胞质浓度时C细胞吸水膨胀,自主梳理,核心突破,考向感悟,3.植物细胞的吸水和失水,(2)条件:成熟植物细胞具有。,细胞膜,液泡膜,中央大液泡,自主梳理,核心突破,考向感悟,(3)验证当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞就通过渗透作用失水,植物细胞就发生现象。将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中,此时细胞液的浓度高于外界清水,植物细胞就吸水,发生现象。,质壁分离,质壁分离复原,(4)引发质壁分离的原因,自主梳理,核心突破,考向感悟,(1)同一紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞用不同浓度蔗糖溶液处理,原生质层长度与细胞长度比值越小,则紫色越浅。()(2)胡杨细胞通过渗透作用吸水和失水。()(3)当半透膜两侧溶液浓度相等时,细胞处于动态平衡状态,不发生渗透作用。()(4)海带细胞通过主动运输积累I-等溶质,因而不会在海水中发生质壁分离。(),提示:原生质层长度与细胞长度比值越小,则紫色越深。,提示:当半透膜两侧溶液浓度相等时,细胞处于动态平衡状态,此时仍发生渗透作用。,自主梳理,核心突破,考向感悟,(5)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成,相当于半透膜。()(6)红细胞在低浓度溶液中会因吸水而膨胀,在高浓度溶液中会因失水而皱缩。(),提示:植物细胞的原生质层由细胞膜、液泡膜及它们之间的细胞质组成。,自主梳理,核心突破,考向感悟,1.渗透系统的组成条件如下图所示,作为一个渗透系统,必须同时具备以下两个条件。,(2)半透膜两侧为溶液体系(S1、S2),且两侧溶液具浓度差。,自主梳理,核心突破,考向感悟,2.渗透作用模型和植物细胞的图例比较3.渗透作用的发生特点(1)水分子总是由溶液浓度低的部位向浓度高的部位渗透。(2)半透膜两侧溶液浓度差是渗透作用发生的动力,既决定着渗透的方向,又决定着渗透的速度,即浓度差越大,渗透越快。,自主梳理,核心突破,考向感悟,错混辨析常见渗透装置图分析(1)若S1溶液浓度大于S2溶液,则单位时间内S2S1的水分子数多于S1S2,外观上表现为S1液面上升;若S1溶液浓度小于S2溶液,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B所示的液面差h,则S1溶液浓度仍大于S2溶液。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。,自主梳理,核心突破,考向感悟,4.渗透作用原理的拓展应用(1)比较同种溶液(如蔗糖溶液)浓度的大小,自主梳理,核心突破,考向感悟,(2)验证渗透作用发生的条件实验设计,结论A组和B组对比说明渗透作用要有半透膜。A组和C组对比说明发生渗透作用时半透膜两侧的溶液必须具有浓度差。,自主梳理,核心突破,考向感悟,(3)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例),自主梳理,核心突破,考向感悟,考向1渗透系统与渗透作用的原理(2019广西南宁三中高三开学考试)某同学设计的实验如图所示,实验开始时,U形管两侧液面相等,图中半透膜允许单糖通过。据图分析,下列说法错误的是(),自主梳理,核心突破,考向感悟,A.若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液,当液面停止上升时,半透膜两侧溶液浓度一定是相等的B.若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液,则实验现象为高浓度一侧的液面上升C.若U形管中加入两种浓度不等的葡萄糖溶液,则实验现象为高浓度一侧液面先上升,随后另一侧液面上升,最后两侧液面持平D.若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液,当液面停止上升时,半透膜两侧水分子移动达到平衡状态,答案,解析,自主梳理,核心突破,考向感悟,2.(2017全国理综)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中,发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如下图所示。下列叙述正确的是()A.04h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内B.01h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等C.23h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压D.01h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压,答案,解析,自主梳理,核心突破,考向感悟,考向2细胞失水和吸水的状况分析3.下图A中有两个渗透装置(起始时,两装置液面相同),装置1中盛有溶液a,装置2中盛有溶液b,溶液a、b为不等浓度的同种溶液,且a溶液浓度”“=”或“”“=”或“”)外界溶液浓度时,细胞吸水,发生质壁分离复原。,自主梳理,核心突破,考向感悟,(实验)探究植物细胞的吸水和失水1.实验原理(1)成熟的植物细胞构成可发生渗透作用。,渗透系统,自主梳理,核心突破,考向感悟,2.实验过程、操作,紧贴细胞壁,质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液,逐渐变小,变深,细胞壁逐渐分离,蒸馏水,逐渐变大,变浅,逐渐贴近细胞壁,(1)用黑藻叶片进行探究植物细胞的吸水和失水实验时,叶绿体的存在会干扰实验现象的观察。()(2)低倍镜下就可以看到植物细胞质壁分离与复原。()(3)当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,植物细胞就会发生质壁分离。(),自主梳理,核心突破,考向感悟,提示:黑藻叶片的叶肉细胞有叶绿体,使原生质层呈绿色,有利于实验现象的观察。,提示:植物细胞发生质壁分离的条件除细胞内外存在浓度差外,细胞中还应有大液泡。,1.探究植物细胞的吸水和失水的实验分析(1)实验材料的选择一般不选择细菌细胞,它能发生质壁分离,但现象不明显。不能选择动物细胞,它无细胞壁,不能发生质壁分离现象。(2)实验试剂的使用使用浓度过高的蔗糖溶液(0.5g/mL),质壁分离现象明显,但不能复原,因为溶液浓度过高,细胞因过度失水而死亡。使用物质的量浓度为1mol/L的KNO3溶液时,因为K+和可被细胞吸收,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。(实验试剂为尿素、甘油、乙二醇时,现象同上)(3)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。(4)质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的,最终结果是单向的。,自主梳理,核心突破,考向感悟,自主梳理,核心突破,考向感悟,(2)测定细胞液浓度范围待测细胞+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刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。,2.探究植物细胞的吸水和失水实验的拓展应用及方法(1)判断细胞的死活,自主梳理,核心突破,考向感悟,(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度大小不同植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液刚刚发生质壁分离时所需时间的比较判断细胞液浓度大小(时间越短,细胞液浓度越小)。(4)比较一系列溶液的浓度大小同一植物的相同成熟细胞+未知浓度的溶液记录刚刚发生质壁分离所需时间比较所用时间长短判断溶液浓度的大小(时间越短,未知溶液的浓度越大)。,自主梳理,核心突破,考向感悟,考向1实验材料与步骤分析1.(2018海南)在不染色的条件下,下列实验材料中,最适合观察细胞质壁分离现象的是()A.紫色洋葱鳞片叶叶肉细胞B.紫色洋葱根尖分生区细胞C.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞D.紫色洋葱根尖伸长区细胞,答案,解析,2.下列关于探究植物细胞吸水和失水实验的叙述,正确的是()A.实验过程需要加入龙胆紫溶液对细胞进行染色B.复原过程中细胞液浓度将下降至与外界溶液等渗C.相同条件下紫色洋葱内表皮细胞也会发生质壁分离D.若外表皮细胞死亡,能发生质壁分离但不会发生复原现象,自主梳理,核心突破,考向感悟,答案,解析,自主梳理,核心突破,考向感悟,考向2质壁分离与复原原理的应用3.(2017海南改编)为研究植物细胞质壁分离现象,某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲物质溶液中,一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。下列说法错误的是()A.该植物的叶表皮细胞是活细胞B.细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度C.细胞液中的H2O可以经扩散进入甲物质溶液中D.甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁,答案,解析,一、动物体内营养物质的吸收、运输和利用过程中的跨膜问题1.糖类、蛋白质的消化产物葡萄糖、氨基酸被人体吸收进入组织细胞,共跨过7层细胞膜,具体途径如下图所示:(图中细胞外的黑色颗粒表示葡萄糖分子或氨基酸分子),小肠中的葡萄糖、氨基酸需要跨过小肠绒毛壁和毛细血管壁才能进入血浆。再经过血液循环,跨越毛细血管壁到达组织液,进入组织细胞。小肠绒毛壁和毛细血管壁都是由一层上皮细胞围成的薄壁,而跨过每一层细胞都需跨过2层细胞膜,因此此过程中葡萄糖、氨基酸共跨过7层细胞膜。,2.血浆中的葡萄糖进入组织细胞被氧化分解,需要跨过3层细胞膜,具体途径如下图所示:葡萄糖先跨过毛细血管壁进入组织液,毛细血管壁由一层上皮细胞构成,所以葡萄糖跨过这层细胞即穿过2层细胞膜,再进入组织细胞共跨过3层细胞膜。进入组织细胞的葡萄糖在细胞质基质中被氧化分解为丙酮酸,即葡萄糖不进入线粒体。,应用体验1血浆中的1个葡萄糖分子进入组织细胞被氧化分解,需要跨过几层细胞膜?()A.5层B.3层C.6层D.4层,答案,解析,二、动物体内氧气的吸收、运输和利用过程中的跨膜问题外界空气中O2进入人体骨骼肌细胞被利用,至少要跨过11层生物膜,具体途径如下图所示:(图中黑色颗粒表示O2分子),从图1可知,在肺通气和肺泡内的气体交换的过程中,O2要跨过肺泡壁(一层上皮细胞)、毛细血管壁(一层上皮细胞)及红细胞膜(共计5层生物膜),才能与血红蛋白结合;从图2可知,经过组织里的气体交换,O2进入骨骼肌细胞要跨过红细胞膜、毛细血管壁(一层上皮细胞)和一层骨骼肌细胞膜(共计4层生物膜),O2最终要进入线粒体参与有氧呼吸,而线粒体是具有2层膜的细胞器。由此可见,外界空气中O2进入人体骨骼肌细胞被利用,至少要跨过11层生物膜。,应用体验2红细胞中含18O的氧气进入组织细胞的线粒体中被利用后生成再参与有氧呼吸的第二阶段变成C18O2进入血浆内,18O至少要跨过几层生物膜?()A.5B.7C.9D.11,答案,解析,三、特殊情况下的跨膜问题1.转录形成的mRNA从细胞核内出来,跨过0层膜。细胞核的核膜是双层膜,但mRNA是