高考生物一轮复习 第3、4章 第3课时细胞的物质输入和输出课件 新人教版必修1 .ppt

1 原理发生了作用 该作用必须具备两个条件 具有 膜两侧溶液具有 第3课时细胞的物质输入和输出 渗透 半透膜 浓度差 2 动物细胞的吸水和失水 1 动物细胞的细胞膜相当于 2 条件及现象 外界溶液浓度细胞质浓度时 细胞吸水膨胀 外界溶液浓度细胞质浓度时 细胞失水皱缩 外界溶液浓度细胞质浓度时 水分子进出细胞处于动态平衡 半透膜 3 植物细胞的吸水和失水 1 成熟植物细胞的结构 2 原理和现象 外界溶液浓度细胞液浓度时 细胞失水 发生现象 外界溶液浓度细胞液浓度时 细胞吸水 发生现象 3 质壁分离的原因 外因 浓度 外界溶液浓度 细胞通过渗透作用失水 内因 细胞壁的伸缩性原生质层的伸缩性 质壁分离 质壁分离复原 细胞液 小于 思考 相对于细菌和植物细胞而言 动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压 为什么 提示 动物细胞无细胞壁 对渗透压更敏感 1 物质跨膜运输的特点 1 水分子是跨膜运输的 2 无机盐的跨膜运输 水稻和番茄对离子的吸收具有 人体甲状腺滤泡上皮细胞可以从血液中吸收碘 不同微生物对不同矿物质的吸收表现出 顺相对含量的梯度 选择性 逆相对含量梯度 较大的差异 2 生物膜的功能特性 1 细胞膜和其他生物膜都是 水分子 一些离子和小分子可以通过 而其他的离子 小分子和大分子则不能通过 2 生物膜的选择透过性是的一个重要特征 选择透过性膜 活细胞 1 离子和小分子物质的运输方式 1 被动运输 自由扩散 协助扩散 2 主动运输 方向 物质分子可以从一侧运输到一侧 特点 需要载体 动力 细胞新陈代谢产生的 实例 k na ca2 氨基酸等 2 大分子物质的运输方式大分子物质以方式进入细胞内部 以方式排出细胞 与有关 低浓度 高浓度 能量 atp 胞吞 胞吐 膜的流动性 判断 1 脂溶性物质通过自由扩散的方式进出细胞 2 细胞膜上运输不同物质或离子的载体是相同的 提示 载体具有特异性 3 大分子物质通过胞吞或胞吐方式进入或排出细胞不消耗能量 提示 胞吞或胞吐过程消耗能量 网络构建 备考指导 1 近三年高考中 物质跨膜运输的方式 植物细胞的质壁分离和复原实验多次考到 特别是物质跨膜运输的方式 考查的频度较高 2 对本讲内容的复习注意以下几点 1 通过比较的方法复习物质跨膜运输的方式 2 建立物质跨膜运输方式的物理模型和被运输物质浓度 o2浓度影响物质跨膜运输方式的数学模型 3 重视对实验的复习 特别是质壁分离和复原实验 考情播报 3年7考 2012 上海卷t 九 2011 新课标全国卷t4 大纲全国卷t2 重庆卷t5 天津卷t2 2010 上海卷t20 浙江卷t29等 1 渗透作用模型与植物细胞的图示比较 2 半透膜 选择透过性膜的比较区别 1 半透膜是无生命的物理性薄膜 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的生物膜 载体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 共性 都允许水分子自由通过 而不允许大分子物质通过 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 3 探究物质能否通过半透膜 以碘和淀粉为例 1 发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达平衡状态 既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度相等 2 溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度 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 1 2011 新课标全国卷 撕取紫色洋葱外表皮 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 然后 两组外表皮都用浓度为0 3g ml的蔗糖溶液处理 一段时间后表皮细胞中的水分不再减少 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 解析 本题主要考查植物细胞的吸水 失水及水分进出细胞的方式 水分进出细胞的方式为自由扩散 属被动运输 甲组细胞在完全营养液中浸泡时 会通过主动运输从营养液中吸收矿质元素 而增大其细胞液浓度 乙组的细胞浸在蒸馏水中会吸水 从而降低其细胞液浓度 因此 甲组细胞的细胞液浓度要比乙组细胞的细胞液浓度高 因此 将其放入较高浓度的蔗糖溶液中后 乙组细胞失水要比甲组多 答案 c 2 2013届合肥质检 某同学设计了右图所示的渗透作用的实验装置 实验开始时长颈漏斗内外液面平齐 记作零液面 实验开始后 长颈漏斗内部液面的变化趋势为 审题视点 看清实验装置中长颈漏斗内外的液体是审题的关键 解析 此题考查渗透作用实验 具体分析如下 答案 a 考情播报 3年11考 2012 海南卷t11 浙江卷t1 北京卷t31 2011 海南卷t27 北京卷t3 天津卷t7 重庆卷t1 2010 山东卷t3 t5 广东卷t1 天津卷t4等 1 自由扩散 协助扩散和主动运输的比较 1 载体是细胞膜上的一类蛋白质 它具有特异性 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量也不同 2 载体具有饱和现象 当细胞膜上的载体达到饱和时 细胞吸收该载体运载的物质的速率不再随物质的浓度的增大而增大 2 大分子物质出入细胞的方式 1 生物膜具有选择透过性的原因分析 1 内因 遗传因素 2 影响跨膜运输的因素 1 物质浓度 在一定的浓度范围内 自由扩散协助扩散或主动运输 2 氧气浓度 自由扩散或协助扩散主动运输 3 温度 3 判断物质进出细胞的方式的方法 1 根据分子大小与是否需要载体蛋白 能量 2 根据运输方向 逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输 不同因素对主动运输的影响不同由于主动运输需要载体蛋白参与和消耗呼吸作用释放的能量 因此抑制某载体蛋白活性 则只会导致以该载体蛋白转运的物质运输停止 对其他物质运输不影响 但抑制呼吸作用 所有以主动运输跨膜的物质运输受影响 3 2010 上海高考 下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 审题视点 获取图中葡萄糖跨膜运输的条件是审题的关键 葡萄糖由膜外运输到膜内 有载体蛋白协助 没有消耗atp 解析 葡萄糖从胞外到胞内需载体蛋白协助但不消耗atp 故其跨膜运输方式为协助扩散 该运输方式是由高浓度到低浓度 会出现饱和现象 因载体具有专一性 运输葡萄糖的载体不能运输蔗糖 碘是以主动运输的方式进入胞内的 答案 d 4 2010 山东高考 下图中曲线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 审题视点 弄清a和b表示的物质跨膜运输方式是审题的关键 据图分析 曲线a表示被转运分子的转运速率与浓度呈正比 符合自由扩散的特点 曲线b表示在被转运分子的浓度较低时 随着浓度提高 转运速率增加 浓度较高时出现饱和现象 符合协助扩散和主动运输的特点 受载体数量限制 解析 a项中 脂溶性小分子的跨膜运输方式是自由扩散 b项中 自由扩散与细胞膜表面的载体蛋白无关 d项中抑制细胞呼吸 停止能量供给 影响主动运输 但对自由扩散和协助扩散无影响 答案 c 基础实验5通过模拟实验探究膜的透性1 实验原理 1 半透膜是一类可以让小分子物质透过而大分子物质不能通过的薄膜的总称 如动物的膀胱膜 肠衣和玻璃纸等 可以让某些物质透过 而另一些物质不能透过 或者水分子可以透过 而蔗糖分子因为比较大 不能透过 2 可以用半透膜将不同浓度的溶液分隔开 然后通过观察溶液液面高低的变化 来观察半透膜的选择透过特性 进而类比分析得出生物膜的透性 2 实验流程 模拟膜的通透性实验装置 1 取两个长颈漏斗 分别在漏斗口处封上一层玻璃纸 设置装置 如图 2 在a漏斗中注入硫酸铜溶液 b漏斗中注入蔗糖溶液 并加入少许红墨水 使其略呈红色 3 将两个漏斗分别浸入盛有蒸馏水的烧杯中 4 观察烧杯中蒸馏水颜色的变化及长颈漏斗的液面变化 并记录观察到的结果 3 注意事项 1 在两漏斗的液面处做标记 2 观察前须先静置一段时间 4 实验结果 1 a漏斗中液面下降 烧杯中的液体变蓝 说明长颈漏斗中的铜离子和水分子已经通过玻璃纸进入了烧杯内的蒸馏水中 2 b漏斗中的液面上升 说明水可以通过玻璃纸向漏斗内扩散 而漏斗中的蔗糖和红墨水的染料分子不能透过玻璃纸 5 实验结论 1 发生渗透作用的条件 有半透膜将溶液分开 且半透膜两侧存在浓度差 2 生物膜有选择透过性 1 溶质分子的直径大于半透膜孔径的时候才能发生渗透作用 也就是说 发生渗透作用时 溶质颗粒是不能穿过半透膜的 2 漏斗管内液面升高的原因是单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量 使得管内液面升高 1 2013届铜陵质检 图1表示物质扩散的图解 图2是设计证明图1物质扩散成立的实验装置 下列有关叙述正确的是 a 图甲中水柱a将持续上升b 图甲中水柱a将先上升后下降c 图乙中水柱b将持续上升d 图乙中水柱b将先上升后下降 解析 由于淀粉不能透过半透膜 故水柱a表现为先上升 后保持不变 葡萄糖能透过半透膜 水柱b表现为先上升 后由于葡萄糖透过半透膜进入清水中 水柱b将下降 答案 d 基础实验6观察植物细胞的质壁分离与复原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 质壁分离与复原实验流程 3 质壁分离的原因分析原因 4 注意事项 1 在实验中 当质壁分离现象出现后 观察时间不宜过长 以免细胞因长期处于失水状态而死亡 影响质壁分离复原现象的观察 2 不选动物细胞做实验材料是因为动物细胞无细胞壁 不会在失水时发生质壁分离现象 3 本实验所用的方法为引流法 采用了自身对照 前测和后测 4 当以可吸收的物质做溶质时 如甘油 尿素 kno3 乙二醇等 可出现质壁分离和自动复原现象 5 质壁分离实验的拓展应用 1 具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象 未成熟的植物细胞 如根尖分生区细胞 不发生质壁分离现象 2 质壁分离时 原生质层的外界面是细胞膜 2 2011 天津高考 将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0 3g ml的蔗糖溶液中 1分钟后进行显微观察 结果见图 下列叙述错误的是 a 图中l是细胞壁 m是液泡 n是细胞质b 将视野中的细胞浸润在清水中 原生质体会逐渐复原c 实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异d 洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料 解析 显微观察质壁分离的实验材料应选择具有大液泡的 成熟的植物细胞 洋葱根尖分生区细胞无大液泡 不宜作为该实验的实验材料 植物细胞的细胞壁是全透性的 蔗糖分子能够通过 细胞膜是选择透过性膜 蔗糖分子不能通过 0 3g ml的蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度 细胞失水 洋葱鳞片叶表皮细胞表现为质壁分离 结果如图 图中l是细胞壁 m是液泡 n是蔗糖溶液 n的成分说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异 将发生质壁分离的细胞浸润在清水中 细胞吸水 原生质体会逐渐复原 答案 a 物质跨膜运输方式及影响因素 考向剖析 物质跨膜运输的方式是高考的高频考点 在各省份的高考中 选择题和非选择题的题型都出现过 选择题的题型较为多见 预计2014年高考可能会在给出的新情景的条件下 特别是实验情景条件下 考查对物质跨膜运输方式的分析 典例透析 2013届安庆模拟 主动运输作为一种重要的跨膜运输方式可以按照生命需要吸收营养物质 排出代谢废物 体现了生命活动的主动性 为探究主动运输的特点 实验者利用下图的装置进行实验 其中hgcl2是一种可以影响atp水解的新陈代谢抑制剂 请分析回答 1 主动运输的特点是 2 本实验的名称是 3 请写出实验进行过程中需要控制的两个无关变量 4 本实验得到如图所示的实验结果 根据实验结果 实验前后需要测定 乙组和甲组结果比较 得出的结论是 与甲组相比 丙组吸收磷酸盐较少的原因可能是 研析 此题考查主动运输方式和设计 分析实验的能力 解题过程如下 答案 1 逆浓度梯度 需要载体和能量 2 探究hgcl2和细胞成熟程度对细胞主动运输 或吸收磷酸盐 的影响 3 温度 ph 溶解氧 溶液的量 胡萝卜片的量等 4 溶液中的磷酸盐 或溶液中的磷酸盐的浓度 细胞主动运输 吸收磷酸盐 需要能量 或答能量供应不足 影响主动运输 幼嫩组织供能少 幼嫩组织细胞膜上的载体少 1 2012 海南高考 在动物细胞的物质运输中 属于自由扩散的是 a 红细胞中的na 进入血浆b 细胞外液中的o2进入肌细胞c 细胞外液中的k 进入神经细胞d 血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞 解析 人红细胞中的na 只有血浆中的1 6 为了维持na 细胞外高浓度 k 细胞内高浓度 细胞靠主动运输运出na 运进k 故a c错误 o2的跨膜运输是自由扩散 故b正确 甲状腺滤泡上皮细胞中碘浓度比血浆中的浓度高 血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞属于主动运输 故d错误 答案 b 2 2012 浙江高考 人体肝细胞内co2分压和k 浓度高于细胞外 而o2分压和na 浓度低于细胞外 上述四种物质中通过主动转运进入该细胞的是 a co2b o2c k d na 解析 解答本题的关键是抓住题干中所给出的四种物质存在的部位 并结合三种常见跨膜转运方式的特点快速作答 o2和co2是气体 可通过自由扩散方式进出细胞 属于被动转运 被动运输 a b错误 na 主要存在于细胞外 在细胞外的浓度远高于细胞内浓度 进入细胞内的转运方式是从高浓度转运至低浓度 不消耗细胞呼吸产生的能量 属于协助扩散 不属于主动转运 d错误 k 主要存在于细胞内 其细胞内浓度远高于细胞外浓度 进入细胞时为逆浓度梯度转运 消耗能量的同时 需要载体蛋白的协助 属于主动转运 c正确 答案 c 3 2010 天津高考 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 解析 主动运输需要载体蛋白协助和atp提供能量 a正确 静息状态下细胞仍然进行细胞代谢 仍然进行葡萄糖的跨膜运输 b错误 质壁分离过程中 水分子外流 细胞内液浓度升高 渗透压升高 c正确 抗体的分泌是外排 胞吐 的过程 囊泡移动到细胞膜处 与细胞膜融合 成为细胞膜的一部分 d正确 答案 b 4 正误判断 1 2011 海南高考t1 c atp为co2分子通过细胞膜提供能量 提示 co2是小分子 跨膜方式为自由扩散 因此不需要atp提供能量 2 2011 北京高考t3 b 氢离子可以通过扩散作用进入液泡内 提示 h 进入液泡的方式是主动运输 3 2011 重庆高考t1 c 水分子和钾离子以自由扩散方式进出轮藻细胞 提示 水分子进出轮藻细胞为自由扩散 钾离子进出轮藻细胞为主动运输 5 2012 北京高考 科学家为了研究蛋白a的功能 选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验 处理及结果见下表 1 将 组卵母细胞放