高考生物第一轮复习 第二单元 第3讲 细胞的物质输入和输出课件 新人教版必修1.ppt

固基础 自我诊断 破疑难 深化探究 冲关练 两级集训 第3讲细胞的物质输入和输出 考纲定位 1 物质出入细胞的方式 2 通过模拟实验探究膜的透性 实验 3 观察植物细胞的质壁分离和复原 实验 课后限时自测 提能力 专项培优 一 细胞的吸水和失水1 渗透作用原理 1 发生渗透作用的条件 2 渗透作用的实质 单位时间由清水进入蔗糖溶液中的水分子 蔗糖溶液进入清水中的水分子 导致蔗糖溶液液面 具有半透膜 膜两侧溶液具有浓度差 多于 上升 2 动植物细胞发生渗透作用的条件分析 3 验证细胞吸水和失水的实验 1 动物细胞 以哺乳动物红细胞为例 当 时 细胞吸水膨胀 反之细胞失水皱缩 2 植物细胞 洋葱细胞的质壁分离实验 当 时 细胞失水 发生 现象 当 时 细胞吸水 失水的细胞发生 现象 外界溶液浓度 细胞质浓度 外界溶液浓度 细胞液浓度 质壁分离 外界溶液浓度 细胞液浓度 质壁分离复原 二 物质跨膜运输的其他实例1 分析实例 回答问题 1 植物对无机盐离子的吸收 不同植物 如番茄 水稻 对 的吸收能力不同 同种植物对 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 填 逆 或 顺 浓度梯度进行的 同一离子 不同离子 逆 2 结论细胞膜和其他生物膜都是 膜 选择透过性 三 物质运输的方式连线物质运输的方式 特点和实例 提示 b i c a d 一 思考判断1 2014 新课标全国卷 用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同 2 2013 上海高考 紫色洋葱的外表皮细胞能在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离的必要条件是细胞壁的伸缩性小于原生质层 3 2012 上海高考 相对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 因为动物细胞没有细胞壁 对培养基的渗透压更敏感 4 2011 新课标全国卷 将人的红细胞放入4 蒸馏水中 一段时间后红细胞破裂 其主要原因是蒸馏水大量进入红细胞 5 2014 海南高考 co2进出肺泡上皮细胞不依赖膜蛋白 6 2014 浙江高考 通过载体蛋白的物质转运属于主动运输 提示 协助扩散也通过载体蛋白转运物质 7 2014 海南高考 土壤温度不影响植物根系对矿质离子的吸收 提示 土壤温度影响根细胞的呼吸作用 进一步影响根吸收矿质离子的主动运输过程 8 2013 新课标全国卷 植物细胞通过主动运输吸收不同矿质元素离子的速率都相同 提示 同一植物细胞膜上不同离子载体的种类和数量不一样 9 2013 浙江高考 na 与有关载体蛋白结合排出细胞属于主动转运 10 2012 海南高考 细胞外液中的k 进入神经细胞属于自由扩散 提示 k 进入神经细胞属于主动运输 11 2012 安徽高考 在神经细胞上动作电位产生与膜电位恢复过程中 na 流入和排出都是主动运输 提示 na 流入为被动运输 12 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 o2和k 通过主动运输进入肝细胞 提示 o2通过自由扩散进入肝细胞 二 图示识读根据下图水稻和番茄对离子吸收图解分析 1 水稻和番茄分别主要吸收哪些离子 2 图示反映同一植物对不同离子的吸收量如何 不同植物对同一离子的吸收量又怎样 3 水稻培养液中mg2 ca2 离子浓度和番茄培养液中sio4 4浓度为什么超过初始浓度 提示 1 水稻主要吸收sio4 4 番茄主要吸收ca2 mg2 2 同一植物对不同的离子吸收量不同 不同植物对同一离子的吸收量不同 3 水稻吸收水的相对速率比吸收ca2 mg2 的大 造成培养液中ca2 mg2 浓度上升 番茄吸收水的相对速率比吸收sio4 4的大 造成培养液中sio4 4浓度上升 考点1渗透系统的组成分析及应用1 渗透作用模型与成熟植物细胞与外界溶液形成的渗透系统的比较 原生质层 细胞液 原生质层 2 常见渗透装置图形分析 1 若s1溶液浓度大于s2 则单位时间内由s2 s1的水分子数多于s1 s2 外观上表现为s1液面上升 若s1溶液浓度小于s2 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 若存在如图所示的液面差 h 则s1溶液浓度仍大于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 3 验证渗透作用发生的条件 1 实验设计 2 结论a组和b组对比说明 a组和c组对比说明 渗透作用要有半透膜 发生渗透作用时半透膜两侧的溶液必须具有浓度差 4 拓展应用 1 比较不同溶液浓度大小 m n m n 2 探究物质能否通过半透膜 以碘和淀粉为例 碘 淀粉 淀粉 碘 1 混淆半透膜与选择透过性膜区别 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 共性 都允许水分子自由通过 而不允许大分子物质通过 2 误认为达到渗透平衡后水分子不再移动发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态 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 3 误认为渗透系统中的溶液浓度是指质量浓度渗透系统的溶液浓度是指物质的量浓度而非质量浓度 实质是指渗透压 如10 葡萄糖溶液和10 蔗糖溶液的质量浓度相等 但10 蔗糖溶液的渗透压小 故通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动的水分子数多 角度1考查对渗透实验的分析1 2014 长安质检 如图表示一中间隔以半透膜 只允许水分子通过 的水槽 两侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液 然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶 在加入麦芽糖酶前后a b两侧液面的变化是 a 加酶前a侧液面上升 加酶后b侧液面上升并高于a侧液面b 加酶前a侧液面上升 加酶后b侧液面上升并等于a侧液面c 加酶前后a b两侧液面不变d 加酶前a b两侧液面不变 加酶后b侧液面上升并高于a侧液面 思路分析 解答本题注意以下几点 明确渗透压大小取决于溶液中单位体积溶质的分子数 比较加酶前后两种溶液溶质分子数 解析 溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目 相同物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液渗透压相等 即加酶前a b两侧液面不变 但加入麦芽糖酶后 麦芽糖分解 使得b侧溶液的渗透压增大 水分由a侧向b侧转移 b侧液面上升并高于a侧 答案 d 角度2考查对渗透作用原理的应用2 2014 全国大纲卷 小肠的吸收是指食物消化后的产物 水和无机盐等通过小肠上皮细胞进入血液和淋巴的过程 0 9 的nacl溶液是与兔的体液渗透压相等的生理盐水 某同学将处于麻醉状态下的兔的一段排空小肠结扎成甲 乙 丙 丁4个互不相通 长度相等的肠袋 血液循环正常 并进行实验 实验步骤和结果如表 请根据实验结果回答问题 1 实验开始时 水在肠腔和血液之间的移动方向是 甲组从 丙组从 在这一过程中水分子的运动方向是从溶液浓度 处流向溶液浓度 处 本实验中水分子的这种移动过程称为 2 比较乙和丁的实验结果 可推测小肠在吸收na 时 需要 的参与 解析 1 根据渗透作用原理 水分子由溶液浓度低处向溶液浓度高处扩散 因为血液的渗透压与质量分数为0 9 的nacl溶液相等 所以实验开始时甲组中的水分子从肠腔向血液移动 丙组中的水分子从血液向肠腔移动 2 与乙组不同的是 丁组中加入了na 载体蛋白的抑制剂 其结果是半小时后丁组中nacl溶液的量几乎无变化 说明na 载体蛋白的抑制剂影响了na 的运输 可推测小肠在吸收na 时 需要na 载体蛋白的参与 答案 1 肠腔进入血液血液进入肠腔低高渗透作用 2 na 载体蛋白 考点2物质进出细胞的方式及影响因素1 小分子和离子的跨膜运输 高浓度 低浓度 载体 能量 红细胞 膜载体 能量 2 影响物质跨膜运输的因素及模型构建 1 物质浓度 2 氧气浓度 3 温度 3 大分子和颗粒性物质进出细胞的方式 胰岛素 消化酶 抗体 1 从高浓度向低浓度方向运输的方式并非只有被动运输 主动运输也可以从高浓度向低浓度运输 如餐后小肠上皮细胞吸收葡萄糖是由高浓度向低浓度运输 2 从低浓度向高浓度方向运输一定是主动运输 因为逆浓度梯度运输需要消耗能量 3 同一种物质进出不同细胞时 运输方式可能不同 如红细胞吸收葡萄糖为协助扩散 小肠上皮细胞吸收葡萄糖则是主动运输 4 na k 等无机盐离子一般以主动运输进出细胞 但也可通过协助扩散或离子通道进出细胞 5 胞吞 胞吐不属于跨膜运输方式 所以物质以这两种方式进出细胞时穿过细胞膜的层数为0 6 rna和蛋白质等大分子进出细胞核通过的结构是核孔 而非胞吞 胞吐 角度1物质出入细胞方式的综合考查3 2014 浙江高考 下列关于物质出入细胞方式的叙述 正确的是 a 被细胞胞吞的一定是固体物质b 突触前膜释放乙酰胆碱属于易化协助扩散c 通过载体蛋白的物质转运属于主动转运d 胞吐过程一定会发生分泌泡与质膜的融合 解析 a项 被细胞胞吞的物质可以是固体 也可以是液体 b项 乙酰胆碱 神经递质 是通过突触小泡进行传递的 故突触前膜通过胞吐方式释放乙酰胆碱 c项 通过载体蛋白的物质转运方式包括易化协助扩散和主动转运 d项 胞吐时 分泌小泡与质膜融合 分泌小泡中的物质释放到细胞外 此过程一定会发生分泌泡与质膜的融合 答案 d 角度2结合示意图考查物质跨膜运输的方式4 2014 安徽高考 下图为氨基酸和na 进出肾小管上皮细胞的示意图 下表选项中正确的是 思路分析 解答本题要注意以下几点 看清肾小管上皮细胞内与肾小管管腔和肾小管周围组织液之间氨基酸和na 浓度差 看清表格表示的运输过程和方式 思考主动运输和被动运输的特点 解析 根据图形可知 肾小管管腔中的氨基酸进入上皮细胞为逆浓度的运输 属于主动运输 其动力来自于na 协同运输中的离子梯度 管腔中的钠离子进入上皮细胞为顺浓度梯度的运输 不消耗能量 为被动运输 上皮细胞中的氨基酸进入组织液为顺浓度梯度的运输 属被动运输 综合分析 d选项正确 答案 d 角度3结合坐标图考查物质跨膜运输的方式5 下图中曲线a b表示物质跨 穿 膜运输 不包括胞吞和胞吐 的方式 下列表述错误的是 a 只有在氧气存在时才会发生方式b的物质运输b 质壁分离过程中 水分子通过方式a进出细胞c 方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关d b的运输方式能体现细胞膜的选择透过性 解析 本题考查物质跨膜运输的方式 考查获取信息的能力和理解能力 a表示自由扩散 b表示协助扩散或主动运输 在b的运输方式中 随被转运分子的浓度的增大 转运速率不再增加 是受到载体数量的限制 答案 a 角度4结合实验结果分析考查物质跨膜运输的方式6 2014 北京高考 比较生物膜和人工膜 双层磷脂 对多种物质的通透性 结果如下图 据此不能得出的推论是 a 生物膜上存在着协助h2o通过的物质b 生物膜对k na cl 的通透具有选择性c 离子以易化 协助 扩散方式通过人工膜d 分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率 解析 a项 由于h2o在生物膜上的通透性要大于在人工膜上的速度 而co2 o2和甘油的速度相同 自由扩散 可断定在生物膜上有协助其运输的物质 b项 由k na cl 在生物膜上的通透性有差异可得知 生物膜对这些离子的通透具有选择性 d项 不同分子量大小的物质在人工膜上的通透性不同可推知分子的大小影响其通过的速率 c项 由于人工膜无载体蛋白质故无法推出离子以易化扩散方式通过人工膜 答案 c 1 物质出入细胞方式的判断方法 根据分子大小与对载体 能量的需要进行判断 实验5观察植物细胞的质壁分离和复原1 实验原理成熟的植物细胞构成的渗透系统可发生渗透作用 2 质壁分离与复原实验流程 3 质壁分离实验的拓展应用 1 判断成熟植物细胞是否有生物活性 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 细胞过度失水而死亡 使用质量浓度为1mol l 1的kno3溶液 因为k 和no 3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 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移动是双向的 总结果是单向的 5 本实验用显微镜观察了三次 第一次与第二次形成对照 第三次与第二次形成对照 该对照方法为自身对照 1 2014 江苏高考 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 如下图所示 下列有关叙述正确的是 a 第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域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 解析 第一次观察时由于未滴入蔗糖溶液 细胞还没有发生质壁分离 只能看到紫色大液泡 故a错误 第二次观察时滴入少量的蔗糖溶液 细胞开始发生质壁分离 可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处 故b正确 吸水纸的主要作用是吸引蔗糖溶液从盖玻片的一侧流到另一侧 使全部洋葱鳞片叶浸润在蔗糖溶液中 c错误 第一次显微镜观察是为了获得实验前的形象 以便于和实验中的现象变化作对比 因此不可省略 故d错误 答案 b 2 2014 新课标全国卷 下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述 错误的是 a 与白色花瓣相比 采用红色花瓣有利于实验现象的观察b 用黑藻叶片进行实验时 叶绿体的存在会干扰实验现象的观察c 用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同d 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素 有利于实验现象的观察 解析 红色花瓣细胞的液泡呈红色 比白色花瓣更便于观察质壁分离现象 a项正确 黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色 叶绿体的存在使原生质层呈绿色 有利于实验现象的观察 b项错误 紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度不一定都相同 用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时观察到的质壁分离程度可能不同 c项正确 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡含有色素 呈紫色 有利于实验现象的观察 d项正确 答案 b 3 2014 新课标全国卷 将某植物花冠切成大小和形状相同的细条 分为a 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 结果如下图所示 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组细胞放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 4 0 5mol l 1之间 解析 实验前长度 实验后长度的比值为1时 水分进出细胞达到平衡 比值小于1表明细胞吸水 且比值越小花冠吸水越多 比值大于1表明细胞失水 且比值越大 花冠失水越多 据图可推知a组吸水多于b组 因此实验后a组细胞液中溶质浓度低于b组 f组比值大于b组 因此失水量大于b组 水分子进出细胞的方式是自由扩散 不消耗能量 由c组吸水 d组失水知细条细胞液浓度介于0 4 0 5mol l 1之间 答案 d 借助结构模式图 比较 区分不同物质的跨膜运输 结合图示着重区分物质通过选择透过性膜 半透膜 核膜的特点 1 选择透过性膜是指细胞膜等具有活性的生物膜 它具有半透膜的物理特性 更重要的是具有主动选择性 对物质的吸收与否及吸收的多少取决于膜上载体的种类与数量 因此不能将生物膜看作单纯的半透膜 2 半透膜是指某些物质可以通过 而另一些物质不能通过的多孔性薄膜 物质能否通过取决于分子的大小 如常见的半透膜有动物的膀胱膜 肠衣 鸡蛋的蛋壳膜等 水 葡萄糖等较小的分子可以通过 而蔗糖 蛋白质等较大的分子不能通过 3 核膜是双层膜 将细胞的核 质分开 由于其上有核孔 应属于特殊的半透膜 mrna只能通过核孔进入细胞质 而氨基酸 葡萄糖 离子和小分子等可通过核膜 可见 三者都能让一部分物质通过 另一部分物质不能通过 从这个角度来看 选择透过性膜 核膜是 特殊的半透膜 下图为动物细胞的细胞膜转运部分物质的示意图 下列分析不正确的是 a 根据乙侧耗能的情况可知 甲侧为细胞外 乙侧为细胞内 b 图中a和b不是静止的 其运动的特性有利于物质的跨膜运输c 图示中葡萄糖的跨膜运输方式与细胞吸收水分的方式相同d 用胰蛋白酶处理细胞膜 会影响葡萄糖 na 等物质的运输 解析 主动运输需要耗能 根据细胞内atp的供能情况可知 甲侧为外侧 乙侧为内侧 a正确 a代表磷脂分子 b代表蛋白质 a和b不是静止的 有利于物质的跨膜运输 b正确 从图中可知 葡萄糖进入细胞需载体蛋白协助 水分子进入细胞的方式为自由扩散 c错误 葡萄糖 na 等物质的运输 均需载体蛋白的协助 因此用蛋白酶处理细胞膜 会影响其运输 d正确 答案 c 图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内 外的相对浓度差异 其中通过图乙所示的过程来维持细胞内 外浓度差异的物质是 a na b k c 胰岛素d co2 解析 由图乙中所示的 atp adp pi 和载体蛋白可以判断出此生理过程为主动运输 再由糖蛋白主要位于细胞膜的外表面可以判定出这是某物质通过主动运输进入细胞的过程 胰岛素通过胞吐排出细胞 co2通过自由扩散排出细胞 因此c d不符合要求 正常情况下 细胞外的na 浓度高于细胞内的 细胞内的k 浓度高于细胞外的 而这种状况是通过主动运输来实现的 因此符合图乙所示过程的是b 答案 b a基础训练 1 2014 南京市考前冲刺 某兴趣小组为研究渗透吸水做了一个实验 该实验的简易渗透吸水装置如图甲所示 图甲中液面上升的高度与时间的关系如图乙所示 一成熟植物细胞被放在某外界溶液中发生的一种状态 此时细胞有活性 如图丙所示 请判断下列相关叙述中错误的是 a 由图甲中漏斗液面上升可知 实验开始时b侧液体的浓度大于a侧b 由图乙可知图甲中漏斗里溶液的吸水速率在下降c 图丙中相当于图甲中c结构的是 d 把图丙所示状态的细胞放在清水中 会发生质壁分离 解析 把图丙所示状态的细胞放在清水中 细胞会吸水发生质壁分离复原 答案 d 2 2015 哈师大附中高三测试 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 此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 该方式发生的条件为顺浓度梯度 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 3 2014 苏北四市期末 下列关于物质跨膜运输的叙述 正确的是 a 小分子物质均是通过自由扩散进出细胞b 协助扩散和自由扩散均不需要消耗能量c 分泌蛋白是通过主动运输的方式排到细胞外d 抑制细胞呼吸对细胞吸收k 的速率无影响 解析 气体分子及脂溶性小分子可以通过扩散进入细胞 氨基酸 离子等物质进出细胞一般是主动运输 红细胞吸收葡萄糖属于协助扩散 a错误 协助扩散和自由扩散不需要能量 其动力来自于浓度差 b正确 分泌蛋白是大分子物质 通过胞吐分泌到细胞外 c错误 细胞吸收k 的方式是主动运输 需要能量atp 所以抑制细胞呼吸会影响细胞吸收k 的速率 d错误 答案 b 4 2014 合肥模拟 某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系 分别用下列四种曲线表示 在研究肝细胞运输物质x时 发现与曲线 和 相符 试问 细胞膜运输物质x的方式是 a 主动运输b 自由扩散c 胞吞和胞吐d 协助扩散 解析 曲线 表明物质x的运输有饱和现象 即需要载体蛋白 曲线 表明物质x的运输过程与o2浓度无关 即不需要能量 由此可断定物质x的运输方式是协助扩散 答案 d b真题体验 1 2014 海南高考 关于植物根系吸收矿质离子的叙述 正确的是 a 植物根系吸收各种矿质离子的速率相同b 土壤温度不影响植物根系对矿质离子的吸收c 植物根细胞吸收矿质元素离子主要依靠渗透作用d 植物根细胞能逆浓度梯度吸收土壤中的矿质元素离子 解析 植物根系吸收各种矿质