高考生物一轮复习 132物质出入细胞的方式课件 教科版.ppt

第2讲物质出入细胞的方式 物质出入细胞的方式 实验 观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原 知识点一扩散和渗透1 质膜具有性 它具有的功能 不同的物质出入细胞的方式是不同的 2 扩散是分子或离子从处向处运动的现象 扩散使得该分子分布均匀 直到平衡 这个过程是比较慢的 3 水分子通过膜的扩散称为 水分子是从其处向处扩散 选择透 调控物质出入细胞 高浓度 低浓度 渗透 分子数相对较多 相对较少 4 动植物细胞的吸水和失水 1 当细胞内外水分子的相对数目 也就是溶液浓度时 红细胞和植物细胞都没有发生变化 2 当细胞外水分子相对 也就是溶液浓度相对 红细胞在水中会因渗透作用 植物细胞在水中也会因渗透作用吸水而膨胀 但不会像红细胞那样发生破裂 因为植物细胞的最外层是 3 当细胞外水分子相对 也就是溶液浓度相对 红细胞会因渗透作用失去水分而导致细胞 植物细胞会因渗透作用失水 质膜连同以内的部分收缩而发生 相等 相等 较多 低时 吸水而破裂 细胞壁 较少 高时 收缩 质壁分离 思考1 在农业生产中 给作物施肥后一般要及时灌溉 请分析其中的原因 提示 防止外界溶液浓度过大 造成植物失水 知识点二物质出入细胞方式的比较连一连 思考2 主动转运与易化扩散相比 有何特别之处 二者有无共性 提示 与易化扩散相比 主动转动可 逆浓度梯度 实现物质的转运 该转运方式需 消耗能量 但主动转运和易化扩散均需 载体 协助 物质运输方式 判断正误下列现象属于渗透作用的是 1 水分子通过植物细胞的细胞壁 2 水分子或其他溶剂分子通过细胞膜 3 蔗糖分子通过细胞壁 4 水分子或其他溶剂分子通过液泡膜 5 水分子或其他溶剂分子通过原生质层 6 干大豆种子泡在清水中逐渐胀大 7 暑天新鲜蔬菜在空气中萎蔫 渗透系统的组成及相关应用 高考地位 5年8考 2012 上海单科 北京理综 2011课标卷 典例1 成熟的植物细胞具有中央大液泡 可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水 图甲表示渗透装置吸水示意图 图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系 图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态 此时细胞有活性 请据图回答下列问题 1 由图甲漏斗液面上升可知 实验初始时c两侧浓度大小是a b 大于 小于 等于 由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在 最终液面不再上升 当液面不再上升时 c两侧浓度大小是a b 2 图丙中相当于图甲中c结构的是 填序号 结构 当中充满的液体是 此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是 a 细胞液 外界溶液b 细胞液 外界溶液c 细胞液 外界溶液d 都有可能 3 把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中 发现细胞液泡体积增大 说明细胞在渗透吸水 细胞能否无限吸水 原因是 4 把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中 发现细胞液泡体积在增大 当液泡体积不再增大时 细胞液浓度是否一定和外界溶液浓度相等 解析 1 漏斗内液面的上升是由细胞吸水引起的 水从溶液浓度低的一侧向浓度高的一侧移动 因此 由图甲中漏斗内液面上升可知 a侧液体的浓度小于b侧 图乙反映的是随吸水时间的延长 漏斗内液面升高的速率逐渐下降 这是由浓度差缩小造成的 考虑到漏斗内液柱压力的作用 当液面不再上升时 a侧的浓度小于b侧 2 图甲中c为半透膜 在图丙中可将细胞膜 液泡膜 和两层膜之间的细胞质 视作一层半透膜 结构 当中充满的液体是外界溶液 由于无法判断图丙的细胞是在吸水还是失水 因此 无法确定此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系 3 对于植物细胞而言 由于细胞壁的存在 且细胞壁的弹性有限 因此 细胞不可能无限吸水 当细胞因吸水体积增大到细胞壁所能膨大的最大限度时 细胞将不再吸水 4 液泡体积不再增大时 细胞液浓度不一定和外界溶液的浓度相等 原因与 3 小题相同 答案 1 小于下降小于 2 外界溶液d 3 不能细胞壁对原生质层有支持和保护的作用 4 不一定 本考点多以实验分析探究形式与物质跨膜运输方式结合进行命题 题目以选择题为主 偶尔可有实验分析题 1 植物细胞与渗透系统 2 渗透系统的应用 1 比较不同溶液浓度大小 2 验证渗透作用发生的条件 具有半透膜 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 物质跨膜运输 简单扩散 易化扩散 主动转运 体现了生物膜的选择透性 大分子物质和颗粒性物质的胞吞 胞吐体现了生物膜的流动性 2 不同细胞吸收同一物质的方式可能不同 如红细胞吸收葡萄糖的方式为易化扩散 而小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则为主动转运 3 渗透系统的组成 如图 可归纳为 一膜 两液 兼 一差 训练1 2013 浙江金华十校期末 8 半透膜对淀粉和葡萄糖的通透性不同 如图1 预测图2的实验结果 开始时漏斗内外液面相平 最可能的是 a 图甲中水柱a将持续上升b 图甲中水柱a将保持不变c 图乙中水柱b将保持不变d 图乙中水柱b将先上升后下降解析因淀粉不能透过半透膜 故图甲中的水柱a上升到最大高度后将静止 随着葡萄糖可以透过半透膜 故图乙漏斗内液体先表现吸水 随着葡萄糖的外渗 当漏斗内溶液浓度小于外界溶液浓度时 漏斗内液体又表现为失水 答案d 训练2 2013 杭州期中质检 紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离后 在显微镜下观察到的正确图示是 解析紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离后 液泡因失水而紫色加深 答案c 典例2 2012 浙江理综 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 物质出入细胞的方式及影响因素 高考地位 5年12考 2012 浙江理综 安徽理综 海南单科 解析小分子和离子出入细胞的方式有被动转运和主动转运 被动转运指物质由浓度较高的一侧转运至浓度较低的一侧 且不需要消耗能量 如o2 co2等小分子跨膜扩散以及水的渗透 另外易化扩散也属于被动转运 但需要载体蛋白 主动转运是指物质从低浓度一侧转运至高浓度一侧 且需要载体蛋白 消耗能量 如本题中k 进入细胞内的方式 答案c 此考点是高考的常考点 考查各种运输方式的特点时 多以选择题形式出现 侧重能力考查时 往往以图表分析 曲线分析或实验分析形式进行综合考查 非选择题及选择题均有呈现 1 小分子和离子的跨膜运输 2 大分子和颗粒性物质出入细胞的方式 3 影响简单扩散 易化扩散 主动转运的因素 1 影响简单扩散的因素 细胞膜内外物质的浓度差 2 影响易化扩散的因素 细胞膜内外物质的浓度差 细胞膜上载体的种类和数量 3 影响主动转运的因素 载体 核糖体 能量 细胞溶胶和线粒体 凡能影响细胞内产生能量的因素 都能影响主动转运 如氧气浓度 温度等 判断物质运输方式的方法 1 根据分大小与载体 能量的需要 2 根据运输方向 逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动转运 训练3 2013 杭州师大附中2月考 na k 泵是一种常见的atp 驱动泵 如图所示 是在动物细胞的能量系统中起主要作用的载体蛋白 也是能催化atp水解的酶 这种泵每消耗1分子的atp 就逆浓度梯度将3分子的na 泵出细胞外 将2分子的k 泵入细胞内 由此可知 a 该载体蛋白不一定能催化atp水解 但一定能促进物质的转运b na 通过na k 泵的跨膜运输方式是主动转运 k 通过na k 泵的跨膜运输方式是易化扩散c 葡萄糖进入红细胞的方式与na 和k 通过na k 泵跨膜运输的方式相同d na k 泵对维持动物细胞的渗透压平衡起着非常重要的作用 解析该载体蛋白可以促进na 和k 的跨膜运输过程 葡萄糖以易化扩散方式进入红细胞 而na 和k 通过na k 泵的跨膜运输是需要消耗能量的主动转运过程 na k 泵对维持动物细胞的渗透压平衡起着非常重要的作用 答案d 训练4 植物根细胞对矿质元素离子的吸收速率受各种因素影响 下列曲线错误的是 解析植物根细胞对矿质离子的吸收是通过主动转运来实现的 主动转运可以逆浓度梯度进行 主动转运需要载体蛋白和能量 因此载体蛋白的数量影响矿质离子的吸收速率 氧气浓度的高低影响呼吸作用 进而影响能量的供应 自然影响矿质离子的吸收 答案a 特别提醒 1 载体具特异性 不同生物细胞膜上载体种类和数量不同 与dna分子特异性有关 同种生物不同细胞中膜载体种类和数量不同与 基因选择性表达 有关 2 载体具有饱和现象 当细胞膜上的某物质的载体达到饱和时 细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大 误区混淆半透膜与选择透性膜点拨 1 两者共性 允许小分子通过 大分子都不能通过 2 二者区别 是否具 选择性 半透膜可以是生物性的选择透性膜 也可以是无生命的物理性膜 即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 选择透性膜是具有生命的生物膜 载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否选择性吸收 细胞死亡或膜载体蛋白失活后 其选择透性丧失 辨析1个误区 规避2个易失分点 易失分点1混淆 摩尔浓度 与 质量浓度 点拨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同 但摩尔浓度是10 蔗糖溶液的小 故水分子由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动 易失分点2误认为渗透平衡时 浓度相等点拨渗透平衡 浓度相等 达到渗透平衡时 半透膜两侧水分子移动达动态平衡 此时膜两侧溶液的浓度未必相等 如透析袋内蔗糖溶液与透析袋外的清水可达渗透平衡 但浓度总不会相等 纠错演练1 下列关于选择透性膜与半透膜的关系 正确的说法是 具有半透性必然具有选择透性 具有选择透性必然具有半透性 活的生物膜才具有选择透性 只有活的生物膜才具有半透性a b c d 解析半透膜是指小分子物质能通过 而大分子物质不能通过的膜 半透膜不一定是活的生物膜 如玻璃纸即为没有活性的半透膜 活的生物膜不仅具有半透性 还具有选择透性 只有被细胞选择吸收的小分子物质才能通过 因此 具有选择透性就必然具有半透性 而且只有活的生物膜才具有选择透性 答案c 2 如图所示 u形管中间被一种能允许水分子通过而其他分子不能通过的半透膜隔开 现在两侧分别加入物质的量浓度为0 1mol l的蔗糖溶液和麦芽糖溶液 一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的 若向u形管右侧加入某种微量物质 不直接影响溶液浓度 右侧液面高度上升 那么加入的这种微量物质最可能是 a 右侧液面高度下降 胰岛素b 右侧液面高度下降 蔗糖酶c 两侧液面高度不变 麦芽糖酶d 两侧液面高度不变 蒸馏水 解析发生渗透作用的 浓度 指的是 物质的量浓度 而不是 质量浓度 由题意可知 半透膜允许水分子通过而其他分子不能通过 又由于半透膜两侧的蔗糖溶液的物质的量浓度和麦芽糖溶液的物质的量浓度相等 所以通过半透膜向对侧扩散的水分子数相等 两侧液面高度保持不变 向u形管右侧加入某种微量物质后 右侧液面高度上升 由选项给出的物质来看只能是麦芽糖酶 因为麦芽糖酶能将麦芽糖分解成单糖 使右侧溶液物质的量浓度升高 水分子由低浓度流向高浓度 从而导致右侧液面高度上升 答案c 观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原1 实验原理 原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大 当外界溶液浓度大于细胞液浓度时 细胞失水 原生质层收缩进而质壁分离 当细胞液浓度大于外界溶液浓度时 细胞渗透吸水 使质壁分离复原 2 流程 本考点在高考中属高频考点之一 题目多以实验探究的选择题或非选择题形式呈现 内容侧重于实验原理及实验结果分析 典例 将浸润在质量浓度为0 3g ml蔗糖溶液中的紫色洋葱表皮制成装片 放在显微镜下观察 结果如图所示 请据图回答下列问题 1 洋葱表皮细胞通过渗透作用失水 导致细胞发生质壁分离 原生质层在该过程中充当了 以下结构或物质属于原生质层的是 a 液泡膜b 线粒体c 液泡色素d 细胞核e 细胞壁 2 请在坐标系中绘出细胞吸水力随质壁分离程度变化曲线 3 若将装片放在80 的条件下处理一段时间 装片中的溶液仍保持质量浓度为0 3g ml 后 放在显微镜下观察 在清晰看到细胞结构后为了更准确判断a处颜色 应该如何操作显微镜 4 藓类小叶是否是观察线粒体的理想实验材料 为什么 解析 1 成熟植物细胞的质膜 液泡膜及两层膜之间的细胞质部分组成原生质层 充当了半透膜 细胞核 液泡内的成分不属于原生质层 2 细胞随着质壁分离程度加大 细胞液浓度增加 细胞吸水力也增加 因细胞有最大分离程度 故吸水力也有最大值 3 调节显微镜粗 细准焦螺旋可以使图像清晰 调节光圈 反光镜可以改变视野亮度 在清晰看到细胞结构后为了更准确判断 不需要调节粗 细准焦螺旋 4 藓类叶肉细胞中有叶绿体 影响对被染成蓝绿色的线粒体的观察 答案 1 半透膜ab 2 如图 3 调节光圈 反光镜以改变视野亮度 4 不是细胞中有叶绿体 影响染色后的线粒体的观察 1 实验成功的关键是实验材料的选择 必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞 便于在显微镜下观察 2 在这一实验中有两次对照 具体分析如下 1 2012 上海单科 22 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 这是因为动物细胞 a 没有细胞壁 对培养基的渗透压更敏感b 渗透压远高于细菌或植物细胞的渗透压c 没有成熟大液泡 渗透压调节能力差d 生长缓慢 各生长阶段对环境的渗透压要求不同 渗透作用的原理及实例 解析本题考查渗透压与渗透吸水 维持细胞形态和功能的内在联系等方面的知识 细胞内外液的渗透压之差是细胞吸水或失水的动力 动物细胞与植物细胞相比没有细胞壁的保护 容易因过多吸水而胀破 a选项正确 答案a 2 2012 广东理综 24 小杨对4种实验材料的研究及观察记录见下表 正确的是 双选 解析胚胎干细胞的分裂方式为有丝分裂 不会发生同源染色体联会的现象 a项错误 紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色的大液泡 适合做质壁分离及复原实验 b项正确 黑藻叶片是由单层细胞构成 所以适宜观察叶绿体的活动 c项正确 大肠杆菌属于原核生物 无核仁 d项错误 答案bc 3 2011 重庆理综 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 其他条件相同且不变 下列有关叙述 错误的是 4 2012 海南单科 11 在动物细胞的物质运输中 属于简单扩散的是 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气体分子 脂溶性物质出入细胞的方式为简单扩散 a c d三项所述物质进入细胞的方式均为主动转运 答案b 物质出入细胞的方式 5 2012 安徽理综 2 蛙的神经元内 外na 浓度分别是15mmol l和120mmol l 在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有na 流入细胞 膜电位恢复过程中有na 排出细胞 下列判断正确的是 a na 流入是被动转运 排出是主动转运b na 流入是主动转运 排出是被动转运c na 流入和排出都是被动转运d na 流入和排出都是主动转运 解析na 流入是通过钠离子通道实现的 是顺浓度梯度运输 不需要消耗能量 属于被动转运 na 排出是通过载体蛋白实现的 是逆浓度梯度运输 需要消耗能量 属于主动转运 答案a 6 2012 北京理综 31 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 组卵母细胞放入低渗溶液后 水分子经简单扩散 渗透 穿过膜的 进入卵母细胞 2 将蛋白a的mrna注入卵母细胞