高考生物一轮总复习 第4章 细胞的物质输入和输出 第1、2、3节 物质跨膜运输的实例和方式、生物膜的流动镶嵌模型课件 必修1.ppt

第4章 细胞的物质输入和输出 考纲导读 第1 2 3节 物质跨膜运输的实例和方式 生物膜的流动镶嵌模型 一 物质跨膜运输的实例 1 渗透作用的原理 半透膜 浓度差 1 渗透作用的产生条件 具有 半透膜两侧的溶液具有 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 由蔗糖溶液进入清水中的水分子 导致蔗糖溶液 液面 多于 升高 2 细胞的吸水和失水 细胞膜 液泡膜 细胞质 半透膜 大于 质壁分离 续表 渗透作用 质壁分离复原 渗透作用 大分子 选择透过性膜 3 物质跨膜运输的其他实例 水分子自由通过 一些离子和小分子也可以通过 其他的离子 小分子和 则不能通过 说明细胞膜和其他生物膜都是 二 生物膜的流动镶嵌模型 1 对生物膜结构的探索历程 脂质 脂质 蛋白质 两 续表 流动性 2 流动镶嵌模型的基本内容 1 结构模型 糖蛋白 磷脂双分子层 蛋白质 2 结构特点 特点 具有一定的 原因 组成膜的 和 大都是运动 的 流动性 磷脂分子 蛋白质分子 1 糖被只分布在细胞膜外表面 是否跨越这个界限 是判 断物质进出细胞膜的标志 2 除细胞膜外 其他生物膜的内 外两侧均没有糖被 三 物质出入细胞的方式 高浓度 低浓度 细胞外 细胞内 浓度差 能量 atp 需要 不需要 续表 判断正误 1 判断有关细胞吸水和失水叙述的正误 1 细胞膜对膜两侧水和离子的进出具有选择性 2 植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成 3 当外界溶液浓度大于细胞液浓度时 植物细胞一定会发 生质壁分离 4 发生质壁分离的植物细胞是死细胞 5 在渗透作用中 当半透膜两侧溶液浓度相等时 水分子 不再通过半透膜 答案 2 判断下列有关物质运输说法的正误 1 植物细胞通过主动运输吸收不同矿质离子的速率都相 同 2 植物主动运输矿质离子的过程只发生在活细胞中 3 低温不影响矿质离子的吸收速率 4 血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞属于自由扩散 5 氢离子可以通过扩散作用进入液泡内 答案 考点一 渗透系统的组成及原理分析 考点梳理 1 渗透系统的组成条件 续表 1 两侧溶液的物质的量浓度 大的一侧渗透压高 小的一 侧渗透压低 水分子由低浓度一侧 高浓度一侧 2 两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜 若不能 则只是高浓度一侧液面升高 若能 则先是高浓度一侧液面升高 随后另一侧液面升高 最后两侧液面相平 3 在达到渗透平衡时 一般两侧溶液的浓度并不相等 因为液面高的一侧形成的静水压 会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散 2 验证渗透作用发生的条件 高考探究 考向1 渗透作用的原理和条件 典例1 2015年海南卷 取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干 去除主脉后剪成大小相同的小块 随机分成三等份 之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液 甲 乙 丙 中 一定时间后测得甲的浓度变小 乙的浓度不变 丙的浓度变大 假设蔗糖分子不进出细胞 则关于这一实验结果 下列说法正确的是 a 实验前 丙的浓度 乙的浓度 甲的浓度 b 乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等c 实验中 细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散d 甲 丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动 引起的 解析 根据题干分析 生理状态相同的叶片的细胞液浓度是相同的 甲浓度 细胞液浓度 乙浓度 细胞液浓度 丙浓度 细胞液浓度 则实验前甲的浓度 乙的浓度 丙的浓度 a错误 乙的浓度不变是因为细胞内细胞液浓度与乙的浓度相等 b错误 水分移动属于自由扩散 c错误 甲 丙的浓度变化是由渗透作用引起的 是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的 d正确 答案 d 1 水分子的移动方向是双向的 但最终结果是由低浓度溶 液流向高浓度溶液的水分子数多 2 实验中观察指标为漏斗内液面变化 不能用烧杯液面变 化作描述指标 因现象不明显 3 渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度 而非质量浓度 实质是指渗透压 4 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绝对相等 考向2渗透作用原理的应用 典例2 2014年新课标 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 mol l 1之间 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 5 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组液泡中的溶质浓度低于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组失水可知细条细胞液浓度介于0 4 0 5mol l 1之间 答案 d 考向预测 1 2017年新课标 卷 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 的体积变化趋势如图所示 下列叙述正确的是 a 0 4h内物质a没有通过细胞膜进入细胞内b 0 1h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等c 2 3h内物质a溶液的渗透压小于细胞液的渗透压d 0 1h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压 解析 由图可知 原生质体的相对体积先下降后上升 所以该植物细胞发生了质壁分离后复原 自动复原的原因是物质a能进入细胞 a错误 质壁分离过程中 原生质体的收缩比整个细胞的收缩要快 b错误 2 3h内为质壁分离复原过程 物质a溶液的渗透压小于细胞液的渗透压 c正确 0 1h内发生质壁分离 细胞失水 液泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压 d错误 答案 c 2 2017年陕西长安质检 如图表示一个中间隔以半透膜 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 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 3 下列各项中不可以通过质壁分离与复原实验加以鉴定的 有 a 成熟植物细胞的死活b 蛋白质 淀粉 纤维素的亲水性依次递减c 成熟的植物细胞能进行渗透吸水d 原生质层和细胞壁伸缩性大小 解析 死亡的成熟植物细胞的细胞膜丧失了选择透过性 不会发生质壁分离及其复原 a正确 质壁分离与复原实验的原理是渗透作用 而蛋白质 淀粉 纤维素的亲水性是通过吸胀吸水实现的 因此无法通过质壁分离实验鉴定其亲水性 b错误 质壁分离利用的是渗透作用原理 因此能够证明植物细胞能进行渗透吸水 c正确 质壁分离与复原实验可以证明原生质层比细胞壁伸缩性大 d正确 答案 b 4 在一个新鲜萝卜中挖一凹槽 在凹槽中加入浓盐水 一段时间后 萝卜变软 凹槽中水分增多 下列图示的实验与此 bd 实验原理差异最大的是 ac答案 b 5 下图a为两个渗透装置 溶液a b为不同浓度的同种溶液 且a溶液浓度 b溶液浓度 c为清水 图b为显微镜下 观察到的某植物表皮细胞 下列叙述错误的是 a b a 图a中装置2的液面一段时间后会高于装置1的液面b 图b中的 相当于图a中的 c 若图b所示为某农作物根毛细胞 此时应及时灌溉d 图b中的 与图a中的 通透性不同 解析 根据题干 a溶液浓度 b溶液浓度 c为清水 可推断一段时间后装置2的液面高于装置1的液面 图b细胞中含有大液泡 因此可以构成渗透系统 其中原生质层相当于图a中的 半透膜 图b中 为细胞膜 为液泡膜 以及两者之间的细胞质即 共同构成原生质层 若图b所示为某农作物根毛细胞 图中细胞失水而发生了质壁分离 应及时灌溉 图b中的 具有选择透过性 图a中的 没有选择透过性 只要微粒大小小于膜上的孔径均可以通过 答案 b 考点二 影响物质跨膜运输的因素 考点梳理 1 物质跨膜运输方式图解 2 影响物质跨膜运输的因素 1 物质浓度 2 氧气浓度 3 温度 温度可影响生物膜的流动性和酶的活性 因而会 影响物质跨膜运输的速率 4 载体3 不同因素对主动运输的影响不同 1 内因 遗传因素 物质进出细胞的方式判断 1 根据分子大小与是否需要能量 载体蛋白 2 根据运输方向 逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运 输 生物或细胞 培养液 对某一物质吸收是否改 生物或细胞 培养液 对物质吸收速率是否改 探究物质跨膜方式的实验设计 1 探究是主动运输还是被动运输 呼吸抑制剂 变 若改变为主动运输 没有改变为被动运输 2 探究是自由扩散还是协助扩散 蛋白抑制剂 或蛋白酶 变 若改变为协助扩散 不改变为自由扩散 高考探究 考向1 物质出入细胞的方式 典例3 2016年江苏卷 下图为一种溶质分子跨膜运输的示 意图 下列相关叙述错误的是 a 载体 逆浓度运输溶质分子b 载体 具有atp酶活性c 载体 和 转运方式不同d 载体 转运溶质分子的速率比自由扩散快 解析 由图可知载体 逆浓度梯度运输溶质分子 a正确 载体 顺浓度梯度运输溶质分子 不消耗atp 不具有atp酶活性 b错误 载体 和 转运方式不同 前者是主动运输 后者是协助扩散 c正确 协助扩散有载体协助 自由扩散没有 前者快 d正确 答案 b 考向2 影响物质出入细胞方式的因素 典例4 2015年新课标 卷 将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中 一段时间后 测定根吸收某一矿质元素离子的量 培养条件及实验结果见下表 下列分析正确的是 a 有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收b 该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关c 氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗atpd 与空气相比 氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收 解析 由表格信息可知 同样温度条件下 空气环境中离子相对吸收量大 说明有氧条件有利于根对离子的吸收 a正确 同样的空气 不同温度条件下离子的相对吸收量不同 说明温度变化影响根对离子的吸收 b错误 同样的温度条件下 氮气环境中根对离子的相对吸收量少 说明根对离子的吸收需要消耗能量 atp 且氮气环境中不利于根对该离子的吸收 c d错误 答案 a 考向预测 6 2016年河南郑州二模 下列关于物质跨膜运输的叙述 错误的是 a 主动运输需要载体蛋白和atpb 胃蛋白酶需载体蛋白的协助才能进入消化道c 氧气以自由扩散的方式进入肺泡上皮细胞d 水盐调节过程中 肾小管上皮细胞对水的重吸收属于被动运输解析 胃蛋白酶为生物大分子 进出细胞的方式为胞吞和胞吐 不需要载体蛋白的协助 答案 b 7 2017年海南卷 将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲 乙两组 分别移入适宜的营养液中在光下培养 并给甲组的营养液适时通入空气 乙组不进行通气处理 一定时间后测得甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的 关于这一实验 现象 下列说法错误的是 a 给营养液通入空气有利于该植物的生长b 根细胞对a离子的吸收过程属于自由扩散c 根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗d 根细胞的有氧呼吸有利于根对a离子的吸收 解析 甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的 说明根对a离子的吸收为主动运输过程 主动运输过程需要能量和载体 b错误 c正确 给营养液通入的空气中含有氧气 根细胞获得氧气 有氧呼吸能正常进行 有利于根对a离子的吸收 有利于该植物的生长 a d正确 答案 b 8 如图甲表示某生物膜结构 图中a b c d e f表示某些物质 a b c d表示物质跨膜运输方式 图乙和图丙表示物质运输曲线 请据图回答 1 a代表 分子 b代表 d代 表 2 动物细胞吸水膨胀时b的厚度变小 说明b具有 3 甘油和葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程分别是 图中编号 4 若图甲是癌细胞的细胞膜 则膜上含量较正常细胞减小 的物质是 5 若图中是线粒体膜 b和c过程运输的气体分别是 b c运输方式符合图 所表示的物质运输曲线 6 na k 的运输方式符合图 所示曲线 答案 1 蛋白质 磷脂双分子层 糖蛋白 2 一定的流动性 5 o2 co2乙 3 b a 4 d 糖蛋白 6 丙 考点三 大分子和颗粒性物质进出细胞的方式 考点梳理 大分子物质进入细胞的方式为胞吞 不需要载体 但消耗能量 大分子物质出细胞的方式为胞吐 与胞吞相似 也需要消耗能量 胞吞和胞吐体现了细胞膜的流动性 高考探究 考向 大分子物质进出细胞的方式 典例5 2015年新课标 卷 下列过程中 不属于胞吐作用 的是 a 浆细胞分泌抗体到细胞外的过程b mrna从细胞核到细胞质的过程c 分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞到胞外的过程d 突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程 解析 胞吐是指细胞需要外排的大分子等物质 先在细胞内形成囊泡 囊泡移动到细胞膜处与细胞膜融合 将大分子物质排出细胞的现象 此过程需要消耗能量 浆细胞分泌抗体 胰腺的腺泡细胞向胞外分泌蛋白 突触小泡向突触间隙释放神经递质都属于胞吐 mrna是通过核孔从细胞核到细胞质的 不属于胞吐 答案 b 考向预测 9 某研究所运用 人工膜技术 制作的携带有单克隆抗体的磷脂微球体药物 如下图所示 药物被注射到实验鼠血液中一段时间后 首先在某种癌细胞内检测到该药物 据此认为 药物进入细胞的方式最可能是 a 抗体与细胞识别后诱导膜融合或胞吞b 药物分子通过微球体自由扩散进入细胞c 药物分子通过识别细胞膜载体的主动运输d 抗体与细胞识别后诱发微球体的主动侵染 解析 自由扩散是小分子物质通过细胞膜的方式 主动运输是依靠载体蛋白在atp供能的条件下运输物质的方式 药物分子不是病毒 也没有病毒的特定结构 不具有侵染性 据题意知该药物携带单克隆抗体 即大分子蛋白质 最可能被细胞识别后诱发细胞膜与药物发生融合或通过胞吞的方式进入细胞 答案 a 实验探究植物细胞的吸水和失水 1 实验原理 成熟 有明显液泡 的植物细胞能够与外界溶液组成一个渗透系统 通过渗透作用的方式吸水或失水 2 方法步骤与现象 1 自身对照的概念 指实验组与对照组在同一对象上进 行 不另设对照组 对照组 实验操作前的状态 现象 实验组 实验操作后的状态 现象 2 在 植物细胞的吸水和失水 实验中存在自身对照 实验对象 同一成熟的植物细胞 观察对象 液泡大小和颜色的变化 a过程 第一次对照b过程 第二次对照 操作 高浓度溶液处理对照 自然状态与质壁分离状态操作 低浓度溶液处理对照 复原后状态与质壁分离状态 典例 某同学在实验室中做 植物细胞的吸水和失水 实验时 在实验室教师的帮助下 进行了一系列的创新实验 实验步骤和现象如下表 对上表的推断或解释 不正确的是 a x为质壁分离 因为细胞壁伸缩性弱于细胞膜b y为质壁分离 可能导致细胞失水过多而死亡c z为细胞稍增大 细胞液颜色逐渐变浅d 组无变化是因为细胞吸水量等于失水量 亡 在1mol l的kno3溶液中 由于k 和no3能透过膜 故 先发生质壁分离再自动复原 由于k 和no3进入细胞内 细 解析 洋葱表皮细胞在0 3g ml蔗糖溶液中会发生质壁分离现象 而在0 5