高考生物一轮复习 第7讲 物质跨膜运输的实例课件 新人教版必修1.ppt

必修 分子与细胞 第二章细胞的基本结构及物质运输功能 第7讲物质跨膜运输的实例 z整合核心考点 细胞的吸水和失水 2 动 植物细胞的吸水和失水 1 结构基础 2 吸水 失水的条件 细胞液 细胞质 半透膜和选择透过性膜有哪些异同点 提示 1 相同点 某些物质可以通过 另一些物质不能通过 2 不同点 选择透过性膜一定是半透膜 半透膜不一定是选择透过性膜 1 如图的甲 乙 丙是三种不同浓度的蔗糖溶液 将2 的蔗糖溶液置于用半透膜做成的袋子中 绑紧后再分别置于甲 乙 丙三种蔗糖溶液中 一段时间后 观察其情形如图所示 试推测甲 乙 丙溶液浓度的高低顺序为 a 甲 乙 丙b 甲 丙 乙c 乙 甲 丙d 乙 丙 甲 解析当袋子中蔗糖溶液的浓度高于外界溶液的浓度时 袋子将吸水膨胀 当袋子中蔗糖溶液的浓度等于外界溶液的浓度时 袋子形态将保持不变 当袋子中蔗糖溶液的浓度小于外界溶液的浓度时 袋子将失水皱缩 答案d 2 某同学在做植物细胞质壁分离实验时 观察到紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐缩小 这说明 a 洋葱表皮细胞是活细胞b 细胞液的溶质透出细胞c 蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度d 细胞壁收缩导致中央液泡失水 解析活细胞才会发生质壁分离 当细胞具有活性时 细胞膜具有选择透过性 不允许细胞液的溶质透出 由于外界蔗糖溶液的浓度高于细胞液的浓度 导致细胞失水 中央液泡逐渐缩小 答案a 3 下图为研究渗透作用的实验装置 请回答下列问题 1 漏斗内溶液 s1 和漏斗外溶液 s2 为两种不同浓度的蔗糖溶液 漏斗内外起始液面一致 渗透平衡时的液面差为 h 此时s1和s2浓度大小关系为 2 图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的 两者在物质透过功能上的差异是 s1 s2 原生质层 原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能 解析 1 从图中实验现象看出 漏斗内液面高于漏斗外液面 漏斗内压强大于漏斗外压强 s1 s2 2 成熟的植物细胞有大液泡 原生质层相当于半透膜 在一定浓度的外界溶液中时 就相当于一个渗透装置 图中半透膜模拟的是成熟植物细胞的原生质层 半透膜无选择透过性 小分子能通过 大分子不能通过 而原生质层由细胞膜 液泡膜和两层膜之间的细胞质构成 细胞膜和液泡膜是生物膜 具有选择透过性 可对物质有选择地吸收 排出 1 对比分析 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 1 实验原理 1 植物细胞壁的特点 伸缩性比原生质层 2 成熟的植物细胞构成渗透系统可以发生 小 渗透作用 2 实验步骤 1 质壁分离和复原实验流程 2 三次观察的实验现象 逐渐变小 逐渐变大 与细胞壁逐渐分离 逐渐贴近细胞壁 3 拓展应用 判断成熟植物细胞的死活待测成熟植物细胞 一定浓度的蔗糖溶液 活 死 比较不同植物细胞的细胞液浓度不同植物细胞 同一浓度的蔗糖溶液镜检 刚发生质壁分离所需时间比较 判断 或细胞液浓度 验证原生质层具有 如细胞在蔗糖溶液中 蔗糖不能进入细胞 证明细胞壁的伸缩性原生质层的伸缩性 质壁分离速度 选择透过性 小于 1 实验时一定要选择紫色洋葱外表皮细胞吗 提示不一定 但紫色洋葱外表皮细胞含有色素 使液泡呈现一定的颜色 更有利于观察 2 本实验选用0 3g ml的蔗糖溶液作试剂 若浓度过高或过低对实验有何影响 提示选用0 3g ml的蔗糖溶液作试剂 既明显出现质壁分离 又不会杀死细胞 若浓度过高 质壁分离速度快 细胞会因失水过多而死亡 不能再进行质壁分离复原 若浓度过低 不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢 3 若用适宜浓度的kno3溶液进行该实验 结果会发生质壁分离与复原吗 请简述原因 提示会 开始外界溶液浓度较大 细胞发生质壁分离 细胞主动吸收k 和no后 随着细胞液浓度增大 质壁分离又会自动复原 1 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 解析本题考查细胞质壁分离实验的选材 液泡有颜色的组织细胞观察质壁分离效果更明显 a项正确 黑藻叶片细胞中的叶绿体在细胞膜内 细胞发生质壁分离时 能以叶绿体为标志 观察原生质层的收缩 b项错误 紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位的细胞 液泡大小不同 细胞液浓度不同 发生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中的色素随着质壁分离的进行 颜色越来越深 有利于质壁分离现象的观察 d项正确 答案b 2 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 解析本题考查植物细胞的质壁分离和复原 成熟的植物细胞中 液泡占据了大多数的空间 无色的细胞质区域较小 a项错误 细胞的角隅处由于与外界接触面积大 失水速率较高 首先发生质壁分离 b项正确 吸水纸的作用在于吸引溶液 使细胞充分浸润在外界溶液中 c项错误 本实验中包含实验前后的自身对照 不能省略第一次显微观察 d项错误 答案b 3 某同学在实验室中做 观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原 实验时 在老师的帮助下 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原生质层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 组细胞大小无变化是因为细胞渗透吸水量等于失水量 解析由于细胞壁伸缩性弱于原生质层 植物细胞在高浓度蔗糖溶液中发生质壁分离 但如果蔗糖溶液浓度过高 如0 5g ml 1 可能导致植物细胞失水过多死亡 a b正确 在1mol l 1kno3溶液中 细胞先发生质壁分离 后来细胞吸收k 和no使细胞液浓度升高而发生自动复原 再滴加清水 细胞会吸水 体积稍增大 c正确 在1mol l 1醋酸溶液中 植物细胞死亡 d错误 答案d 观察植物细胞的质壁分离与复原实验的注意事项1 质壁分离和质壁分离复原中水分子移动是双向的 结果是双向水分子运动的差别所导致的现象 2 质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液 因细胞壁是全透性且有水分子通过原生质层渗出来 3 若用50 蔗糖溶液做实验 能发生质壁分离但不能复原 因为细胞过度失水而死亡 4 若用尿素 乙二醇 kno3 nacl做实验会出现自动复原现象 因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高 5 植物细胞的吸水和失水 实验中的自身对照 1 实验对象 同一成熟的植物细胞 2 观察指标 液泡大小 颜色深浅及原生质变化 3 实验中的两次对照 1 不同物质的跨膜运输特点 1 水分子 高 低 2 离子和小分子 依据细胞生命活动需要进行 2 水稻和番茄吸收不同离子的特点 顺相对含量梯度 选择吸收 1 同种生物细胞对不同物质的吸收具有 与其含有离子载体的 有关 2 不同种生物细胞对同种物质吸收具有 选择性 种类和数量 差异性 据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 用完全培养液在两个相同的容器内分别培养水稻和番茄苗 假设两植物的吸水速率相同 一段时间后 测定培养液中各种离子与实验开始时各种离子浓度之比如图所示 该实验结果不能说明 a 水稻吸收水的相对速率比吸收ca2 mg2 大b 不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的c 植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关d 与番茄相比 水稻对sio需要量大 对ca2 需要量小 解析对水稻而言溶液中ca2 和mg2 的浓度升高 这是水稻吸水快于吸收这两种离子的缘故 不同植物对不同离子的吸收情况并不相同 说明不同植物根细胞膜上载体的种类和数量是不同的 由题图可知水稻吸收sio多于番茄 对ca2 的吸收少于番茄 由题意无法判断植物对各种离子的吸收速率与离子浓度的关系 答案c t突破考疑考技 1 原生质 原生质层 原生质体的辨析 1 原生质是细胞内生命物质的总称 它的主要成分是蛋白质 核酸 脂质 原生质分化产生细胞膜 细胞质和细胞核 一个动物细胞就是一小团原生质 植物细胞由原生质和细胞壁组成 2 原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜 由细胞膜 液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成 不包括细胞核和液泡内的细胞液两部分 且仅存在于成熟的植物细胞中 3 原生质体是去除了植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构 可以认为原生质体包括原生质层 细胞液和细胞核三部分 2 扩散作用和渗透作用的关系物质从高浓度区域向低浓度区域的运动称为扩散作用 渗透作用是一种特殊方式的扩散 它是指水或其他溶剂分子通过半透膜 或选择透过性膜 进行的扩散 3 细胞液与细胞内液细胞液是指植物细胞液泡内的液体 细胞内液是指细胞内的液体环境 4 渗透平衡时水分子运动及溶液浓度大小渗透平衡时 半透膜两侧水分子移动达到平衡状态 不能认为没有水分子移动 半透膜两侧溶液浓度是不相等的 液面较高一侧溶液浓度大于另一侧 思维诊断 1 2016 保定市联考 质壁分离过程中 水分子外流导致细胞内渗透压升高 2 2016 东北师大附中期末 低温时红细胞膜流动性增大 3 2015 郑州质检 实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异 4 2015 湖北八校联考 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 5 2015 陕西师大模拟 低倍镜下就可以看到植物细胞质壁分离与复原 1 2014 课标全国理综 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 解析此题以柱形图形式考查植物细胞渗透吸水 失水的相关知识 由图可知 在此浓度范围内 随蔗糖溶液浓度升高 实验前后长度比值在逐渐增大 在0 2 0 4mol l 1的浓度范围内 细胞吸水 且吸水量逐渐减小 在0 5 0 7mol l 1的浓度范围内 细胞失水 且失水量逐渐增多 故a b两项错误 细胞吸水和失水的方式均为自由扩散 均不消耗atp 故c项错误 使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度 即实验前长度 实验后长度 1时的蔗糖浓度 由图可知应介于0 4 0 5mol l 1之间 故d项正确 答案d 2 2016 西安模拟 如图甲 乙为两个渗透装置 甲图是发生渗透作用时的初始状态 乙图是较长时间之后 通过漏斗内外的水分子达到动态平衡的状态 下列有关叙述错误的是 a 图中 为半透膜 水分子能自由通过b 图甲中溶液 的浓度大于溶液 的浓度c 图乙中溶液 的浓度与溶液 的浓度相等d 图甲中溶液 和 浓度差越大 则图乙中的水柱越高 解析渗透作用发生的条件是半透膜和膜两侧溶液具有浓度差 故图中 为半透膜 从乙图中水柱的液面上升 可推知甲图中溶液 的浓度大于溶液 的浓度 浓度差越大 水柱越高 当水柱不再上升时 漏斗内外水分子的进出达到平衡 由于水柱对半透膜存在着压强 故乙图中溶液 的浓度仍大于溶液 的浓度 答案c 3 2016 江西师大附中期末 如图表示多种植物成熟细胞在不同浓度 g ml 1 的蔗糖溶液内质壁分离的百分率 图中曲线表明这些植物细胞 a 细胞液浓度 蔗糖溶液浓度b 细胞液浓度 蔗糖溶液浓度c 有不同浓度的细胞液d 细胞膜有不同的选择透过性 解析随着溶液浓度增加 细胞质壁分离百分率由0 100变化说明 细胞之间细胞液浓度不同 但最大浓度不超过0 5g ml 1 答案c 4 2015 江西九校联考 一u形管中装有两种不同的溶液r和s 并用一半透性膜 x 隔开 与s相比 r溶液浓度较低 如图中阴影的深浅即代表浓度高低 当u形管内达到平衡时 溶液表现与浓度的关系是 答题时参看下图 a 右侧较高 两溶液浓度相等b 右侧较高 且右侧浓度较高c 左侧较高 且右侧浓度较高d 两侧高度相等 浓度相等 解析由于r浓度低于s 因此开始时水由r s扩散 使s液面升高 随着扩散的进行 r的渗透压增大 s的渗透压减小 液面差使s侧相对于r侧又产生了一个静水压 其中