高考生物一轮复习 17 物质跨膜运输的实例课件 新人教版必修1.ppt

半透膜 半透膜 浓度差 细胞膜 渗透作用 吸水膨胀 失水皱缩 外界溶液浓度 细胞质浓度 3 植物细胞的吸水和失水 植物细胞 全透 细胞膜 液泡膜 选择透过 半透膜 大液泡 细胞液 植物细胞 渗透作用 质壁分离 大于 吸水 质壁分离复原 浓度差 小于 问题探究1 植物细胞为什么不能吸水涨破 提示 因为植物细胞具有细胞壁 问题探究2 细胞吸水和失水过程中 吸水力如何变化 提示 细胞吸水时 吸水力逐渐下降 细胞失水时 吸水力逐渐上升 差异 同种离子 逆浓度梯度 水分子 离子 小分子 离子 大分子 选择透过性膜 问题探究3 生物膜对物质吸收的选择性的主要物质基质是什么 提示 生物膜上载体蛋白的种类和数量 答案 2 植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成 答案 3 细胞液就是细胞内的液体 答案 4 当外界溶液浓度大于细胞液浓度时 植物细胞就会发生质壁分离 答案 5 水稻和番茄对无机盐离子的吸收具有选择性 答案 6 无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的 答案 解析 洋葱鳞叶外表皮做质壁分离时 细胞的体积基本不变 细胞液浓度增大 答案 d 8 在一个新鲜萝卜上挖一凹槽 凹槽中放入浓盐水 过一段时间 结果是 a 萝卜变软 凹槽中液体增多b 萝卜变软 凹槽中液体减少c 萝卜变硬 凹槽中液体增多d 萝卜变硬 凹槽中液体减少 解析 萝卜细胞失水变软 凹槽中液体增加 答案 a 9 小明用玻璃槽 饱和蔗糖溶液和清水做成如图所示的实验置 进行生物膜透性的模拟实验 甲 乙两槽间的隔板中央圆圈为玻璃纸 玻璃纸是一种半透膜 蔗糖分子不能透过 而水分子能自由通过 几小时后 发现 a 甲槽内水的体积减小b 乙槽内溶液的体积减小c 甲槽内水的体积无变化d 乙槽内溶液的体积无变化 解析 半透膜具有一定的选择透过性 水分子可以通过 而蔗糖分子不能透过 通过渗透作用 甲槽内水的体积减小 答案 a a 离子浓度 载体数量b 离子浓度 呼吸作用强度c 载体数量 离子浓度d 载体数量 呼吸作用强度 解析 根对无机盐离子的吸收是一个主动运输过程 需要载体和atp a b点是在同等氧浓度下得到的 atp相同 其差异只能是因为相应载体数量的不同 b c点的差别则是由于氧浓度不同造成的 因而影响因素是呼吸作用强度 答案 d 1 图中细胞的细胞液浓度依次是 2 如图所示三个细胞是由于处于不同浓度的溶液中所致 则a图与b图细胞所处的外界溶液浓度是 3 假设将洋葱鳞片叶表皮细胞制成装片 并使之处于高渗溶液中而发生质壁分离 用显微镜观察一个细胞的质壁分离发生过程 发现该细胞形态的顺序将如上图所示的 解析 1 由于a b c表示同一细胞的不同生理状态 所以随质壁分离的程度加大 细胞失水增加 细胞液浓度逐渐增大 故c a b 2 a b表示两个细胞 细胞液浓度相同 处于不同浓度的溶液中 a质壁分离程度大 故a b 3 见 1 答案 1 cab 2 ab 3 bac 1 半透膜可以是生物性的选择透过性膜 如细胞膜 也可以是物理性的过滤膜 如玻璃纸 2 半透膜两侧的溶液具有浓度差 浓度差的实质是单位体积溶液中溶质分子数的差 即物质的量浓度之差 即摩尔浓度而不是质量浓度 2 动物细胞构成渗透系统可发生渗透作用动物细胞膜相当于一层半透膜 外界溶液浓度 细胞质浓度时 细胞吸水膨胀 反之 则细胞失水皱缩 当外界溶液浓度 细胞质浓度时 水分进出平衡 1 将 组卵母细胞放入低渗溶液后 水分子经自由扩散 渗透 穿过膜的 进入卵母细胞 2 将蛋白a的mrna注入卵母细胞一定时间后 该mrna 的蛋白质进入细胞膜 使细胞在低渗溶液中体积 3 与 组细胞相比 组细胞对水的通透性 说明hgcl2对蛋白a的功能有 作用 比较 组的结果 表明试剂m能够使蛋白a的功能 推测hgcl2没有改变蛋白a的氨基酸序列 而是破坏了蛋白a的 4 已知抗利尿激素通过与细胞膜上的 结合 可促进蛋白a插入肾小管上皮细胞膜中 从而加快肾小管上皮细胞对原尿中水分子的 5 综合上述结果 可以得出 的推论 解析 本题以蛋白a与水分子进入细胞的关系为背景考查了实验的分析和探究能力 1 组卵母细胞由于缺乏蛋白a 水分子经自由扩散穿过膜的磷脂双分子层进入细胞 2 将蛋白a的mrna注入卵母细胞后 该mrna经翻译过程合成的蛋白质进入细胞膜 使卵母细胞的水通透速率增大 细胞因大量吸水体积迅速增大 3 组与 组相比 低渗溶液中卵母细胞的水通透速率降低 说明 组细胞对水的通透性明显降低 可推测hgcl2抑制了蛋白a的功能 组细胞用试剂m处理后水通透速率明显升高 但仍低于 组细胞 由此说明试剂m可部分恢复蛋白a的功能 由于蛋白a的功能可恢复 说明hgcl2没有改变蛋白a的氨基酸序列 而是破坏了蛋白a的空间结构 4 抗利尿激素与靶细胞膜上的受体结合 使肾小管上皮细胞膜中蛋白a含量增多 从而增强了肾小管上皮细胞对原尿中水的重吸收 5 因为该实验的目的是研究蛋白a的功能 综合分析实验结果可知 蛋白a与水的吸收密切相关 从而得出蛋白a是水通道蛋白的推论 答案 1 磷脂双分子层 2 翻译迅速增大 3 明显降低抑制部分恢复空间结构 4 受体重吸收 5 蛋白a是水通道蛋白 渗透系统的应用1 比较不同溶液浓度大小 具有浓度差 特别提醒 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 故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动 解析 将人的红细胞放入4 蒸馏水中 红细胞会因大量蒸馏水进入而导致破裂 红细胞膜是脂溶性的 人的红细胞没有液泡 因低温时分子运动减慢而导致细胞膜的流动性降低 答案 c 2 如图所示 溶液x中含有绿色染料 溶液y中含有红色染料 溶液z中含有蓝色染料 实验开始时 两支漏斗中溶液液面的高度一样 10min后观察的结果是 溶液x液面上升 溶液y液面下降 溶液x中只有绿色染料 溶液y中含有红色和蓝色染料 溶液z中含有绿色和蓝色染料 下列有关叙述中 正确的是 a 溶液z的浓度最高b 溶液y的浓度最低c 溶液y中的溶质分子能够通过半透膜进入溶液x中d 溶液x中的溶质分子不能够通过半透膜进入溶液z中 解析 溶液x液面上升 且只有绿色染料 表明z中的溶剂进入了x 溶质没有进入x 溶液x的浓度较高 溶液y液面下降 且y中含有红色和蓝色染料 表明z中的蓝色染料进入了y 溶液y的浓度较低 则溶液y的浓度最低 答案 b 增添的实验材料 蔗糖酶溶液 斐林试剂 试管 滴管 水浴锅等 1 设计出继续实验的简要步骤 2 预测实验现象并作出结论 答案 1 向a b两管分别加入等量蔗糖酶溶液 水浴加热 或隔水加热 u型管至适宜温度 观察a b两管内液面的变化 吸取a b两管内适量液体 分别加入a b两试管中 并加入斐林试剂 60 65 水浴加热 观察a b试管内有无砖红色沉淀 2 如果a b两管液面高度差缩小且a b试管内均有砖红色沉淀 则蔗糖的水解产物能通过半透膜 如果a b两管液面高度差增大且a试管内无砖红色沉淀 b试管内有砖红色沉淀 则蔗糖的水解产物不能通过半透膜 1 实验原理一个处于外界溶液中的成熟植物细胞和外界溶液构成一个渗透系统 因为成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜 细胞液具有一定的浓度 与外界溶液能够产生浓度差 所以成熟的植物细胞能与外界溶液发生渗透作用 2011 课标 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 本题考查了植物细胞的吸水与失水及水分进出细胞的运输方式 将洋葱表皮细胞分别放入完全营养液和蒸馏水中时 细胞的吸水量不同 放入蒸馏水中的细胞由于细胞液的浓度与蒸馏水相差较大 吸水较多 当再将其放为0 3g ml的蔗糖溶液中时 失水也多 水分进出细胞的方式是被动运输 答案 c 1 实验基本技术要求 1 选材 最常用的实验材料是紫色洋葱鳞片叶 它的外表皮细胞的液泡较大 细胞液中有紫色的花青素 在显微镜下 紫色大液泡十分明显 能方便地观察到质壁分离及其复原的过程 若无紫色洋葱 可用葫芦藓或其他藓类植物的叶片代替 藓类植物的叶片仅一层细胞且每个叶肉细胞内含多个叶绿体 选择材料必须都是活细胞 否则将不会出现质壁分离及其复原现象 因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性 2 试剂选择 使细胞发生质壁分离的试剂不只一种 只要不伤害细胞即可 常用的试剂有质量分数为5 的食盐溶液和质量分数为0 3g ml的蔗糖溶液 用质量分数为5 的食盐溶液做分离试剂 细胞质壁分离和复原的速度较快 用质量分数为0 3g ml的蔗糖溶液做分离试剂 细胞发生质壁分离和复原的速度较缓慢 但便于观察变化过程 使用质量分数为7 的尿素溶液或甘油或质量浓度为0 1g ml的硝酸钾溶液可使细胞发生质壁分离 但之后会自动复原 原因是这些溶液中的溶质也能通过原生质层 只是比水的速度慢 试剂浓度影响细胞发生质壁分离的速度 试剂浓度越高 发生质壁分离的速度越快 但试剂浓度过高 细胞会因过度失水而死亡 无法复原 3 观察本实验要求用低倍镜观察 在显微镜载物台上进行引流换液操作时 除按显微镜操作注意事项进行操作外 还要细心 不要一次滴液太多 避免糖液溢至盖玻片上 污染物镜镜头 在观察质壁分离现象时 要在显微镜下找到处于鳞片叶外表皮边缘的细胞 因为这里的细胞最先接触蔗糖溶液 因而也会先出现质壁分离 同理 观察质壁分离复原时 也应如此 特别提醒 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 分离时 原生质层的外界面是细胞膜 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 本题考查的是质壁分离实验 发生质壁分离的条件有原生质层相当于半透膜 细胞壁具有全透性 具有大液泡 故b c d对 只有a中l是细胞壁 m是液泡 由于已发生质壁分离空白处n不可能是细胞质 故a错 答案 a a 马铃薯细胞液的平均浓度约为25g l 1b 当溶液浓度为40g l 1时 细胞开始发生质壁分离c 在溶液浓度为40g l 1 60g l 1的范围内 细胞壁也有一定程度的收缩d 在溶液浓度50g l 1 细胞均因发生质壁分离过度而死亡 解析 本题主要考查学生的实验与探究能力 中等难度 本实验的自变量为蔗糖溶液浓度 马铃薯条的正常长度为5cm 在蔗糖溶液浓度为30g l 1左右时 细胞液浓度等于外界溶液浓度 细胞不吸水也不失水 外界溶液浓度大于细胞液浓度时细胞失水 反之 吸水 当溶液浓度大于70g l 1时 细胞不再发生变化 可能是失水过多而死亡 答案 c a b c d 错因分析 对选择透过性膜与半透膜分辨不清 正确解答 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 具有选择透过性就必然具有半透性 而且只有活的生物膜才具有选择透过性 选c 错因分析 对原生质层和原生质体分辨不清 正确解答 植物细胞去掉细胞壁剩余部分叫原生质体 选b a 甲b 乙c 丙d 丁 解析 由题意可知 要选的膜应该是半透膜 要能让水分子通过 而蔗糖分子却不能通过的一种膜 这种膜能使漏斗液面上升 最后在渗透压及压力等的作用下达到平衡 而右图中只有甲符合此要求 答案 a a b c d 解析 该实验的原理是植物细胞原生质层的选择透过性及原生质层与细胞壁伸缩性的差异 只有保持细胞生活状态 才能保证原生质层具有选择透过性 使细胞失水而发生质壁分离 吸水复原 选用细胞液有颜色的植物细胞是方便观察 更清楚地看清质壁分离和复原的情况 与是否发生质壁分离和复原无关 细胞液无颜色的植物细胞在相同的条件下照样也可以发生质壁分离和复原 外界溶液如果对细胞有毒害作用 可能会损伤或杀死细胞 使其失去选择透过性 也不能发生质壁分离和复原 如果外界溶液浓度过低 植物和细胞不仅不失去水分 还可能会稍微吸收水分 发生一定程度的膨胀 如果外界溶液浓度过高 会使细胞严重脱水而死亡 也不能发生质壁分离 所以外界溶液浓度要求适中 不能过高或过低 答案 a 细胞吸水与失水过程中的动态变化规律 材料用具 紫色洋葱 显微镜 载玻片 盖玻片 吸水纸 滴管等 供选择的试剂 清水 质量浓度为0 1g ml的kno3溶液 质量浓度为0 3g ml的蔗糖溶液 质量浓度为0 5g ml的蔗糖溶液 1 b c过程中 细胞应处于哪种试剂中 细胞液的浓度变化是 2 某同学在实验中观察到 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞先出现了b a过程 随后又自动发生了a b过程 请将该同学的实验操作步骤补充完整 将一小块紫色洋葱鳞片叶外表皮平展在载玻片中央