高考生物总复习 第二单元 第三讲 物质跨膜运输的实例与方式课件 新人教版必修1.ppt

第二单元细胞的基本结构与物质的输入 输出 第三讲物质跨膜运输的实例与方式 必修一 知识点一 物质跨膜运输的实例1 细胞的吸水和失水 判断正误 1 渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差 2 植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成 3 细胞液就是细胞内的液体 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 5 动物细胞在任何情况下都不会发生质壁分离 6 动物细胞在任何条件下都不能发生渗透作用 2 物质跨膜运输的其他实例 1 不同物质的跨膜运输特点 水分子 高 低 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 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 不同种生物细胞对同种物质吸收具有 顺相对含量梯度 选择吸收 选择性 种类和数量 差异性 3 微生物吸收无机盐离子的特点不同微生物对不同无机盐离子的吸收表现出较大的差异 1 不同微生物对无机盐离子的吸收有 2 不同微生物对各种无机盐离子的不同 选择性 需要量 1 细胞吸水过程中 所有水分子都只能由外界溶液进入细胞液吗 提示 不一定 水分子在细胞膜上总是双向运动的 细胞吸水时 由外向内扩散的水分子总数多于由内向外扩散的水分子总数 1 渗透作用模型和成熟植物细胞与外界溶液形成的渗透系统比较 3 渗透系统的应用 1 比较不同溶液浓度大小 2 探究物质能否通过半透膜 以碘和淀粉为例 1 生物细胞在某外界溶液中的一种状态 此时细胞有活性 请回答下列问题 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 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 处充满的液体是 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中 发现液泡体积增大 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 发现细胞液泡体积也在增大 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水从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动引起的 因此 由图甲中漏斗内液面上升可知 b液体的浓度大于a 图乙反映的是随着吸水时间的延长 漏斗内液面升高的速度逐渐下降 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 中充满的液体是外界溶液 由于无法判断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 也可能是由于细胞壁的束缚 虽然细胞液的浓度大于外界溶液的浓度 液泡体积也不再增大 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 知识点二 物质运输的方式 连线 2 与协助扩散相比 主动运输跨膜方式有何特点 提示 与协助扩散相比 主动运输的跨膜方式特点表现为 可逆浓度梯度运输 及 消耗能量 1 物质跨膜运输方式 膜的选择透过性 1 载体是细胞膜上的一类蛋白质 它具有特异性 不同物质的载体不同 不同生物细胞膜上的载体的种类和数量也不同 2 载体具有饱和现象 当细胞膜上的载体达到饱和 细胞吸收该载体运载的物质的速率不再随物质的浓度的增大而增大 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 小肠细胞吸收葡萄糖则是主动运输 4 在跨膜运输方式中 只有主动运输需要能量 且能逆浓度梯度运输 2 物质非跨膜运输方式 膜的流动性 3 影响物质跨膜运输的因素 1 物质浓度 在一定的浓度范围内 自由扩散协助扩散或主动运输 3 温度 2 某科学家在研究物质运输时发现有下列四种曲线关系 在研究某种物质的运输时 发现与曲线 和 相符 最可能是下列哪一过程 a 糖从血浆进入人的成熟红细胞b na 通过离子通道进入神经细胞c 小肠上皮细胞从小肠内吸收氨基酸d 组织细胞从组织液吸收氧气解析 该种物质有最大运输速率 说明不是自由扩散 该物质运输与氧浓度有关 说明不是协助扩散 即该物质的运输方式为主动运输 a b c d运输方式分别为 协助扩散 协助扩散 主动运输 自由扩散 na 通过离子通道进入神经细胞与氧浓度无关 答案 c 3 2013 大连双基测试 下面是物质进出细胞方式的概念图 对图示分析正确的是 a 据图可确定 为既耗能又需载体蛋白的主动运输b 和 两种方式的共同特点是逆浓度梯度运输物质c 母乳中的免疫球蛋白可通过 和 两种方式被吸收d 果脯腌制时蔗糖进入细胞与 胞吞作用有关 解析 据图分析可知 是主动运输 是被动运输 分别为胞吞和胞吐 分别为自由扩散和协助扩散 主动运输既消耗能量也需要载体蛋白协助 被动运输的特点是物质顺浓度梯度运输 免疫球蛋白是大分子物质 通过胞吞作用吸收 蔗糖进入果脯细胞是因为在腌制过程中果脯细胞死亡 细胞膜失去了活性 答案 a 2012 北京高考 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 物质跨膜运输的实例 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 1 生物膜对物质出入具选择性的直接原因是膜载体种类和数量不同 2 生物膜对物质出入具选择性的根本原因 不同生物间存在差异 dna分子特异性决定膜载体种类 数量不同 同一生物不同细胞间存在差异 基因的选择性表达导致膜载体种类 数量有别 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 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 物质出入细胞膜的方式 解析 此题考查物质进出细胞的方式 o2 co2等气体通过自由扩散的方式进出细胞 a b不符合题意 许多离子和一些较大的分子如葡萄糖等 可以借助载体蛋白的协助 顺浓度梯度进出细胞 称为协助扩散 本题中的na 就可以通过协助扩散顺浓度梯度进入细胞 d不符合题意 k 从细胞外进入细胞内 逆浓度梯度运输 需消耗能量 为主动运输 c正确 答案 c 判断物质跨膜运输方式的方法 1 根据分子大小判断 2 根据运输方向判断 逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输 观察植物细胞的质壁分离及复原1 原理 成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用 2 流程 下图为某学生进行某实验的基本操作步骤 请回答以下问题 1 你认为他做该实验的目的是 2 b步骤主要观察洋葱鳞片叶表皮细胞中紫色 的大小以及 的位置 3 请描述c步骤的操作方法 4 某学生在f步骤观察时 发现质壁分离不能复原 最可能的原因是 5 通过实验发现 蔗糖溶液浓度不适宜会造成实验失败 请据此拟定一个相关的研究课题 解析 本题考查植物细胞吸水和失水的实验 1 由图分析可知 该实验是教材中探究植物细胞的吸水和失水实验 2 b步骤低倍镜下观察 主要目的是观察洋葱鳞片叶表皮细胞的液泡大小 原生质层的位置 3 步骤c是一种典型的引流法操作 4 发现质壁分离不能复原 说明植物细胞可能已死亡 原生质层失去了选择透过性 5 从蔗糖溶液浓度与质壁分离和复原的角度拟定实验课题 答案合理即可 答案 1 观察植物细胞的质壁分离与复原 或探究植物细胞在什么情况下会失水或吸水 或证明原生质层相当于一层半透膜等 2 中央 液泡原生质层 3 从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液 在另一侧用吸水纸吸引 重复几次 4 质壁分离时间过长 细胞失水过多而死亡 5 探究蔗糖溶液浓度对洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离和复原的影响 1 实验成功的关键 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 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 3 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 4 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 5 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 1 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 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 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 容易因过多吸水而涨破 a选项正确 答案 a 2 2011 北京高考 下列与细胞内物质运输有关的叙述 正确的是 a 叶绿体合成的atp通过核孔进入细胞核b 氢离子可以通过扩散作用进入液泡内c 溶酶体内的酶由内质网形成的小泡 囊泡 运入d 内质网的膜结构成分可以转移到细胞膜中 解析 叶绿体合成的atp进入叶绿体基质用于暗反应 不进入细胞核 氢离子进入液泡的方式是主动运输 溶酶体内的酶在核糖体上合成肽链 然后经内质网初步加工 再经高尔基体加工后运入的 内质网膜和细胞膜可以直接相连 因此 内质网和细胞膜的膜结构成分可以相互转移 答案 d 3 2011 新课标全国高考 将人的红细胞放入4 蒸馏水中 一段时间后红细胞破裂 主要原因是 a 红细胞膜具有水溶性b 红细胞的液泡体积增大c 蒸馏水大量进入红细胞d 低温时红细胞膜流动性增大解析 红细胞渗透吸水而涨破 答案 c 4 2011 重庆高考 下图为某种植物幼苗 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 其它条件相同且不变 下列有关叙述 错误的是 两组幼苗在kno3溶液中的鲜重变化 a 3h时 两组幼苗均已出现萎蔫现象 直接原因是蒸腾作用和根细胞失水b 6h后 甲组幼苗因根系开始吸收k no 吸水能力增强 使鲜重逐渐提高c 12h后 若继续培养 甲组幼苗的鲜重可能超过处理前 乙组幼苗将死亡d 实验表明 该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程 答案 b 5 2011 新课标全国高考 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