【金版教程】高考生物一轮复习 2 物质跨膜运输的实例课件 新人教版.ppt

1 原理发生了作用 该作用必须具备两个条件 具有 膜两侧溶液具有 渗透 半透膜 浓度差 2 动物细胞的吸水和失水 1 动物细胞的细胞膜相当于 2 条件及现象 外界溶液浓度细胞质浓度时 细胞吸水膨胀 外界溶液浓度细胞质浓度时 细胞失水皱缩 外界溶液浓度细胞质浓度时 水分子进出细胞处于动态平衡 一层半透膜 小于 大于 等于 3 植物细胞的吸水和失水 1 成熟植物细胞的结构 2 原理和现象 外界溶液浓度细胞液浓度时 细胞失水 发生现象 外界溶液浓度细胞液浓度时 细胞吸水 发生现象 3 质壁分离的原因 外因 浓度 外界溶液浓度 细胞通过渗透作用失水 内因 细胞壁的伸缩性原生质层的伸缩性 大于 质壁分离 小于 质壁分离复原 细胞液 小于 名师点拨 只有成熟植物细胞才发生质壁分离现象 动物细胞无细胞壁 会发生吸水胀破现象 但植物细胞有细胞壁不会因吸水而胀破 渗透作用是指水分子等溶剂分子透过半透膜 由低浓度溶液向高浓度溶液的扩散 小贴士 1 细胞吸水时 水分子跨膜运输的状态如何 提示 水分子在细胞膜上总是双向运动的 只不过在细胞吸水时 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 物质跨膜运输的特点 1 水分子是跨膜运输的 2 无机盐的跨膜运输 水稻和番茄对离子的吸收具有 人体甲状腺滤泡上皮细胞可以从血液中吸收碘 不同微生物对不同矿物质的吸收表现出 顺相对含量的梯度 选择性 逆相对含量梯度 较大的差异 2 生物膜的功能特性 1 细胞膜和其他生物膜都是 水分子 一些离子和小分子可以通过 而其他离子 小分子和大分子则不能通过 2 生物膜的选择透过性是的一个重要特征 选择透过性膜 活细胞 2 半透膜和选择透过性膜有哪些异同点 提示 相同点 某些物质可以通过 另一些物质不能通过 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 渗透作用模型和植物细胞与外界溶液形成渗透系统比较 2 系统的水分流动方向对于被半透膜隔开的两个溶液体系s1和s2 如图所示 1 当s1浓度 s2浓度时 由s2 s1的水分子数多于由s1 s2的水分子数 2 当s1浓度 s2浓度时 由s1 s2的水分子数多于由s2 s1的水分子数 3 当s1浓度 s2浓度时 由s1 s2和由s2 s1的水分子数相等 3 验证渗透作用发生的条件 1 验证渗透作用必须具有半透膜 单一变量设为是否具备 半透膜 2 验证渗透作用必须具有浓度差 单一变量设为半透膜两侧是否具 浓度差 4 渗透装置的应用 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 渗透装置适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的大小 2 两溶液间的水分子进行双向运动 我们只是观测出水分子双向运动的差所导致的液面改变 3 溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度 如质量浓度均为10 的葡萄糖溶液和蔗糖溶液 10 的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渗透 2012 山东潍坊质检 如图实验装置 玻璃槽中是蒸馏水 半透膜允许单糖透过 倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液 一段时间后再加入蔗糖酶 最可能的实验现象是 a 漏斗中液面开始时先上升 加酶后又下降b 在玻璃槽中会测到蔗糖和蔗糖酶c 漏斗中液面开始时先下降 加酶后一直上升d 在玻璃槽中会测到葡萄糖 果糖和蔗糖酶 解析 实验开始时 蔗糖不能透过半透膜 所以单位时间内通过半透膜渗透进长颈漏斗中的水分子数比渗透出来的多 漏斗内液面上升 而加入蔗糖酶后 蔗糖酶将蔗糖分解为单糖 单糖分子能透过半透膜进入玻璃槽中 使玻璃槽内液体浓度升高 水分子从长颈漏斗内渗出的较多 一段时间后 漏斗内液面下降 蔗糖酶是大分子 不能透过半透膜进入到玻璃槽中 答案 a 1 水分子进出细胞 2 物质跨膜运输具选择性的原因 1 直接原因 不同细胞的细胞膜上载体蛋白的种类与数量不同 2 根本原因 控制膜载体蛋白形成的基因 dna分子 的特异性所决定 在植株培养过程中 若水分吸收量相对较多 而某些离子吸收量相对较少 则会导致培养液中该离子浓度高于初始浓度 这也说明吸水和吸收无机盐离子是两个相对独立的过程 2012 江苏南通模拟 用完全相同的培养液 在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗 在二者吸水速率几乎相同的情况下 72小时后培养液中部分离子浓度发生了如下表的变化 表中数据为72小时后溶液中部分离子浓度占开始时的百分比 分析下表 不能得出的结论是 a 不同植物对矿质元素的吸收量是不同的b 不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的c 与番茄相比 水稻对sio吸收量大 对ca2 吸收量小d 植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度呈正相关 思路点拨 答案 d 对渗透作用的考查读图析图 根据图示可从以下几个方面读取信息 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 4 b图中若浸在烧杯低浓度溶液中的是透析袋 由于透析袋内的溶质分子不能透过 吸收一定水分后 膨胀到一定程度 受到透析袋的束缚力 水分子进出达到动态平衡 此时透析袋内外的溶液浓度是不相等的 透析袋内溶液浓度仍高于烧杯中的液体浓度 如图为一渗透作用装置 半透膜小袋内充满30 的蔗糖溶液 用不同表面积的半透膜小袋实验 开始一段时间 玻璃管内液面高度变化的相关曲线最可能是 横坐标表示表面积 解析 本题以渗透作用装置为载体 考查半透膜表面积与玻璃管内液面高度的关系 读懂横坐标的含义是解题的关键 横坐标表示半透膜的面积 即用一组不同表面积的透析袋做相同的实验 相同时间后 观察并记录玻璃管内液面高度变化情况 当半透膜内 外因浓度差产生的渗透压 玻璃管内 外因液面高度差产生的压力时 液面不再上升 即达到平衡 半透膜的表面积越大 说明两点 透析袋的体积越大 内容物 30 的蔗糖溶液 越多 则吸收的水分越多 单位时间内进出的水分子数目越多 可见 无论从吸水量上还是吸水速率上 半透膜表面积与其吸水多少呈正相关 答案 b 植物对无机盐离子的选择性吸收植物对水分的吸收和无机盐离子的吸收是两个相对独立的过程 高考常以此为背景命题 既考查植物对无机盐离子的吸收具有选择性的表现 原因及应用 又考查学生分析图像的能力 有助于培养学生科学的思维方法 将水稻和番茄分别培养在相同的培养液中一段时间 实验结束后测定培养液中各离子的浓度 下图表示实验结束后培养液中各种离子浓度占开始时的浓度的百分比 分析此图 回答问题 1 图中的结果能说明的问题有 植物对矿质离子的吸收具有 植物对水分和矿质元素的吸收 填 是 或 不是 同一过程 2 从图中可以看出培养液中有些离子的浓度比培养前还高 原因是 3 上述实验及结果对农业生产有什么指导意义 解析 从图中可见 同一种植物 如水稻 对不同离子的吸收量不同 同一离子 如ca2 不同的植物对其的吸收量也不同 说明了植物对离子的吸收具有选择性 从实验结束后 培养液中各种养分浓度占开始时浓度的百分比不同 特别是有些大于100 有些小于100 隐含了植物对不同离子和水分的吸收相对速率不同 体现了植物对无机盐离子和水分的吸收是相对独立的 答案 1 选择性不是 2 植物吸收水分的相对速率比吸收该离子的相对速率快 使培养液中该离子的浓度升高 3 合理施肥 1 2011 天津高考 2 将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0 3g ml的蔗糖溶液中 1分钟后进行显微观察 结果见右图 下列叙述错误的是 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 本题考查植物的质壁分离与复原实验 意在考查考生的识图能力和验证简单生物学事实 并对实验现象和结果进行解释 分析和处理的能力 图中的n是外界的蔗糖溶液 不是细胞质 a错误 在清水中 细胞会通过吸水使质壁分离的细胞复原 b正确 细胞壁是全透的 细胞膜具有选择透过性 两者在物质透过性上存在差异 c正确 洋葱根尖分生区细胞还没成熟 不具有大型液泡 不适宜作为该实验的实验材料 d正确 答案 a 2 2010 浙江 为研究兔红细胞在不同浓度nacl溶液中的形态变化 请根据以下提供的实验材料与用具 写出实验思路 设计记录实验结果及原因分析的表格 并填入相应内容 材料与用具 兔红细胞稀释液 质量分数为1 5 的nacl溶液 蒸馏水 试管 显微镜等 要求 答题时对nacl溶液的具体配制 待观察装片的具体制作不作要求 1 实验思路 2 设计一张表格 并将预期实验结果及原因分析填入该表中 解析 本题考查物质出入细胞的方式 意在考查实验与探究能力 实验目的为研究兔红细胞在不同浓度nacl溶液中的形态变化 所以自变量是不同浓度的nacl溶液 因变量是红细胞的形态变化 答案 1 配制质量分数由低到高的nacl溶液 分别等量加入各试管中 向上述各试管中分别加入等量的兔红细胞稀释液 放置一定时间 取兔红细胞稀释液和上述试管中的红细胞稀释液制作装片 用显微镜观察并比较红细胞形态的变化 2 不同浓度nacl溶液对兔红细胞形态的影响 1 下面是研究渗透作用的装置图 请根据探究的主题和要求完善相关实验 材料 清水 不同浓度的蔗糖溶液 纱布等 1 在装置a的基础上 完善渗透装置 2 若要验证渗透作用的发生条件之一是必须具有半透膜 应如何设计 根据什么现象判断 3 若要验证发生渗透作用的条件之一是必须存在浓度差 将如何设计 4 有两种不同浓度蔗糖溶液 m和n 请用两种实验方案比较其浓度高低 解析 此题主要考查渗透装置的构成条件及相关验证和渗透作用原理的实际应用 分析解答此题时 应特别注意如下问题 半透膜及溶液具有浓度差是构成渗透装置的两个必备条件 在验证渗透装置的两个条件及比较两种蔗糖溶液浓度时 要合理设置对照实验 答案 1 将蔗糖溶液放入卵壳膜内 清水放烧杯内 2 a装置仍用卵壳膜 b装置用纱布 烧杯中都用清水 漏斗内都用蔗糖溶液 a漏斗液面上升 b漏斗液面不上升 3 4 方案一 只用a装置 方案二 用a b两装置 注 表示使用 2 原创题 将新鲜紫色洋葱绿色叶片的叶肉细胞 放入其中加有少量红墨水的质量浓度为0 3g ml的蔗糖溶液中 一定时间后在显微镜下观察到其细胞状态如右图所示 有关此时生理过程的叙述正确的是 a 细胞也可能再吸水 自动恢复原状b 水分子可以自由出入生物膜 单位时间内进出的水分子数目一定相同c 此时 为红色 为绿色d 此时 无色 为紫色 解析 因为是把叶肉细胞放入0 3g ml的蔗糖溶液中 所以细胞应该失水 只有再放入清水或低浓度溶液中才能复原 水分子进入生物膜的速率与浓度有关 紫色洋葱的绿色叶片的叶肉细胞 叶绿体的颜色是绿色的 叶绿体存在于原生质层中 红墨水中的色素分子不会通过生物膜 所以随着质壁分离的进行 细胞壁是全透性的 原生质层外应该为红色 原生质层中应该为绿色 答案 c 3 2012 中山纪念中学质检 如图表示培养液中k 浓度及溶氧量对小麦根系细胞吸收k 速率的影响 下列有关两曲线形成机理的解释正确的是 a 曲线ab段的形成是由于细胞膜上k 载体数量未达到饱和且能量充足b 曲线cd段的形成是由于细胞内k 过多 细胞大量排出k c e点表明植物根系可以通过自由扩散的方式吸收k d 曲线bc fg段的形成都是由于细胞膜上k 载体数量有限 解析 曲线ab段表明在一定范围内随营养液中k 浓度的增大 细胞吸收k 的速率也增大 是因为细胞膜上k 载体数量未达到饱和且能量充足 曲线cd段的形成是由于培养液中k 浓度过高 细胞失水过多而影响正常的生理功能 e点表明在氧浓度低时根系吸收k 速率低 但其吸收仍是主动运输的过程 曲线bc段的形成是由于载体数量和能量的限制 而曲线fg段的形成是由于载体数量的限制 答案 a 4 2012 郑州一中第一次月考 某校生物实验小组要对动物细胞是否也能通过渗透作用吸水和失水进行实验探究 假如你是其中的一员 请分析回答下列问题 1 若作出的实验假设是动物细胞能通过渗透作用吸水或失水 请你说出做出该假设的理论依据 2 把下面的实验方案补充完整 实验仪器 试剂 显微镜 带刻度的载玻片 取材工具 食盐等 实验材料 为了便于取材和观察 最好选用人的 作为实验材料 实验步骤 a 配制并选用生理盐水 蒸馏水 9 的食盐溶液 b 在载玻片的中央滴加一滴 放入所选细胞 盖上盖玻片 制成临时装片 制备同样装片若干个 分别放在显微镜下观察 c 取一张临时装片 在载玻片的一侧滴加蒸馏水 另一侧 另取一张临时装片 在载玻片的一侧滴加9 的食盐溶液 另一侧操作同上 d 用显微镜观察 观察指标是 3 预期及结论 如果你的假设成立 则实验的预期结果是在滴加蒸馏水的实验中 在9 的食盐溶液的实验中 解析 1 动物细胞的细胞膜是一种选择透过性膜 相当于一层半透膜 当细胞与外界溶液接触时 膜两侧溶液具有浓度差 所以能利用动物细胞来探究其能否通过渗透作用吸水或失水 2 在制备人的红细胞装片时 需在载玻片的中央滴一滴生理盐水 以便观察红细胞正常的形态 取一张临时装片 在载玻片的一侧滴加蒸馏水 另一侧用吸水纸吸引 并重复几次 目的是使载玻片下的细胞能浸在