【创新设计】高考生物一轮复习 122物质跨膜运输的实例课件 新人教版.ppt

第2讲物质跨膜运输的实例 step1基础导学 细胞的吸水和失水 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 会发生吸水涨破现象 但植物细胞有细胞壁不会因吸水而涨破 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 想一想 细胞吸水时 水分子跨膜运输的状态如何 想一想 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 小贴士 物质跨膜运输的其他实例 议一议 半透膜与选择透过性膜有哪些异同点 议一议 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 step2核心突破 渗透系统的组成分析及应用 1 对比分析 1 渗透系统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异所导致的液面改变 3 溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度 如10 葡萄糖溶液和10 蔗糖溶液的质量浓度相同 但摩尔浓度是10 蔗糖溶液的小 故水分子由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动 3 渗透系统的应用 1 比较不同溶液浓度大小 2 验证渗透作用发生的条件 具有半透膜 具有浓度差 3 探究物质能否通过半透膜 以碘和淀粉为例 如下图为渗透作用实验 开始时如图 甲 所示 a代表清水 b c代表蔗糖溶液 过一段时间后结果如图 乙 漏斗管内液面不再变化 h1 h2表示漏斗管内液面与清水的液面差 下列说法错误的是 a 图 甲 中b的浓度一定大于c的浓度b 图 乙 中b的浓度一定等于c的浓度c 图 甲 中a的水分子扩散到b的速度大于a中水分子扩散到c的速度d 图 乙 中a的水分子扩散到b的速度等于b中水分子扩散到a的速度解析 高渗溶液的浓度高 渗透压高 其吸水力强 低渗溶液刚好相反 渗透平衡时 半透膜两侧的溶液浓度是不相等的 而水分子进出半透膜的速率是相等的 选项b错误 答案 b 生物膜选择透过性的分析 2010 成都质检 用相同的完全培养液 在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗 在二者的吸水率几乎相同的情况下 72小时后原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实验开始时的浓度的百分比 分析下表不能得出的结论是 选择题抢分技巧 读 审 抓 组成细胞的元素和化合物的综合考查 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 如图所示 把体积与质量浓度相同的葡萄糖与蔗糖溶液用半透膜 允许溶剂和葡萄糖通过 不允许蔗糖通过 隔开 开始时和一段时间后液面情况是 a 甲高于乙b 乙高于甲c 甲先高于乙 乙后高于甲d 乙先高于甲 甲后高于乙解析 葡萄糖分子比蔗糖分子小 因此单位体积的蔗糖溶液中水分子数多于单位体积的葡萄糖溶液中水分子数 因此 开始时由乙 甲的水分子数多于甲 乙的水分子数 甲液面升高 但随着葡萄糖分子通过半透膜由甲 乙 乙的溶液浓度大于甲 乙液面又升高 答案 c 非选择题保分策略 找思路 抓要点 求规范 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 高考题组专训 获取信息能力的考查 1 2010 上海 某同学拟选择一种半透性的膜材料 用于自制渗透计 他采用如图1所示的装置 示意图 对收集到的四种材料甲 乙 丙和丁进行实验 得到了倒置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线 如图2 据图分析 该同学应选择的膜材料是 a 甲b 乙c 丙d 丁命题立意 本题考查渗透作用的原理和应用 解析 图1是渗透作用装置 图示表明渗透计液面逐渐升高 图2中只有膜材料甲的液面逐渐升高 答案 a 2009 海南 已知鱼鳔是一种半透膜 若向鱼鳔内注入适量的20 蔗糖溶液 排出鱼鳔内的空气 扎紧开口 将其浸没在盛有10 蔗糖溶液的烧杯中 下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是 解析 本题考查生物膜半透性的模拟实验 意在考查考生对实验结果的分析能力 在题中的条件下 水分由烧杯中进入鱼鳔内 故烧杯内蔗糖溶液的浓度逐渐升高 直至水分的进出达到动态平衡 答案 b 实验与探究能力的考查 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 分别等量加入各支试管中 向上述各支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 模拟题组专训 渗透作用相关知识的考查 1 2010 南京模拟 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 一定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 加酶后再上升后又下降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入长颈漏斗中的水分子数比渗透出来的多 漏斗内液面上升 而加入酶后 将蔗糖分解为单糖 进一步提高了漏斗内的浓度 所以液面再上升 但由于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 一段时间后 水分子从长颈漏斗内渗出的较多 漏斗内液面下降 答案 a 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 液泡的颜色是紫色的 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 液泡内应该为紫色 答案 c 物质跨膜运输实例的考查 下列关于物质跨膜运输实例的叙述中 不正确的是 a 细胞吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程b 水分子跨膜运输的方向是由低浓度溶液向高浓度溶液c 无机盐离子可以逆相对含量的梯度进行跨膜运输d 生物膜是选择透过性膜 小分子物质都能通过 而大分子物质则不能通过解析 生物膜是选择透过性膜 水分子可自由通过 一些离子和小分子可以通过 而其他的离子 小分子和大分子则不能通过 水分子的跨膜运输方向是顺相对含量梯度 即由低浓度溶液向高浓度溶液扩散 细胞对于物质的输入和输出具有选择性 对于所需要的无机盐离子可以逆相对含量梯度运输 答案 d 3 2010 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 右图表示番茄随环境中氧浓度的变化 从培养液中吸收ca2 和si4 的曲线 造成a b两点与b c两点吸收量不同的主要因素分别是 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 4 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蒸馏水中 观察红细胞的渗透吸水 动物细胞在吸水时 细胞体积会增大甚至破裂 失水时 细胞体积会缩小 所以可将观察到的细胞的体积 或形态 变化作为细胞吸水和失水的指标 3 在滴加蒸馏水的实验中 由于外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时 细胞吸水 导致细胞体积变大甚至破裂 在9 的食盐溶液的实验中 由于外界溶液的浓度大于细胞液的浓度 细胞失水 细胞体积变小 答案 1 动物细胞具有渗透作用的条件 或细胞膜有选择透过性 当细胞与外界溶液接触时 膜两侧溶液具有浓度差 2 红细胞 口腔上皮细胞 b 生理盐水c 用吸水纸吸引 并重复几次d 细胞的体积 或形态 变化 3 细胞体积变大甚至破裂细胞体积变小 基本技能 1 实验原理 成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用 2 质壁分离与复原实验流程 3 质壁分离的原因 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 当以可吸收的物质做溶质时 如甘油 尿素 kno3 乙二醇等 可出现质壁分离和自动复原现象 5 质壁分离时 原生质层的外界面是细胞膜 技能提升 案例导析 引起50 左右细胞发生初始质壁分离的浓度 我们称之为细胞液的等渗浓度 为了测定洋葱表皮细胞的细胞液的等渗浓度 有人把剪成小块的洋葱表皮细胞分别 等量 依次放入下面各组溶液中 并记录结果如下表 1 该洋葱表皮细胞的细胞液的等渗浓度为 2 如果再给你4组实验材料 请设计可以更精确地测定出细胞液的等渗浓度的方法 思路点拨 这类试题并不以实验能力为直接的考查目的 而是以实验作为问题情境 将实验的思想方法渗透于试题之中 根据题设条件可知洋葱表皮细胞的细胞液的等渗浓度在0 5 0 6mol l之间 如何设计一个更精确的测定方法 从题中设计思路推知 可通过缩小各组蔗糖溶液的浓度梯度 来加以测定 答案 1 0 5 0 6mol l之间 2 可分别配制浓度为0 52mol l 0 54mol l 0 56mol l 0 58mol l的4组蔗糖溶液进行类似的实验 2010 山东烟台学段测试 在一定气候条件下 运用植物细胞质壁分离的实验原理测试田间作物的细胞液浓度 以此法获得作物代谢情况的必要数据 在此项测试中 实验变量 自变量 是 a 制备的系列浓度检测液b 一定的温度或其他数据c 作物细胞质壁分离状态d 作物细胞液浓度解析 测试田间作物的细胞液浓度 需制备系列浓度检测液 将相同的田间作物的组织细胞分别置于系列浓度检测液中 显微镜下观察细胞的质壁分离情况 根据质壁分离的初始浓度来确定作物细胞液的浓度 可见 本实验的对象是田间作物的细胞 实验变量是系列浓度检测液 因变量是质壁分离状况 答案 a 常考易错题 在观察植物细胞的质壁分离和复