高考生物大一轮复习 第二单元 细胞的结构及物质运输 2.3 细胞的物质输入和输出课件.ppt

考点研析 课堂归纳 随堂演练 课时规范训练 单元练二 第3讲细胞的物质输入和输出 考点1细胞的失水和吸水1 渗透作用 答案 半透膜浓度差大于 2 物质跨膜运输的实例 答案 细胞膜细胞质原生质层细胞液渗透作用选择透过性载体的种类和数量不同 判断正误 1 成熟植物细胞在高渗溶液中发生质壁分离是因为细胞壁具有选择透 过 性 提示 细胞壁是全透性的 2 用紫色洋葱鳞片叶外表皮作实验材料可观察质壁分离及复原 3 紫色洋葱的外表皮细胞能在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离的必要条件是细胞壁的伸缩性小于原生质层 4 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 因为动物细胞没有细胞壁 对培养基的渗透压更敏感 5 细胞液浓度增大 植物细胞吸水能力减弱 6 质壁分离过程中水分子的扩散只能单向进行 热图思考 a b分别表示渗透作用装置 据图回答下列问题 1 渗透达到平衡 半透膜两侧的水分子是静止不动的 答案 1 2 h不变时 s1 s2的大小关系为 s1 s2 填 3 在b图所示的u形玻璃管内 左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖 麦芽糖溶液 初始时两管中液面相平 假设溶质分子不能透过半透膜 一段时间后 两管中液面的变化为 左管液面 右管液面 均填 升高 降低 或 不变 如同时向两管内加入等量的麦芽糖酶 两管中液面的变化分别为 左管液面 右管液面 答案 3 升高降低 先升高 后下降先下降 再升高 最后稳定在一定高度 题型一细胞的吸水和失水1 原理 渗透作用 1 实质 水分子 或其他溶剂分子 通过半透膜的扩散 是自由扩散的一种 2 条件 2 渗透作用的发生溶质分子不能通过半透膜 如蔗糖 1 当s1浓度 s2浓度时 由s2 s1的水分子数多于s1 s2的水分子数 s1液面上升 2 当s1浓度 s2浓度时 由s1 s2的水分子数多于s2 s1的水分子数 s1液面下降 注意 1 水分子的移动方向 双向移动 但最终结果是从单位体积内水分子数多 低浓度 的溶液流向单位体积内水分子数少 高浓度 的溶液 3 动植物细胞能通过渗透作用吸水或失水 例取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干 去除主脉后剪成大小相同的小块 随机分成三等份 之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液 甲 乙 丙 中 一定时间后测得甲的浓度变小 乙的浓度不变 丙的浓度变大 假设蔗糖分子不进出细胞 则关于这一实验结果 下列说法正确的是 a 实验前 丙的浓度 乙的浓度 甲的浓度b 乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等c 实验中 细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散d 甲 丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的 解析 本题主要考查渗透作用的知识 根据题干信息可推断一定时间后甲的浓度变小是因为叶片失水 乙的浓度不变说明乙的浓度与叶片细胞的细胞液浓度相等 丙的浓度变大是因为细胞吸水 由此推断 实验前 丙的浓度 乙的浓度 甲的浓度 a b错误 d正确 实验中 细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于自由扩散 c错误 答案 d 渗透方向及浓度大小的判断1 判断溶剂渗透的总方向 1 若半透膜两侧是同种溶液 根据质量浓度或物质的量浓度判定 2 若半透膜两侧是不同的溶液 物质的量浓度才能体现溶质或溶剂分子数的多少 如半透膜两侧为质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液 则葡萄糖溶液一侧单位体积中葡萄糖分子数多 水分子数少 水分子由蔗糖溶液一侧通过半透膜向葡萄糖溶液一侧扩散 2 判断半透膜两侧溶液浓度大小若渗透平衡后 半透膜两侧液面仍存在液面差 则半透膜两侧溶液就存在浓度差 液面差越大 浓度差就越大 且液面高的一侧溶液浓度高 题组精练 1 2017 陕西长安质检 如图表示一种间隔以半透膜 只允许水分子通过 的水槽 两侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液 然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶 在加入麦芽糖酶前后a b两侧液面的变化是 a 加酶前a侧液面上升 加酶后b侧液面上升并高于a侧液面b 加酶前a侧液面上升 加酶后b侧液面上升并等于a侧液面c 加酶前后a b两侧液面不变d 加酶前a b两侧液面不变 加酶后b侧液面上升并高于a侧液面 解析 选d 溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目 相同物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液渗透压相等 即加酶前a b两侧液面不变 但加入麦芽糖酶后 麦芽糖分解 使得b侧溶液的渗透压增大 水分由a侧向b侧转移 b侧液面上升并高于a侧 2 2017 广东东莞中学期末 某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置 实验开始时长颈漏斗内外液面平齐 记为零液面 实验开始后 长颈漏斗内部液面的变化趋势为 解析 选b 仔细观察图示 长颈漏斗内为蔗糖溶液 实验开始后长颈漏斗内部液面将上升 由于实验初始阶段半透膜内外溶液浓度差较大 所以液面上升速率较大 随着液面高度的增大 液柱抑制水分渗入的作用力逐渐增大 当与浓度差促进水分渗入的作用力达到平衡时 液面不再上升 此时 水分子通过半透膜的渗入与渗出达到平衡 题型二通过模拟实验探究膜的透性1 某同学为探究膜的通透性而设计了如图所示的渗透装置 开始时烧杯内的液面和长颈漏斗内的液面相平 在长颈漏斗内液面上升的过程中 a 液面上升的速率先逐渐加快后逐渐减慢最终维持稳定b 水分子通过半透膜从蔗糖溶液向清水扩散的速率逐渐减慢c 当半透膜两侧液体浓度相等时 水分子不再通过半透膜扩散d 当半透膜两侧水分子进出速率相等时 长颈漏斗内液面最高 解析 选d 水分子的跨膜运输属于自由扩散 只与膜两侧的溶液浓度差和液面高度差有关 浓度差越大同时液面高度差越小扩散速率越快 所以刚开始时长颈漏斗内液面上升速率最快 之后逐渐降低 a错误 水分子扩散的方向表现为由清水向蔗糖溶液扩散 且扩散速率随着漏斗内液面的升高而逐渐减慢 b错误 因为半透膜允许水分子通过 而不允许蔗糖分子通过 故半透膜两侧始终存在浓度差 两侧溶液浓度不可能相等 c错误 长颈漏斗内液面的升高其实是半透膜两侧水分子进出速率不相等的结果 当漏斗内液面不再升高时 半透膜两侧的水分子的进出速率相等 d正确 2 为研究甲地某植物能不能移植到乙地生长 某生物学研究性学习小组设计了一个测定该植物细胞液浓度的实验方案 实验结果如下表 他们又测定了乙地土壤溶液浓度 发现乙地土壤溶液的浓度适合该植物生长 则乙地土壤溶液的浓度最可能是 a 0 2b 0 2c 0 2d 0 15 土壤溶液 0 3解析 选c 由表格信息知 该植物细胞液浓度约为0 2mol l 该植物要能在乙地生长 则必须保证能正常吸水 即土壤溶液浓度小于细胞液浓度 有关渗透作用的两个易错点1 水的运输特点 无论细胞吸水还是失水 水分子通过原生质层的扩散都是双向进行的 2 渗透平衡的实质 渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态 既不可看作没有水分子移动 也不可看作两侧溶液浓度绝对相等 考点2物质进出细胞的方式1 物质跨膜运输的方式 1 连线物质运输的方式 特点和实例 需载体和能量c 协助扩散 小肠上皮细胞吸收葡萄糖 需能量 不需载体d 胞吞和胞吐 大分子 颗粒物质答案 1 1 b c a d 2 根据图示进一步确定物质跨膜运输的方式和影响因素 填写以下有关跨膜运输方式及结构的名称 甲 乙 丙 a 填写以下有关跨膜运输方式的影响因素 甲图 乙图 丙图 答案 2 自由扩散协助扩散主动运输载体蛋白 浓度差浓度差和载体蛋白载体蛋白和能量 2 物质跨膜运输的实例番茄和水稻吸收无机盐离子的比较 科学家将番茄 水稻分别放在含有ca2 mg2 和sio的培养液中培养 结果如图所示 据图示可知 1 实验结果 不同植物对 的吸收有差异 同一种植物对 的吸收也有差异 2 实验结论 植物细胞对无机盐离子的吸收具有 答案 2 1 同一种无机盐离子 不同种无机盐离子 2 选择性 判断正误 1 离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散 2 甘油是极性分子 所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜 3 植物细胞通过主动运输吸收不同矿质元素离子的速率都相同 4 na 与有关载体蛋白结合排出细胞属于主动运输 5 细胞外液中的k 进入神经细胞属于自由扩散 6 在神经细胞上动作电位产生与膜电位恢复过程中 na 流入和排出都是主动运输 热图思考 依据模式图确认物质出入方式及影响因素 1 填写以下有关物质运输方式及结构的名称 图2 图3 图4 a 图5 2 写出图1 图4中影响物质跨膜运输的因素 图中仅受 浓度差 制约的为 加入蛋白酶抑制剂处理会受影响的是 加入呼吸酶抑制剂处理 会受影响的是 答案 1 自由扩散协助扩散主动运输载体蛋白胞吞 胞吐 2 图1 图2 图3 图4 图4 3 甘油分子跨膜运输遵循 所示模式 红细胞吸收葡萄糖与 所示模式一致 多数离子跨膜方式应如 所示方式 4 神经递质的释放应符合 所示模式 该模式 填 需 或 不需 消耗能量 其运输机制与膜的 有关 答案 3 图2图3图4 4 图5需流动性 题型一物质的跨膜运输方式离子 小分子的跨膜运输1 物质跨膜运输的方式 2 物质跨膜运输方式图解 例下图甲 乙 丙为某种离子跨膜运输的示意图 有关叙述正确的是 a 图示的离子跨膜运输方式为协助扩散b 图示离子跨膜的正确顺序是乙 丙 甲c 磷脂的运动使离子跨膜的通道自动开闭d 离子跨膜有随机性并消耗atp中的能量 解析 根据图示可知 该种离子跨膜运输的方式是主动运输 因为该过程需要载体并消耗能量 图乙表示该离子与载体结合 图丙表示运输该离子需要消耗能量 图甲表示该离子被转运到膜的另一侧 故该离子正确的跨膜顺序是乙 丙 甲 图中载体蛋白的运动使离子跨膜的通道自动开闭 图中离子跨膜运输与细胞膜上相应的载体蛋白有关 并不是随机进出细胞的 答案 b 物质出入细胞方式的判断1 判断方法 1 根据分子的大小 是否需要能量和载体蛋白进行判断 2 根据运输方向判断 顺浓度梯度的跨膜运输方式是自由扩散和协助扩散 逆浓度梯度的跨膜运输方式一定是主动运输 3 根据达到平衡时的浓度判断 若达到平衡时细胞内外仍存在浓度差 则是主动运输 因为自由扩散和协助扩散达到平衡时内外浓度相等 2 不同条件下运输方式的判断 1 消耗能量的运输方式有胞吞 胞吐和主动运输 2 需要载体蛋白参与 不消耗能量的运输方式一定是协助扩散 3 无机盐离子的运输方式无机盐离子的运输方式并非都是主动运输 在顺浓度梯度情况下 也可通过被动运输方式进出细胞 如在神经冲动传导过程中na k 的运输 在兴奋时na 内流和在恢复静息状态时k 外流都是协助扩散 题组精练 1 如图为氨基酸和na 进出肾小管上皮细胞的示意图 下表选项中正确的是 解析 选d 依图示 管腔中的氨基酸逆浓度梯度进入上皮细胞 属于主动运输 管腔中的na 顺浓度梯度进入上皮细胞 属于协助扩散 被动运输 上皮细胞中的氨基酸顺浓度梯度进入组织液 属于协助扩散 被动运输 2 比较生物膜和人工膜 双层磷脂 对多种物质的通透性 结果如图 据此不能得出的推论是 a 生物膜上存在着协助h2o通过的物质b 生物膜对k na cl 的通透具有选择性c 离子以协助扩散方式通过人工膜d 分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率 解析 选c 据图可知 生物膜对h2o的通透性大于人工膜对h2o的通透性 可见生物膜上存在着协助h2o通过的物质 生物膜对k na cl 的通透性不同 说明生物膜对不同离子的通透具有选择性 因人工膜由双层磷脂组成 无蛋白质 所以离子不能以协助扩散方式通过人工膜 甘油 co2和o2分子大小不同 导致通过人工膜的扩散速率不同 题型二影响物质运输因素的分析1 浓度差对物质跨膜运输的影响 浓度差主要影响自由扩散和协助扩散 自由扩散中 浓度差越大 运输速率越大 协助扩散中 浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加的原因是受载体数量的限制 主动运输不受浓度差的影响 2 载体数量对跨膜运输的影响 主要影响协助扩散和主动运输 其他条件适宜的情况下 载体数量越多 运输速率越大 自由扩散不受载体数量的影响 3 氧气含量对跨膜运输的影响通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率 1 p点时 无氧呼吸为主动运输提供能量 2 pq段 随着氧气含量增加 有氧呼吸产生的能量越多 主动运输的速率也越大 3 q点以后 当氧气含量达到一定程度后 受载体数量以及其他因素的限制 运输速率不再增加 4 温度对跨膜运输的影响 一方面升高温度通过影响分子运动而影响自由扩散和协助扩散 另一方面温度直接影响蛋白质的活性 通过影响呼吸作用中酶的活性而影响主动运输 总结 1 影响自由扩散的因素 细胞膜内外物质的浓度差 2 影响协助扩散的因素 细胞膜内外物质的浓度差 细胞膜上载体的种类和数量 3 影响主动运输的因素 载体 核糖体 能量 细胞质基质和线粒体 例1如图1 4表示物质浓度或o2浓度与物质跨膜运输速度间关系的曲线图 下列相关叙述不正确的是 a 如某物质跨膜运输的速度可用图1与图3表示 则该物质不应为葡萄糖b 如某物质跨膜运输的速度可用图2与图3表示 则该物质可能是葡萄糖c 限制图中a c两点运输速度的主要因素不同 b d两点限制因素有共同点d 将图2与图4的曲线补充完整 曲线的起点应从坐标系的原点开始 解析 如某物质跨膜运输的速度可用图1与图3表示 说明该物质运输方式是自由扩散 则该物质不应为葡萄糖 a正确 如某物质跨膜运输的速度可用图2与图3表示 说明该物质的运输方式是协助扩散 则该物质可能是葡萄糖进入红细胞 b正确 限制图中a c两点运输速度的主要因素分别是物质浓度和氧气 b d两点的限制因素都是载体的数量 c正确 图4中曲线的起点不能从坐标系的原点开始 因为无氧呼吸也能提供能量 d错误 答案 d 例2氰化物是一种剧毒物质 其通过抑制 h 与o2的结合 使得组织细胞不能利用氧气而陷入内窒息 如图为研究植物根尖吸收钾离子的相关实验 下列分析不正确的是 a 通过实验甲可以判断植物根尖细胞吸收k 属于主动运输b 实验甲中 4h后氧气消耗速率下降是因为细胞外k 浓度降低c 实验乙中 4h后吸收k 的能量可能来自无氧呼吸d 实验乙加入氰化物后 细胞对氧气的吸收速率不变 解析 由实验甲可知 加入kcl后 氧气的消耗速率增加 说明植物根尖细胞吸收k 需要消耗能量 属于主动运输 a正确 实验甲中 4h后氧气消耗速率下降是因为细胞外k 浓度降低 细胞吸收k 的量减少 b正确 实验乙中 4h后组织细胞吸收k 的速率不再降低 说明此时细胞已经不能利用氧气 其吸收k 的能量可能来自无氧呼吸 c正确 氰化物能抑制 h 与o2的结合 因此实验乙加入氰化物后 细胞对氧气的吸收速率减慢 d错误 答案 d 1 胞吞和胞吐不是跨膜运输 胞吞和胞吐是借助于膜的融合完成的 与膜的流动性有关 是大分子和颗粒性物质进出细胞的方式 消耗能量 2 物质进出细胞核并非都通过核孔 核孔是rna和蛋白质等大分子进出细胞核的通道 小分子物质进出细胞核是通过跨膜运输实现的 不一定通过核孔 3 na k 等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞 但也可通过协助扩散 或离子通道 进出细胞 如神经细胞维持静息电位时的k 外流和形成动作电位时的na 内流 考点3 实验 观察植物细胞的质壁分离和复原1 实验原理 1 成熟的植物细胞的原生质层相当于一层 2 具有一定的浓度 能渗透吸水和失水 3 原生质层比细胞壁的伸缩性大得多 答案 1 1 半透膜 2 细胞液 2 实验步骤 答案 紧贴细胞壁0 3g ml蔗糖溶液加深逐渐分离清水低注意 1 本实验存在两组对照实验 2 死细胞 动物细胞及未成熟的植物细胞 如根尖分生区细胞 不发生质壁分离及复原现象 3 具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象 4 在一定浓度 溶质可透过膜 的溶液 如kno3 甘油等 中可发生质壁分离后自动复原现象 注 本实验是教材中涉及 显微观察 实验中唯一的一个 只在低倍镜下 观察 不曾换 高倍镜 的实验 3 现象与结论 创新思考 1 选择下列试剂完成质壁分离与复原实验 填写相应的实验现象 0 3g ml蔗糖溶液 0 5g ml蔗糖溶液 1mol lkno3溶液 1mol l醋酸溶液 提示 能够正常发生质壁分离 将其浸入清水后会发生质壁分离复原 能够迅速发生质壁分离 但将其浸入清水后不能发生质壁分离复原 能够迅速发生质壁分离 随即发生质壁分离自动复原 不能发生质壁分离及复原2 该实验中有无对照 若有 属于哪种类型 提示 有对照 自身对照 3 质壁分离与复原实验中 实验选材时 为何不选择动物细胞 细菌 而选择紫色洋葱细胞的外表皮 提示 动物细胞没有细胞壁 细菌细胞没有大的中央液泡 紫色洋葱外表皮细胞具有细胞壁和紫色的中央大液泡 易于观察 4 上述实验中观察到质壁分离时 为何不宜停留时间过长 提示 观察到质壁分离时 若停留时间过长 细胞就会因过度失水而死亡 不会再发生质壁分离复原 5 引发质壁分离的内因和外因分别是什么 提示 引发质壁分离的内因是原生质层相当于一层半透膜和细胞壁的伸缩性小于原生质层 外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度 题组精练 1 将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于30 蔗糖溶液中数分钟后 用清水引流 重复多次 则在此过程中如图所示的细胞中 a 区域 扩大 区域 紫色变浅b 区域 缩小 区域 紫色加深c 区域 扩大 区域 紫色不变d 区域 缩小 区域 紫色变浅解析 选d 发生质壁分离的细胞用清水引流 使其处于清水中 由于外界溶液浓度小于细胞液浓度 细胞吸水 发生质壁分离后的复原 所以图示中区域 缩小 区域 紫色变浅 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 选b a项 第一次观察时由于未滴加蔗糖溶液 细胞还没有发生质壁分离 较易观察到的是紫色的大液泡 由于此时液泡占整个细胞体积的比例较大 因此观察到的无色的细胞质基质区域应较小 b项 第二次观察时已经通过引流法使紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在蔗糖溶液中 可以发现首先从细胞的角隅处开始发生质壁分离 c项 吸水纸的主要作用是吸引蔗糖溶液或清水 使溶液浸润整个标本 d项 第一次显微观察是为了获得实验前的现象 以便于和实验中的现象变化进行前后对照 因此不能省略 质壁分离和复原实验的拓展应用1 判断成熟植物细