高考生物一轮复习 第二单元 细胞的基本结构和物质的输入和输出 第7讲 物质的输入和输出课件.ppt

第7讲物质的输入和输出 考情分析备考导航 考点一细胞的吸水和失水 知识梳理自主学习夯实基础 1 渗透作用的原理 1 条件 具有 膜两侧具有 2 实质 单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子由蔗糖溶液进入清水中的水分子 导致蔗糖溶液液面 2 动植物细胞的渗透吸水和失水 半透膜 浓度差 多于 上升 2 成熟植物细胞的吸水和失水 当 时 细胞失水 发生现象 当 时 细胞吸水 失水的细胞发生 现象 外界溶液浓度 细胞液浓度 质壁分离 外界溶液浓度 细胞液浓度 质壁分 离复原 深挖教材 1 渗透作用中 膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度吗 提示 不是 溶液浓度指物质的量浓度 2 原生质体与原生质层区别在哪 提示 原生质层由细胞膜 液泡膜以及两膜间的细胞质组成 原生质体是指去除植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构 3 对于动植物细胞来说 单位时间内 水分子进出细胞的数量相等时 细胞内外液体的浓度一定相等吗 提示 不一定 对动物细胞来说 水分子进出细胞的数量相等时 细胞内外溶液的浓度相等 但植物细胞有细胞壁的支持 保护作用 当单位时间内水分子进出植物细胞数量相等时 有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度 重点透析剖析考点拓展深化 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分析 2 渗透作用的原理分析 注 溶质分子不能通过半透膜 1 若s1溶液浓度大于s2 则单位时间内由s2 s1的水分子数大于s1 s2 外观上表现为s1液面上升 若s1溶液浓度小于s2 则情况相反 外观上表现为s1液面下降 2 在达到渗透平衡后 若存在液面差 h 则s1溶液浓度仍大于s2 因为液面高的一侧形成的压强 会抑制水分子由低浓度一侧向高浓度一侧的扩散 深化拓展 渗透作用的应用 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 题组例练分类例练提炼方法 题组一渗透装置中溶液浓度及水分子移动方向的判断 1 2015甘肃嘉峪关三模 如图所示的u形管中间被半透膜 体积小于或等于单糖的物质才能通过 隔开 两侧分别加入等量的0 1mol l 1蔗糖溶液和麦芽糖溶液 一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的 若向u形管两侧加入等量某种微量物质 最终右侧液面上升 那么加入的这种微量物质最可能是什么 a 右侧液面高度下降 葡萄糖b 两侧液面高度不变 蔗糖酶c 两侧液面高度不变 麦芽糖酶d 右侧液面高度下降 蒸馏水 解析 半透膜两侧的溶液物质的量浓度相等 因此两侧液面高度不变 若向u形管两侧加入的物质是等量的蔗糖酶 则左侧的每个蔗糖分子会被分解成1分子果糖和1分子葡萄糖 溶液浓度增加 左侧液面升高 但随着果糖 葡萄糖不断透过半透膜进入右侧 而麦芽糖不能透过半透膜 这样右侧溶液浓度不断增加 最终右侧液面上升 b 2 2016山西朔州月考 如图为渗透作用实验 开始如图1 a代表清水 b c代表蔗糖溶液 过一段时间后结果如图2 漏斗管内液面不再发生变化 h1 h2表示漏斗管内液面与清水的高度差 下列说法错误的是 a 图1中b的浓度大于c的浓度b 图2中b的浓度等于c的浓度c 图1中a中水分子扩散到b的速率大于a中水分子扩散到c的速率d 图2中a中水分子扩散到b的速率等于b中水分子扩散到a的速率 解析 根据渗透作用原理 溶液浓度越大吸水越多 图2的结果是h1 h2 所以图1中b的浓度大于c的浓度 当漏斗中液面不再上升时 由于h1 h2 说明此时图2中b的浓度仍大于c的浓度 图1中由于b的浓度比c的浓度高 所以a的水分子扩散到b的速率大于a的水分子扩散到c的速率 图2中c的水柱不再上升 所以水分子由a进入c和水分子由c进入a是相等的 处于动态平衡 b 方法突破 u 形管中水分子移动方向的判断方法 1 膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高 低的一侧渗透压低 水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散 2 两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜 若不能 则水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散 导致高浓度一侧液面升高 若能 则先是水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散 导致高浓度一侧液面升高 随后由于高浓度一侧的溶质不断进入低浓度一侧 导致另一侧液面升高 最后两侧液面持平 题组二细胞吸水和失水情况判断 3 2015陕西安康二模 取一段长5cm的葱茎 将其纵切至4cm处 由于纵切的葱茎使薄壁的内层细胞摆脱了厚壁的表皮细胞的束缚 其中内层细胞比外层表皮细胞扩张能力强 扩张速度更快 从而使葱茎向表皮外弯曲 切后的形状如图甲 将它作为对照 再取另外四节葱茎做同样的处理 将它们分别置于a至d的不同浓度的蔗糖溶液 中 30分钟后 葱茎形状记录如图乙 据此判断蔗糖溶液浓度的大小为 a a b c db a c d bc b d c ad b a c d b 解题关键 1 说明细胞吸水时内层细胞体积增加的比外层细胞快 葱茎向表皮外弯曲 细胞失水时内层细胞体积缩小的比外层细胞快 葱茎向表皮内弯曲 2 说明与图甲对照可判断细胞吸水还是失水 3 蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度时细胞失水 反之 细胞吸水 解析 茎内部的细胞壁薄 伸缩性大 外层的细胞壁厚 伸缩性小 细胞吸水时 壁薄的内部细胞比外层细胞吸水多膨胀程度大 向外弯曲 细胞失水时 内部细胞失水收缩比外层细胞程度大 向内弯曲 4 2015贵州遵义二模 将小鼠红细胞放入一定浓度的kno3溶液中 红细胞体积随时间变化如图 有关叙述正确的是 a kno3溶液的起始渗透压小于红细胞内液的起始渗透压b 与b点相比 a点对应时刻红细胞内液的渗透压较大c ab段失水使红细胞内液的渗透压大于kno3溶液 从而出现bc段的变化d b点对应的时刻 kno3溶液与红细胞内液的渗透压相等 d 题组二与渗透作用有关的实验探究 5 2016福建福州一中期中 如图1所示的甲 乙 丙三个渗透装置中 三个漏斗颈的内径相等 漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液 且漏斗内液面高度相同 漏斗口均封以半透膜 置于同一个水槽的清水中 三个渗透装置半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积不同 如下表 图2中曲线1 2 3表示漏斗液面高度随时间的变化情况 则曲线1 2 3与甲 乙 丙三个装置的对应关系应是 a 1丙 2甲 3乙b 1乙 2甲 3丙c 1甲 2乙 3丙d 1丙 2乙 3甲 解析 漏斗内液面高度变化快慢与水分的渗透速率有关 但高度大小最终取决于水分渗透总量 而水分渗透总量和蔗糖溶液的量呈正相关 丙的半透膜面积为s 体积为2t 水分的渗透总量最大 因此最终漏斗液面高度最高 而甲和乙蔗糖溶液的体积都为t 最终水分渗透总量一样 所以漏斗液面高度最终一样 但甲的半透膜面积为s 是乙的2倍 因此刚开始一段时间水分渗透速率较快 液面高度上升较乙快 最终是一样 a 6 2015河南周口模拟 一定浓度的酒精对细胞有毒害作用 某生物兴趣小组分别用不同浓度的酒精对生长状况相同的洋葱紫色鳞片叶外表皮细胞进行1个单位时间 2个单位时间 3个单位时间的处理 并计算出发生质壁分离细胞的百分率 结果如图所示 下列相关叙述不正确的是 a 本实验的实验原理是一定浓度的酒精对细胞有毒害作用 根据是否发生质壁分离判断细胞的死活b 浸泡3个单位时间导致洋葱紫色鳞片叶外表皮细胞全部死亡的最低酒精浓度为15 c 发生质壁分离的外因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性d 本实验表明洋葱紫色鳞片叶外表皮细胞对酒精的耐受能力不同 解析 能发生质壁分离的细胞是活细胞 所以可以通过观察细胞是否发生质壁分离 来判断植物细胞的死活 进而了解酒精对细胞的毒害作用 发生质壁分离的外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度 由图中信息可知 体积分数为25 的酒精浸泡洋葱紫色鳞片叶外表皮细胞1个单位时间的实验结果是只有部分细胞死亡 由此得出生长状况相同的洋葱紫色鳞片叶外表皮细胞对酒精毒害的耐受力不相同 c 考点二物质出入细胞的方式及影响因素 知识梳理自主学习夯实基础 1 物质跨膜运输的实例分析 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 同种离子 不同离子 选择性 2 物质运输的方式 深挖教材 与主动运输有关的细胞器有哪些 提示 提供能量的细胞器线粒体 载体蛋白合成的场所核糖体 重点透析剖析考点拓展深化 1 物质跨膜运输方式图解 2 不同因素对物质跨膜运输的影响及相关的曲线模型影响物质跨膜运输的因素有多种 最常见的有 内部因素 载体的种类 数量 外部因素 物质的浓度 影响细胞呼吸速率的因素 如氧气浓度 温度等 1 物质浓度 在一定的范围内 自由扩散时运输速率与物质浓度呈正相关 而协助扩散和主动运输由于有载体蛋白的参与 有饱和点的出现 载体蛋白的两大特点 a 具有特异性 不同物质的载体蛋白不同 不同细胞膜上载体蛋白的种类和数量也不同 b 具有饱和性 当细胞膜上的载体蛋白达到饱和时 细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大 2 氧气浓度 由于自由扩散和协助扩散不需要消耗能量 因此其运输速率与氧气浓度和细胞呼吸强度无关 有氧呼吸和无氧呼吸都可以为主动运输提供能量 因此 氧气浓度为0时 可由无氧呼吸为其提供能量 故b图中曲线的起点不在原点 但当以细胞呼吸速率为自变量时 曲线的起始点应在原点 3 温度温度影响物质运输速率时 既与分子的运动有关 也与细胞呼吸有关 清错破疑 1 消耗能量的运输方式不一定是主动运输胞吞和胞吐也消耗能量 2 胞吞和胞吐的大分子物质穿过膜的层数为0 且胞吞和胞吐不属于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 3 无机盐离子进出细胞的方式不一定都是主动运输神经细胞的k 外流和na 内流属于协助扩散 题组例练分类例练提炼方法 题组一物质出入细胞方式的判断 1 2015湖南衡阳二模 某种植物细胞在浓度分别为200mmol l 1和400mmol l 1的小分子物质m溶液中 细胞吸收m的速率都是10mmol min 1 对此结果最合理的解释是 a 细胞吸收m的方式为自由扩散b 细胞吸收m的方式为主动运输c 细胞吸收m需要载体蛋白的参与d 细胞吸收m物质时所需能量供应不足 c 解析 根据题意中 在浓度分别为200mmol l 1和400mmol l 1的小分子物质m溶液中 细胞吸收m的速率都是10mmol min 1 可知物质运输的速率与细胞外浓度无关 最可能是载体蛋白的数量限制了运输速率 因此该运输方式可能是主动运输 也可能是协助扩散 而协助扩散过程中不需要消耗能量 2 2016河北沧州月考 甲 乙分别为物质进出细胞的坐标图和模式图 丙图表示一种生物膜的亚显微结构 其中a和b为两种物质的运输方式 下列相关说法正确的是 a 图甲的物质运输方式不能体现细胞膜的结构特点b 婴幼儿肠道吸收乳汁中的免疫球蛋白可用图乙中的跨膜运输方式表示c 不同物种的细胞中 的种类相同 而 的种类可能不同d 若图丙为小肠上皮细胞膜 则b可代表葡萄糖 由载体蛋白搬运进入细胞内 d 解析 图甲表示主动运输方式 需要载体和能量 载体的运动体现细胞膜具有流动性 婴幼儿肠道吸收乳汁中的免疫球蛋白的运输方式是胞吞 图乙中的跨膜运输方式为协助扩散 不同物种的细胞中 磷脂的种类相同 而 糖蛋白和 蛋白质的种类可能不同 葡萄糖通过主动运输的方式进入小肠上皮细胞内 方法突破巧判物质进出细胞的方式 1 根据分子大小与是否需要载体蛋白和能量 2 根据运输方向 逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输 题组二影响物质跨膜运输的因素分析 3 2015全国 卷 将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中 一段时间后 测定根吸收某一矿质元素离子的量 培养条件及实验结果见下表 下列分析正确的是 a 有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收b 该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关c 氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗atpd 与空气相比 氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收 a 解析 由培养瓶中气体为空气和氮气且温度都为17 的两组实验可知 有氧条件有利于幼根对该矿质元素离子的吸收 氮气环境不利于吸收 a项正确 d项错误 由温度为17 和3 且培养瓶中气体都为空气的两组实验可知 幼根对该矿质元素离子的吸收与温度有关 b项错误 氮气环境中幼根细胞需消耗无氧呼吸产生的atp来吸收该矿质元素离子 c项错误 4 2015四川绵阳三诊 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o2而陷入内窒息 如图为研究植物根尖吸收k 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o2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o2的吸收速率不变 d 解题关键 1 读题获信息 氰化物抑制 h 和o2的结合 即抑制有氧呼吸 影响能量供应 2 读图获信息 加入kcl后 氧气的消耗速率增加 加入氰化物 k 吸收速率降低 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 实验甲中 随着细胞外k 浓度降低 细胞吸收k 的量减少 细胞消耗氧气速率下降 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 其吸收k 的能量可能来自无氧呼吸 o2进入细胞的方式为自由扩散 动力来自浓度差 氰化物使得组织细胞不能利用o2 因此实验乙加入氰化物后 细胞对o2的吸收速率减慢 考点三实验 观察植物细胞的质壁分离与复原 实验基础吃透原理掌握步骤 1 实验原理成熟的植物细胞与外界溶液构成渗透系统可发生渗透作用 2 实验步骤 透析实验积累技巧理解方法 1 实验选材时 为什么不选择动物细胞 透析 动物细胞无细胞壁 不能发生质壁分离现象 2 为什么选用紫色洋葱鳞片叶的外表皮 根尖分生区的细胞能否作为该实验的材料 透析 紫色洋葱鳞片叶外表皮具有紫色的大液泡 便于观察 根尖分生区的细胞无大液泡 不发生质壁分离 不能作为该实验的材料 3 选择试剂时 为什么选用0 3g ml的蔗糖溶液而不用0 5g ml的蔗糖溶液 透析 使用浓度过高的蔗糖溶液 0 5g ml 质壁分离现象明显 但不能复原 因为溶液浓度过高导致细胞过度失水而死亡 4 适宜浓度的kno3溶液或尿素 甘油 乙二醇等能否作为该实验的试剂 为什么 盐酸 酒精 醋酸等行吗 为什么 5 该实验无独立的对照组 为什么还叫对照实验 透析 该实验中 实验组和对照组在同一装片中先后进行 属于自身对照 误差分析 误差1 滴入蔗糖溶液后未出现质壁分离现象或出现质壁分离后滴入清水未能复原 原因分析 蔗糖溶液浓度不精确 可能偏低导致未出现质壁分离 蔗糖溶液浓度偏高导致细胞过度失水而死亡 使视野中的细胞不发生质壁分离的复原 误差2 质壁分离后的细胞滴入清水后 复原现象缓慢或不明显 原因分析 滴加清水后 未用吸水纸在对侧吸引 致使细胞没有完全浸在清水中 2015江苏淮安一模 小蚌兰叶片正面呈绿色 背面呈紫红色 常用作盆栽观赏 某兴趣小组为探究细胞液浓度大小进行了如下实验 配制不同浓度的蔗糖溶液 制作小蚌兰叶片下表皮临时装片 用显微镜观察小蚌兰叶片下表皮细胞质壁分离程度 将小蚌兰叶片下表皮临时装片中的清水换成不同浓度的蔗糖溶液 观察并记录实验结果 结果如表 表示不能发生 表示能发生 越多表示程度越大 分析回答 迁移应用知识迁移变式应用 1 选用小蚌兰下表皮作实验材料的优点是 植物细胞原生质层的选择透过性取决于 结构 2 实验步骤 的正确操作方法是 3 换用高倍物镜观察时 应转动进行调焦 4 小蚌兰叶片下表皮细胞液浓度与在之间的蔗糖溶液浓度相当 5 通过实验发现 细胞质壁分离程度越大 气孔张开程度越小甚至关闭 请据此拟定一个相关的研究课题 解析 1 小蚌兰下表皮细胞的中央大液泡呈紫红色便于观察 可以作