高考生物一轮复习 第三单元 细胞的物质输入与输出 第1讲 物质跨膜运输的实例课件.ppt

第三单元细胞的物质输入与输出 第1讲物质跨膜运输的实例 基础自测 知识清单 1 原理 渗透作用 1 发生渗透作用的条件 具有半透膜 膜两侧溶液具有浓度差 2 渗透作用的实质 单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子多于蔗糖溶液进入清水中的水分子 导致蔗糖溶液液面上升 2 动植物细胞吸水和失水的原理及现象 1 动物细胞的吸水和失水 基础自测 知识清单 基础自测 知识清单 2 植物细胞的吸水和失水 成熟植物细胞的结构 原理和现象 a 外界溶液浓度 细胞液浓度时 细胞失水 发生质壁分离现象 b 外界溶液浓度 细胞液浓度时 细胞吸水 发生质壁分离复原现象 c 外界溶液浓度 细胞液浓度时 细胞不吸水也不失水 基础自测 知识清单 3 验证细胞吸水 失水的实验 基础自测 知识清单 二 物质跨膜运输的其他实例1 不同物质跨膜运输的特点 1 水分子 顺相对含量梯度跨膜运输 3 人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点 逆浓度梯度运输 4 不同微生物对各种矿物质的需要量不同 吸收时各自都有选择性 2 生物膜的功能特性 1 细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜 水分子 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 2 生物膜的选择透过性是活细胞的一个重要特征 基础自测 知识清单 1 下列有关细胞的吸水和失水的叙述 正确的打 错误的打 1 植物根细胞吸收矿质元素离子主要依靠渗透作用 解析 植物根细胞吸收矿质元素离子的方式主要是主动运输 2 2014 四川高考 质壁分离过程中水分子的扩散只能单向进行 解析 水分子的扩散双向进行 3 2013 北京高考 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 4 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 5 2011 新课标全国卷 将人的红细胞放入4 蒸馏水中 一段时间后红细胞破裂 其主要原因是蒸馏水大量进入红细胞 基础自测 知识清单 2 下列有关物质运输的叙述 正确的打 错误的打 1 土壤温度不影响植物根系对矿质离子的吸收 解析 土壤温度影响根细胞的呼吸作用 进一步影响根吸收矿质离子的主动运输 需要呼吸作用提供能量 过程 2 2013 新课标全国卷 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 3 血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞属于自由扩散 解析 甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收逆浓度梯度进行 属于主动运输 4 氢离子可以通过扩散作用进入液泡内 基础自测 知识清单 3 某种耐盐植物细胞的液泡膜上有一种载体蛋白 能将na 逆浓度梯度运入液泡 从而降低na 对细胞质基质中酶的伤害 下列叙述错误的是 a a 液泡膜和细胞膜构成了原生质层b na 和水分子进入液泡的方式不同c 该载体蛋白数量增多有助于提高植物的耐盐性d 这种适应性特征的形成是长期自然选择的结果 解析 液泡膜和细胞膜以及这两层膜之间的细胞质构成了原生质层 a项错误 na 进入液泡的方式是主动运输 水分子进入液泡的方式属于自由扩散 b项正确 该载体蛋白数量增多 进入液泡的na 增多 导致细胞液浓度升高 细胞吸水能力增强 从而提高了植物的耐盐性 c项正确 基础自测 知识清单 4 2015 辽宁鞍山一中模拟 如图所示 在火棉胶袋 半透膜 内注入淀粉和食盐溶液 插入细玻管后 用线系紧密封并使细玻管内的液面刚好高出烧杯内蒸馏水的液面 过一段时间后用碘液和硝酸银溶液分别检验蒸馏水 整个实验过程中可观察到的现象是 a a 细玻管内液面上升b 细玻管内液面不变c 烧杯内液体遇碘变蓝色d 烧杯内液体遇硝酸银溶液无变化 解析 胶袋内溶液浓度高 渗透压大 水分子可透过半透膜进入袋内 na cl 可透过半透膜 但淀粉不能透过半透膜 故最终细玻管内液面上升 由以上分析可知 向烧杯内加碘液不变蓝 加硝酸银溶液时有白色沉淀生成 综上 a项符合题意 基础自测 知识清单 5 下列关于物质跨膜运输的叙述 错误的是 d a 植物细胞累积k 需消耗能量b 细胞对离子的吸收具有选择性c 海水中的海藻细胞可通过积累无机盐防止质壁分离d 液泡中积累大量离子 故液泡膜不具有选择透过性 解析 植物细胞吸收k 的方式是主动运输 需要载体蛋白的协助并消耗能量 a项正确 细胞膜是选择透过性膜 对离子的吸收具有选择性 b项正确 海水渗透压较高 海藻细胞可通过积累溶质提高细胞液的渗透压 以防止海藻细胞因失水而发生质壁分离 c项正确 液泡积累大量离子是液泡膜具有选择透过性的具体体现 d项错误 基础自测 知识清单 基础自测 知识清单 1 渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差 2 动物细胞在任何情况下都不会发生质壁分离现象 3 植物细胞发生质壁分离和复原的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性 4 原生质层由细胞膜 液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成 具有选择透过性 5 细胞膜和其他生物膜都具有选择透过性 6 物质的跨膜运输并不都是顺浓度梯度的 细胞对物质的输入和输出具有选择性 7 植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程 某些细胞对某种离子的吸收结果不同 形成该离子在细胞内外的浓度差 实验探究 考点 考点渗透系统的原理和应用1 常见渗透装置图分析 1 若s1溶液浓度大于s2 则单位时间内由s2 s1的水分子数多于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 若存在如图所示的液面差 h 则s1溶液浓度仍大于s2 因为液面高的一侧产生的压强会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散 实验探究 考点 2 成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统与渗透作用模型的比较 实验探究 考点 实验探究 考点 有关渗透系统和渗透作用的2个易错点 1 水分子的移动方向是双向移动 但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数多 2 研究植物细胞渗透系统时 要把原生质层看作是一层半透膜 研究细胞液 液泡内液体 与细胞膜以外的液体 细胞膜与细胞壁之间的液体也是细胞外溶液 的浓度关系 实验探究 考点 3 渗透系统的应用 1 比较不同溶液浓度大小 实验探究 考点 2 探究物质能否通过半透膜 以碘和淀粉为例 实验探究 考点 1 渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度 实质是指渗透压 如质量分数为10 的葡萄糖溶液和质量分数为10 的蔗糖溶液的质量浓度相等 但质量分数为10 的蔗糖溶液的渗透压小 故最终表现为水通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动 2 渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到动态平衡 既不可看成没有水分子移动 也不可看成两侧溶液浓度相等 实验探究 考点 典例1 2015 安徽灵璧一中模拟 如图甲 乙为两个渗透装置 甲图是发生渗透作用时的初始状态 乙图是一段时间后 通过漏斗内外的水分子达到动态平衡的状态 下列有关叙述错误的是 a 图中 为半透膜 水分子能自由通过b 图甲中溶液 的浓度大于溶液 的浓度c 图乙中溶液 的浓度与溶液 的浓度相等d 图甲中溶液 和溶液 的浓度差越大 图乙的水柱越高 实验探究 考点 解题思路 根据渗透作用原理可知 溶剂分子是可以自由通过半透膜的 a项正确 达到渗透平衡后 漏斗内液面高于烧杯内液面 说明水分子进入到了漏斗内 再由渗透作用原理可知 实验初始时 漏斗内溶液的浓度大于漏斗外溶液的浓度 b项正确 题图乙所示装置中 漏斗内液面高于烧杯内液面 说明漏斗内溶液浓度大于漏斗外溶液浓度 c项错误 题图甲所示装置中溶液 和溶液 的浓度差越大 进入漏斗内的水分子越多 则平衡后题图乙所示装置中漏斗的水柱越高 d项正确 参考答案 c 实验探究 考点 方法指导 u 形管中水分子移动方向的分析 1 膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高 浓度低的一侧渗透压低 水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散 2 两侧溶液中的溶质若不能通过半透膜 则高浓度一侧液面升高 若能通过半透膜 则首先高浓度一侧液面升高 随后另一侧液面升高 最后两侧液面持平 3 如果溶质分子不能通过半透膜 则达到渗透平衡时 一般两侧溶液的浓度并不相等 液面高的一侧溶液浓度高 因为液面高的一侧产生的静水压会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散 实验探究 考点 1 2015 山西大学附属中学期中检测 如图所示 p1 p2为半透膜制成的结构 且在如图的小室内可自由滑动 a室内溶液浓度为2mol l b室内溶液浓度为1 5mol l c室内溶液浓度为1 5mol l 实验开始后 p1 p2的移动情况是 c a p1向右 p2不动b p1向左 p2向左c p1向右 p2向右d p1向左 p2不动 解析 由于a中溶液浓度大于b中溶液浓度 故b中水分子向右流动的速率小于向左流动的速率 从而导致p1向右移动 当b中溶液浓度大于1 5mol l 即大于c溶液浓度时 b中水分子向右流动的速率小于c中水分子向左流动的速率 故p2向右移动 实验探究 考点 2 2016 长春调研 如图为渗透装置示意图 a b分别为不同浓度的蔗糖溶液 据图判断 下列叙述错误的是 b a 若c为一层纱布 则不会发生此现象b 实验开始时 c两侧的溶液浓度大小是a bc 实验过程中漏斗管内的液面先上升后保持稳定d 当漏斗管内的液面停止上升时 水分子进出漏斗达动态平衡 解析 如果c为纱布 则漏斗内的蔗糖会扩散到外界溶液中 浓度差无法维持 漏斗内液面不会上升 a项正确 题图中漏斗内液面高于烧杯内液面 根据渗透原理可知 c两侧溶液浓度大小是a b b项错误 实验探究 考点 3 如图 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 如下表所示 图 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 实验探究 考点 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 由题意可知 甲 乙 丙三个渗透装置中的漏斗内液面高度均会上升 当达到最终的平衡时 因丙的蔗糖溶液体积最大 且半透膜面积丙 甲 乙 故丙吸收的水最多 对应题图 中的曲线1 甲 乙的蔗糖溶液体积相等 但甲的半透膜面积比乙的大 故开始时甲吸收水的速率较乙快 液面上升高度甲大于乙 但由于甲 乙的蔗糖溶液体积相同 故最终达到平衡时 甲 乙漏斗液面上升高度相同 则甲对应题图 中的曲线2 乙对应题图 中的曲线3 综上所述 a项正确 实验探究 考点 4 2015 湖北教学合作联考 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 记作零界面 实验开始后 长颈漏斗内部液面的变化趋势为 a 实验探究 考点 解析 膀胱膜相当于半透膜 水分子能通过 蔗糖分子不能通过 根据渗透原理可知 漏斗内的水分子会进入烧杯中 导致漏斗内液面下降 开始时蔗糖溶液浓度高 液面快速下降 随着蔗糖溶液浓度降低 漏斗内液面下降减慢 当进出水分子相等时 液面不再下降 实验探究 考点 5 2015 信阳一模 如图 容器a中含0 02mol l 1蔗糖和0 03mol l 1尿素 容器b中含0 01mol l 1蔗糖和0 05mol l 1尿素 a b间隔一层半透膜 第一种情况 半透膜只允许水分子通过 第二种情况 半透膜允许水分子和尿素分子通过 当达到动态平衡时 这两种情况下液面高度的变化情况是 c a 一样高 a高于bb b高于a 不能确定c b高于a a高于bd 一样高 不能确定 解析 第一种情况 容器a中溶液总的摩尔浓度是0 05mol l 1 容器b中溶液总的摩尔浓度是0 06mol l 1 b的渗透压高于a 故最终b液面高于a 第二种情况 最终半透膜两侧的尿素浓度相等 但a溶液中的蔗糖浓度大于b 故最终a液面高于b 实验探究 考点 实验探究观察植物细胞的质壁分离和复原1 实验原理 实验探究 考点 2 实验流程 实验探究 考点 3 注意事项 1 实验选材 选用的植物细胞要有中央大液泡且液泡最好带有颜色 以便于观察质壁分离与复原现象 不能选用动物细胞作材料 因为动物细胞没有细胞壁 不发生质壁分离现象 2 实验试剂的使用 若使用浓度过高的蔗糖溶液 则质壁分离现象明显 但不能复原 因为溶液浓度过高会使细胞过度失水而死亡 若使用质量浓度为1mol l 1的kno3溶液 则会出现质壁分离自动复原的现象 因为k 和均可被细胞吸收 使细胞液浓度增大 若使用质量浓度为1mol l 1的醋酸溶液 则不发生质壁分离与复原现象 因为醋酸能杀死细胞 使原生质层失去选择透过性 实验探究 考点 3 实验操作 观察细胞质壁分离现象时 时间不要过长 以免细胞因长期处于失水状态而死亡 影响复原现象的观察 4 实验拓展应用 1 判断成熟植物细胞是否有生物活性 2 测定细胞液浓度范围 实验探究 考点 3 比较不同植物细胞的细胞液浓度 4 鉴别不同种类的溶液 如kno3和蔗糖溶液 实验探究 考点 典例2 2014 新课标全国卷 将某植物花冠切成大小和形状相同的细条 分为a b c d e和f组 每组的细条数相等 取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中 浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度 结果如图所示 假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换 则 a 实验后 a组液泡中的溶质浓度比b组的高b 浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的c a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗atp大于b组d 使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0 4 0 5mol l 1之间 实验探究 考点 解题思路 本题主要考查植物细胞吸水和失水 水分子跨膜运输的方式等相关知识点 若实验前长度 实验后长度 1 则浸泡前后花冠细条的长度不变 说明蔗糖溶液的浓度与花冠细胞中细胞液的浓度相当 浸泡过程中细条吸水与失水平衡 介于c组与d组之间 即蔗糖浓度介于0 4 0 5mol l 1之间 d项正确 若实验前长度 实验后长度1 则细胞失水皱缩 f组 1 则细胞失水 b组 1 则细胞吸水 b项错误 水分子通过自由扩散的方式进出细胞 不消耗atp c项错误 参考答案 d 实验探究 考点 1 下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述 错误的是 b a 与白色花瓣相比 采用红色花瓣有利于实验现象的观察b 用黑藻叶片进行实验时 叶绿体的存在会干扰实验现象的观察c 用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分