高中生物 第二单元 细胞的基本结构与物质的输入和输出 第7讲 细胞的物质输入和输出课件（水滴系列）高中生物 第二单元 细胞的基本结构与物质的输入和输出 第7讲 细胞的物质输入和输出课件.ppt

第7讲细胞的物质输入和输出 考情分析 备考导航 知识梳理自主学习夯实基础 1 渗透作用 1 概念 指水分子 或其他溶剂分子 通过由低浓度向高浓度的扩散过程 2 发生渗透作用的条件 一是具有 二是半透膜两侧的溶液具有 2 动物细胞的吸水和失水 1 条件半透膜 浓度差 与外界溶液间具有浓度差 考点一细胞的吸水和失水 半透膜 半透膜 浓度差 细胞膜 细胞质 2 现象 连线 答案 3 成熟植物细胞的吸水和失水 1 当 时 细胞失水 发生现象 2 当 时 细胞吸水 失水的细胞发生现象 全透性 小 原生质层 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 渗透作用模型与成熟植物细胞渗透系统的比较 深化拓展 渗透作用的应用 1 验证渗透作用发生的条件 2 比较不同溶液浓度大小 3 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 渗透作用的分析 1 2016 北京丰台区期末 半透膜对淀粉和葡萄糖的通透性不同 如图1 预测图2的实验结果 开始时漏斗内外液面相平 最可能的是 a 图甲中水柱a将持续上升b 图甲中水柱a将保持不变c 图乙中水柱b将保持不变d 图乙中水柱b将先上升后下降 解析 图甲中半透膜两侧是清水和淀粉溶液 存在浓度差 发生渗透作用 刚开始导致水柱a升高 到一定高度后 由于液面高度差的存在 导致水柱a不再升高 图乙中半透膜两侧是清水和葡萄糖溶液 存在浓度差也发生渗透作用 刚开始导致水柱b升高 当半透膜两侧的水分子达到动态平衡后 葡萄糖也能透过半透膜 并且也要在半透膜两侧达到动态平衡 所以使水柱b又下降 d 2 2016 云南曲靖模拟 如图为一个渗透装置 假设溶质分子或离子不能通过半透膜 实验开始时 液面a和b平齐 下列判断不正确的是 a 如果甲 乙都是蔗糖溶液 甲的浓度低于乙 则液面a会下降 液面b会上升b 如果甲 乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液 两者的质量分数相同 则液面a会上升 液面b会下降c 当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时 甲 乙溶液的浓度不一定相等d 当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时 甲 乙溶液的渗透压一定相等 解析 如果甲 乙都是蔗糖溶液 甲的浓度低于乙 则水主要向乙一侧扩散 导致液面a会下降 液面b会上升 如果甲 乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液 两者的质量分数相同 由于蔗糖是二糖 葡萄糖是单糖 因此甲的物质的量浓度大于乙 甲渗透压大于乙 因此液面a会上升 液面b会下降 当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时 由于两侧的溶质分子不同 因此甲 乙溶液的浓度不一定相等 由于两侧溶质分子可能不同 当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时 甲 乙溶液的渗透压不一定相等 d 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 方法突破 题组二 细胞吸水和失水的分析 3 下列有关细胞吸水和失水的叙述 正确的是 a 水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差b 当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时 哺乳动物红细胞失水皱缩c 当外界溶液的浓度比细胞液的浓度低时 洋葱鳞片叶的表皮细胞吸水涨破d 用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度相同 解析 水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差 当外界溶液浓度高于细胞液 质 浓度 细胞失水 当外界溶液浓度低于细胞液 质 浓度 细胞吸水 当外界溶液的浓度低时 红细胞一般会因持续吸水而涨破 植物细胞有细胞壁 不会吸水涨破 紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度不一定都相同 用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时观察到的质壁分离程度可能不同 a 4 2016 江苏淮安模拟 将蚕豆植株放在湿润的空气中光照一段时间后 取蚕豆叶下表皮制作临时装片 先在清水中观察 然后用0 3g ml蔗糖溶液取代清水 继续观察 结果如图所示 下列有关叙述正确的是 a 只有将保卫细胞置于0 3g ml蔗糖溶液中时 才构成一个渗透系统b 当从清水转入0 3g ml蔗糖溶液中时 保卫细胞细胞液浓度将增加c 在清水中 保卫细胞发生渗透失水而导致气孔开放d 蔗糖分子扩散进入保卫细胞后 细胞渗透吸水导致气孔关闭 解析 渗透装置具备两个条件 半透膜和膜两侧具有浓度差 如果将保卫细胞放在清水中 细胞液和外界的清水也存在浓度差 也可以构成一个渗透系统 由图可知 植物在清水中叶片中气孔是开放的 即细胞吸水时气孔开放 而在0 3g ml的蔗糖溶液中 保卫细胞发生渗透失水 气孔将关闭 蔗糖溶液中 细胞失水 导致气孔关闭 但原生质层具有选择透过性 蔗糖不能进入细胞 b 知识梳理自主学习夯实基础 1 物质跨膜运输的实例分析 考点二物质出入细胞的方式及影响因素 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 自由扩散 高 低 载体 能量 能量和载体 流动性 能量 主动运输 重点透析剖析考点拓展深化 1 影响物质运输速率因素的分析及曲线解读影响物质跨膜运输的因素有多种 最常见的有 内部因素 主要为载体的种类 数量 酶的活性 数量等 外部因素 主要为物质浓度 影响细胞呼吸速率的因素 如o2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 o2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o2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 o2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 2 探究物质运输方式的实验设计 1 探究是主动运输还是被动运输 植株 培养液 呼吸抑制剂 2 探究是自由扩散还是协助扩散植株 培养液 蛋白质抑制剂 或蛋白酶 易错点拨 物质运输的四个 不一定 1 消耗能量的运输方式不一定是主动运输 胞吐和胞吞也消耗能量 2 生物大分子不一定都是以胞吞 胞吐方式运输的 如rna和蛋白质可通过核孔出入细胞核 这两种情况穿膜层数均为0 3 无机盐离子的运输方式不一定是主动运输 如神经细胞的k 外流和na 的内流为协助扩散 4 需要载体蛋白的不一定是协助扩散 主动运输也需要载体蛋白 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 2016 全国 卷 2 离子泵是一种具有atp水解酶活性的载体蛋白 能利用水解atp释放的能量跨膜运输离子 下列叙述正确的是 a 离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散b 离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的c 动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率d 加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率 解析 由题干可知 离子通过离子泵的跨膜运输过程需要载体蛋白和能量 属于主动运输 因此加入蛋白质变性剂会降低离子泵跨膜运输离子的速率 主动运输一般是逆浓度梯度进行的 动物一氧化碳中毒后 机体缺乏氧气而影响有氧呼吸 进而影响能量供应 降低离子泵跨膜运输离子的速率 c 解析 由图可知 葡萄糖进入小肠上皮细胞时 由低浓度向高浓度一侧运输 因此葡萄糖进入细胞属于主动运输 消耗atp 葡萄糖从此细胞中运出是从高浓度向低浓度一侧运输 且需要载体的协助 属于协助扩散 不受o2浓度的影响 根据图示分析可以判断葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与na 从肠腔到小肠上皮细胞相伴随 na 从肠腔进入小肠上皮细胞 葡萄糖从小肠上皮细胞进入组织液 都是由高浓度运至低浓度 需要载体 不需要能量 均为被动运输 b a 葡萄糖通过主动运输的形式进入此细胞 需要消耗atpb 葡萄糖被运出此细胞的速率受o2浓度的影响c 葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与na 从肠腔到小肠上皮细胞相伴随d na 从肠腔到小肠上皮细胞以及葡萄糖从小肠上皮细胞到组织液均为被动运输 方法突破物质出入细胞方式的判断 1 根据分子大小与对载体 能量的需要进行判断 2 根据运输方向判断 逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输 顺浓度梯度的跨膜运输方式为被动运输 题组二 影响物质运输速率因素的分析 3 2016 陕西咸阳一模 下列物质吸收方式中 符合下图两种曲线的是 a 肾小管吸收原尿中的葡萄糖b 胃黏膜上皮细胞吸收乙醇c 神经纤维受刺激时的na 内流d 肝细胞从组织液中吸收氨基酸 c 解析 图甲说明该物质吸收方式的影响因素为细胞膜内外的浓度差以及细胞膜上载体的种类 数量 图乙说明该物质吸收方式不需要能量 由此可知该物质的运输方式为协助扩散 肾小管吸收原尿中的葡萄糖属于主动运输 胃黏膜上皮细胞吸收乙醇属于自由扩散 细胞外液中的na 浓度高 神经纤维受刺激时的na 内流时运输方向是高浓度到低浓度 需要载体 不需要能量 属于协助扩散 肝细胞从组织液中吸收氨基酸属于主动运输 4 肝细胞和细菌都能以协助扩散的方式吸收葡萄糖 其中细菌协助葡萄糖运输的载体蛋白为glut1 肝细胞协助葡萄糖运输的载体蛋白为glut2 其运输的速率和葡萄糖浓度的关系如图所示 下列推测不正确的是 a glut1对葡萄糖的亲和力比glut2对葡萄糖亲和力大b 葡萄糖能以相同的方式进入红细胞和肝细胞c 两种载体蛋白都需要内质网 高尔基体的加工d 载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率 c 解析 glut1对葡萄糖的转运速率比glut2对葡萄糖转运速率快 因此 glut1对葡萄糖的亲和力比glut2对葡萄糖亲和力大 葡萄糖进入红细胞 肝细胞的方式均为协助扩散 细菌细胞中没有内质网和高尔基体 比较三条曲线 脂双层运输葡萄糖的速率较其他两个都慢 说明载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率 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 考点三实验 探究植物细胞的吸水和失水 失水 质壁分离复原 2 实验步骤 中央大液泡 0 3g ml 紫色 中央液泡 透析实验积累技能理解方法 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而不选用根尖分生区的细胞作为该实验的材料 透析 紫色洋葱鳞片叶外表皮具有紫色的大液泡 便于观察 而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 为什么不选用适宜浓度的kno3溶液或尿素 甘油 乙二醇等作为该实验的试剂 盐酸 酒精 醋酸等行吗 为什么 透析 k 和可被细胞吸收 从而使细胞液浓度增大 所以细胞先发生质壁分离后又自动复原 不适于作为该实验的试剂 尿素 甘油 乙二醇等现象同上 盐酸 酒精 醋酸能杀死细胞 不能作为质壁分离的溶液 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 技能训练巩固演练技能提升 1 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和两次处理 下列有关叙述正确的是 a 第一次观察为低倍镜观察 后两次为高倍镜观察b 第一次处理滴加的液体为清水 第二次滴加的液体为0 3g ml的蔗糖溶液c 若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮 则不会发生质壁分离d 紫色洋葱鳞片叶外表皮中 细胞壁 细胞核和细胞液不属于原生质层 解析 该实验只需低倍镜观察即可 该实验过程中 第一次滴加的是质量浓度为0 3g ml的蔗糖溶液 而第二次滴加的才是清水 如将紫色洋葱鳞片叶的外表皮改为内表皮 则观察效果不明显 并非无法进行 成熟植物细胞的原生质层包括细胞膜 液泡膜以及两层膜之间的细胞质 可见细胞壁 细胞核和细胞液不属于原生质层 d 2 2016 天津卷 1 在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中 显微镜下可依次观察到甲 乙 丙三种细胞状态 下列叙述正确的是 a 由观察甲到观察乙须将5倍目镜更换为10倍目镜b 甲 乙 丙可在同一个细胞内依次发生c 与甲相比 乙所示细胞的细胞液浓度较低d 由乙转变为丙的过程中 没有水分子从胞内扩散到胞外 解析 由观察甲到观察乙 无须改变显微镜的放大倍数 同一细胞可以发生质壁分离与复原 因此 甲 乙 丙可在同一个细胞内依次发生 与甲相比 乙细胞发生质壁分离 细胞失水 细胞液的浓度较高 由乙转变为丙的过程中 细胞发生渗透作用而吸水 水分子既可以由胞内向胞外扩散 也可以由胞外向胞内扩散 只是由胞外向胞内扩散的速率大于由胞内向胞外扩散的速率 b 3 2014 全国 卷 4 下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述 错误的是 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离程度可能不同d 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素 有利于实验现象的观察 解析 红色花瓣的色素存在于