【优化探究】2015届高考生物一轮复习配套课件：必修一第4章　细胞的物质输入和输出

第4章细胞的物质输入和输出 展示考纲考频 1 物质出入细胞的方式 2 通过模拟实验探究膜的通透性 实验 3 观察植物细胞的质壁分离和复原 实验 一 细胞的吸水与失水1 渗透作用产生的条件 1 有一层 2 半透膜两侧的溶液具有 2 动物细胞吸水和失水的条件 1 外界溶液浓度细胞质浓度时 细胞吸水膨胀 2 外界溶液浓度大于细胞质浓度时 细胞 3 外界溶液浓度等于细胞质浓度时 水分进出细胞处于 半透膜 溶度差 小于 失水皱缩 动态平衡 3 植物细胞的吸水和失水 以成熟植物细胞为例 2 条件 成熟植物细胞具有中央 是一个渗透系统 大液泡 二 物质跨膜运输的其他实例1 实例 1 植物对无机盐离子的吸收 不同植物 如番茄 水稻 对的吸收能力不同 同种植物对的吸收能力不同 2 人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆浓度梯度进行的 2 结论 1 细胞膜和其他生物膜都是膜 2 生物膜具有的特点是 可以自由通过 一些离子 小分子也可以通过 而其他的则不能通过 同一离子 不同离子 选择透过性 水分子 离子 小分子 大分子 填入代码 a b c d 思考辨析1 判断下列有关物质跨膜运输条件说法的正误 1 动物细胞没有细胞壁 对培养基的渗透压更敏感 2012年高考上海卷改编 2 洋葱根尖分生区细胞不宜作观察质壁分离和复原实验的实验材料 2011年高考天津卷改编 3 撕取紫色洋葱外表皮 分为两份 假定两份外表皮细胞的大小 数目和生理状态一致 一份在完全营养液中浸泡一段时间 浸泡后的外表皮称为甲组 另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间 浸泡后的外表皮称为乙组 然后 两组外表皮都用浓度为0 3g mL的蔗糖溶液处理 一段时间后表皮细胞中的水分不再减少 判断此时甲 乙两组细胞水分渗出量的大小 以及水分运出细胞的方式说法的正误 甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等 主动运输 甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高 主动运输 甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低 被动运输 甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等 被动运输 2 判断下列有关物质运输方式说法的正误 1 神经递质由突破小泡分泌到细胞外 2013年高考北京卷 2 神经细胞内Na 与有关载体蛋白结合后排出细胞 2013年高考浙江卷改编 3 血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞属于自由扩散 2012年高考海南卷 4 氢离子可以通过扩散作用进入液泡内 2011年高考北京卷 5 主动运输过程中 需要载体蛋白协助和ATP提供能量 6 碘以被动运输方式进入海带细胞 1 渗透作用模型和成熟植物细胞与外界溶液形成的渗透系统比较 渗透系统的组成及应用 易错易混 1 渗透作用模型中特别强调溶质分子不能通过半透膜 达到渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到动态平衡 既不可看作没有水分子移动 也不可看作两侧溶液浓度相等 2 溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度 2 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 若S1溶液浓度S2 则情况相反 外观上表现为S1液面 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 因为液面高的一侧形成的压强 会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散 特别提醒 若溶质分子能通过半透膜 则先是浓度高的一侧液面升高 随后另一侧液面上升 最后达到渗透平衡 上升 小于 下降 3 渗透作用原理的拓展应用 1 比较不同溶液浓度大小 2 渗透作用发生条件的验证 1 2014年遵义统考 如图中甲 乙两图是渗透装置示意图 丙图是根毛细胞示意图 请根据甲 乙 丙三图回答下列问题 甲图是发生渗透作用的初始状态 乙图是甲图发生了较长时间的渗透作用之后达到的平衡状态 1 典型的渗透装置必须具备两个条件 2 比较甲图中 和 处溶液浓度的大小 填 大小 小于 或 等于 3 丙图中 为 其在渗透系统中的作用类似于甲图中的 4 甲图和丙图中都有渗透膜 两者相比其本质的区别是细胞膜作为生物膜具有 性 细胞膜的这一特性与其膜上 的作用有关 5 若把根毛细胞放在30 的蔗糖溶液中 它会出现的变化是 6 盐碱地中的植物常出现萎蔫现象 其原因是 解析 渗透作用发生必须具备半透膜及半透膜两侧溶液存在浓度差这两个条件 由乙图可知图甲中 处溶液浓度高于 处 原生质层包括细胞膜 液泡膜以及两层膜之间的细胞质 相当于半透膜 由于载体蛋白的存在使得原生层具有选择透过性 当细胞外液浓度高于细胞液浓度时 细胞失水发生质壁分离 盐碱地土壤溶液浓度较高 当土壤溶液浓度大于根毛细胞液浓度时 细胞失水出现萎蔫 答案 1 具有半透膜膜两侧溶液具有浓度差 2 小于 3 原生质层 4 选择透过载体蛋白 5 质壁分离 6 土壤溶液的浓度大于根毛细胞液的浓度 1 物质跨膜方式图解 物质运输的方式及影响因素 2 物质跨膜运输方式 膜的选择透过性 3 非跨膜运输 膜的流动性 胞吞胞吐 4 影响物质跨膜运输的因素 1 物质浓度 在一定的浓度范围内 2 氧气浓度 3 温度 可影响和 因而会影响物质跨膜运输的速率 生物膜的流动性 酶的活性 5 探究物质跨膜运输的方式 1 探究是主动运输还是被动运输 易混易错 特别关注5个易混易错点 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物质运输方式 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 不通过核孔 3 Na K 等无机盐离子一般以主动运输进出细胞 但也可通过协助扩散 或离子通道 进出细胞 4 植物吸收水分的方式是自由扩散 而吸收无机盐离子的方式是主动运输 因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程 5 载体具有饱和性和特异性 温度和O2浓度可以通过影响能量的产生而影响主动运输的速率 2 如图为物质出入细胞的四种方式示意图 请据图回答 1 图中A表示 方式 B表示 方式 C表示 方式 D表示 方式 2 K O2和葡萄糖三种物质中 通过B方式进入红细胞的是 3 与A方式相比 B方式的主要特点是需要借助 该物质是在细胞内的 上合成的 4 胰岛B细胞分泌胰岛素是通过 方式进行的 该种运输方式也体现出细胞膜 的特点 5 若在细胞中注入某种呼吸抑制剂 方式将会受到较大影响 6 需要载体蛋白协助的方式为 填字母 影响B方式运输速率的因素为 与C运输方式有关的细胞器是 解析 自由扩散受膜两侧浓度差的影响 浓度差越大 物质出入细胞的速率就越快 而协助扩散和主动运输都受细胞膜上载体蛋白数量的限制 主动运输和胞吐又受能量多少的限制 答案 1 自由扩散协助扩散主动运输胞吐 2 葡萄糖 3 载体蛋白核糖体 4 D 或胞吐 具有一定的流动性 5 C D 或主动运输和胞吐 6 B C浓度差和载体蛋白数量线粒体和核糖体 观察植物细胞的质壁分离和复原1 实验原理 1 成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性 细胞壁和原生质层具有一定伸缩性 但原生质层的伸缩性细胞壁 2 细胞液浓度外界溶液浓度 外界溶液中的水分经原生质层进入细胞液 2 植物细胞质壁分离及质壁分离复原实验材料选择新鲜紫色洋葱鳞片叶外表皮是进行此项实验的较理想材料 它既容易被剥离而制成临时装片 又很容易在显微镜下观察 实践证明 质量浓度为0 3g mL的蔗糖溶液很容易使洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离 短时间内对细胞的伤害很小 而清水又可使质壁分离得到复原 大于 质壁分离 质壁分离复原 3 实验步骤 特别提醒 1 质壁分离与复原过程中水分移动是双向的 总结果是单向的 2 本实验用显微镜观察了三次 第一次与第二次形成对照 第三次与第二次形成对照 该对照方法为自身对照 4 实验试剂使用 1 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 细胞过度失水而死亡 2 使用质量浓度为1mol L 1的KNO3溶液 因为K 和NO可被细胞吸收 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 尿素 甘油 乙二醇等现象同上 3 使用质量浓度为1mol L 1的醋酸溶液 则不发生质壁分离及复原现象 因为醋酸能杀死细胞 使原生质层失去选择透过性 拓展提升 1 判断细胞的死活 2 测定细胞液浓度范围 3 观察植物细胞的细胞膜 4 比较不同植物细胞液浓度或溶液的浓度大小 刚发生质壁分离所需时间的比较 判断溶液浓度的大小 时间越短 未知溶液的浓度越大 5 鉴别不同种类的溶液 如KNO3和蔗糖溶液 3 回答下列与细胞有关的实验问题 1 下列4项实验中 需保持细胞生理活性的有 填序号 观察叶绿体和原生质的流动 观察洋葱鳞片叶肉表皮细胞中DNA的分布 探究酵母菌的呼吸方式 红细胞中血红蛋白的提取和分离 2 按下面步骤进行质壁分离实验 步骤一 在洁净的载玻片中央加一滴清水 取一片藓类小叶 盖上盖玻片 步骤二 从盖玻片一侧滴入0 3g mL的蔗糖溶液 在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引 这样重复几次 使盖玻片下面的藓类小叶浸润在0 3g mL的蔗糖溶液中 步骤三 在显微镜下观察 结果如图所示 图中A B处的颜色分别是 如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红 植物细胞不吸收的红色染料 的0 3g mL的蔗糖溶液 则在显微镜下观察到A B处颜色分别是 如果将步骤二中浸润在0 3g mL的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片 放在80 条件下处理一段时间 装片中的藓类小叶保持在0 3g mL的蔗糖溶液中 在显微镜下清晰地观察到细胞结构后 为更准确地判断A处颜色 对显微镜的操作方法是 如果A处呈绿色 可能的原因是 解析 本题主要考查植物细胞的质壁分离及复原实验的相关知识 1 需保持细胞生理活性的有 因为死细胞的叶绿体和原生质不会流动 酵母菌失去活性也不会呼吸 2 由于细胞已发生质壁分离且细胞壁是全透性的 所以A处应为无色的蔗糖溶液 B处含叶绿体 呈绿色 若滴入的是加入植物细胞不能吸收的伊红的蔗糖溶液 则A处为红色 B处为绿色 观察到清晰的结构后 要进一步看清颜色 则需要将视野调暗 所以需要改变光圈大小及调节反光镜 80 高温下细胞死亡 细胞膜 叶绿体膜失去选择透过性 叶绿素等色素进入A处 A处呈绿色 答案 1 2 无色 绿色 红色 绿色 改变光圈大小调节反光镜高温下细胞膜 叶绿体膜失去选择透过性 叶绿素等色素进入A处 例1 为研究植物a能不能移植到b地生长 某生物学研究性学习小组设计了一个测定植物a细胞液浓度的实验方案 实验结果如下表 他们又测定了b地土壤溶液浓度 为保证植物a移植后能正常生存 该地土壤溶液的浓度应 A 0 2g MlB 0 15g mL 土壤溶液浓度 0 3g mLC 0 2g mLD 0 2g mL 解析 本题考查细胞吸水和失水原理在实际生产中的应用 据题中所给的实验结果可知 植物a细胞液浓度范围是0 15 0 2g mL 则该植物适宜栽种的土壤溶液浓度应小于0 2g mL 答案 C 渗透作用的应用 例2 下图表示细胞膜的结构和物质进出细胞的方式 下列说法不正确的是 细胞膜的结构与物质出入细胞方式 A 在图 a e过程中 可代表细胞分泌Na 过程的是eB 在图 所示的结构中 主要由A物质决定着不同生物膜的功能差异C 与图 中曲线 相符的过程是图 中的过程a或eD 在图 所示的结构中 A和B物质大都不是静止的 解析 图 中由D结构我们可以判断细胞膜的内外侧 a b c d e分别代表主动运输 自由扩散 协助扩散 协助扩散和主动运输 图 所示为物质由细胞外向细胞内的主动运输过程 所以与图 中曲线 相符的过程是图 中的过程a 答案 C 例3 2013年高考江苏卷 右图为研究渗透作用的实验装置 请回答下列问题 1 漏斗内溶液 S1 和漏斗外溶液 S2 为两种不同浓度的蔗糖溶液 漏斗内外起始液面一致 渗透平衡时的液面差为 h 此时S1和S2浓度大小关系为 2 图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的 两者在物质透过功能上的差异是 渗透作用与质壁分离及复原 3 为进一步探究两种膜的特性 某兴趣小组做了以下实验 实验材料 紫色洋葱 实验器具 如图所示的渗透装置 不含溶液 光学显微镜 载玻片 盖玻片 镊子 刀片 吸水纸 擦镜纸 滴管 记号笔等 实验试剂 蒸馏水 0 3g mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液 部分实验步骤和结果如下 选两套渗透装置 标上代号X和Y 在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水 分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液 均调节漏斗内外液面高度一致 渗透平衡时出现液面差的装置有 填代号 选两片洁净的载玻片 在载玻片中央分别滴加 制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态 观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化 两者都能出现的现象是 4 上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是 解析 1 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 故两者浓度关系仍是S1 S2 2 图中半透膜模拟成熟植物细胞的原生质层 从功能上 半透膜只是利用孔径大小控制物质进出 原生质层是选择透过性膜 靠能量和载体控制物质出入 具有生物活性 可以完成逆浓度梯度的主动运输 3 蔗糖分子不