高考生物大一轮复习细胞结构和物质运输物质跨膜运输实例物质跨膜运输方式PPT学习课件

1、考纲点击 1.物质出入细胞的方式()2.实验：(1)通过模拟实验探究膜 的透性(2)观察植物细胞的质壁分离和复原 第二单元细胞的结构和物质运输 一、细胞的吸水和失水 1渗透作用发生的条件 具有_；_两侧的溶液具有浓度差。 2动物细胞 (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_细胞质浓度时，细胞失水皱缩； (3)外界溶液浓度_细胞质浓度时，水分进出平衡，细胞形态不变。 半透膜半透膜 3植物细胞 细胞膜细胞膜 液泡膜液泡膜 大液泡大液泡 细胞吸水时，水分子跨膜运输的状态如何？ _ _ (3)实验验证实验验证) 细胞液浓度 细胞液浓度外外界溶液浓度界溶液浓度 吸水吸水 _

2、 质壁分离质壁分离 质壁分离复原质壁分离复原 水分子在细胞膜上总是双向运动的。只不过在细胞吸水时，由外向内扩散 的水分子总数多于由内向外扩散的水分子总数。 二、物质跨膜运输的实例 1不同物质的跨膜运输特点 (1)水分子：_ (高低)； (2)离子和小分子：依据细胞生命活动需要进行_。 顺相对含量梯度 选择吸收 2水稻和番茄吸收不同离子的特点 (1)同种生物细胞对不同物质的吸收具有_，与其含有离子载体 的_有关； (2)不同种生物细胞对同种物质吸收具有_。 选择性 种类和数量 差异性 三、物质跨膜的方式三、物质跨膜的方式连一连连一连 微生物微生物P2O5K2O 大肠杆菌大肠杆菌33.9912.9

3、5 圆褐固氮菌圆褐固氮菌4.932.41 酵母菌酵母菌51.0938.66 米曲霉米曲霉48.5528.16 A A 考点一以渗透装置为依托，考查渗透作用原理及应用 1渗透系统的组成分析渗透系统的组成分析 项目项目渗透作用模型渗透作用模型植物细胞渗透系统植物细胞渗透系统 图解图解 项目项目渗透作用模型渗透作用模型 植物细胞渗透系植物细胞渗透系 统统 组组 成成 条条 件件 半透膜半透膜 浓度差浓度差 种类：可以是生物性的选择透过性膜种类：可以是生物性的选择透过性膜,也可以是物理也可以是物理 性的过滤膜；性的过滤膜； 特性：允许水分子及小分子通过，不允许蔗糖等大特性：允许水分子及小分子通过，不允

4、许蔗糖等大 分子通过分子通过 原生质层相当于原生质层相当于 半透膜半透膜 半透膜两侧的溶液体系半透膜两侧的溶液体系(S1、S2) 细胞液细胞液(S1)与外与外 界溶液界溶液(S2)之间之间 项目项目渗透作用模型渗透作用模型植物细胞渗透系统植物细胞渗透系统 渗透作渗透作 用发生用发生 S1S2 S1S2 发生特点发生特点 漏斗内液面下降漏斗内液面下降细胞失水细胞失水;可发生质壁分离可发生质壁分离 漏斗内液面上升漏斗内液面上升 细胞吸水细胞吸水;可发生质壁分离复原可发生质壁分离复原 水分进出平衡水分进出平衡;液面不变液面不变 细胞既不吸水也不失水细胞既不吸水也不失水 (1)水分子总是由溶液浓度低的

5、部位向浓度高的部位渗透；水分子总是由溶液浓度低的部位向浓度高的部位渗透； (2)半透膜两侧溶液浓度差是渗透作用发生的动力半透膜两侧溶液浓度差是渗透作用发生的动力,既决定着渗透的既决定着渗透的 方向，又决定着渗透的速度，即浓度差越大，渗透越快方向，又决定着渗透的速度，即浓度差越大，渗透越快 (2016湖北孝感高中阶段考湖北孝感高中阶段考)图图 1 表示渗透作用装置表示渗透作用装置， 一段时间后液面上升的高度为一段时间后液面上升的高度为 h，其中半透膜为膀胱膜其中半透膜为膀胱膜，装装 置溶液置溶液 A、a 起始浓度分别用起始浓度分别用 MA、Ma表示；图表示；图 2 表示一个表示一个 洋葱鳞片叶表

6、皮细胞放在蔗糖溶液后发生质壁分离的过程洋葱鳞片叶表皮细胞放在蔗糖溶液后发生质壁分离的过程 图。请据图回答问题：图。请据图回答问题： (1)图图 1 中中，如果如果 A、a 均为蔗糖溶液均为蔗糖溶液，且开始时且开始时 MaMA，则则 达到平衡后达到平衡后 MA_(填大于、等于或小于填大于、等于或小于)Ma。 (2)图图 2 中中，如果如果 B、b 分分别别表示蔗糖溶液和细胞液表示蔗糖溶液和细胞液，且起始且起始 浓度分别为浓度分别为 MB、Mb，则达到平衡后则达到平衡后 MB_(填大于、填大于、 等于或小于等于或小于)Mb。 小于小于 等于 (3)图图 1 中的半透膜相当于图中的半透膜相当于图 2

7、 中的中的_，由由 _(填数字填数字)组成。图组成。图 2 过程中液泡过程中液泡的吸水能力如何的吸水能力如何 变化？变化？_。 原生质层原生质层 1、3、5 逐渐变大，最后不再变化逐渐变大，最后不再变化 解析(1)蔗糖分子不能通过半透膜，开始时MaMA，水分子从水槽中进入漏 斗，达到平衡后理论上两侧溶液的浓度差相 等，但因液面高的一侧水的压强大，会阻止水由低浓度一侧向高浓度一侧扩 散，故达到平衡后MA小于Ma。(2)图2为成熟的植物细胞，达到平衡后，MB 等于Mb。(3)图1中的半透膜相当于图2中的原生质层，由1、3、5组成；图2 液泡的吸水能力逐渐增大最后不变。 常见渗透装置图分析常见渗透装

8、置图分析 (1)若若 S1溶液浓度大于溶液浓度大于 S2，则单位时间内由则单位时间内由 S2S1的水分子的水分子 数多于数多于 S1S2，外观上表现为外观上表现为 S1液面上升；若液面上升；若 S1溶液浓度溶液浓度 小于小于 S2，则情况相反则情况相反，外观上表现为外观上表现为 S1液面下降。液面下降。 B 细胞吸水和失水情况的分析判断 解析:由于G袋内的溶液的量大，若达到半透膜内外两侧溶液的渗透平衡，G 袋吸收水分较多。 D 解析: A项，通过图示可以看出，a组和b组实验前长度/实验后长度的值都小 于1，表明细胞吸水导致细条变长；由于a组实验前长度/实验后长度的值小于 b组实验前长度/实验后

9、长度的 值，说明a组吸水较多，b组吸水较少，所以实验后a组液泡中的溶质浓度比b 组的低。B项，分析柱状图可知，f组细胞失 水，而b组细胞吸水，因此浸泡导致f组细胞中液泡的失水量大于b组的。C 项，水分进出细胞的方式是自由扩散，不消耗ATP。D项，根据柱状图可 知，在浓度为0.4 molL1的蔗糖溶液中的c组细胞吸水，而在浓度为0.5 molL1的蔗糖溶液中的d组细胞失水，所以使细条在浸泡前后长度不变的 蔗糖浓度介于0.40.5 molL1之间。 D 解析:图甲中，250 mmolL1 NaCl溶液中红细胞体积与初始体积之比小于 1，说明红细胞失水皱缩，会影响红细胞的代 谢。图乙中植物细胞失水量

10、先变大后变小，之后表现为吸 水，故植物细胞原生质体体积先变小后变大，植物细胞由于有细胞壁保护， 细胞体积几乎不变。图乙中，a点植物细胞失水量最多，此时细胞吸水能力 最高。人红细胞长时间处于300 mmolL1 NaCl溶液中会因失水过多而死 亡，而图乙细胞在处理时间内细胞先失水后吸水，说明细胞原生质层具有选 择透过性，细胞一直具有活性。 易错点1原生质层原生质体 点拨(1)原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜。由细胞膜、液泡膜 以及两层膜之间的细胞质组成。(2)原生质体是去除了植物细胞壁以后所剩下 的植物细胞结构。 易错点2半透膜选择透过性膜 点拨(1)区别：半透膜是无生命活性的物理性膜，物

11、质能否通过取决于 分子的大小。选择透过性膜是具有生命活性的生物膜，载体蛋白的存在决，载体蛋白的存在决 定了其对不同物质是否吸收的选择性。定了其对不同物质是否吸收的选择性。 (2)共性:都允许水分子自由通过,而不允许大分子物质通过。 与渗透作用有关的实验探究 增添实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴增添实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴 锅等。锅等。 (1)请设计出继续实验的简要步骤：请设计出继续实验的简要步骤： _ _； _ _ _。 向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液,水浴加热(或隔水加热)U型管至适宜 温度,观察a、b两管内液面的变化 吸取吸取a、b两管内适量液体

12、两管内适量液体,分别加入分别加入A、B两试管中两试管中,并加入斐林试剂并加入斐林试剂,50 65 水浴加热水浴加热,观察观察A、B试管内有无砖红色沉淀试管内有无砖红色沉淀 (2)预测实验现象并作出结论：预测实验现象并作出结论： _ _ _ _ _。 如果如果a、b两管液面高度差缩小且两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水 解产物能通过半透膜；如果解产物能通过半透膜；如果a、b两管液面高度差增大且两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉试管内无砖红色沉 淀、淀、B试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产

13、物不能通过半透膜 探究物质能否通过半透膜探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例以碘和淀粉为例) 烧杯内盛淀粉溶液烧杯内盛淀粉溶液漏斗内盛碘液漏斗内盛碘液结论结论 变蓝变蓝不变蓝不变蓝碘能通过半透膜碘能通过半透膜，而淀粉不能而淀粉不能 不变蓝不变蓝变蓝变蓝淀粉能通过半透膜淀粉能通过半透膜，而碘不能而碘不能 变蓝变蓝变蓝变蓝淀粉和碘都能通过半透膜淀粉和碘都能通过半透膜 不变蓝不变蓝不变蓝不变蓝淀粉和碘都不能通过半透膜淀粉和碘都不能通过半透膜 考点二借助图示考查物质出入细胞的方式 1物质出入细胞方式的比较物质出入细胞方式的比较 比较项比较项 目目 离子和小分子物质离子和小分子物质大分子和颗粒性物质大

14、分子和颗粒性物质 被动运输被动运输 主动运输主动运输胞吞胞吞胞吐胞吐 自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散 模型图模型图 比较项目比较项目 离子和小分子物质离子和小分子物质大分子和颗粒性物质大分子和颗粒性物质 被动运输被动运输 主动运输主动运输胞吞胞吞胞吐胞吐 自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散 运输方向运输方向 运输动力运输动力 载体载体 高浓度高浓度 低浓度低浓度 高浓度高浓度 低浓度低浓度 低浓度低浓度 高浓度高浓度 细胞外细胞外 细胞内细胞内 细胞内细胞内 细胞外细胞外 浓度差浓度差浓度差浓度差 能量能量 (ATP) 能量能量 (ATP) 能量能量 (ATP) 不需要不需要需要需要需要需要不

15、需要不需要不需要不需要 比较项目比较项目 离子和小分子物质离子和小分子物质大分子和颗粒性物质大分子和颗粒性物质 被动运输被动运输 主动运输主动运输胞吞胞吞胞吐胞吐 自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散 物质出入物质出入 细细胞的胞的实实 例例 水、水、 CO2、甘油、甘油、 脂肪酸、乙脂肪酸、乙 醇、苯、尿醇、苯、尿 素等素等 红细胞吸收红细胞吸收 葡萄糖等葡萄糖等 K 、 、Na 等离子等离子, 小肠小肠 上皮细胞吸上皮细胞吸 收氨基收氨基 酸、酸、 葡萄糖等葡萄糖等 白细胞吞白细胞吞 噬病菌、噬病菌、 变形虫吞变形虫吞 食食物颗食食物颗 粒等粒等 各种分泌蛋白各种分泌蛋白, 如抗如抗 体、体、

16、 蛋白质类激素蛋白质类激素 等等 2.探究影响跨膜运输的因素探究影响跨膜运输的因素 (1)物质浓度物质浓度(在一定的浓度范围内在一定的浓度范围内) (2)氧气浓度氧气浓度 (3)温度：温度可影响生物膜的流动性和酶的活性温度：温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会影，因而会影 响物质跨膜运输的速率。响物质跨膜运输的速率。 (原创题原创题)如图表示物质进入动物细胞的五种方式。据如图表示物质进入动物细胞的五种方式。据 图回答以下问题图回答以下问题(填标号填标号)： (1)吞噬细胞通过吞噬细胞通过_过程吞噬病原体。 该过程不需要载体蛋过程吞噬病原体。 该过程不需要载体蛋 白质协助白质协助，但要消耗

17、但要消耗_。 ATP (2)小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是_。 神经细胞受到刺激神经细胞受到刺激 形成动作电位时，形成动作电位时，Na 进入细胞内的方式为 进入细胞内的方式为_。 (3)温度会影响图中温度会影响图中_过程的速率过程的速率， 这与温度这与温度 影响酶的影响酶的_及分子运动速率有关。及分子运动速率有关。 (4)若该细胞除细胞膜外若该细胞除细胞膜外，不具其他膜结构。下图中能正确表不具其他膜结构。下图中能正确表 示在一定示在一定 O2浓度范围内浓度范围内， K 进入该细胞的速率与 进入该细胞的速率与 O2浓度关浓度关 系的是系的是_。 活性 A 1.与主动运输

18、有关的细胞器主要有哪些？与主动运输有关的细胞器主要有哪些？ _ 2 (2014高考广东卷高考广东卷 T24C 改编改编)胰蛋白酶能用下图模式进行胰蛋白酶能用下图模式进行 运输吗？运输吗？ _ 线粒体、核糖体等。线粒体、核糖体等。 不能，题图为主动运输模式，胰蛋白酶的运输为胞吐。不能，题图为主动运输模式，胰蛋白酶的运输为胞吐。 1结合分子大小与对载体、能量的需要进行判断结合分子大小与对载体、能量的需要进行判断 2结合运输方向判断结合运输方向判断 (2)实例实例兴奋产生与传导过程中兴奋产生与传导过程中 Na 、 、K 的运输方式判断 的运输方式判断 由于细胞外由于细胞外 Na 浓度高 浓度高，细胞

19、内细胞内 K 浓度高 浓度高，因此神经细因此神经细 胞静息时胞静息时 K 外流和兴奋时 外流和兴奋时 Na 内流的运输方式都是被动运 内流的运输方式都是被动运 输。输。 细胞维持膜外细胞维持膜外 Na 浓度高 浓度高，膜内膜内 K 浓度高 浓度高，需要需要不断吸不断吸 K 排 排 Na ， ，此时此时 K 、 、Na 运输方式为主动运输。 运输方式为主动运输。 解析:离子跨膜进出细胞的方式多是主动运输，故A、C、D选项错误。能以自由扩 散方式跨膜运输的物质有：CO2、O2、甘油、酒精、苯等，故B选项正确。 物质进出细胞的方式判断 B 2(2016北京房山一模北京房山一模)受体介导的胞吞是一种特

20、殊类型的受体介导的胞吞是一种特殊类型的 胞吞作用胞吞作用，主要用于摄取特殊的生物大分子主要用于摄取特殊的生物大分子，其过程如图所其过程如图所 示示，下列有关叙述不正确的是下列有关叙述不正确的是( ) C 解析:胞吞与胞吐均以膜的流动性为基础，A正确；胞吞与胞吐过程不能体现 细胞膜的选择透过性，B正确；Na、K等无机盐离子进行跨膜运输，C错 误；受体介导的胞吞过程消耗能量，且依赖细胞识别来实现，D正确。 A该过程以膜的流动性为基础该过程以膜的流动性为基础 B该过程不能体现细胞膜的选择透过性该过程不能体现细胞膜的选择透过性 CNa、K等无机盐离子也可通过此方式运输等无机盐离子也可通过此方式运输 D

21、受体介导的胞吞过程存在细胞识别并需要内部供能受体介导的胞吞过程存在细胞识别并需要内部供能 3(2015高考全国卷高考全国卷)将三组生理状态相同的某植物幼根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分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后一段时间后， 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：下表： 培养瓶中气体培养瓶中气体温度温度()离子相对吸收量离子相对吸收量(%) 空气空气17100 氮气氮气1710 空气空气328 以表格、柱状图等形式考查影响跨膜运输的因素 A 解析: A项，温度

22、为17 时，在空气环境中，根对该离子的相对吸收量高于 在氮气环境中的，说明有氧条件有利于该植物幼根吸收该离子，同时说明幼 根对该离子的相对吸收量与氧气有关，为主动运输。B项，在空气环境中， 低温下幼根对该离子的相对吸收量较低，说明温度能够影响根对该离子的吸 收。C项，幼根对该离子的吸收方式为主动运输，需要消耗ATP，在氮气环 境中，植物可通过无氧呼吸产生ATP。D 项，温度为17 时，与空气环境中相比，氮气环境中该植物幼根对该离子的 相对吸收量较低，说明氮气环境不利于该植物幼根对该离子的吸收。 4(2016衡水中学模拟衡水中学模拟)将洋葱表皮细胞放置在不同浓度的将洋葱表皮细胞放置在不同浓度的

23、物质物质 M 溶液中溶液中，并测定洋葱表皮细胞吸收并测定洋葱表皮细胞吸收 M 的速率的速率，结果结果 如下图所示如下图所示，对图中现象最合理的解释是对图中现象最合理的解释是( ) A细胞吸收细胞吸收 M 的方式为自由扩散的方式为自由扩散 B细胞吸收细胞吸收 M 的方式为主动运输的方式为主动运输 C细胞吸收细胞吸收 M 需载体蛋白的参与需载体蛋白的参与 D细胞吸收细胞吸收 M 所需能量供应不足所需能量供应不足 C 探究物质跨膜运输方式的实验设计探究物质跨膜运输方式的实验设计 (1)探究是主动运输还是被动运输探究是主动运输还是被动运输 (2)探究是自由扩散还是协助扩散探究是自由扩散还是协助扩散 考

24、点三观察植物细胞的质壁分离和复原 1实验原理：实验原理：成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作 用。用。 2实验步骤实验步骤 4注意事项注意事项 (1)本实验存在两组对本实验存在两组对照实验照实验 (2)引发质壁分离的两种原因引发质壁分离的两种原因 (3)本实验是教材中涉及本实验是教材中涉及“显微观察显微观察”实验中唯一的一个实验中唯一的一个 “只在低倍镜下只在低倍镜下”观察观察(不用不用“高倍镜高倍镜”)的实验。的实验。 某同学在实验室中做某同学在实验室中做“观察洋葱表皮细胞的质壁分观察洋葱表皮细胞的质壁分 离和复原离和复原”实验时实验时，在老师的帮助下

25、在老师的帮助下，进行了一系列的创新进行了一系列的创新 实验实验，实验步骤和现象如下表：实验步骤和现象如下表： 实验组实验组5分钟的现象分钟的现象再过再过5分钟分钟滴加清水滴加清水5分钟分钟 0.3 gmL 1蔗糖溶液 蔗糖溶液x无变化无变化质壁分离复原质壁分离复原 0.5 gmL 1蔗糖溶液 蔗糖溶液质壁分离质壁分离y无变化无变化 1 molL 1 KNO3溶液 溶液质壁分离质壁分离质壁分离复原质壁分离复原z 1 molL 1醋酸溶液 醋酸溶液细胞大小无变化细胞大小无变化 细胞大小无变化细胞大小无变化 细胞大小无变化细胞大小无变化 请回答下列问题：请回答下列问题： (1)x 为为_，因为细胞壁

26、伸缩性因为细胞壁伸缩性_原生质层原生质层， 从而使原生质层与细胞壁分离。从而使原生质层与细胞壁分离。 (2)y 为为_，可能导致细胞可能导致细胞_，滴加滴加 清水后不再发生质壁分离复原。清水后不再发生质壁分离复原。 (3)组细胞会先发生质壁分离组细胞会先发生质壁分离，后发生后发生_。 z 为细胞为细胞_，细胞液颜色逐渐变浅。细胞液颜色逐渐变浅。 (4)组细胞大小无变化是因为在组细胞大小无变化是因为在 1 molL 1 醋酸溶液中醋酸溶液中，植植 物细胞物细胞_，导致原生质层不再具有选择透过性。导致原生质层不再具有选择透过性。 质壁分离弱于 质壁分离 失水过多而死亡 质壁分离复原 稍增大 死亡

27、1巧判细胞能否发生质壁分离与复原巧判细胞能否发生质壁分离与复原 (1)从细胞角度分析从细胞角度分析 死细胞、 动物细胞及未成熟的植物细胞死细胞、 动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞如根尖分生区细胞) 不发生质壁分离及复原现象。不发生质壁分离及复原现象。 具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原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。现象。 1(2014高考江苏卷高考江苏卷)在在“观察植物细胞的质壁分离和复观察植物细胞的质壁分离和复 原原”实验中实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次 观察观察(如图所示如图所示)

28、。下列有关叙述正确的是。下列有关叙述正确的是( ) B 解析: 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。 浓度浓度/molL 1 0.150.20.250.3 质壁分离状况质壁分离

29、状况不分离不分离刚分离刚分离显著显著显著显著 C 解析:由表格信息知：该植物细胞液浓度接近0.2 mol/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，故选C。 植物细胞的质壁分离与复原实验拓展应用植物细胞的质壁分离与复原实验拓展应用 (1)判断成熟植物细胞是否是活细胞判断成熟植物细胞是否是活细胞 (2)测定细胞液浓度范围测定细胞液浓度范围 核心体系构建 填充填充 _ _ _ _ _ _ _ _ 选择透过性胞吞、胞吐 自由扩散协助扩散主动运输 外界溶液浓度大于细胞液浓度 细胞壁伸缩性小于原生质层 原生质层 浓度差 2一个实验：一个实验：质壁分离和复原实验。质壁分离和复原实验。 (1)材料：活的成熟的植物细胞。材料：活的成熟的植物细胞。 (2)条件：原生质层相当于