高考生物一輪總復(fù)習(xí) 第二單元 細胞的基本結(jié)構(gòu)與物質(zhì)輸入和輸出 第3講 物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗胺绞秸n件 新人教版必修1.ppt

第二單元細胞的基本結(jié)構(gòu)與物質(zhì)輸入和輸出 必修一 第三講物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗胺绞?1 滲透作用 1 概念 指水分子 或者其他溶劑分子 透過 從 濃度溶液向 濃度溶液的 2 滲透作用發(fā)生的條件 具有 半透膜兩側(cè)的溶液存在 考點一滲透作用的原理及應(yīng)用 半透膜 低 高 擴散 半透膜 濃度差 3 滲透系統(tǒng)組成 一個完整的滲透系統(tǒng) 由兩個溶液體系以及兩者之間的半透膜組成 2 細胞的吸水和失水 1 動物細胞的吸水和失水 相當于半透膜 濃度差由外界溶液濃度與 的濃度來體現(xiàn) 細胞吸水或失水的多少取決于細胞膜兩側(cè)溶液中水的相對含量的 現(xiàn)象a 外界溶液濃度 細胞質(zhì)濃度 細胞吸水膨脹 b 外界溶液濃度 細胞質(zhì)濃度 細胞 c 外界溶液濃度 細胞質(zhì)濃度 水分進出平衡 細胞膜 細胞質(zhì) 差值 失水皺縮 2 植物細胞的吸水和失水 以成熟植物細胞為例 條件 成熟植物細胞具有中央大液泡 原理 相當于半透膜 與外界溶液之間存在濃度差 原生質(zhì)層 細胞液 植物細胞吸水和失水的原理如下 判斷下列說法的正誤 1 植物細胞的原生質(zhì)層不包括細胞核 2 當外界溶液濃度大于細胞液濃度時 植物細胞一定會發(fā)生質(zhì)壁分離 3 質(zhì)壁分離過程中水分子的擴散只能單向進行 4 滲透作用中膜兩側(cè)溶液的濃度指的是質(zhì)量百分比濃度 5 所有小分子物質(zhì)均可通過細胞膜進入細胞 6 將動物細胞放入一定濃度的外界溶液中 不能發(fā)生滲透作用 7 成熟的植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離過程中 細胞的吸水能力逐漸減小 1 下圖甲是一個典型的滲透裝置 作為成熟植物細胞也應(yīng)符合滲透系統(tǒng)的全部條件 1 請?zhí)顚憟D乙中各標號名稱 2 請指出圖乙中與圖甲a b c對應(yīng)的結(jié)構(gòu)分別是什么 提示 1 圖乙中 名稱依次為 細胞液 細胞膜 細胞質(zhì) 液泡膜 細胞壁 原生質(zhì)層 2 與圖甲中a相對應(yīng)的為 細胞液 與b對應(yīng)的為 原生質(zhì)層 與c對應(yīng)的是 外界溶液 2 細胞吸水時 水分子跨膜運輸?shù)臓顟B(tài)如何 提示 水分子在細胞膜上總是雙向運動的 只不過在細胞吸水時 由外向內(nèi)擴散的水分子總數(shù)多于由內(nèi)向外擴散的水分子總數(shù) 1 滲透系統(tǒng)的組成分析 2 驗證滲透作用發(fā)生的條件 3 滲透作用原理的拓展應(yīng)用 1 比較不同溶液濃度大小 2 探究物質(zhì)能否通過半透膜 以碘和淀粉為例 高考警示 1 半透膜 選擇透過性膜的比較區(qū)別 半透膜是無生命的物理性薄膜 是指某些物質(zhì)可以透過而另一些物質(zhì)不能透過的多孔性薄膜 物質(zhì)能否通過取決于分子的大小 選擇透過性膜是具有生命的生物膜 載體的存在決定了其對不同物質(zhì)是否吸收的選擇性 細胞死亡或膜載體蛋白失活后 其選擇透過性喪失 共性 都允許水分子自由通過 且永遠都是雙向的 而不允許大分子物質(zhì)通過 2 生物膜的結(jié)構(gòu)特點 具有一定的流動性 原因是構(gòu)成生物膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大多都是可運動的 3 生物膜的功能特性 具有選擇透過性 原因是膜上載體的種類和數(shù)量不同 4 滲透平衡只意味著半透膜兩側(cè)水分子移動達到平衡狀態(tài) 既不可看作沒有水分子移動 也不可看作兩側(cè)溶液濃度絕對相等 b 例1 解析 本題主要考查水分子的跨膜運輸 魚鰾內(nèi)蔗糖溶液濃度為20 燒杯內(nèi)蔗糖溶液濃度為10 而蔗糖無法通過半透膜 但水分子可以自由出入 因此燒杯內(nèi)的水分子進入半透膜的量會增加 這樣蔗糖溶液的濃度會增加 一段時間后 水分子進出魚鰾達到平衡 濃度不再變化 滲透方向及濃度大小的判斷 1 判斷溶劑滲透的總方向 若半透膜兩側(cè)是同種溶液 根據(jù)質(zhì)量濃度或物質(zhì)的量濃度判定 若半透膜兩側(cè)是不同的溶液 物質(zhì)的量濃度才能體現(xiàn)溶質(zhì)或溶劑分子數(shù)的多少 如半透膜兩側(cè)為質(zhì)量分數(shù)相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液 則葡萄糖溶液一側(cè)單位體積中葡萄糖分子數(shù)多 水分子數(shù)少 水分子由蔗糖溶液一側(cè)通過半透膜向葡萄糖溶液一側(cè)擴散 2 判斷半透膜兩側(cè)溶液濃度大小若滲透平衡后 半透膜兩側(cè)液面仍存在液面差 則半透膜兩側(cè)溶液就存在濃度差 液面差越大 濃度差就越大 且液面高的一側(cè)溶液濃度高 技巧點撥 a 右側(cè)較高 兩溶液濃度相等b 右側(cè)較高 且右側(cè)濃度較高c 左側(cè)較高 且右側(cè)濃度較高d 兩側(cè)高度相等 濃度相等 變式訓(xùn)練 b 解析 由于r濃度低于s 因此開始時水由r s擴散 使s液面升高 隨擴散的進行 r的滲透壓增大 s的滲透壓減小 液面差使s側(cè)相對于r側(cè)又產(chǎn)生了一個靜水壓 其中s側(cè)的滲透壓是使r側(cè)水向s側(cè)滲透的動力 而r側(cè)的滲透壓及s側(cè)產(chǎn)生的靜水壓則是阻止水由r s擴散的阻力 當s滲 r滲 靜水壓時 兩溶液達到滲透平衡 但此時 s側(cè)不僅液面高且濃度也較高 b 解析 溶液x液面上升 且只有綠色染料 表明z中的溶劑進入了x 溶質(zhì)沒有進入x 溶液x的濃度較高 溶液y液面下降 且y中含有紅色和藍色染料 表明z中的藍色染料進入了y 溶液y的濃度較低 則溶液y的濃度最低 1 物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗?考點二物質(zhì)進入細胞的方式及影響因素 1 不同物質(zhì)的跨膜運輸特點 水分子 高 低 離子和小分子 依據(jù)細胞生命活動需要進行 2 水稻和番茄吸收不同離子的特點 同種生物細胞對不同物質(zhì)的吸收具有 與其含有離子載體蛋白的 有關(guān) 不同種生物細胞對同種物質(zhì)吸收具有 3 生物膜的功能特性 細胞膜和其他生物膜都是 膜 水分子 一些離子和小分子可以通過 而其他的離子 小分子和大分子則不能通過 生物膜的 是活細胞的一個重要特征 順相對含量梯度 選擇吸收 選擇性 種類和數(shù)量 差異性 選擇透過性 選擇透過性 2 物質(zhì)出入細胞的方式 1 連一連 2 物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞?填寫有關(guān)跨膜方式及結(jié)構(gòu)名稱甲 乙 丙 a 自由擴散 協(xié)助擴散 主動運輸 載體蛋白 寫出影響甲 乙 丙三種運輸速率的因素a 制約甲的是膜兩側(cè)的 b 決定乙的因素之一是a的 c 決定丙的動力是 實例分析 填寫甲 乙 丙三種跨膜運輸方式 a 水分子進入紅細胞是 b 葡萄糖進入紅細胞是 c k 進入紅細胞是 濃度差 種類和數(shù)量 能量 atp 甲 乙 丙 跨膜運輸?shù)姆绞降呐袆ea 看是否需要能量 需要消耗atp供能 則為 b 看是否逆濃度梯度 從低濃度到高濃度運輸 則為 c 看是否依賴載體蛋白 不需要載體蛋白 則為 d 是大分子物質(zhì)出入細胞的主要方式 為非跨膜運輸 主動運輸 主動運輸 自由擴散 胞吐和胞吞 判斷下列說法的正誤 1 甘油是極性分子 所以不能以自由擴散的方式通過細胞膜 2 植物細胞通過主動運輸吸收不同礦質(zhì)離子的速率都相同 3 植物運輸?shù)V質(zhì)離子的過程只發(fā)生在活細胞中 4 低溫不影響礦質(zhì)離子的吸收速率 5 血漿中的碘進入甲狀腺濾泡上皮細胞屬于自由擴散 6 細胞質(zhì)中的氫離子可以通過擴散作用進入液泡內(nèi) 7 主動運輸過程中 需要載體蛋白協(xié)助和atp提供能量 8 na 與有關(guān)載體蛋白結(jié)合排出細胞屬于主動運輸 9 細胞外液中的k 進入神經(jīng)細胞屬于自由擴散 10 液泡中積累大量離子 故液泡膜不具有選擇透過性 11 主動運輸使膜內(nèi)外物質(zhì)濃度趨于一致 維持了細胞的正常代謝 12 同一種物質(zhì)進出不同細胞時 運輸方式可能不同 1 滲透作用中 膜兩側(cè)溶液的濃度指的是質(zhì)量百分比濃度嗎 提示 不是 溶液濃度指物質(zhì)的量濃度 2 原生質(zhì)體與原生質(zhì)層區(qū)別在哪 提示 原生質(zhì)層由細胞膜 液泡膜以及兩膜間的細胞質(zhì)組成 原生質(zhì)體是指去除植物細胞壁以后所剩下的植物細胞結(jié)構(gòu) 3 對于動植物細胞來說 單位時間內(nèi) 水分子進出細胞的數(shù)量相等時 細胞內(nèi)外液體的濃度一定相等嗎 提示 不一定 對動物細胞來說 水分子進出細胞的數(shù)量相等時 細胞內(nèi)外溶液的濃度相等 但植物細胞有細胞壁的支持 保護作用 當單位時間內(nèi)水分子進出植物細胞數(shù)量相等時 有可能細胞液濃度大于細胞外溶液濃度 1 離子和小分子的跨膜運輸方式的比較 2 大分子和顆粒性物質(zhì)的非跨膜運輸方式的比較 3 影響跨膜運輸?shù)囊蛩?1 物質(zhì)濃度 2 o2濃度 3 溫度 4 借助結(jié)構(gòu)模式圖 比較 區(qū)分不同 膜 的特點 1 半透膜是指某些物質(zhì)可以通過 而另一些物質(zhì)不能通過的多孔性薄膜 如常見的半透膜有動物的膀胱膜 腸衣 雞蛋的蛋殼膜等 物質(zhì)能否通過取決于分子的大小 水 葡萄糖等較小的分子可以通過 而蔗糖 蛋白質(zhì)等較大的分子不能通過 如圖1 2 選擇透過性膜是指細胞膜等具有活性的生物膜 它具有半透膜的物理特性 更重要的是具有主動選擇性 對物質(zhì)的吸收與否及吸收的多少取決于膜上載體蛋白的種類與數(shù)量 因此不能將生物膜看作單純的半透膜 如圖2 圖3 圖4 3 核膜是雙層膜 將細胞的核 質(zhì)分開 由于其上有核孔 mrna可以通過它進入細胞質(zhì) 而氨基酸 葡萄糖 離子和小分子等可通過核膜 如圖5 b 例2 a 載體蛋白和通道蛋白在細胞膜上是靜止不動的b 載體蛋白和通道蛋白均具有一定的專一性c 甲 乙兩種方式均屬于跨膜運輸 故屬于主動運輸d 物質(zhì)主要以通道介導(dǎo)的方式進出細胞 解析 載體蛋白和通道蛋白在細胞膜上具有一定的流動性 a錯誤 載體蛋白和通道蛋白均具有一定的專一性 b正確 甲 乙兩種方式都是從高濃度一側(cè)運輸?shù)降蜐舛纫粋?cè) 且需要轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助 屬于協(xié)助擴散 c錯誤 物質(zhì)主要以主動運輸?shù)姆绞竭M入細胞 d錯誤 物質(zhì)出入細胞方式的判斷 1 判斷方法 根據(jù)分子的大小 是否需要能量和載體蛋白進行判斷 技巧點撥 根據(jù)運輸方向判斷 順濃度梯度的跨膜運輸方式是自由擴散和協(xié)助擴散 逆濃度梯度的跨膜運輸方式一定是主動運輸 根據(jù)達到平衡時的濃度判斷 若達到平衡時細胞內(nèi)外仍存在濃度差 則是主動運輸 因為自由擴散和協(xié)助擴散達到平衡時內(nèi)外濃度相等 2 不同條件下運輸方式的判斷 消耗能量的運輸方式有胞吞 胞吐和主動運輸 需要載體蛋白參與 不消耗能量的運輸方式一定是協(xié)助擴散 3 無機鹽離子的運輸方式無機鹽離子的運輸方式并非都是主動運輸 在順濃度梯度情況下 也可通過被動運輸方式進出細胞 如在神經(jīng)沖動傳導(dǎo)過程中na k 的運輸 在興奮時na 內(nèi)流和在恢復(fù)靜息狀態(tài)時k 外流都是協(xié)助擴散 變式訓(xùn)練 d a 細胞的識別與 有密切的關(guān)系b 適當提高溫度將加快 和 的流動速度c a過程能體現(xiàn)膜的選擇透過性d 氨基酸通過細胞膜的方式是b 解析 圖中 為糖蛋白 與細胞的識別有關(guān) a項正確 提高溫度能加快細胞膜中磷脂分子和蛋白質(zhì)分子的運動 b項正確 a過程為主動運輸 需要載體的協(xié)助 體現(xiàn)了細胞膜的選擇透過性 c項正確 氨基酸以主動運輸?shù)姆绞娇缒み\動 而b過程為自由擴散 d項錯誤 b a 若a與b的分類依據(jù)為是否消耗能量 則f可表示主動運輸b 若a與b的分類依據(jù)為是否需要載體蛋白 則g可表示自由擴散c 若a與b的分類依據(jù)為是否需要載體蛋白 則c可表示主動運輸d 若a與b的分類依據(jù)為是否消耗能量 則c d可表示被動運輸 解析 自由擴散和協(xié)助擴散不消耗能量 胞吞 胞吐和主動運輸都需要消耗能量 因此若a與b的分類依據(jù)為是否消耗能量 則c和d為自由擴散和協(xié)助擴散 g和h為胞吞和胞吐 f為主動運輸 自由擴散和協(xié)助擴散屬于被動運輸 a d正確 物質(zhì)進出細胞的方式中只有協(xié)助擴散和主動運輸需要載體蛋白的協(xié)助 若a與b的分類依據(jù)為是否需要載體蛋白 則c和d為協(xié)助擴散和主動運輸 f為自由擴散 g和h為胞吞和胞吐 b錯誤 c正確 1 實驗原理 1 成熟的植物細胞的原生質(zhì)層相當于一層 2 具有一定的濃度 能滲透吸水和失水 3 原生質(zhì)層比細胞壁的伸縮性 考點三觀察植物細胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原 半透膜 細胞液 大得多 2 實驗步驟 3 現(xiàn)象與結(jié)論 特別提醒 1 本實驗存在兩組對照實驗 2 質(zhì)壁分離后在細胞壁和細胞膜之間的是濃度降低的外界溶液 這是由于細胞壁是全透性的且有水分子通過原生質(zhì)層滲出來 判斷下列說法的正誤 1 觀察質(zhì)壁分離可用0 15g ml蔗糖濃度作為試劑 2 必須用高倍鏡才能觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象 3 觀察質(zhì)壁分離時一定要選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞 1 根據(jù)實驗過程及原理回答以下問題 1 實驗時一定要選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞嗎 2 該實驗無獨立的對照組 為什么還叫對照實驗 3 上述實驗中觀察到質(zhì)壁分離時 為何不宜停留時間過長 4 引發(fā)質(zhì)壁分離的內(nèi)因和外因分別是什么 提示 1 不一定 但紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的細胞液中含有色素 使液泡呈現(xiàn)紫色 更有利于觀察 2 該實驗中 實驗組和對照組在同一裝片中先后進行 屬于自身對照 3 觀察到質(zhì)壁分離時 若停留時間過長 細胞就會因過度失水而死亡 不會再發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原 4 外因是外界溶液濃度大于細胞液濃度 內(nèi)因是原生質(zhì)層的伸縮性較大 細胞壁的伸縮性較小 2 適宜濃度的kno3溶液或尿素 甘油 乙二醇等能否作為該實驗的試劑 為什么 鹽酸 酒精 醋酸等行嗎 為什么 1 質(zhì)壁分離的原因分析 2 巧判細胞能否發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原 1 從細胞角度分析 死細胞 動物細胞及未成熟的植物細胞 如根尖分生區(qū)細胞 不發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象 具有中央大液泡的成熟植物細胞可發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象 2 從溶液角度分析 在一定濃度 溶質(zhì)不能透過膜 的溶液中只會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象 不能發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原現(xiàn)象 只有用清水或低滲溶液處理 方可復(fù)原 在一定濃度 溶質(zhì)可透過膜 的溶液 如kno3 甘油等 中可發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原現(xiàn)象 在過高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象 因過度失水而不會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象 c 例3 a cb ac dd b 解析 液泡起始顏色 變深 再變淺 說明細胞先失水后吸水 液泡體積先減小后變大 對應(yīng)圖d中的曲線 與正常情況下細胞先失水后吸水相符合 c正確 d 解析 植物細胞在30 的蔗糖溶液中已經(jīng)發(fā)生質(zhì)壁分離 用b表示原生質(zhì)體的長度 a表示細胞 壁 長度 質(zhì)壁分離過程中 原生質(zhì)體逐漸變小 細胞壁伸縮有限 a長度基本不變 b a值體現(xiàn)質(zhì)壁分離程度 將其放入清水中將發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原 但細胞壁長度a基本不變 若放入40 的蔗糖溶液中 質(zhì)壁分離更加明顯 b a值變小 d 解析 光學(xué)顯微鏡下觀察不到線粒體 高爾基體等亞顯微結(jié)構(gòu) 該圖所示細胞也可能正在發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原 原生質(zhì)層僅包括細胞膜 液泡膜和兩層膜之間的細胞質(zhì) 而細胞核不屬于原生質(zhì)層的范疇 紅墨水未進入細胞質(zhì) 說明該細胞依然保持活性 將其置于低滲溶液中將會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原 課末總結(jié) 思維導(dǎo)圖 b 探究高考 明確考向 解析 具有大的液泡的活細胞才能發(fā)生質(zhì)壁分離 a正確 質(zhì)壁分離過程中 細胞在失水 此時 細胞外甲物質(zhì)的濃度高于細胞內(nèi)甲物質(zhì)的濃度 b錯誤 水分子跨膜的方式是自由擴散 c正確 細胞壁是全透的 甲物質(zhì)和h2o能自由通過 d正確 c 解析 根據(jù)題干 離子泵能利用水解atp釋放的能量跨膜運輸離子 可知離子通過離子泵的跨膜運輸屬于主動運輸 a項錯誤 根據(jù)題干信息可知 離子通過離子泵的跨膜運輸屬于主動運輸 主動運輸可以逆著濃度梯度進行 b項錯誤 動物一氧化碳中毒會降低其體內(nèi)血紅細胞運輸氧氣的能力 導(dǎo)致動物體內(nèi)細胞有氧呼吸強度降低 供能減少 離子泵跨膜運輸離子的速率下降 c項正確 根據(jù)題干信息可知離子泵是一種載體蛋白 加入蛋白質(zhì)變性劑會使載體蛋白變性 降低離子泵跨膜運輸離子的速率 d項錯誤 d 解析 成熟的植物細胞是一個滲透系統(tǒng) 當外界溶液濃度大于細胞液濃度時細胞失水發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象 反之發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象 兩者濃度相等時 吸水量與失水量相等 水分進出達到平衡狀態(tài) 分析實驗結(jié)果可知