2019_2020学年高考生物大一轮复习课件: 第二单元 细胞的基本结构和物质的运输 第6讲 细胞的物质输入和输出课件.pdf
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1、第6讲 细胞的物质输入和输出 第二单元 细胞的基本结构和物质的运输 考纲要求考纲要求 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。 考点一 物质跨膜运输的实例 考点三 观察植物细胞的质壁分离和复原 考点二 物质出入细胞的方式及影响因素 矫正易错 强记长句 重温高考 演练模拟 内容索引 课时作业 物质跨膜运输的实例 考点一 1.渗透作用渗透作用 (1)概念:指水分子(或其他溶剂分子)通过 的扩散过程。 (2)渗透作用产生的条件:一是具有 ,二是半透膜两侧的溶液具有 _。 知识梳理 半透膜 半透膜 浓度差 现象 a.外界溶液浓度细胞
2、质浓度细胞 。 c.外界溶液浓度细胞质浓度水分进出平衡。 2.动、植物细胞的吸水和失水动、植物细胞的吸水和失水 (1)动物细胞的吸水和失水 细胞膜 细胞质 失水皱缩 “半透膜” 原理 浓度差 与外界溶液间具有浓度差 半透膜与选择透过性膜的比较半透膜与选择透过性膜的比较 区别:半透膜是无生命的物理性薄膜,物质能否通过取决于分子的 大小;选择透过性膜是具有生命的生物膜,载体蛋白的存在决定了其 对不同物质吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后,其选择透 过性丧失。 共性:都允许水分子自由通过,而不允许生物大分子物质通过。 知识知识 延伸延伸 (2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例) 原理
3、现象 a.当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞就通过 失水,植物 细胞就发生 现象。 b.将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中,此时细胞液的浓度 外 界清水,植物细胞就吸水,发生 现象。 渗透作用 高于 质壁分离 质壁分离复原 3.物质跨膜运输的其他实例物质跨膜运输的其他实例 (1)植物对无机盐离子的吸收 不同植物对同种无机盐离子的吸收有 。 同种植物对不同无机盐离子的吸收也有 。 (2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是 (填“逆”或“顺”)浓度梯 度进行的。 (3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的 性。 差异 差异 逆 差异 (1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度(
4、 ) (2)在渗透作用中,当半透膜两侧溶液浓度相等时,水分子不再通过半透膜 ( ) (3)将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中,不能发生渗透作用( ) (4)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核( ) (5)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的( ) 常考基础诊断常考基础诊断 科学家将番茄和水稻分别放在含有 Ca2、Mg2和 的培养液中培 养,结果如图所示,据图分析: (1)由实验结果可以看出:三种离子 中,水稻主要吸收 ,番茄主要吸收 。 (2)解释水稻培养液中Mg2、Ca2浓度升高的原因:_ _。 (3)实验结果说明植物细胞对无机盐离子的吸收具有 (特点),这一 特性与细胞膜上的 直接
5、相关。 教材热点拓展教材热点拓展 水稻吸收水分的量 多于吸收Mg2、Ca2的量 Mg2、Ca2 选择性 载体蛋白 1.渗透作用原理的应用渗透作用原理的应用 (1)验证渗透作用发生的条件 重点剖析 (2)比较不同溶液浓度的大小 比较项目漏斗内烧杯内 溶液浓度MN 现象及结论 若漏斗内液面上升,则MN 若漏斗内液面不变,则MN 若漏斗内液面下降,则Mba 命题点二 细胞吸水与失水的分析命题点二 细胞吸水与失水的分析 3.(2018郑州调研)将a、b、c三组红细 胞分别置于不同浓度的氯化钠溶液中进 行实验,浸泡一段时间后其细胞形态如 右图所示。下列叙述错误的是 答案解析 解析 解析 根据图中信息,a
6、组细胞基本可以维持原状,b组细胞吸水膨胀, c组细胞失水皱缩; 与a组相比,b组细胞吸水,细胞内液渗透压降低; 向a组烧杯中加入少量葡萄糖后,刚开始外界溶液渗透压大于细胞内液 渗透压,细胞失水皱缩,后来葡萄糖通过协助扩散方式进入细胞内,造 成细胞内液渗透压大于外界溶液,细胞吸水恢复原状; 细胞形态的改变是细胞通过渗透作用失水或吸水造成的,不消耗ATP。 4.(2014新课标,4)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,结果如右图所示。假 如蔗糖溶液与花冠细胞
7、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0.40.5 molL1之间 答案解析 解析 解析 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,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,A项错误; 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,B项错误; 水分进出
8、细胞的方式是自由扩散,不消耗ATP,C项错误; 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项正确。 细胞吸水、失水的判断方法细胞吸水、失水的判断方法 (1)通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断:当细胞外溶液浓 度大于细胞液浓度时,细胞失水;当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度 时,细胞吸水;当细胞外溶液与细胞液的浓度相等时,细胞失水量和 吸水量相等,处于动态平衡。 (2)根据重量或长度变化(如萝卜条)来判定:若重量增加或长度变长, 则
9、吸水;反之则失水。 方法方法 技巧技巧 命题点三 与渗透作用有关的实验探究命题点三 与渗透作用有关的实验探究 5.(2017赣州模拟)某同学进行如图所 示的实验,甲图为实验开始状态,乙 图为实验结束状态。请在乙图所示实 验结果的基础上继续实验,探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。 增添的实验材料:蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。 (1)请完善继续实验的简要步骤: 向a、b两管中分别加入_,观察a、b两管内液面的变化; 吸取a、b两管内适量液体,分别加入A、B两试管中,并加入_, _加热,观察A、B试管内有无砖红色沉淀。 等量蔗糖酶溶液 斐林试剂 5065 水浴 答案 (2)预测实验现
10、象并做出结论:如果a、b两管液面高度差_,且A、B 试管内_,则蔗糖的水解产物能通过半透膜;如果a、b两 管液面高度差_,且A试管内_、B试管内_ _,则蔗糖的水解产物不能通过半透膜。 缩小 均有砖红色沉淀 无砖红色沉淀 淀 增大有砖红色沉 答案 物质出入细胞的方式及影响因素 考点二 1.物质出入细胞的方式物质出入细胞的方式(连线连线) 知识梳理 2.影响物质跨膜运输因素的分析影响物质跨膜运输因素的分析 (1)浓度差对物质跨膜运输的影响 浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中,浓度差越 ,运输 速率越 ;协助扩散中,浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加, 原因是受 的限制。 大 载体
11、数量 大 (2)载体蛋白数量对跨膜运输的影响 载体蛋白主要影响 和 。其他条件适宜的情况下,载体 蛋白数量越多,运输速率越大。自由扩散不受载体蛋白数量的影响。 协助扩散主动运输 (3)氧气含量对跨膜运输的影响 通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。 P点时: 为物质的吸收提供能量。 PQ段:随着氧气含量的增加,有氧呼吸产生的能量越 ,主动运输的 速率越大。 Q点以后:当氧气含量达到一定程度后,受载体蛋白数量以及其他限制 因素的影响,运输速率不再增加。 无氧呼吸 多 (4)温度 (1)细胞质中的氢离子可以通过扩散作用进入液泡内( ) (2)Na与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输( )
12、 (3)细胞外液中的K进入神经细胞属于自由扩散( ) (4)液泡中积累了大量离子,故液泡膜不具有选择透过性( ) (5)主动运输使膜内外物质浓度趋于一致,维持了细胞的正常代谢( ) (6)同一种物质进出不同细胞时,运输方式可能不同( ) 常考基础诊断常考基础诊断 分析物质进出细胞的有关图像 (1)甲、乙的物质进出细胞方式一样吗?为什么? 教材热点拓展教材热点拓展 提示 提示 提示 不一样。图甲中a点以后物质是逆浓度梯度运输,为主动运输;图 乙中物质顺浓度梯度运输,需要载体蛋白,但不消耗能量,为协助扩散。 提示 提示 提示 不能,逆浓度梯度运输一定消耗能量。 (2)图乙的物质运输方式也可以逆浓度
13、梯度进行吗? 提示 提示 不是,需要消耗能量的运输方式除了主动运输,还有胞吞和胞吐。 (3)只要是消耗能量的运输方式就是主动运输吗? 命题点一 物质跨膜运输方式的判断命题点一 物质跨膜运输方式的判断 1.右图表示物质进入细胞的四种方式, 有关说法错误的是 A.温度只影响图中和过程的速率 B.吞噬细胞通过过程吞噬病原体 C.小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是 D.生长素极性运输进入细胞的方式是 命题探究 答案解析 解析 解析 图中的过程分别表示自由扩散、协助扩散、主动运输、 胞吞作用。温度影响分子的运动速率,影响膜的流动性,图中 四种运输方式都会受到影响,A项错误; 过程属于胞吞作用,吞噬细胞通过过程
14、吞噬病原体,B项正确; 乙醇进入细胞的方式是自由扩散,小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是, C项正确; 生长素极性运输进入细胞的方式是主动运输,是的运输方式,D项 正确。 2.(2017合肥检测)主动运输消 耗的能量可来自ATP或离子电 化学梯度等。如图为Na、葡 萄糖进出小肠上皮细胞的示意图。 下列关于图中物质跨膜运输过程的分析错误的是 A.葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是不需耗能的主动运输 B.Na从小肠上皮细胞进入组织液是需要消耗ATP的主动运输 C.葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na从肠腔进入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 答案解
15、析 解析 解析 由图可知,葡萄糖从肠腔逆浓度梯度进入小肠上皮细胞,属于 主动运输,需消耗能量,A项错误; Na从小肠上皮细胞进入组织液是逆浓度梯度进行的,且需要载体蛋 白协助并需要消耗ATP,属于主动运输,B项正确; 从图示可看出,葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na从肠腔进入小 肠上皮细胞共用一个载体,C项正确; Na从肠腔进入小肠上皮细胞的方式是协助扩散,葡萄糖从小肠上皮 细胞进入组织液的方式也是协助扩散,均为被动运输,D项正确。 “三看法三看法”快速判定物质出入细胞的方式快速判定物质出入细胞的方式 方法方法 链接链接 命题点二 影响物质跨膜运输的因素分析命题点二 影响物质跨膜运输的因素分析
16、 3.如图表示在一定范围内细胞膜外某物质浓度 变化与该物质进入细胞膜内速率的关系,据图 分析,下列说法正确的是 A.该物质进入细胞的方式是自由扩散 B.该物质通过膜时必须与载体蛋白结合 C.该物质可能是水或甘油 D.该物质只能从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动 答案解析 解析 解析 据图分析,在一定范围内随着物质浓度增加该物质运输速率增加, 当物质浓度达到一定值时,物质运输速率不再增加,说明受到载体数量 的限制,故该物质运输方式为协助扩散或主动运输,A项错误; 协助扩散的特点是需要载体,不需要能量,主动运输的特点是需要载体 和能量,B项正确; 水和甘油通过自由扩散进入细胞膜,C项错误; 协助扩散
17、是从高浓度向低浓度运输,主动运输是从低浓度向高浓度运输, D项错误。 4.用呼吸抑制剂处理人体红细胞,下列物质吸收量显著减少的一组是 答案解析 解析 解析 氨基酸进入红细胞是主动运输,其吸收需要细胞呼吸提供的能 量和载体蛋白,葡萄糖进入红细胞是协助扩散,与能量无关,A项错误; 氨基酸和K的运输方式都是主动运输,能量降低会使其吸收速率下降, B项正确; O2、H2O、甘油和脂肪酸的运输方式都是自由扩散,抑制细胞呼吸对它 们的吸收没有影响,C、D项错误。 命题点三 物质跨膜运输的有关探究实验分析命题点三 物质跨膜运输的有关探究实验分析 5.(2017海南,6)将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙
18、两组,分别 移入适宜的营养液中在光下培养,并给甲组的营养液适时通入空气,乙 组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对a离子的吸收速率远大于 乙组的。关于这一实验现象,下列说法错误的是 A.给营养液通入空气有利于该植物的生长 B.根细胞对a离子的吸收过程属于自由扩散 C.根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗 D.根细胞的有氧呼吸有利于根对a离子的吸收 答案解析 解析 解析 由题目给出的信息“甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组 的”,说明根对a离子的吸收过程属于主动运输,主动运输需要能量和 载体,B项错误、C项正确; 给营养液通入的空气中含有氧气,根细胞获得氧气,有氧呼吸能正常进 行,有利于根
19、对a离子的吸收,有利于该植物的生长,A、D项正确。 6.柽柳是泌盐植物,叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的盐分排出,是 强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输? 请设计实验加以证明。 (1)实验步骤: 取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗,放入适宜浓度的含有Ca2、 K的溶液中。 甲组给予正常的呼吸条件,乙组 _。 _。 答案 完全抑制细胞呼吸 一段时间后测定两组植株根系对Ca2、K的吸收速率 (2)实验结论: 若两组植株对Ca2、K的吸收速率相同,说明_ _; _ _。 答案 柽柳从土壤中吸收无 机盐的方式是被动运输 若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率,说明柽柳从土壤中吸
20、收无机 盐的方式是主动运输 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 (2)探究是自由扩散还是协助扩散 对某离子吸收 减弱或停止 植株培养液 对某离子吸收减弱或停止 呼吸抑 制剂 主动运输 植株培养液 不影响离子吸收被动运输 蛋白质抑制剂 (或蛋白酶) 协助扩散 不影响离子吸收自由扩散 规律规律 方法方法 观察植物细胞的质壁分离和复原 考点三 1.实验原理实验原理 (1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层 。 (2) 具有一定的浓度,细胞能渗透吸水和失水。 (3)原生质层比细胞壁的伸缩性 。 实验解读 细胞液 半透膜 大 相关视频 变深 2
21、.实验步骤实验步骤 紧贴细胞壁 逐渐变小 逐渐变大 清水 变浅 3.现象与结论现象与结论 特别特别 提醒提醒 (1)本实验存在两组对照实验 第一组 实验组 对照组 经质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理后发 生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞 自然状态下的洋葱鳞片叶外表皮细胞 第二组 实验组 对照组 用清水处理后发生了质壁分离复原的洋葱 鳞片叶外表皮细胞 发生了质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞 (2)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。这是 由于细胞壁是全透性的且有水分子通过原生质层渗出来。 1.不同外界溶液中植物细胞的变化分析不同外界溶液中植物细胞的变化分析 将植物的细胞依
22、次浸于蒸馏水、物质的量浓度为0.3 mol/L的蔗糖溶液和 0.5 mol/L的尿素溶液中,原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体 积随时间变化如图,分析如下: (1)A曲线表示细胞在蒸馏水中: 细胞略膨胀,但是由于细胞壁 的存在,原生质体的体积不能无限膨胀。 关键点拨 (2)B曲线表示细胞在0.5 mol/L的尿素溶 液中:细胞先因渗透失水而发生质壁分 离,后由于尿素能进入细胞,使得质壁 分离后的细胞因吸水而自动复原;KNO3、 甘油、乙二醇等溶液中也可发生质壁分离 后自动复原现象。 (3)C表示细胞在0.3 mol/L的蔗糖溶液中:蔗糖不能进入细胞,因此质壁分 离后细胞不能发生自动复
23、原。 关键点拨 2.质壁分离和复原实验的拓展应用质壁分离和复原实验的拓展应用 (1)判断成熟植物细胞的死活 (2)测定细胞液浓度范围 (3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 (4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 如图表示正在进行质壁分离的紫色洋葱细胞,请分析: (1)实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗? 提示 问题探究问题探究 提示 提示 不一定。但紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细 胞液中含有色素,使液泡呈现紫色,更有利于观察。 提示 提示 颜色逐渐加深;b逐渐变小。 (2)b的颜色和大小如何发生变化? (3)当停止质壁分离时,b与c的浓度 。 相等 提示 提示 提示 该实
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