(江苏专用)高考生物新导学大一轮复习 第二单元 细胞的结构和功能 第7讲 物质的跨膜运输课件 苏教版-苏教版高三全册生物课件.pptx
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1、第二单元 细胞的结构和功能第7讲物质的跨膜运输KAO GANG YAO QIU考纲要求1.物质进出细胞的方式(B)。2.实验:(1)通过模拟实验探究膜的透性(b);(2)观察植物细胞的质壁分离和复原(c)。考点一渗透作用与细胞的吸水和失水01考点二物质出入细胞的方式及影响因素02考点三观察植物细胞的质壁分离和复原03NEI RONG SUO YIN内容索引矫正易错强记长句04重温高考演练模拟05课时作业06考点一渗透作用与细胞的吸水和失水1.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 。答案知识梳理半透膜半透膜
2、浓度差2.动、植物细胞的吸水和失水(1)动物细胞的吸水和失水答案原理 “半透膜”浓度差_细胞膜 与外界溶液间具有浓度差细胞质现象外界溶液浓度细胞质浓度细胞 ;外界溶液浓度细胞质浓度水分进出平衡。失水皱缩(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)原理现象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。全透原生质层渗透作用质壁分离高于质壁分离复原答案(1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度()(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
3、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CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN答案如图甲、乙、丙分别是细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图(箭头大小代表水分子数的多少)。请回答下列问题:教材热点拓展JIAO CAI RE DIAN TUO ZHAN(1)若将人的成熟红细胞放入清水中,会出现如图所示哪种现象?分析原因。提示会出现如图甲所示现象。将人的成熟红细胞放入清水中,由于发生渗透作用,从细胞外进入细胞内的水分子多于从细胞内到细胞外的
4、水分子,因此细胞吸水。提示(2)若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中,会出现如图所示哪种现象?达到平衡时,水分子进出细胞的状况是图中哪一种?提示将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中,细胞外界溶液浓度较大,细胞失水,如图丙所示;达到平衡状态时,水分子进出细胞的速率相等,如图乙所示。提示提示(3)若某叶肉细胞正处于图甲所示状态,一段时间内细胞体积增大,最终会不会涨破?为什么?提示细胞不会涨破,因为植物细胞有细胞壁的保护。重点剖析1.渗透作用原理的应用(1)验证渗透作用发生的条件(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
5、面上升,则MN若漏斗内液面不变,则MN若漏斗内液面下降,则MN(3)探究物质能否通过半透膜的方法(以碘和淀粉为例)烧杯内盛淀粉溶液漏斗内盛碘液结论变蓝不变蓝碘能通过半透膜,而淀粉不能不变蓝变蓝淀粉能通过半透膜,而碘不能变蓝变蓝淀粉和碘都能通过半透膜不变蓝不变蓝淀粉和碘都不能通过半透膜2.成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统与渗透作用模型的比较项目渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成的渗透系统图解基本条件半透膜、浓度差原生质层相当于半透膜;浓度差细胞液与外界溶液之间的浓度差原理水分子通过半透膜的扩散作用水分子通过原生质层在细胞液与外界溶液之间发生扩散水扩散总趋势低浓度溶液高浓度溶液命题点一渗透作用
6、的原理及应用分析1.某同学设计的渗透装置实验如图所示(开始时状态),烧杯中盛放有蒸馏水。图中猪膀胱膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液一段时间后再加入蔗糖酶(微量)。有关该实验描述正确的是A.漏斗中液面开始时先上升,加酶后即下降B.漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后 下降,最后保持内外液面基本相平C.漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后保持 一定的液面差不变D.加酶后在烧杯中可检测出的有机物仅有葡萄糖命题探究答案解析2.(2018昆山模拟)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答案A.如果甲、乙都是蔗糖溶液,甲的浓度
7、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命题点二动植物细胞吸水与失水的分析3.(2019南京程桥高级中学月考)假设将甲、乙两株植物的表皮细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中,两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高。蔗糖分子不能透过膜,甘油分子可以较快的透过膜。在显微镜下连续观察,甲、乙两个细胞的变化是A.甲、乙两个细胞发生质壁分离后,不发生质壁分离复原B.甲、乙两个细胞发生质壁分离后,
8、乙细胞随后发生质壁分离复原C.甲、乙两个细胞发生质壁分离后,甲细胞随后发生质壁分离复原D.甲、乙两个细胞发生质壁分离后,又都发生质壁分离复原答案解析4.(2018博雅闻道第一次联合质检)将洋葱某部位细胞放入一定浓度的物质 A 溶液中,发现其原生质体体积自行变化趋势如图所示,下列说法正确的是A.该部位可能位于洋葱的根尖分生区B.物质 A 可能为 2 mol/L 的蔗糖溶液C.该细胞出现质壁分离现象后又自动复原 D.原生质体相对体积恢复到100%后无水进出答案解析科学思维两种方法判断细胞的吸水、失水(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
9、外溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水;当细胞外溶液浓度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)来判断:若重量增加或长度变长,则吸水;反之则失水。考点二物质出入细胞的方式及影响因素1.各种物质出入细胞方式的比较知识梳理物质出入细胞的方式被动运输主动运输胞吞胞吐自由扩散协助扩散图例运输方向高浓度低浓度_胞外胞内 _是否需要载体否_是否消耗能量否_举例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯的跨膜运输人的红细胞吸收葡萄糖小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等吞噬细胞吞噬抗原胰岛素、消化酶、抗体的分泌低浓度高浓度胞内胞外是是否否是是答案特别提醒(1
10、)从低浓度一侧向高浓度一侧运输一定是主动运输,因为逆浓度梯度运输需要消耗能量。(2)同一种物质进出不同细胞时,运输方式可能不同,如红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输。(3)Na、K等无机盐离子一般以主动运输的方式进出细胞,但也可通过协助扩散进出细胞。(4)RNA和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核,而不是通过胞吞、胞吐作用。2.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。答案大大载体蛋白数量(2)
11、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,协助扩散载体蛋白数量越多,运输速率越大;主动运输中,载体蛋白数量达到一定程度后运输速率不再增加,可能原因是受能量供应限制。自由扩散不受载体蛋白数量的影响。答案协助扩散主动运输(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:为物质的运输提供能量。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。无氧呼吸多答案(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
12、与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输()(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)人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是需要载体蛋白的协助()(7)新生儿从乳汁中获得抗体需要消耗能量()(8)激素必须通过主动运输进入细胞内才能完成对细胞代谢的调节()常考基础诊断CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN答案1.分析物质进出细胞的有关图像提示教材热点拓展JIAO CAI RE DIAN TUO ZHAN(1)图甲、乙所示物质进出细胞的方式一样吗?为
13、什么?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(2)图乙所示的运输方式也可以逆浓度梯度进行吗?提示不能,逆浓度梯度运输一定消耗能量。(3)只要是消耗能量的运输方式就是主动运输吗?提示不是,消耗能量的运输方式除了主动运输,还有胞吞和胞吐以及穿越核孔的运输方式。答案2.完善物质跨膜运输方式图解自由扩散主动运输协助扩散命题点一物质跨膜运输方式的判断1.(2018全国,2)下列有关物质跨膜运输的叙述,正确的是A.吞噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散B.固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输C.神经细胞受到刺激时产
14、生的Na内流属于被动运输D.护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输命题探究答案解析2.(2018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析科学思维“三看法”快速判定物质出入细胞的方式命题点二影响物质跨膜运输的因素分析3.(2015全国
15、,1)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,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下表:培养瓶中气体温度/离子相对吸收量/%空气17100氮气1710空气328下列分析正确的是A.有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收B.该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关C.氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATPD.与空气相比,氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收答案解析4.(2019盐城高三联考)人体细胞膜上存在一种蛋白质离子通道,在膜电位发生变化时,蛋白质通道的闸门开启或关闭,完成无机盐离子进出细胞的运输。如图所示为物质进出细胞的三
16、种途径,下列说法不正确的是(多选)A.膜电位由静息电位变为动作电位时,Ca2通道蛋白开启B.影响途径的因素只有物质的浓度差C.温度只影响物质进出细胞方式中途径 的速率D.甲物质是ATP,可为途径和提供 能量答案解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
17、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6.(2018天津河西区高三三模)慕尼黑工业大学的教授构建了一个能自己移动和改变形态的“类细胞”模型,由膜外壳和填入物构成。请回答下列问题:(1)该模型类似于_产生的囊泡,其边界(膜外壳)由_组成。解析细胞中能产生囊泡的细胞器有内质网和高尔基体;该模型的边界(膜外壳)是由磷脂分子构成的。(2)该模型中填入了细胞骨架和驱动蛋白,作为运动的结构基础,另外还需要填入_作为直接能源。解析生物体生命活动所需能量的直接来源是ATP。答案解析内质网、高尔基体磷脂分子ATP(3)将该结构置于一定浓度的K溶液中一段时间,检测发现K不能进入其中。你认为应
18、怎样对该模型进行改造?并写出理由。_。解析K进入细胞的跨膜运输方式为主动运输,需要相应的载体的协助,并消耗能量。若将该结构置于一定浓度的K溶液中一段时间,检测发现K不能进入其中,说明膜上缺乏相应的载体蛋白,因此应该在其膜外壳中加入K的载体蛋白。答案解析在其膜外壳中加入K的载体蛋白,因为K进入细胞的跨膜运输方式是主动运输,需要相应载体蛋白的协助科学探究探究物质跨膜运输方式的实验设计思路(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观察植物细胞的质壁分离和复原考点三1.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
19、细胞壁的伸缩性 。实验解读答案半透膜细胞液大2.实验步骤答案紧贴细胞壁逐渐变小变深逐渐变大清水变浅3.现象与结论归纳总结(1)本实验存在两组对照实验(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。关键点拨1.不同外界溶液中植物细胞的变化分析将成熟植物的细胞依次浸于蒸馏水、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。(2)B曲线表示细
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