2018高三生物一轮复习物质跨膜运输的实例和方式.ppt

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1、第4课物质跨膜运输的实例和方式,半透膜,水,蔗糖,讨论1、水分子为什么能够扩散？,由于单位体积内清水中的水分子比单位体积蔗糖溶液中的水分子多，所以在单位时间内，水分子由烧杯透过半透膜进入漏斗的数量，比由漏斗透过半透膜进入烧杯中的多。因此液面上升,2.水分子的运动方向：,从溶液浓度低的一侧向浓度高的一侧运动,考点一物质跨膜运输实例重点探究型,1、渗透作用,渗透作用概念：透过 从 浓度溶液向 浓度溶液的扩散，称为渗透作用。,水分子（或其他溶剂分子）,半透膜,低,高,考点一物质跨膜运输实例重点探究型,扩散：是两种不同物质在接触时，彼此进入对方的现象,（1）半透膜（2）半透膜两侧的溶液存在浓度差,2.

2、渗透作用的发生条件,半透膜,水,蔗糖,是指一些物质可以透过，另一些物质不能透过的多孔性薄膜。物质能否通过取决于分子的大小。,生物膜或玻璃纸,分析：在达到渗透平衡后，只要存在液面差，一定存在浓度差,浓度差的实质是单位体积溶液中溶质分子数的差，即物质的量浓度之差，即摩尔浓度而不是质量浓度。,议一议：半透膜与选择透过性膜有哪些异同点？答案：相同点：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子物质通过。,不同点：a.半透膜可以是生物性的选择透过性膜，也可以是无生命的物理性膜，物质能否通过取决于分子的大小。b.选择透过性膜是具有生命的生物膜，磷脂和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

3、体蛋白失活后，其选择透过性丧失。,选择透过性膜一定是半透膜；但半透膜不一定是选择透过性膜。,3.渗透作用原理的应用：(1)验证渗透作用发生的条件：,浓度差,半透膜,(2)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例),碘,淀粉,淀粉,碘,淀粉和碘,淀粉和碘,常见渗透装置图分析：,考点一物质跨膜运输实例重点探究型,水分的流动方向判断：图A中当溶液浓度_ _时，水分就通过半透膜由S2流向S1；当溶液浓度_ _时，水分就通过半透膜由S1流向S2。溶液的浓度大小判断：达到渗透平衡后，若存在图B中液面差h，则S1溶液浓度仍_ _S2。原因是液面高的一侧形成的压强，会阻止水分由_浓度一侧向_浓度一侧扩散。,S1

4、S2,S1S2,大于,低,高,比较不同溶液浓度的大小：,=,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。,上图中，在达到渗透平衡后，只要存在液面差h，则S1溶液的浓度仍大于S2溶液的浓度。,水分子的移动方向：双向移动，但水分子数多（低浓度）溶液流向水分子数少（高浓度）溶液。达到平衡时，水分子出入两种溶液体系的量相等。,注意：,2如图所示U型管中间被一种只允许水分子通过而二糖不能透过的半透膜隔开，现在两侧分别加入0.1 mol/L的蔗糖溶液和麦芽糖溶液，一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的？若向U型管右侧加入某种微量物质(不影响溶液浓度)，右侧液面

5、高度上升，那么加入的这种微量物质最可能是()A右侧液面高度下降；胰岛素 B右侧液面高度下降；衣藻 C两侧液面高度不变；麦芽糖酶 D两侧液面高度不变；蒸馏水,对位训练,C,3.(2017福州模拟)如图所示的U形管中间被半透膜(体积小于或等于单糖的物质才能通过)隔开，两侧分别加入等量的0.1 molL-1的蔗糖溶液和麦芽糖溶液。一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的？若向U形管两侧加入等量某种微量物质，最终右侧液面上升，那么加入的这种微量物质最可能是什么(),A.右侧液面高度下降；葡萄糖B.两侧液面高度不变；蔗糖酶C.两侧液面高度不变；麦芽糖酶D.右侧液面高度下降；蒸馏水,B,【方法技巧】渗透装置

6、图的分析,渗透压比较：图中两侧溶液物质的量浓度大的一侧渗透压高，小的一侧渗透压低，水分子由低浓度溶液向高浓度溶液运动。,a.若不能通过半透膜，则高浓度溶液液面升高；在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的压强会阻止溶剂由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。b.若仅一种溶质能通过，则刚开始高浓度溶液侧液面升高，最后溶质不能通过的一侧液面高。,c.若都能通过半透膜，则是高浓度溶液侧液面先升高后降低，最后两侧液面相平。,液面变化情况分析：如图，看两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜。,2.下图表示一个中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽，两侧分别加入等质量分数的葡萄糖溶液和麦芽糖

7、溶液。然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶，在加入麦芽糖酶前后A、B两侧液面的变化是(),A.加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并高于A侧高度B.加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并等于A侧高度C.加酶前后A、B两侧液面不变D.加酶前A、B两侧液面不变，加酶后B侧上升并高于A侧高度,B,3.如图中的渗透装置，漏斗内开始时的液面为a，停止上升时的液面为b，若每次停止上升后都将漏斗中高出烧杯液面的部分吸出，则吸出蔗糖溶液的次数与a、b液面间的高度差之间的关系是(),A,4.动物细胞的渗透吸水和失水：(1)条件。细胞膜：相当于_。细胞质：有一定浓度，和细胞外液发生_作用。(2)原理：当外界溶液浓度细胞质溶液

8、浓度时，细胞_膨胀，反之细胞_皱缩。,半透膜,渗透,吸水,失水,5.植物细胞的渗透吸水和失水：(1)成熟植物细胞的结构：,全透,小,细胞质,半透膜,大,(2)原理和现象。外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞_水，发生_现象。外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞_水，发生_现象。,失,质壁,分离,吸,质壁,分离的复原,质壁分离,质壁分离复原,原生质层与原生质体的区别？,“质”与“壁”各指什么？,原生质体是指去除植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分。,原生质层是指植物细胞中，由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟

9、的植物细胞中。,注意：分生区细胞和干种子细胞因无大液泡，不能发生渗透作用（吸胀吸水），无质壁分离和复原现象。(成熟、活的，植物细胞才能发生质壁分离)植物细胞有细胞壁的存在，不管失水还是吸水，细胞体积变化不大（液泡体积变化较大）。但动物细胞体积会发生明显变化。,科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2+、Mg2+和SiO44-的培养液中培养，结果及分析如下：,5、物质跨膜运输的其他实例,（1）水稻吸收水的相对速度比吸收Ca2+、Mg2+,造成培养液中Ca2+、Mg2+浓度；番茄吸收水 的相对速度比吸收SiO44-，造成培养液中SiO44-浓度。,大,上升,大,上升,（2）不同植物对 的吸收有差异,同

10、一种植物对 的吸收也有差异,说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有。,同一种无机盐离子,不同种无机盐离子,选择性,（3）吸水为，吸收离子为，且无 机盐离子必须溶于水后才能被吸收，所以吸水和 吸收无机盐离子是两个 的过程。,自由扩散,主动运输,相对独立,（2）、微生物吸收无机盐离子的特点 不同微生物对不同无机盐离子的吸收表现出较大 的差异：（1）不同微生物对无机盐离子的吸收有。（2）不同微生物对各种无机盐离子的 不同。,选择性,需要量,总结：细胞膜和其他生物膜都是_ _膜，生物膜的这一特性是活细胞的重要特征。,选择透过性,【教材易漏边角知识】必修1 P61“与生活的联系”吃比较咸的食物口唇感觉比较

11、干，这是因为与细胞内液相比，外界浓度_，细胞_失水导致的。,高,渗透作用,1.实验原理：(1)成熟的植物细胞的_相当于一层半透膜。(2)细胞液具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。,原生质层,考点三观察植物细胞的质壁分离和复原,(3)原生质层的伸缩性_(填“大于”或“小于”)细胞壁的伸缩性。,大于,2.实验步骤：,原生质层,小,低倍显微镜,深,原生质层,低倍显微镜,原生质层,大,浅,实验选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的原因是什么？,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，便于实验现象的观察,【创新探究】,探究点2实验现象分析某同学在观察根细胞的质壁分离和复原时，发现部分细胞未出现

12、预期的现象，原因可能是什么？,这部分细胞是未成熟的细胞或是已经死亡的细胞,探究点3实验原理拓展视野中发现某细胞的细胞壁与原生质层处于分离状态，此时细胞可能正在进行_，也可能正在进行_，或是正处于_ _状态。,质壁分离,质壁分离的复原,水分进出平衡,3.质壁分离的原因分析（1）原因,观察质壁分离的三个指标,特别提醒 1、质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，因细胞壁是全透性且有水分通过原生质层渗出来。2、若用50%（或0.5g/ml）蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因细胞过度失水而死亡。3、若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验会出现自动复原现象，因外界物质会转

13、移到细胞内而引起细胞液浓度升高。,角度1实验原理及材料选取1.在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如下图所示)。下列有关叙述正确的是(),A.第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域B.第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处C.吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头D.为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤,B,【加固训练】1.在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。a、b表示该部位的溶液浓度，由此可推测(),A.ab，细胞渗

14、透吸水B.a=b，渗透系统保持动态平衡C.ab，细胞渗透失水D.上述三种情况都有可能,D,2.将某植物细胞分为两组，分别浸于浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液()与尿素溶液()中，然后每5 min用显微镜观察一次，并测量原生质体(即仅由细胞膜包住细胞质的细胞部分，不含细胞壁)的相对表面积，其结果如下图所示。则下列叙述错误的是(),A.实验开始后20 min，()和()两组的细胞均发生质壁分离B.实验开始后30 min，()的细胞中必含蔗糖C.实验开始后30 min，()的细胞中必含尿素D.此图显示尿素可通过细胞膜，而蔗糖却不能通过细胞膜,B,3.(2017黄冈模拟)某同学在实验室中做“植物细胞的

15、吸水和失水”实验时，在老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表所示：,对上表的推断或解释不正确的是()A.x为质壁分离，因为细胞壁的伸缩性小于原生质层B.y为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡C.z为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅D.组无变化是因为细胞吸水量等于失水量,D,能量(ATP),能量(ATP),能量(ATP),浓度差,浓度差,运输动力,细胞内细胞外,细胞外细胞内,低浓度高浓度,高浓度低浓度,高浓度低浓度,运输方向,协助扩散,自由扩散,胞吐,胞吞,主动运输,被动运输,大分子和颗粒性物质,离子和小分子物质,比较项目,考点二物质出入细胞的方式及影响因素,各种分泌蛋白，如

16、抗体、蛋白质类激素等,白细胞吞噬病菌、变形虫吞食食物颗粒等,K、Na等离子，小肠上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖等,红细胞吸收葡萄糖等,水、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素等,物质出入细胞的实例,模型图,不需要,不需要,需要,需要,不需要,载体,协助扩散,自由扩散,胞吐,胞吞,主动运输,被动运输,大分子和颗粒性物质,离子和小分子物质,比较项目,主动运输的意义：保证了活细胞能够按照生命活动的需要，_吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。,主动选择,考点二物质出入细胞的方式及影响因素,考点二物质出入细胞的方式及影响因素,3.物质跨膜运输方式图解：,协助扩散,主动运输,【教材易漏边角知

17、识】必修1 P73“与社会的联系”囊性纤维病是细胞中某种蛋白质结构异常，影响了Na+和Cl-的跨膜运输，这一事例说明这种结构蛋白属于细胞膜上的_，也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过细胞膜上_来实现的。,载体蛋白,载体蛋白的种类和数量,【加固训练】1.下列有关细胞中物质运输方式的叙述，正确的是()A.小麦细胞核中转录产生的mRNA通过胞吐进入细胞质B.上午11时氨基酸以主动运输方式进入人小肠上皮细胞C.神经纤维动作电位产生过程中Na+内流属于自由扩散D.血液中的葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白协助，并消耗能量,B,2.下列四项表示正常情况下，不同物质穿过细胞膜进入细胞内的四种情况。若在X点加

18、入有氧呼吸抑制剂，下列曲线中将会发生明显变化的是(),C,【加固训练】1.(2017新乡模拟)取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，则关于这一实验结果，下列说法正确的是(),A.实验前，丙的浓度乙的浓度甲的浓度B.乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等C.实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散D.甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的,D,(2014全国卷)将某植物的花冠切成大小和形状相同的细

19、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，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，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 molL-1,D,【高考母题变式】变式1分析水分子的移动方向(1)图中a组将花冠细条放入蔗糖溶液后水分子的移动呈现出_。(2)当细条长度不再发生变化时水分子的移动特点是_。,从蔗糖溶液细胞液,水,分子进出细胞

20、达到了平衡,变式2分析细胞液与外界溶液的浓度大小(1)图中_(填字母)组所处的蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水。(2)图中_(填字母)组所处的蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水。,a、b、c,d、e、f,1.(2017合肥模拟)科研人员将人的红细胞分别置于蒸馏水和几种等渗溶液中，然后测定红细胞溶血(即红细胞破裂，血红蛋白逸出)所需的时间，结果如下表所示。,据表分析可知：(),A.在等渗溶液中红细胞既不吸水也不失水B.扩散速率大小关系为：甘油乙醇丙酮C.氯化铵最不容易通过磷脂双分子层D.阴离子的通透速率与阴离子相对分子质量大小呈负相关,C,2.下图A为两个渗透装置，溶液a、b为不同浓度的同

21、种溶液，且a溶液浓度b溶液浓度，c为清水，图B为显微镜下观察到的某植物表皮细胞，下列叙述错误的是(),A.图A中装置2的液面一段时间后会高于装置1的液面B.图B中的、相当于图A中的C.若图B所示为某农作物的根毛细胞，此时应及时灌溉D.图B中的与图A中的通透性不同,B,2.(2014全国卷)下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是()A.与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察B.用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察,B,角度2实验结果分析3

22、.(2017郑州模拟)在对“植物细胞的吸水和失水”的实验结果进行分析时，小李提出“若细胞壁本身也相当于一层半透膜，实验结果是否相同”的问题，小王提出“若细胞壁的伸缩性与原生质层相同，实验结果是否相同”的问题。若假设均成立，则他们各自的实验结果与原实验结果(),A.相同，相同B.相同，不同C.不同，相同D.不同，不同,B,4.(2017广州模拟)下表为甲同学用某浓度KNO3溶液进行质壁分离实验时所测得的数据，下图为乙同学用另一浓度的KNO3溶液进行质壁分离实验时所绘制的曲线图，下列分析正确的是(),A.甲同学所用溶液浓度要大于乙同学B.甲同学的实验进行到8 min时质壁分离达到平衡，滴加清水后发

23、生质壁分离复原C.乙同学在实验进行到T1时可观察到质壁分离现象，此时细胞液浓度一定小于外界溶液浓度D.乙同学在实验进行到T2时观察不到质壁分离现象，此时细胞液浓度一定等于外界溶液浓度,A,【知识总结】植物细胞质壁分离及质壁分离复原的拓展应用(1)判断成熟植物细胞是否是活细胞：,(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和蔗糖溶液)：,5.(2015海南高考)回答下列问题：(1)将贮藏的马铃薯(块茎)放入蒸馏水中，水分通过_的方式进入马铃薯细胞，引起马铃薯鲜重增加。随着蒸馏水处理时间延长，该马铃薯鲜重不再增加，此时，马铃薯细胞的渗透

24、压比处理前的_。(2)将高温杀死的马铃薯细胞放入高浓度的NaCl溶液中，_(填“会”或“不会”)发生质壁分离现象。(3)将发芽的马铃薯制成匀浆，使其与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀，说明该马铃薯匀浆中含有_。,被动运输(自由扩散),低,不会,还原糖,高考探究归纳【高考典题示例】(2016全国卷)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是(),A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率,C,【

25、高考母题变式】变式1题干信息迁移题干中信息说明离子泵是载体蛋白，那么细胞膜上所有的载体蛋白是否都属于离子泵？_。,否。通过离子泵的跨膜运输需消耗ATP属于主动运输，,而协助扩散也需要载体蛋白的参与，与离子泵相比这,类载体蛋白进行物质转运不消耗ATP,变式2选项信息迁移从影响离子泵的因素考虑，除蛋白质变性剂外，还有_和_ _也能影响离子泵的活性。,温度,pH,胞吐,胞吞,主动,主动,协助,自由,【备考方法规律】“三步法”判断物质出入细胞的方式,角度1物质的运输方式1.(2014安徽高考)如图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图。下表选项中正确的是(),D,2.(2015全国卷)下列过程中，

26、不属于胞吐作用的是()A.浆细胞分泌抗体到细胞外的过程B.mRNA从细胞核到细胞质的过程C.分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞到胞外的过程D.突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程,B,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,A,3.(2015全国卷)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：,A.K+逆浓度梯度进入细胞B.Na+进入细胞为被动运输C.细胞内外的Na+梯度的建立与钠-钾泵有关D.糖分子逆浓度梯度进入细胞需要消耗ATP,4.研究表明，有些逆浓度梯度的分子可以与钠离子顺浓度梯度运输时一起“手拉手”地运入细胞内，这种现象称为协同运输，如图所示，则下列叙述错误的是(),D,