一轮复习31细胞的物质输入和输出.ppt

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1、第四章细胞的物质输入与输出,(2011天津高考)将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0.3 g/mL 的蔗糖溶液中，1分钟后进行显微观察，结果如下图，下列叙述错误的是( ) A.图中L是细胞壁，M是液泡，N是细胞质 B.将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原 C.实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异 D.洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料,A,1.(2010天津)质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高。( ) 2.(2009北京)细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性。 ( ),3.小分子物质和大分子物质都能通过细胞膜。( ) 4.植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。

2、( ) 5.当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞一定会发生质壁分离。( ),6.组成膜的磷脂分子是可以运动的，但蛋白质分子是不能运动的。( ) 7.无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的。( ) 8.脂溶性物质易于通过细胞膜。( ),考点一、渗透作用的原理 1.渗透作用的概念：渗透作用是指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散 2发生渗透作用的条件： 一是具有半透膜； 二是半透膜两侧的溶液具 有浓度差。即一个完整的渗 透系统由两种溶液(A和B)， 以及隔在两者中间的半透膜 这三者构成。,3原理：对于被半透膜隔开的两个溶液体系S1和S2： 当S1浓度S2浓度时：单位时间内由S2S1的水分子数多

3、于单位时间内由S1S2的水分子数。 当S1浓度S2浓度时：单位时间内由S1S2的水分子数多于单位时间内由S2S1的水分子数。 当S1浓度S2浓度时：单位时间内由S1S2的水分子数等于单位时间内由S2S1的水分子数。 S1、S2进行双向的水分子移动，但我们只能从外观上观测双向水分子移动的数量差。,4渗透作用的结果：从微观水平分析，水分子可以通过半透膜进行双向扩散；从宏观水平观察，水分却是从低浓度溶液流向高浓度溶液，直至达到动态平衡。,渗透作用是水分子等溶剂分子通过半透膜的扩散。 扩散是一种物质由高浓度区域向低浓度区域的物理运动。渗透一定是扩散，但扩散不一定是渗透。渗透相对于扩散有两个要点：要跨膜

4、（扩散可以不跨膜）；是溶剂分子（扩散还可以是气体分子）。,扩散与渗透的区别,易混点辨析,【例1】如图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。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。最可能的实验现象是() A漏斗中液面开始时先 上升，加蔗糖酶后又下降 B在玻璃槽中会测到蔗 糖和蔗糖酶 C漏斗中液面开始时先 下降，加蔗糖酶后一直上升 D在玻璃槽中会测到葡萄糖、果糖和蔗糖酶,A,【高考警示】 (1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但10%蔗糖溶液的渗透压小，故水可通过半透膜由蔗糖向葡萄糖溶液移动。

5、 (2)渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。 (3)只有活的、成熟的植物细胞才能发生渗透失水和吸水，从而发生质壁分离和复原。,1.植物吸水 （1）吸水部位主要部位：根。 最活跃部位：根尖成熟区表皮细胞。 根尖结构 a.分区：根冠、分生区、伸长区、成熟区。 b.分生区：未成熟植物细胞、不具中央大液泡。 c.成熟区：成熟植物细胞、具中央大液泡。,看图：原生质层指的是什么？,动植物细胞的吸水和失水,（2）、植物细胞的吸水方式 吸胀吸水 a.举例：未成熟植物细胞（如分生区细胞）、干种子细胞的主要吸水方式。 b.原理：依靠细胞的亲水

6、性物质吸水（亲水性大小蛋白质淀粉纤维素）。 渗透吸水 a.举例：成熟的植物细胞（如成熟区细胞）的主要吸水方式。 b.原理：渗透作用。,2、动物细胞的吸水和失水 吸水：细胞外液的浓度_细胞内液的浓度 （膨胀甚至涨破）； 失水：细胞外液的浓度_细胞内液的浓度 （皱缩）； 平衡：细胞外液的浓度_细胞内液的浓度。,=,3、动植物细胞吸失水比较,考点二、植物细胞的质壁分离和质壁分离复原的实验,实验原理 (1)成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性，细胞壁和原生质层具有一定伸缩性，但原生质层的伸缩性大于细胞壁。 (2)细胞液浓度外界溶液浓度细胞液中的水分经原生质层进入外界溶液质壁分离。 (3)质壁分离复原：

7、细胞的细胞液浓度外界溶液浓度外界溶液中的水分经原生质层进入细胞液质壁分离复原。,实验流程,【互动探究】 (1)蔗糖分子能够透过植物细胞的原生质层吗？ 提示：不能。植物细胞膜具有选择透过性，蔗糖分子不能自由通过。 (2)能否将实验中的蔗糖溶液换为KNO3溶液？ 提示：不能。K+和NO3-是植物细胞所需的离子，即使外界溶液浓度很低，这两种离子也会以主动运输方式进入细胞，从而影响实验结果。,本实验应注意的问题 (1)实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡的植物细胞(最好有颜色)，便于在显微镜下观察现象。 (2)滴加蔗糖溶液和清水，要在载物台的载玻片上进行，否则不容易对比观察某个细胞的失水和

8、吸水情况。 (3)蔗糖溶液浓度不宜过高，否则会引起植物细胞过度失水而死亡。 (4)若用葡萄糖、NaCl、KNO3、尿素、乙二醇等做实验，发生质壁分离后，会自动复原，其原因是上述物质都可转运到细胞内，致使细胞液浓度升高，外界溶液浓度降低，重新吸水而复原。 (5)质壁分离时，在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低了的外界溶液，因为细胞壁是全透性的。,本实验能验证的问题及拓展应用 (1)实验验证问题 观察质壁分离和复原： 可以证明一个成熟的植物细胞构成一个渗透系统，质壁分离和复原是细胞渗透失水或吸水的标志； 可以证明渗透作用发生的条件； 可以证明细胞是活的； 还可以大致测出细胞液的浓度； 证明原生质层

9、的伸缩性大于细胞壁。,(2)实验拓展应用 探究渗透作用的两个条件半透膜和浓度差。若将教材中实验装置换成纱布(全透性)、薄膜(不透性)，半透膜两侧换成浓度相等的蔗糖溶液，渗透作用都不发生，即可证明渗透作用发生的两个条件。 探究区分10%和20%蔗糖溶液 用教材中的实验装置，将两种液体分别装入烧杯和漏斗中，若漏斗液面上升，则烧杯中为10%蔗糖溶液，反之则为20%蔗糖溶液。 探究某种材料的细胞液浓度 配制一系列浓度的蔗糖溶液，制作成一系列装片用显微镜观察，视野中约有50%的细胞发生质壁分离时的蔗糖溶液浓度即为细胞液浓度。,【变式训练】将不同植物的三个未发生质壁分离的细胞置于同一蔗糖溶液中，形态不再变

10、化后的细胞图像如下。则有关各细胞液的浓度判断正确的是( ) 实验前BAC 实验前BAC 实验后BAC 实验后BAC A. B. C. D.,B,【例2】右图表示多种植物成熟细胞在不同浓度的蔗糖溶液内质壁分离的百分率，图中曲线表明这些植物细胞() A细胞液浓度蔗糖溶液浓度 B细胞液浓度蔗糖溶液浓度 C有不同浓度的细胞液 D有不同的选择透过性,C,用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化，下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是() A将装片放在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象 B在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂 C用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，不

11、一定均能观察到质壁分离复原现象 D当质壁分离不能复原时，细胞仍具有正常的生理功能,BC,随讲随练,浸入1 mol/L KNO3溶液中的洋葱表皮细胞，会发生质壁分离和质壁分离复原的现象。在此过程中，物质出入细胞的方式先后有( ) A主动运输和自由扩散 B自由扩散和主动运输 C自由扩散、协助扩散、主动运输 D自由扩散、主动运输、自由扩散,D,思考：从图中可以读取哪些信息？,1、水稻和番茄对不同离子的吸收量不同,2、水稻和番茄对同一种离子的吸收量不同,3、植物对矿质离子的吸收具有选择性,4、植物吸收水分的速度与吸收矿质离子的速度不成比例,考点三、物质跨膜运输的其他实例,【互动探究】 (1)从上图可以

12、看出，水稻实验结果培养液中Ca2+、Mg2+的浓度与实验前之比大于100%，能不能判断水稻不吸收Ca2+、Mg2+，为什么？ 提示：不能。因为水稻吸收了水，影响了培养液的离子浓度变化。 (2)有人说番茄的补钙效果比水稻的好，对吗？试结合上图分析原因。 提示：对。从上图可以看出，番茄对Ca2+的吸收量、需求量大于水稻。,下列关于植物对离子选择性吸收的叙述，不正确的是 () A植物对离子选择性吸收的特性与其生活环境相适应 B根细胞膜上某种离子的载体蛋白的有无，决定对离子选择吸收的种类 C根细胞膜上某种离子的载体蛋白的多少，影响对离子选择吸收的多少 D根呼吸强度也影响植物对离子吸收的选择性,D,随讲

13、随练,考点四、物质出入细胞的方式,1自由扩散、协助扩散和主动运输的比较,2.胞吞、胞吐：是大分子和颗粒物质进出细胞的方式，这两种方式虽然最终通过了生物膜，但实质上，这些物质并没有真正地穿过生物膜。例如，白细胞吞噬大肠杆菌、变形虫吞噬有机物颗粒、胰腺细胞分泌胰岛素等。 3在细胞的生命活动过程中，主动运输起到了重要作用，它使细胞能主动地从外界吸收被选择的物质，供生命活动利用。同样，细胞也能利用主动运输把新陈代谢产物排出细胞外。总之，细胞通过主动运输，摄取、积累物质以及不断排出代谢废物，从而维持细胞组成成分的动态稳定，保证生命活动的正常进行。,葡萄糖进入其他细胞或红细胞吸收其他离子的方式是主动运输。

14、 由低浓度向高浓度运输的方式一定是主动运输，但主动运输不一定只是由低浓度到高浓度，一种物质进出细胞的方式取决于该物质的性质和细胞膜的特点。,【例4】(双选)关于下面概念图的分析，正确的是() A和所示的过程 都需要消耗细胞内ATP水 解释放的能量 B只有所示的过程 能逆浓度梯度运输物质 C大分子只有通过 所示的过程才能进入细胞 D果脯腌制时蔗糖进入细胞与过程无关,BD,【变式训练】下列物质进出细胞的过程与线粒体密切相关的是( ) 酒精被胃黏膜吸收 氧气进入细胞 肾小管管壁上皮细胞吸收原尿中的Na 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸 A B C D,B,(双选)下图表示在一定范围内细胞膜外某物质浓度变化

15、与该物质进入细胞膜内速度的关系，据图分析，下列说法正确的是( ),BC,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该物质不可能是水或甘油 D该物质只能从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动,影响物质跨膜运输的因素分析,1影响自由扩散和协助扩散的因素分析 (1)自由扩散不需要能量和载体，是顺浓度梯度的运输方式，只与细胞内外的物质浓度差有关，浓度差越大，运输速率越快。,(2)协助扩散需要载体，不需要能量，顺浓度梯度运输，因此载体的种类和数量、细胞内外的物质浓度差都会影响其运输速率。需要注意的是，受载体数量的限制，其运输速率不会随着浓度差的增大而一直增加,(1)载体：细胞膜上

16、的一类蛋白质 载体具有特异性 不同物质的运输所需载体蛋白不同。 不同细胞膜上的载体蛋白的种类和数目不同。 载体具有饱和性：当细胞膜上的载体已达饱和时，细胞吸收该载体运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。,2影响主动运输的因素分析,(2)能量：凡是能够影响能量供应的因素都影响主动运输的速度，如温度、氧气浓度等。具体分析如下：,甲图分析： A点无氧呼吸为矿质离子吸收提供能量。 AB段表示在一定范围内，随O2增多，有氧呼吸加强，主动运输方式速率加快。 BC段限制离子吸收速率的主要因素是载体数量。,乙图分析：温度或pH主要通过影响细胞呼吸相关酶的活性从而影响矿质离子吸收速率。,丙图分析： AB段

17、，载体未饱和，随离子浓度增大，吸收速率加快。 BC段，载体已饱和，限制因素主要是载体的数量。 CD段，离子浓度过高，根细胞渗透失水，影响了根细胞的正常代谢活动，离子吸收速率下降。,【例5】科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用四种曲线表示：在研究具体的物质X时，发现与曲线和相符，试问：细胞膜运输物质X的方式是(),A,A主动运输 B自由扩散 C胞吞和胞吐 D无法判断,六、对生物膜结构的探索历程,7、流动镶嵌模型的基本内容,1生物膜的流动镶嵌模型,2流动镶嵌模型表明了细胞膜的以下特性 (1)镶嵌性：膜的基本结构是由磷脂双分子层及镶嵌在其上的蛋白质构成的。 (2)不对称性：膜两侧的

18、分子性质和结构不相同，如糖蛋白只分布在细胞膜外侧。,(3)结构特点：具有一定的流动性 结构基础：膜结构中的磷脂双分子层具有流动性，大多数蛋白质分子也是可以运动的。 影响因素：主要受温度影响，适当温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度高出一定范围，则导致膜被破坏。 实例：变形虫捕食和运动时伪足的形成；白细胞吞噬细菌；胞吞与胞吐；受精时细胞的融合过程；动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；细胞杂交时的细胞融合(如人鼠细胞融合)。,3生物膜的功能特性：选择透过性 (1)选择透过性的含义：水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。,(2)原因：,【例7】

19、日本科学家通过基因工程，把可以使细胞发生荧光的基因导入果蝇的细胞，使果蝇的肌肉细胞发生绿色荧光，而神经细胞发出红色荧光，然后用激光显微镜观察并拍摄神经细胞朝着肌肉细胞方向伸展突起的过程。这个过程体现了细胞() A生能性 B遗传性 C膜的选择透过性 D膜的流动性,D,5. (双选)将 一个细胞中的磷脂成分全部提取出来，并将其在空气水界面上铺成单分子层，结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。用下列细胞做实验得到的结果与此结果最相符的 是( ) A人的红细胞 B蛙的红细胞 C洋葱鳞片叶表皮细胞 D大肠杆菌细胞,AD,6. (双选)以下关于细胞膜结构的论述中，不正确的是( ) A膜两侧

20、物质分子排列是对称的 B组成膜的物质的运动使膜具有一定的流动性 C磷脂具有识别作用 D脂质排列成双分子层,AC,【例8】右图表示细胞膜结构，请回答： (1)该结构对细胞的生命至关重要的特性是_。 (2)有些有机溶剂如苯酚，可 溶解B造成的损伤，B的完整 化学名称是 。动 物细胞吸水膨胀膜时，B的厚度 变小，说明B具有 。 (3)正在研制中的预防艾滋病的疫苗，能够使人体淋巴细胞产生特异性的A，这种A是 。,选择透过性,磷脂双分子层,一定的流动性,蛋白质(抗体),7.生物体细胞内的膜具有一定选择透过性，即水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通

21、过。请根据以下所提供的条件探究细胞内的膜的选择透过性。 实验材料和用具：新鲜的红色康乃馨， 烧杯， 玻璃铅笔， 质量分数为15%的盐酸， 清水， 量筒。,(1)简要说明膜的成分与选择透过性的关系。 。,膜的选择透过性主要取决于膜组成成分中的载体蛋白,部分,(2)康乃馨的红色部分是指细胞哪一结构？ 。 (3)完善下列实验设计，验证膜具有选择透过性。 第一步：选两只大小相同的烧杯，用玻璃铅笔标上A和B。 第二步： 。 第三步： 。 结果预测： 。,康乃馨红色部位是指液泡,在A、B两只烧杯中，分别加入等量的15%的,盐酸和清水,选等量的红色康乃馨花瓣，分别放入A、B两,只烧杯中，经过一段时间后观察,

22、水中的花瓣仍为红色，水仍呈无色；盐酸中,花瓣的颜色逐渐变浅，而盐酸溶液变红,(4)此实验体现的最主要的实验思想是什么？ 。 运用这一实验思想设计实验时应特别注意什么？ 。 从实验结果分析，此实验中实验变量是什么？ 。 (5)此实验主要能验证哪些膜的选择透过性？ 。,原因分析： 。,盐酸对活细胞具有很强的伤害作用，将细胞,杀死而使生物膜丧失选择透过性，而清水对细胞活性无,伤害作用,体现的主要是设置对照实验的实验思想,在设计对照实验时，要特别注意遵循等量原则,此实验的实验变量是用盐酸还是用清水处理康乃馨 花瓣,此实验主要验证了液泡膜和细胞膜的选择透过性,一、理论归纳 1概述,自身对照指实验与对照在同一对象上进行，不另设对照组。实验操作前的对象为对照组，实验操作后的对象则为实验组。对比实验操作前后现象变化的差异而得出实验结论。,2典例分析 植物细胞的质壁分离与复原实验： (1)实验对象：同一个成熟的植物细胞。 (2)在这一实验中有两次对照，具体分析如下：,3注意事项 (1)实验材料在实验过程中必须保持一定的生理活性。 (2)实验操作要有一定的范围，如处理活细胞时所用溶液浓度要适宜。 (3)持续观察记录实验操作前、后的实验对象状况，控制好观察时间。,