必修1第3.4章---第3课时.ppt

第3课时细胞的物质输入与输出,1细胞的吸水和失水(1)原理：,判断改错(1)渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差()(2)细胞液就是细胞内的液体()【提示】细胞液指的是液泡内的液体。(3)动物细胞在任何情况下都不会发生质壁分离(),1物质跨膜运输的特点(1)水分子是跨膜运输的。(2)无机盐的跨膜运输水稻和番茄对离子的吸收具有。人体甲状腺滤泡上皮细胞可以从血液中吸收碘。不同微生物对不同矿物质的吸收表现出。2生物膜的功能特性(1)细胞膜和其他生物膜都是，水分子、一些离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。(2)生物膜的选择透过性是的一个重要特征。,顺相对含量的梯度,选择性,逆相对含量梯度,较大的差异,选择透过性膜,活细胞,2.大分子物质运输方式：。,胞吞和胞吐,1下列关于物质跨膜运输实例的说法，不正确的是()A细胞膜、液泡膜等生物膜都是选择透过性膜B植物细胞的原生质层相当于一层半透膜C小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质则不能D细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量梯度跨膜运输的过程【解析】生物膜具有选择透过性，细胞选择吸收的一些离子和小分子可通过膜，而细胞不吸收的离子和小分子不能通过膜，因细胞膜上无这些离子和小分子的载体蛋白。水分子进出细胞的方式是自由扩散，决定于细胞内外浓度差。水是顺相对含量梯度运输的。植物细胞的原生质层相当于半透膜。【答案】C,2(2012厦门模拟)已知某种物质通过细胞膜的方式如图所示，则下列物质与其有相同运输方式的是()AH2OBKC甘油D脂肪酸【解析】图示为主动运输过程，所给选项中只有K能通过主动运输方式运输，其他物质均通过自由扩散方式运输。【答案】B,3某物质能从低浓度向高浓度跨膜运输，该过程()A没有载体蛋白参与B为自由扩散C为协助扩散D为主动运输【解析】凡逆浓度梯度的运输方式一定是主动运输，在此过程中还需载体蛋白的协助和ATP提供能量。【答案】D,4图1表示物质扩散的图解，图2是设计证明图1物质扩散成立的实验装置。下列有关叙述正确的是()A图甲中水柱a将持续上升B图甲中水柱a将先上升后下降C图乙中水柱b将持续上升D图乙中水柱b将先上升后下降【解析】由于淀粉不能透过半透膜，故水柱a表现为先上升，后保持不变；葡萄糖能透过半透膜，水柱b表现为先上升，后由于葡萄糖透过半透膜进入清水中，水柱b将下降。【答案】D,5正误判断(1)(2011海南高考T1C)ATP为CO2分子通过细胞膜提供能量()【提示】CO2是小分子，跨膜方式为自由扩散，因此不需要ATP提供能量。(2)(2011北京高考T3B)氢离子可以通过扩散作用进入液泡内()【提示】H进入液泡的方式是主动运输。(3)(2011重庆理综T1C)水分子和钾离子以自由扩散方式进出轮藻细胞()【提示】水分子进出轮藻细胞为自由扩散，钾离子进出轮藻细胞为主动运输。(4)(2010天津高考T4A)主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量()【提示】主动运输需要载体蛋白协助和ATP提供能量。,1.渗透系统的组成(如图所示)(1)半透膜，可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜；也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。(2)半透膜两侧的溶液具有浓度差。,2比较不同溶液浓度大小,3.验证渗透作用发生的条件,4探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例),(1)渗透作用模型和植物细胞的图例比较(2)渗透作用的发生特点水分子总是由溶液浓度低的部位向浓度高的部位渗透。半透膜两侧溶液浓度差是渗透作用发生的动力，既决定着渗透的方向，又决定着渗透的速度，即浓度差越大，渗透越快。(3)发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度相等。(4)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。,1观察在0.3g/mL蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞，发现中央液泡逐渐变小，说明()A细胞壁相当于一层半透膜B洋葱表皮细胞是活的C此时蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度D细胞壁收缩导致中央液泡失水【解析】成熟植物细胞的细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，它可以看做是一层选择透过性膜，液泡中的细胞液通过原生质层与外界溶液构成渗透系统。当外界溶液蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，中央液泡会逐渐变小，原生质体缩小，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，此时会发生质壁分离现象。能够发生质壁分离与复原现象的细胞一定是活的植物细胞，体现了细胞膜的选择透过性，死细胞的细胞膜是全透性的。【答案】B,1.物质浓度(在一定的浓度范围内),2氧气浓度,(1)判断物质运输方式的方法根据分子大小判断根据运输方向：逆浓度梯度运输方式是主动运输。(2)影响主动运输的因素：载体(核糖体)；能量(细胞质基质和线粒体)。凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。(3)载体的化学本质及作用特点载体是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数量也不同。载体具有饱和现象，当细胞膜上的某物质的载体达到饱和时，细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。,2(2011三明模拟)右图中曲线a、b表示分子跨膜运输速率与O2浓度的关系，下列分析不正确的是()A曲线a代表被动运输，曲线b代表主动运输B曲线a代表的分子跨膜运输一定不需要载体蛋白C曲线b转运速率达到饱和的原因是细胞膜上载体蛋白数量有限D温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的转运速率均有影响【解析】由图判断曲线a代表被动运输，曲线b代表主动运输。被动运输包括自由扩散和协助扩散，协助扩散需要载体蛋白。物质运输与膜的流动性有关，膜的流动性的速率与温度有关。【答案】B,考向物质跨膜运输的方式,1从近五年高考生物试题看，考查点主要集中在“物质跨膜运输的方式及影响因素”，如2011年新课标全国高考T1、T4，天津高考T2，北京高考T3，重庆高考T1，江苏高考T8等。2预计2013年高考中，结合生物膜的结构，利用图示、曲线等，考查物质跨膜运输的方式及影响因素仍是高考的热点。,(2010山东高考)下图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下列表述正确的是()A脂溶性小分子物质不能通过方式a运输B与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面C方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关D抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响【解析】据图分析，曲线a表示被转运分子的转运速率与浓度呈正比，符合自由扩散的特点。曲线b表示在被转运分子的浓度较低时，随着浓度提高，转运速率增加，浓度较高时出现饱和现象，符合协助扩散和主动运输的特点(受载体数量限制)。A项中，脂溶性小分子的跨膜运输方式是自由扩散；B项中，自由扩散与细胞膜表面的载体蛋白无关；D项中抑制细胞呼吸，停止能量供给，影响主动运输，但对自由扩散和协助扩散无影响。【答案】C,物质跨膜运输方式的误区归纳1需要载体协助的运输方式除主动运输外不要漏掉协助扩散。2消耗能量的运输方式除主动运输外不要漏掉胞吞和胞吐。3从高浓度到低浓度运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。4影响协助扩散运输速率的因素除载体数量外不要漏掉浓度差。5与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外不要漏掉载体蛋白的合成场所核糖体。6运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。,实验5.通过模拟实验探究膜的透性,1实验原理(1)半透膜是一类可以让小分子物质透过而大分子物质不能通过的薄膜的总称。如动物的膀胱膜、肠衣和玻璃纸等，可以让某些物质透过，而另一些物质不能透过；或者水分子可以透过，而蔗糖分子因为比较大，不能透过。(2)可以用半透膜将不同浓度的溶液分隔开，然后通过观察溶液液面高低的变化，来观察半透膜的选择透过特性，进而类比分析得出生物膜的透性。,2实验流程,3注意事项(1)在两漏斗的液面处做标记。(2)观察前须先静置一段时间。4实验结果(1)A漏斗中液面下降，烧杯中的液体变蓝，说明长颈漏斗中的铜离子和水分子已经通过玻璃纸进入了烧杯内的蒸馏水中。(2)B漏斗中的液面上升，说明水可以通过玻璃纸向漏斗内扩散，而漏斗中的蔗糖和红墨水的染料分子不能透过玻璃纸,5实验结论生物膜有选择透过性。6实验分析(1)发生渗透作用的条件：有半透膜将溶液分开，且半透膜两侧存在浓度差。(2)“浓度”实际上指的是“物质的量浓度”，而不是生物学科中常用的质量百分比，质量百分比相同的情况下，溶质的相对分子质量越大，其浓度越低。(3)溶质分子的直径大于半透膜孔径的时候才能发生渗透作用，也就是说，发生渗透作用时，溶质颗粒是不能穿过半透膜的。(4)漏斗管内液面升高的原因是单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。,1某实验小组要对“低温是否会影响物质的跨膜运输”进行实验探究，设计了如下实验：实验步骤：组装渗透装置两套，分别编号为1、2。在两组烧杯中分别加入等量的水，在长颈漏斗中分别加入等量的同一浓度蔗糖溶液，保持管内外液面高度相等。对两组装置进行不同处理：1组用水浴锅加热至37，2组的烧杯外加冰块降温。两组装置同时开始实验，几分钟后观察记录漏斗的液面刻度变化。请分析回答下列问题：(1)本实验是通过测定水分子通过膜的扩散即_作用速率来进行探究的。(2)此实验的自变量是_；为了直观地表示相对速率，用_作为因变量。,(3)该实验可能的结果与结论是：_。_。_。,(4)如果上述实验结果证明了“低温能影响物质跨膜运输的速率”，那么对于生物活细胞来讲产生这种情况的原因是：_。_。,【答案】(1)渗透(2)渗透系统所处的不同温度环境漏斗液面高度的变化(3)若1组漏斗液面高度比2组高，则说明低温会影响物质的跨膜运输且运输速率减慢若2组漏斗的液面高度比1组高，则说明低温会影响物质的跨膜运输且运输速率加快若1、2组漏斗的液面高度相同，则说明温度高低并不影响物质跨膜运输(4)低温会影响细胞膜的流动性，从而影响其功能低温会影响酶的活性，从而影响呼吸作用释放能量的过程,实验6.观察植物细胞的质壁分离与复原,1实验原理成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。,2质壁分离与复原实验流程,3质壁分离的原因分析,4质壁分离实验的拓展应用(1)判断成熟植物细胞是否有生物活性,(2)测定细胞液浓度范围,(3)比较不同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细胞是否发生质壁分离及复原的判断(1)从细胞角度分析具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离现象。(2)从溶液角度分析在溶质可穿膜的溶液中(如KNO3、甘油等)细胞会发生先质壁分离后自动复原现象。在溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象，不能自动复原。在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象，但会因过度失水而死亡不再复原。,6注意事项(1)在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原现象的观察。(2)不选动物细胞做实验材料是因为动物细胞无细胞壁，不会在失水时发生质壁分离现象。(3)本实验所用的方法为引流法，采用了自身对照(前测和后测)。(4)当以可吸收的物质做溶质时(如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等)，可出现质壁分离和自动复原现象。(5)质壁分离时，原生质层的外界面是细胞膜。,2(2011天津高考)将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中，1分钟后进行显微观察，结果见图。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【解析】显微观察质壁分离的实验材料应选择具有大液泡的、成熟的植物细胞，洋葱根尖分生区细胞无大液泡，不宜作为该实验的实验材料。植物细胞的细胞壁是全透性的，蔗糖分子能够通过，细胞膜是选择透过性膜，蔗糖分子不能通过；0.3g/mL的蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水，洋葱鳞片叶表皮细胞表现为质壁分离，结果如图。图中L是细胞壁，M是液泡，N是蔗糖溶液。N的成分说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异。将发生质壁分离的细胞浸润在清水中，细胞吸水，原生质体会逐渐复原。【答案】A,1(2011新课标全国高考)撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。然后，两组外表皮都用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小，以及水分运出细胞的方式是()A甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输B甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输C甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输D甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输【解析】本题主要考查植物细胞的吸水、失水及水分进出细胞的方式。水分进出细胞的方式为自由扩散，属被动运输。甲组细胞在完全营养液中浸泡时，会通过主动运输从营养液中吸收矿质元素，而增大其细胞液浓度；乙组的细胞浸在蒸馏水中会吸水，从而降低其细胞液浓度。因此，甲组细胞的细胞液浓度要比乙组细胞的细胞液浓度高，因此，将其放入较高浓度的蔗糖溶液中后，乙组细胞失水要比甲组多。【答案】C,2(2010上海高考)下图表示一种物质的跨膜运输方式，下列叙述中正确的是()A该膜中载体也能运输蔗糖B碘以该方式进入海带细胞C该方式不会出现饱和现象D该方式发生在被运输物质从高浓度到低浓度时【解析】由图可知葡萄糖从胞外到胞内需载体蛋白协助但不消耗ATP，故其跨膜运输方式为协助扩散。该运输方式是由高浓度到低浓度，会出现饱和现象。因载体具有专一性，运输葡萄糖的载体不能运输蔗糖。碘是以主动运输的方式进入胞内的。【答案】D,3(2011北京高考)下列与细胞内物质运输有关的叙述，正确的是()A叶绿体合成的ATP通过核孔进入细胞核B氢离子可以通过扩散作用进入液泡内C溶酶体内的酶由内质网形成的小泡(囊泡)运入D内质网的膜结构成分可以转移到细胞膜中【解析】叶绿体合成的ATP被光合作用的暗反应利用，不能进入细胞核，故A选项错误。氢离子通过主动运输进入液泡内，故B选项错误。溶酶体内有多种水解酶，这些酶在粗面内质网上合成，然后转运到高尔基体，在高尔基体上形成小泡(囊泡)，即形成初级溶酶体，进而形成溶酶体，因此溶酶体内的酶是由高尔基体形成小泡(囊泡)运入的，故C选项错误。内质网上的膜结构成分可以以囊泡的形式到达高尔基体，再到达细胞膜，转移到细胞膜中，故D选项正确。【答案】D,4(2010广东高考)右图是植物根从土壤中吸收某矿质离子示意图。据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为()A自由扩散B协助扩散C主动运输D被动运输【解析】分析该物质跨膜运输的示意图可知，该矿质离子的跨膜运输是由低浓度到高浓度，不仅需要载体的协助，还需要消耗能量，故为主动运输。【答案】C,5(2010天津高考)下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是()A主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量B在静息状态下，神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输C质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高D抗体分泌过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分【解析】主动运输需要载体蛋白协助和ATP提供能量，A项正确；静息状态下细胞仍然进行细胞代谢，仍然进行葡萄糖的跨膜运输，B项错误；质壁分离过程中，水分子外流，细胞内液浓度升高，渗透压升高，C项正确；抗体的分泌是外排(胞吐)的过程，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，成为细胞膜的一部分，D项正确。【答案】B,