版生物高考大一轮复习细胞的结构与细胞内外的物质交换第讲细胞内外的物质交换北师大版.pptx
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1、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。第1页/共134页考点一细胞膜的选择透过性考点三探究细胞壁分离和复原与外界溶液浓度的关系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第2页/共134页细胞膜的选择透过性考点一第3页/共134页1.扩散扩散物质从 的地方向 的地方移动的过程,叫做扩散。2.半透膜半透膜某些物质可以透过,而另一些物质不能透过的 ,叫做半透膜。3.渗透作用渗透作用水分子(或其他溶剂分子)通过 的扩散,叫做渗透作用。知识梳理浓度高浓度低多孔性膜半透膜第4页/共
2、134页4.渗透系统的组成渗透系统的组成一个完整的渗透系统,由两个溶液体系以及两者之间的半透膜组成。5.发生渗透作用的条件发生渗透作用的条件(1)具有 。(2)膜两侧溶液具有 。半透膜浓度差第5页/共134页6.动植物细胞的渗透吸水和失水动植物细胞的渗透吸水和失水(1)动物细胞细胞膜:相当于_ :有一定浓度,和外界溶液发生渗透作用,当 时,细胞吸水 膨胀,反之细胞失水皱缩半透膜细胞质外界溶液浓度细胞质溶液浓度相关视频第6页/共134页知识延伸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
3、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。第8页/共134页全透性小原生质层细胞质当 时,细胞失水,发生 现象。当 时,细胞吸水,失水的细胞发生_ 现象。(2)成熟植物细胞的吸水和失水外界溶液浓度细胞液浓度质壁分离外界溶液浓度细胞液浓度质壁分离复原第9页/共134页判断关于渗透作用的叙述(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
4、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()常考基础诊断第10页/共134页教材热点拓展如图表示正在进行质壁分离的紫色洋葱细胞,请分析:(1)b的颜色和大小如何发生变化?提示提示颜色逐渐加深;b逐渐变小。提示第11页/共134页(2)c处的浓度与细胞外的浓度 。(3)当停止质壁分离时,b与c的浓度 。相等相等第12页/共134页1.不同渗透装置中水分子运动情况及液面变化不同渗透装置中水分子运动情况及液面变化重点剖析(1)溶质不能通过半透膜的情况若S1溶液浓度大于S2溶液浓度,则单位时间内由S2S1的水分子数多于由S1S2的,外观上表现为S1溶液液面上升;若S1溶
5、液浓度小于S2溶液浓度,则情况相反,外观上表现为S1溶液液面下降。在达到渗透平衡后,若存在如图所示的液面差h,则S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度。因为液面高的一侧形成的压强,会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。第13页/共134页(2)溶质能通过半透膜的情况若S1溶液浓度大于S2溶液浓度,则最初单位时间内由S2S1的水分子数多于由S1S2的,随着溶质的扩散,最终S1和S2溶液浓度相等,外观上表现为S1溶液液面先上升后下降,最终S1和S2溶液液面持平;若S1溶液浓度小于S2溶液浓度,则情况相反。第14页/共134页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成熟植物细胞和外界溶
6、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第15页/共134页基本条件半透膜、浓度差原生质层选择透过性膜;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第16页/共134页特别提醒有关渗透作用的两个易错点有关渗透作用的两个易错点(1)水的运输特点:无论细胞吸水还是失水,水分子通过原生质层的扩散都是双向进行的。(2)渗透平衡的实质:渗透平衡只意味着半透膜两侧的水分子移动到达平衡状态,既不可看作没有水分子移动,也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。第17页/共1
7、34页命题点一渗透作用现象的分析命题点一渗透作用现象的分析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 命题探究答案解析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第18页/共134页2.成熟植物细胞的主要吸水方式是渗透吸水。某兴趣小组为研究渗透吸水做了一个实验,该实验的简易渗透吸水装
8、置如图甲所示,图甲漏斗内液面上升的高度与时间的关系如图乙所示,一成熟植物细胞被放在某外界溶液中处于的一种状态(此时细胞有活性)如图丙所示。下列相关叙述中错误的是第20页/共134页A.由图甲中漏斗内液面上升可知,实验开始时b侧液体浓度大于a侧B.由图乙可知,图甲中漏斗内溶液的吸水速率在下降C.图丙中相当于图甲中c结构的是D.把图丙所示状态的细胞放在清水中,会发生质壁分离答案解析第21页/共134页方法归纳比较不同溶液浓度的大小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答案解析第24页/共134页4.
9、(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,结果如下图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换,则第26页/共134页答案解析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之间第27页/共134页方法技巧细胞吸水、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
10、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,则吸水;反之则失水。第29页/共134页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)某同学进行如下图所示的实验,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。第30页/共134页答案(1)请完
11、善继续实验的简要步骤:向a、b两管中分别加入_溶液,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_,_水浴加热,观察A、B试管内_。等量蔗糖酶斐林试剂沸有无砖红色沉淀第31页/共134页答案(2)预测实验现象并做出结论: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增大无砖红色沉淀有砖红色沉淀第32页/共134页方法归纳1.验证渗透作用发生条件的方法验证渗透作用发生条件的方法第33页/共134页2.探究物质能否通过半透膜
12、的方法探究物质能否通过半透膜的方法(以碘和淀粉为例以碘和淀粉为例)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第34页/共134页物质出入细胞的方式及影响因素考点二第35页/共134页1.物质出入细胞的方式物质出入细胞的方式(连线连线)知识梳理第36页/共134页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
13、加,原因是受 的限制。大大载体数量相关视频第37页/共134页(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。协助扩散主动运输第39页/共134页(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。无氧呼吸多第40页/共134页(4)温度第41页/共134页(1)细胞质中的氢离子可以通过扩
14、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()(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()常考基础诊断第42页/共134页分析物质进出细胞的有关图像教材热点拓展(1)甲、乙的物质进出细胞方式一样吗?为什么?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。提示第43页/共134页提示(2)图乙的物质运输方式也可以
15、逆浓度梯度进行吗?提示提示不能,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。第44页/共134页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.巨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 命题探究答案解析第45页/共134页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
16、图中物质跨膜运输过程的分析错误的是第47页/共134页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 被动运输答案解析第48页/共134页方法链接“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第50页/共134页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
17、 答案解析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第51页/共134页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第53页/共134页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
18、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第55页/共134页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的吸收速率第57页/共134页(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
19、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收无机盐的方式是主动运输第58页/共134页规律方法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(2)探究是自由扩散还是协助扩散(1)探究是主动运输还是被动运输第59页/共134页探究细胞壁分离和复原与外界溶液浓度的关系考点三第60页/共134页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,能渗透吸水和失水。(3)原生质层比细胞壁的伸缩性 。实验解读半透膜细胞液大得多第61页/共134页2.探究细胞质壁分离和复原与外界溶液浓度的关系的相关实验探究细胞
20、质壁分离和复原与外界溶液浓度的关系的相关实验实验一实验一细胞质壁分离实验将一定量的 的蔗糖溶液分别加入不同的培养皿中(如图所示)不同浓度梯度洋葱鳞片叶表皮洋葱鳞片叶表皮的临时装片第62页/共134页实验二实验二细胞质壁分离复原实验将实验一中发生质壁分离的细胞做如下处理第63页/共134页(1)假设所用的洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液浓度在0.150.18 g/mL之间,推测不同浓度蔗糖溶液中细胞的变化,填入下表:蔗糖溶液浓度0.1 g/mL0.2 g/mL0.3 g/mL0.4 g/mL细胞吸水、失水_质壁分离程度_(2)要进一步探究细胞开始质壁分离的准确浓度,应该怎样做?答答案案在0.1 g/m
21、L和0.2 g/mL浓度之间设置更小的浓度梯度,进行相同的实验。吸水失水失水失水不发生轻微明显很明显第64页/共134页3.现象与结论现象与结论第65页/共134页(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。特别提醒第66页/共134页关键点拨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:第67页/共1
22、34页(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原。第68页/共134页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第69页/共134页(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓
23、度(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)第70页/共134页提示问题探究(1)实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗?提提示示不一定。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。(2)该实验无独立的对照组,为什么还叫对照实验?提提示示该实验中,实验组和对照组在同一装片中先后进行,属于自身对照。第71页/共134页命题点一实验基础命题点一实验基础1.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.在盖玻片一侧滴加清水,细胞吸水膨胀
24、但不会破裂C.用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞,均能观察到质壁分离现象D.当质壁分离不能复原时,细胞仍具有正常生理功能命题探究答案解析第72页/共134页2.某学生将2.5%的尿液滴加在载玻片上的蚕豆表皮上,观察到植物细胞的质壁分离。2 h后打算再次观察时却发现理想的视野找不到了。原因是A.错拿了对照样品B.时间过长,细胞壁也收缩了C.溶质颗粒被缓慢吸收,使水分再度进入细胞D.2 h前观察到的现象是假象解解析析将2.5%的尿液滴加在载玻片上的蚕豆表皮上,植物细胞发生质壁分离,原因是尿液浓度大于细胞液浓度。2 h后视野中找不到质壁分离的细胞了,是因为尿液中尿素等溶质颗粒缓慢被细胞吸收,导致细胞液浓度
25、逐渐增大,当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,水分再度进入细胞,使细胞自动发生了质壁分离复原。答案解析第74页/共134页命题点二实验拓展命题点二实验拓展3.(2017长沙长郡中学第二次周测)探究植物细胞的吸水和失水选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞而不选择内表皮细胞进行实验,其主要原因是A.外表皮细胞中有中央大液泡,而内表皮细胞中没有B.外表皮细胞能发生渗透作用,而内表皮细胞不能C.外表皮细胞的细胞液中含有紫色的色素,而内表皮细胞中没有D.外表皮细胞比内表皮细胞更容易发生质壁分离解析解析紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素,呈紫色,有利于实验现象的观察,而内表皮细胞中没有,C项正确。答案解析第75页
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