【生物】细胞的物质输入和输出(复习课件) 2023-2024学年高一生物上学期期末考点大串讲(人教版2019必修1).pptx
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1、第4章 细胞的物质输入和输出提出假说提出假说课标要求概念:细胞的生存需要能量和营养物质,并通过分裂实现增殖活动概念:细胞的生存需要能量和营养物质,并通过分裂实现增殖活动物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞,以维持细胞的正常代谢活动。(1)阐明质膜具有选择透过性。(2)举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞,不需要额外提供能量;有些物质逆浓度。(3)举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。活动要求活动要求1.通过模拟实验探究膜的透性。尝试制作真核细胞的模型。2.观察植物细胞的质壁分离和复原。核心知识.答题必备1渗透作用发生的两个条件:一是具有半透膜具有半透膜,二是存在浓度差存在浓度差。2原
2、生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。3植物细胞发生质壁分离的原因:(1)外界溶液浓度大于细胞液浓度外界溶液浓度大于细胞液浓度;(2)原生质层的伸缩性大于细胞壁原生质层的伸缩性大于细胞壁。4只有活的成熟植物活的成熟植物细胞才可以发生质壁分离,动物细胞动物细胞和根尖分生区细胞根尖分生区细胞不发生质壁分离。5成熟植物细胞在一定浓度的KNOKNO3 3、尿素、尿素等溶液中,会发生先质壁分离后质壁分离自动复原的现象。6自由扩散既不需要转运蛋白既不需要转运蛋白,也不需要能量也不需要能量,气体及脂溶性物质气体及脂溶性物质以自由扩散的方式运输。7协助扩散需要转运
3、蛋白,但不需要能量需要转运蛋白,但不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖红细胞吸收葡萄糖。8主动运输时物质逆浓度梯度逆浓度梯度进行跨膜运输。9主动运输既需要能既需要能量,又需要载体蛋白量,又需要载体蛋白,无机盐离子无机盐离子主要以主动运输的方式出入细胞。10大分子物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐胞吞和胞吐。11胞吞、胞吐也是一种跨膜运输方式,需要消耗能量,不需要转运蛋白需要消耗能量,不需要转运蛋白,需要膜上蛋白质膜上蛋白质的参与。12胞吞、胞吐的结构基础是生物膜的流动性生物膜的流动性。13影响跨膜运输的因素有物质浓度、物质浓度、O O2 2浓度、温度浓度、温度等。核心知识.答题必备一、水进出细胞的原理注
4、意:这里的浓度是溶质物质的量浓度,注意:这里的浓度是溶质物质的量浓度,不是溶质的质量浓度。例如不是溶质的质量浓度。例如向两向两烧杯水中,烧杯水中,各加入各加入1g1g葡萄糖和葡萄糖和1g1g蔗糖完全溶解后,葡蔗糖完全溶解后,葡萄糖溶液的物质的量浓度大于蔗糖溶液物萄糖溶液的物质的量浓度大于蔗糖溶液物质的量浓度质的量浓度1)概念:3)发生条件:具有半透膜;半透膜两侧的溶液具有浓度差4)对渗透作用的理解溶液溶液A A浓度浓度大于大于溶液溶液B B,水分子净移动方向:,水分子净移动方向:溶液溶液A A浓度浓度小于小于溶液溶液B B,水分子,水分子净移动方向:净移动方向:5)渗透作用装置的分析a.a.水
5、分子能通过半透膜,而蔗糖分子无法通过。水分子能通过半透膜,而蔗糖分子无法通过。b.b.单位体积的液体中,蔗糖溶液中的水分子少于清水单位体积的液体中,蔗糖溶液中的水分子少于清水 中的水分子,所以水分子由清水移向蔗糖溶液的速中的水分子,所以水分子由清水移向蔗糖溶液的速 率大于反向移动速率,从而导致长颈漏斗内的液体率大于反向移动速率,从而导致长颈漏斗内的液体 总量增多、液面升高,直至达到动态平衡。总量增多、液面升高,直至达到动态平衡。水分子(或其他溶剂分子)水分子(或其他溶剂分子)通过通过半透膜的扩散半透膜的扩散,称为渗透作用。称为渗透作用。2)渗透的方向:1.渗透作用注意:注意:1.1.液面稳定时
6、,处于动态平衡,两者液面稳定时,处于动态平衡,两者之间还是有水分子进出,只不过数目基本相之间还是有水分子进出,只不过数目基本相同。同。2.2.液面稳定后,只要存在液面差,原高液面稳定后,只要存在液面差,原高浓度的溶液仍大于原低浓度的溶液浓度的溶液仍大于原低浓度的溶液关于半透膜:关于半透膜:一些物质能透过另一些物一些物质能透过另一些物质不能透过的多孔性薄膜,比如动物膀质不能透过的多孔性薄膜,比如动物膀胱、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜胱、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低低的一侧渗透的一侧渗透从B A移动从A B 移动烧杯清水浓度
7、烧杯清水浓度蔗糖溶液渗透压蔗糖溶液渗透压烧杯清水渗透压烧杯清水渗透压蔗糖蔗糖溶液浓度溶液浓度 渗透压渗透压的大小取决于单位体积的大小取决于单位体积溶质微粒数目的多少溶质微粒数目的多少蔗糖溶液蔗糖溶液清水清水蔗糖溶液对清水的蔗糖溶液对清水的渗透压(渗透压(F F1 1)水柱产生的静水压(水柱产生的静水压(F F2 2)达到达到渗透平衡渗透平衡,此时半透膜两侧水分子交换速率相,此时半透膜两侧水分子交换速率相等,液面不再升高等,液面不再升高渗透渗透平衡后,漏斗内溶液浓度依旧高于烧杯内溶液浓度平衡后,漏斗内溶液浓度依旧高于烧杯内溶液浓度一、水进出细胞的原理1.渗透作用如果在漏斗中加入蔗糖酶,液面会怎么
8、变化(前提半透膜允许单糖分子通过)?先升高,后下降,最终内外液面平齐。1.右图表示在U型管底部中央放置一半透膜(不允许溶质分子透过)。A液和B液原先体积相同,由于浓度不同,后来产生一个高度差H。请问H主要取决于()AA液和B液的溶质分子大小BA液和B液所在管的粗细CA液和B液的溶剂是否相同DA液和B液的浓度差大小半透膜两侧溶液的浓度差越大,水分子透过的数量越多,产生的液柱高度差越大。外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞质细胞质浓度浓度,细胞就通过细胞就通过渗透作用渗透作用 ;外界溶液浓度细胞质浓度外界溶液浓度细胞质浓度细胞细胞_。(1)条件“半透膜”浓度浓度差差:_细胞膜细胞膜相当于半透膜相当于半透
9、膜 与外界溶液之间具有浓度差与外界溶液之间具有浓度差细胞质细胞质(2)原理与现象失水皱缩吸水膨胀形态不变将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中时将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中时注意:在该条件下水分进出细胞处于动态平衡水进出其他动物细胞的原理与进出红细胞的原理是一样的,都是通过水进出其他动物细胞的原理与进出红细胞的原理是一样的,都是通过渗透作用渗透作用2.动物细胞的吸水和失水蔗糖溶液细胞质细胞膜细胞外液半透膜清水a.a.当当细胞液细胞液的浓度的浓度小于外界溶液的小于外界溶液的浓度浓度时时,细胞就通过,细胞就通过 失水,发生失水,发生 现象现象。b b.当当细胞液细胞液的的浓度
10、浓度大于大于外界溶液的外界溶液的浓度时浓度时,细胞就通过细胞就通过 吸水,吸水,发生发生 _现象现象。(2)原理和现象渗透作用质壁分离质壁分离复原(1)成熟植物细胞的结构注意:发生质壁分离的内因是原生质层比细胞壁的伸缩性大;外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度渗透作用注意:对于成熟的植物细胞,水进出细胞主要指水经过注意:对于成熟的植物细胞,水进出细胞主要指水经过原生质层原生质层进出液泡。进出液泡。3.植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)(全全透性,伸缩性小透性,伸缩性小)细胞壁细胞壁细胞膜细胞膜细胞质细胞质液泡膜液泡膜细胞液细胞液原生质层原生质层(有(有一定浓度,与外界一定浓度,与外界溶液能
11、形成一溶液能形成一定的浓度差)定的浓度差)(伸缩性大,(伸缩性大,具有选择透具有选择透过性)过性)该状态的细胞下一步是吸水、失水该状态的细胞下一步是吸水、失水还是处于水分进出动态平衡?还是处于水分进出动态平衡?都有可能都有可能1.实验原理(1)成熟的植物细胞构成渗透系统,可发生渗透作用(2)原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性二、探究植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)蔗糖溶液蔗糖溶液半透膜半透膜清水清水细胞液细胞液细胞膜细胞膜细胞质细胞质细胞外液细胞外液原生质层原生质层液泡膜液泡膜细胞壁细胞壁1.将人体红细胞置于浓度为1.%的氯化钠溶液中,观察到红细胞的最终状态如图所示。此时该细胞A.发
12、生质壁分离B.正在进行渗透作用C.细胞膜选择透性可能已丧失D.细胞内液浓度一定等于外界溶液浓度外界溶液浓度大于细胞液浓度,细胞失水皱缩,因为是人体细胞不会发生质壁分离,因细胞内外浓度差过大,此时细胞可能已经失水过多而死亡,细胞膜选择透性可能已丧失。2某学生在显微镜下观察到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离或复原的过程,如图为该学生画的细胞图像。下列叙述正确的是()A图中1、2、6组成了细胞的原生质层B此状态下,5处的浓度可能大于、小于或等于7处的浓度C图中结构1不具有伸缩性,结构2和4具有伸缩性D水分子进出4的方式不是渗透作用原生质层包括细胞膜、液泡膜和细胞质,应该由2、4、5组成,A错误;由题
13、图可知,此状态下的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞处于质壁分离或质壁分离复原状态,因此细胞可能处于吸水、失水或动态平衡等状态,无法确切判断5处与7处的浓度大小,B正确;结构1是细胞壁,具有一定的伸缩性,C错误;4是液泡膜,是选择透过性膜,水分子进出4的方式是渗透作用,D错误。提出假说提出假说3.右图是三个相邻的植物细胞,以及它们之间水分流动方向的示意图。图中三个植物细胞的细胞液,在浓度上的关系是A.甲乙丙B.甲乙,且乙丙C.甲乙丙D.甲丙水分子的流动方向是从低浓度细胞液到高浓度细胞液,图中由甲流向乙和丙,甲的浓度最低,丙接受来自甲和乙的水分子,丙的浓度最高。故选C。(1)选材:(2)本实验三次低倍镜观
14、察,对照类型为自身前后对照,对照组?实验组?分别观察质壁分离状态和复原状态。(3)质壁分离中的“质壁”分别是?(4)质壁分离时,在细胞壁和细胞膜之间,充满的液体是?(5)在质壁分离的过程中:细胞液浓度、细胞液渗透压(吸水能力)、色素(量、颜色)各是怎样变化的?细胞大小呢?黑藻细胞也可以黑藻细胞也可以,黑藻细胞的,黑藻细胞的细胞质中含有较多绿色的叶绿体,细胞质中含有较多绿色的叶绿体,也可以明显观察到质壁分离现象。也可以明显观察到质壁分离现象。二、探究植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)2.实验步骤观察植物细胞的质壁分离和复原实验原因原因:紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中紫色洋葱鳞片叶外表
15、皮细胞的细胞液中 有有花青素花青素,使液泡中的细胞液呈紫色使液泡中的细胞液呈紫色,有利于观察有利于观察第二、三次观察二、三次观察第一次观察第一次观察原生质层、细胞壁原生质层、细胞壁外界溶液外界溶液 在质壁分离中液泡体积逐渐变小;液泡颜色逐在质壁分离中液泡体积逐渐变小;液泡颜色逐渐变深;细胞液浓度逐渐变大,吸水能力逐渐渐变深;细胞液浓度逐渐变大,吸水能力逐渐变强,失水能力逐渐减弱。细胞大小基本不变。变强,失水能力逐渐减弱。细胞大小基本不变。质壁分离自动复原的例子:质壁分离自动复原的例子:开始时,外界开始时,外界KNOKNO3 3溶液的浓度大于细胞液浓度,植物细胞由于失水而发生溶液的浓度大于细胞液
16、浓度,植物细胞由于失水而发生质壁分离质壁分离;但由于但由于K K+和和NONO3 3是植物需要的离子,可被植物细胞吸收,这样就是植物需要的离子,可被植物细胞吸收,这样就增大了细胞液的浓度增大了细胞液的浓度,当,当细胞液浓度细胞液浓度大于外界溶液浓度大于外界溶液浓度时,植物细胞再从外界吸收水分,引起时,植物细胞再从外界吸收水分,引起质壁分离复原质壁分离复原。质壁分离的条件:内因:外因:二、探究植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)成熟植物活细胞;原生质层相当于半透膜;半透膜两侧有浓度差成熟植物活细胞;原生质层相当于半透膜;半透膜两侧有浓度差质壁分离的原因:原生质层比细胞壁的伸缩性大原生质层比
17、细胞壁的伸缩性大 外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞液浓度细胞液浓度复原的条件:已经发生质壁分离的活细胞、外界溶液浓度小于细胞液浓度已经发生质壁分离的活细胞、外界溶液浓度小于细胞液浓度甘油、尿素、甘油、尿素、KNOKNO3 3、乙二醇、葡萄糖等、乙二醇、葡萄糖等提出假说提出假说1.将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在一定浓度的蔗糖溶液中,稍后进行显微观察,结果如下图。下列有关叙述正确的是A.是细胞壁,是植物细胞的边界B.是细胞质,其中含有多种细胞器C.是液泡,其体积变小,颜色变深D.的空间大小与细胞内外的浓度差有关细胞的边界是细胞膜,不是细胞膜,A错误;是外界溶液,B错误;是细胞液,C错误;在一定范围内,浓
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