新高考生物（人教全国Ⅰ）复习课件：必修一第二单元细胞的基本结构与物质运输 第6讲

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1、第6讲细胞的物质输入和输出 1 渗透作用 1 概念 指水分子 或其他溶剂分子 通过半透膜的扩散过程 是自由扩散的一种形式 2 渗透作用产生的条件 考点一物质跨膜运输的实例 半透膜 浓度差 2 成熟植物细胞形成的渗透系统 3 渗透作用原理的应用 1 验证渗透作用发生的条件 2 比较不同溶液浓度的大小 3 探究物质能否通过半透膜的方法 以碘和淀粉为例 请解释水稻培养液中Mg2 Ca2 浓度升高的原因 提示水稻吸收水分的量多于吸收Mg2 Ca2 的量 人教版必修1P61 与生活联系 为什么吃比较咸的食物口唇感觉比较干 提示这是因为与细胞内液相比 外界浓度高 口腔上皮细胞失水导致的 借助渗透系统与渗透

2、作用的原理 考查生命观念 1 2019 河南河北重点高中联考 下图甲和乙为两个渗透装置 a c为一定浓度的蔗糖溶液 实验初始时 b d蔗糖溶液浓度相同 且漏斗内 外液面持平 两只漏斗中蔗糖溶液的浓度随时间的变化如图丙所示 下列分析正确的是 A 初始状态时 a c蔗糖溶液的渗透压相同B 初始状态时 蔗糖溶液的浓度大小为d a cC 达到平衡状态后 漏斗内 外的液面差甲 乙D 达到平衡状态后 两装置的漏斗内 外溶液的浓度均相等 解析a c蔗糖溶液在初始状态时的浓度不同 二者的渗透压也不同 A错误 初始状态时 b d蔗糖溶液的浓度相同 实验开始后二者浓度均变小 说明b蔗糖溶液的浓度大于a蔗糖溶液的

3、d蔗糖溶液的浓度大于c蔗糖溶液的 由于图乙漏斗中蔗糖溶液的浓度下降幅度大于图甲漏斗中的 说明c蔗糖溶液的浓度小于a蔗糖溶液的 综上所述可判断初始状态时 蔗糖溶液的浓度为b d a c B正确 由于c d蔗糖溶液的浓度差大于a b蔗糖溶液的 达到平衡状态时 漏斗内 外的液面差乙 甲 C错误 由于蔗糖分子不能透过半透膜 且半透膜内外存在压力差 达到平衡状态时 装置的漏斗内 外蔗糖溶液的浓度均不同 D错误 答案B 2 2019 江西吉安市调研 半透膜对淀粉和葡萄糖的通透性不同 如图1 预测图2的实验结果 开始时漏斗内外液面相平 最可能的是 A 图甲中水柱a将持续上升B 图甲中水柱a将保持不变C 图乙

4、中水柱b将保持不变D 图乙中水柱b将先上升后下降 解析甲图中半透膜两侧是清水和淀粉溶液 存在浓度差 发生渗透作用 刚开始导致水柱a升高 到一定高度后 由于液面高度差的存在 导致水柱a不再升高 A B错误 乙图中半透膜两侧是清水和葡萄糖溶液 存在浓度差也发生渗透作用 刚开始导致水柱b升高 当半透膜两侧的水分子达到动态平衡后 葡萄糖也能透过半透膜 并且也要在半透膜两侧达到动态平衡 所以水柱b又下降 C错误 D正确 答案D 有关渗透作用的 3 个易错点 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 如质量分数为10 葡萄糖溶液和质量分数为10 蔗糖溶液的质量浓度相等 但质量分数为

5、10 蔗糖溶液的渗透压小 故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动 2 水分子的移动方向是双向移动 但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多 3 只有活的 成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原 结合细胞吸水和失水状况分析 考查科学思维的能力 3 2017 全国卷 4 将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中 发现其原生质体 即植物细胞中细胞壁以内的部分 的体积变化趋势如图所示 下列叙述正确的是 A 0 4h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内B 0 1h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等C 2 3h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压D 0 1h内液泡中液体的渗透压大于细胞

6、质基质的渗透压 慧眼识图获取信息 答案C 4 2019 郑州市调研 将a b c三组红细胞分别置于不同浓度的氯化钠溶液中进行实验 浸泡一段时间后其细胞形态如下图所示 下列叙述错误的是 A 图中所示细胞内液的渗透压 a组的比b组的高B 浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细胞失水量C 若向a组烧杯中加入少量葡萄糖 则其细胞可能会皱缩后恢复原状D 上述实验中引起细胞形态的改变而消耗ATP的数量比较 c b a 解析根据图中信息 a组细胞基本可以维持原状 b组细胞吸水膨胀 c组细胞失水皱缩 与a组相比 b组细胞吸水 细胞内液渗透压降低 向a组烧杯中加入少量葡萄糖后 刚开始外界溶液渗透压大于细胞内液渗透压

7、 细胞失水皱缩 后来葡萄糖通过协助扩散方式进入细胞内 造成细胞内液渗透压大于外界溶液 细胞吸水恢复原状 细胞形态的改变是细胞通过渗透作用失水或吸水造成的 不消耗ATP 答案D 巧借创新实验拓展 培养长句应答及科学探究能力 5 2019 成都市一诊 科学家研究发现 细胞膜的跨膜蛋白中 有一种与水的跨膜运输有关的水通道蛋白 回答下列问题 1 细胞膜上跨膜蛋白的合成类似于分泌蛋白 核糖体上合成的肽链 需要在中加工和修饰后 再运输到细胞膜上 2 从细胞膜的结构分析 由于 水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍 现在研究确认 细胞膜上的水通道蛋白能帮助水分子从低渗溶液向高渗溶液方向跨膜运输 这种水分

8、子跨膜运输的方式是 3 哺乳动物红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破 有人推测这可能与水通道蛋白有关 请设计实验 验证这个推测是正确的 要求 写出实验思路 预期实验结果 解析 1 细胞膜上跨膜蛋白的合成类似于分泌蛋白 首先在核糖体上合成肽链 肽链还需要在内质网和高尔基体中加工修饰后 再运输到细胞膜上 2 磷脂双分子层构成细胞膜的骨架 由于磷脂双分子层内部具有疏水性 水分子以自由扩散方式通过细胞膜时会受到一定的阻碍 水分子借助细胞膜上的水通道蛋白从低渗溶液向高渗溶液方向跨膜运输 运输方式是协助扩散 3 实验目的是验证哺乳动物红细胞的吸水涨破与水通道蛋白有关 所以自变量是有无水通道蛋白 因变量是细胞吸

9、水涨破所需的时间 对照实验的设计应遵循单一变量原则和对照原则 应将实验分为甲 乙两组 乙组作为对照组 其红细胞膜上的水通道蛋白不被破坏 甲组作为实验组 其红细胞膜上的水通道蛋白被破坏 甲 乙两组无关变量均应相同且适宜 将两组细胞同时置于蒸馏水中 测定两组细胞吸水涨破所需的时间 根据本实验的目的可知 本实验的预期结果 乙组吸水涨破所需时间短 说明推测正确 答案 1 内质网和高尔基体 2 磷脂双分子层内部具有疏水性 合理即可 协助扩散 3 将甲组红细胞膜上蛋白质 或水通道蛋白 破坏 乙组红细胞不做处理 然后将两组细胞同时置于蒸馏水中 测定两组细胞吸水涨破所需的时间 乙组吸水涨破所需时间短 说明推测

10、正确 合理即可 1 物质进出细胞的方式 考点二物质跨膜运输的方式及影响因素 膜的流动性 2 不同因素对物质跨膜运输的影响的曲线模型 载体 1 物质浓度 在一定的范围内 自由扩散 2 氧气浓度 1 只有主动运输消耗ATP吗 提示否 除主动运输外 囊泡运输 核孔运输等也都消耗ATP 2 在顺浓度梯度的情况下 葡萄糖 氨基酸等分子主要以何种方式进入细胞 提示在顺浓度梯度的情况下 葡萄糖 氨基酸等分子主要以协助扩散的方式进入细胞 3 通过核孔运输物质的过程是自由进出的吗 提示核孔具有选择透过性 通过核孔运输物质的过程不是自由进出的 1 真题重组判断正误 1 淀粉酶从糊粉层细胞排到细胞外的方式是逆浓度梯

11、度经协助扩散排出 2018 海南卷 7B 2 物质通过脂质双分子层的扩散速率与其脂溶性有关 2016 海南卷 1D 3 ATP可为物质跨膜运输提供能量 2015 海南卷 3B 4 与白色花瓣相比 采用红色花瓣更有利于质壁分离现象的观察 2014 全国卷 4A 5 植物细胞通过主动运输吸收不同矿质元素离子的速率都相同 2013 全国卷 3A 提示 1 淀粉酶的化学本质是蛋白质 从糊粉层排到细胞外的方式是胞吐 2 3 4 5 不相同 与载体蛋白数量有关 2 深挖教材 人教版必修1P72旁栏思考题拓展 免疫细胞行使免疫功能时 会涉及胞吞和胞吐两种方式 这两种方式的共同点是什么 提示能运输生物大分子等

12、 运输过程中形成囊泡 需要消耗能量 3 边角拾遗 1 人教版必修1P73 与社会联系 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 2 人教版必修1P74 科学前沿 拓展 2003年诺贝尔化学奖授予了研究细胞膜水通道蛋白的科学家 请思考离子通道蛋白与载体蛋白的异同 提示离子通道蛋白和载体蛋白的异同相同点 化学本质均为蛋白质 分布均在细胞的膜结构中 都有控制特定物质跨膜运输的功能 不同点 1 通道蛋白参与的只是被动运输 在运输过程中并不与被运

13、输的分子结合 也不会移动 并且是从高浓度向低浓度运输 所以运输时不消耗能量 2 载体蛋白参与的有主动运输和协助扩散 在运输过程中与相应的分子结合 并且会移动 在主动运输过程中由低浓度侧向高浓度运输 且消耗能量 在协助扩散过程中 由高浓度侧向低浓度侧运动 不消耗能量 结合物质出入细胞方式的判断 考查科学思维能力 1 2018 全国卷 2 下列有关物质跨膜运输的叙述 正确的是 A 巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散B 固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输C 神经细胞受到刺激时产生的Na 内流属于被动运输D 护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输 解析巨噬细胞依赖细胞膜的流动性以胞吞的方式

14、摄入病原体 A错误 固醇类激素属于脂质 以自由扩散的方式进入靶细胞 B错误 神经细胞受到刺激时 Na 顺浓度梯度内流 属于被动运输 C正确 甘油以自由扩散的方式进入细胞 D错误 答案C 2 2019 烟台模拟 主动运输的能量可来自ATP水解或电化学梯度 离子的浓度梯度 如图是与小肠上皮细胞有关的葡萄糖 Na 跨膜运输的示意图 其中a b c表示载体蛋白 的个数代表分子 或离子 的浓度 据图分析 下列叙述正确的是 A 载体蛋白b转运葡萄糖的过程中需要ATP水解供能B 在载体蛋白c的协助下 小肠上皮细胞内外的Na 浓度趋于相等C 肠腔中的Na 浓度降低 会影响小肠上皮细胞吸收葡萄糖D 机体短暂的供

15、氧不足 会影响葡萄糖由小肠上皮细胞进入组织液 解析载体蛋白b转运葡萄糖是从高浓度一侧向低浓度一侧运输 为协助扩散 不需要消耗ATP A错误 载体蛋白c运输Na 是由低浓度一侧向高浓度一侧运输 为主动运输 最终会使小肠上皮细胞内外的Na 浓度差更大 B错误 分析图示可知 葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是由低浓度一侧向高浓度一侧运输 为主动运输 所需载体与运载Na 从肠腔进入小肠上皮细胞的载体蛋白相同 所需能量来自Na 的电化学梯度 Na 的浓度梯度 所以当肠腔中的Na 浓度降低时 会影响小肠上皮细胞吸收葡萄糖 C正确 葡萄糖从小肠上皮细胞进入组织液的方式是协助扩散 不消耗能量 机体短暂的供氧不足

16、不会影响葡萄糖由小肠上皮细胞进入组织液 D错误 答案C 结合物质跨膜运输方式及影响因素 考查结构与功能观 3 2017 经典高考 22 改编 下图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输 转化过程的示意图 下列相关叙述正确的是 A 蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输B 单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞C ATP生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输D 蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞 慧眼识图获取信息 答案A 三看法 快速判定物质出入细胞的方式 4 2019 豫北豫南精英联赛 图甲和乙反映物质进出细胞的两大方式 下列叙述正确的是 A 抑制细胞呼吸 对图甲所示类型无影响 而对图乙类型有影响B 依据物质浓度梯度 只要顺浓度梯度的运输就是图甲类型中的自由扩散C 依据是否需要载体 需要载体的运输就是图甲类型中的协助扩散D 依据跨膜的层数 图乙方式的跨膜层数为0 解析图甲表示自由扩散 协助扩散或主动运输 图乙表示胞吞和胞吐 其中主动运输 胞吞和胞吐均需要能量 A错误 图甲类型中的自由扩散和协助扩散均是顺浓度梯度的物质运输 B错误 需要载体蛋白的运输有图甲类型中的协助扩散和主动运输 C错误 胞吞和胞吐