教学课件必修1 第三单元 第一讲 物质跨膜运输的实例

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1、第三单元 细胞的物质输入和输出,细胞膜的物质交换功能是细胞各种代谢的基础与前提。 在复习中需关注以下几个方面： 1.读图：读懂教材中各种模式图、示意图、坐标图、表格 等所含信息，抽象出(用语言表述)其中所蕴含的生物学知识，以深化对知识的记忆和理解，形成合理的知识结构。 2.建模：将生命活动规律模型化，变抽象为直观。如将植物 细胞吸水和失水与外界溶液浓度的关系及物质跨膜运输的方式与相关条件之间的关系用坐标或图表表示，可有利于对生命本质及规律的理解和巩固，更利于探究能力的提高。,3.整合：本单元知识与其他章节知识的联系十分密切。复习 中要将相关知识按逻辑关系进行有机整合，使知识系统化。 与本单元知

2、识有关的知识有：组成细胞的分子、细胞膜的 组成和功能、细胞的能量供应和利用、细胞增殖、人体的 内环境和稳态、细胞工程等。 4.探究：将教材本身提供的探究内容进行拓展，挖掘相关的 探究素材，培养良好的应用、探究、创新等能力。本单元 可探究素材很多，如植物细胞渗透压的测定、植物细胞活 性的鉴定、植物对无机盐离子吸收的选择性、作物需水和 需肥规律的探究、外界条件对细胞吸收某种物质的影响等。,5.实践：结合生产和生活实践，应用所学知识去理解和解 决实践中存在的问题，或用实践经验验证所学原理的正 确性，达到理论和实践相互结合、相互促进的目的。,1.组成比较,2.渗透作用原理的应用 (1)比较不同溶液浓度

3、大小,(2)验证渗透作用发生的条件具有半透膜：,具有浓度差：,(3)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例),渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的 大小。 两溶液中的水分子进行双向运动，我们只是观测出由水 分子双向运动的差异所导致的液面改变。 溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和 10%蔗糖溶液的质量浓度相同，但10%蔗糖溶液的摩尔浓 度小，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。 在渗透装置达到渗透平衡后，只要存在液面差h，则原 高浓度溶液的浓度仍大于原低浓度溶液的浓度。,1.如图为渗透作用实验，开始时如图(一)，A代表清水，B、C 代表蔗糖溶液，过一段时间后结果如图(二

4、)，漏斗管内液 面不再变化，H1、H2表示漏斗管内液面与清水的液面差。 下列说法错误的是 ( ),A.图(二)中B的浓度等于C的浓度 B.图(一)中B的浓度大于C的浓度 C.图(一)A中水分子扩散到B的速度大于A中水分子扩散到C的 速度 D.图(二)A中水分子扩散到B的速度等于B中水分子扩散到A的 速度,解析：图(二)漏斗中的液面不再变化，处于平衡状态，H1高 于H2，所以B的浓度大于C的浓度，而图(一)B、C溶液体积相 同，而从图(二)可知，B吸收水比C多，但浓度依然比C大，所 以推知图(一)中B的浓度大于C的浓度。,答案：A,2. 在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到

5、生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示状态，a、b表示该部位溶液的浓度，由此可以推测 ( )A.可能ab，细胞渗透吸水B.ab，渗透系统保持动态平衡C.ab，细胞渗透失水D.上述三种情况都可能存在,解析：从图及题干中可推知此细胞可能吸水、失水或二者保持动态平衡，所以选D。,答案：D,1.选择性吸收的原因分析(1)内因遗传因素不同生物DNA不同载体 选择性吸收,种类差异性数目差异性,植物吸收的离子的种类和数量与溶 液中离子的种类和数量不成比例 植物对同一种盐的阴阳离子的吸收存在差异,(2)外因影响呼吸的生态因素呼吸作用ATP的生成主动运输,土壤中的O2含量 温度呼吸酶的活性,2.根对离子吸收的曲线模

6、型 (1)氧分压与根吸收离子速率的关系AB段表示在一定范围内，根吸收离子的速率随氧分压的升高而加快。BC段表示当氧分压增大到一定值时，根吸收离子的速 率不再随氧分压升高而加快，这是由于根吸收离子还与 根细胞膜上载体的数量有关。,(2)根吸收离子与溶液中离子浓度的关系曲线AB段表示在一定离子浓度范围内，根吸收离子的速率随离子浓度的增大而加快。曲线BC段表示当离子浓度增大到一定数值时，根的吸 收速率不再增加，这是由根细胞膜上载体的数量决定的。曲线CD段表示当离子浓度过高时，将会使根细胞失水， 从而影响根细胞正常的代谢活动，使离子吸收速率下降。,3.植物对水分和离子吸收的关系相对独立 (1)区别,(

7、2)联系 矿质元素必须溶解在水中呈离子状态，才能被细胞吸收。 吸收矿质元素离子的多少可以调节细胞液的浓度，影响对水分的吸收。 矿质元素离子被吸收后随水分在导管中运输，蒸腾作用在促进水分运输的同时也促进矿质元素离子的运输。故它们的运输途径相同，都是从根毛导管胞间连丝各细胞，并且吸收的主要部位都是根的成熟区。,3.(2010成都质检)用相同的完全培养液，在相同条件下分别 培养水稻和番茄幼苗。在二者的吸水率几乎相同的情况下， 72小时后原培养液中部分离子浓度发生了如下表的变化(表 中数据为72小时后溶液中部分离子浓度占实验开始时的百 分比)。分析下表不能得出的结论是 ( ),.,A.不同植物对离子的

8、需要量是不同的 B.与番茄相比，水稻对SiO 需要量大，对Ca2需要量小 C.不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的 D.植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关,24,24,解析：植物因其根细胞膜上载体的种类和数量不同，而表 现出对矿质离子吸收的选择性，这种吸收的方式是主动运 输，对离子吸收速率与溶液中相应离子的浓度无关。,答案：D,已知鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的20%蔗糖溶液、排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10%蔗糖溶液的烧杯中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是 ( ),解析 鱼鳔内盛有20%的蔗糖溶液，而鱼鳔外是10%的蔗糖溶液

9、，依据渗透作用原理，水分子总的渗透方向表现为从鳔外低浓度溶液向鳔内高浓度溶液，故导致鳔外浓度升高，一段时间后，达到平衡。,答案 B,植物细胞吸水和失水原理的应用 (1)对农作物合理灌溉，既满足作物对水分的需要，又降低了 土壤溶液的浓度，促进作物对水分的吸收。 (2)盐碱地中植物更易缺水或不易存活；一次施肥过多，会造 成“烧苗”现象。这是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过 根细胞液浓度，导致根不易吸水或因失水而造成“烧苗” 现象。,(3)农民在移栽白菜时往往去掉一些大叶片，是因为刚栽的白 菜的根不能很快地从土壤中吸水，去掉几片大叶片可以减 少因叶的蒸腾作用而造成的水分散失，避免造成刚栽的白 菜体内失

10、水过多死亡，从而提高成活率。 (4)糖渍、盐渍食品(如盐渍新鲜鱼、肉)不变质是因为在食品 的外面形成很高浓度的溶液，使微生物(如细菌)不能在上 面生存、繁殖，所以能较长时间地保存。 (5)用浓度较高的糖或盐溶液腌制食品，细胞大量失水死亡， 细胞膜失去选择透过性，糖或Na、Cl大量进入死细胞， 使腌制食品具有甜味或咸味。,下图中正确表示水稻呼吸强度与K吸收量关系的是( ),解析 水稻吸收K的方式为主动运输，在此过程中，要消耗能量(由呼吸作用提供)，还需要水稻根细胞膜上载体的协助。因此在一定范围内K吸收量随呼吸强度的增加而增加，但K吸收量达到一定值后就不再随呼吸强度的增加而变化了，这时的限制因素是

11、膜上载体的数量，当运载K的载体饱和时，K的吸收量便不再增加了。,答案 C,某实验小组为了探究细胞膜的通透性，将小鼠肝细胞在体外培养一段时间后，检测培养液中的氨基酸、葡萄糖和尿素含量，发现它们的含量发生了明显变化(如下图)。请回答问题。,(1)由图可知，随培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨基酸含量 ，尿素含量 。由于在原培养液中没有尿素，推测其是 的产物。(2)培养液中的氨基酸进入细胞后，其主要作用是 ；被吸收的葡萄糖主要通过作用，为细胞提供 。(3)转氨酶是肝细胞内参与氨基酸分解与合成的一类酶，正常情况下这类酶不会排出胞外，若在细胞培养液中检测到该类酶，可能的原因是 。(4)由(1)和(3)可初

12、步判断，细胞膜对物质的转运具有的特性。,解析 (1)由题干和图示知：培养液中葡萄糖和氨基酸的含量随培养时间的延长而减少，而尿素含量则增加，因原培养液中无尿素，根据葡萄糖、氨基酸和尿素的化学元素组成特点可知，尿素为氨基酸的代谢产物。(2)氨基酸在细胞内主要用于合成蛋白质，葡萄糖则主要作为能源物质，通过氧化分解为细胞提供能量。(3)正常情况下，因肝细胞膜通透性功能正常，所以转氨酶不会排出胞外，若肝细胞发生病变，其细胞膜通透功能异常时，转氨酶就会排出胞外。,答案 (1)降低 增加 细胞代谢(代谢) (2)作为蛋白质合成的原料 呼吸(分解) 能量(ATP) (3)肝细胞膜受损(或细胞裂解) (4)选择

13、透过(选择通透),(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水分经原生质层进 入外界溶液质壁分离。 (3)质壁分离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复原。,(1)选材最常用的实验材料是紫色洋葱鳞片叶，它的外表皮细胞 的液泡较大，细胞液中有紫色的花青素，在显微镜下，紫 色大液泡十分明显，能方便地观察到质壁分离及其复原的 过程。若无紫色洋葱，可用葫芦藓或其他藓类植物的叶片 代替。藓类植物的叶片仅一层细胞且每个叶细胞内含多个 叶绿体。,选择材料必须都是活细胞，否

14、则将不会出现质壁分离及其复原现象，因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性。,(2)试剂选择使细胞发生质壁分离的试剂不只一种，只要不伤害细胞 即可。常用的试剂有质量分数为5%的食盐溶液和质量分 数为0.3 g/mL的蔗糖溶液。用质量分数为5%的食盐溶液做 分离试剂，细胞质壁分离和复原的速度较快，用质量分数 为0.3 g/mL 的蔗糖溶液做分离试剂，细胞发生质壁分离和 复原的速度较缓慢，但便于观察变化过程。,使用质量分数为7%的尿素溶液或甘油或质量浓度为0.1 g/mL的硝酸钾溶液可使细胞发生质壁分离，但之后会自动复原。原因是这些溶液中的溶质也能通过细胞膜，只是比水的速度慢。 试剂浓度影响细胞发

15、生质壁分离的速度，试剂浓度越高，发生质壁分离的速度越快。但试剂浓度过高，细胞会因过度失水而死亡，无法复原。,(3)观察本实验要求用低倍镜观察，在显微镜载物台上进行引流换 液操作时，除按显微镜操作注意事项进行操作外，还要细 心，不要一次滴液太多，避免糖液溢至盖玻片上，污染物 镜镜头。在观察质壁分离现象时，要在显微镜下找到处于 鳞片叶外表皮边缘的细胞，因为这里的细胞最先接触蔗糖 溶液，因而也会先出现质壁分离。同理，观察质壁分离复 原时，也应如此。,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。 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。 本实验所用的方法为引流法，采用了自身对照(前测和后 测)。,当以可吸收的物质做溶质时(如甘油、尿素、KNO3、聚乙 二醇等)，可出现质壁分离及自动复原现象。 分离时，原生质层的外界面是细胞膜。,(2009江苏高考)回答下列与细胞有关的实验问题。 (1)下列4项实验中，需保持细胞生理活性的有 (填序 号)。观察叶绿体和原生质的流动观察洋葱鳞片叶内表皮细胞中DNA的分布探究酵母菌的呼吸方式红细胞中血红蛋白的提取和分离,