《高考生物一轮复习 141 物质跨膜运输的实例精品课件 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考生物一轮复习 141 物质跨膜运输的实例精品课件 新人教版（74页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、关 注 新 考 纲把 握 新 考 情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3物质出入细胞的方式4生物膜的结构1.细胞膜选择透过性的实验验证与分析2细胞吸水和失水的原理应用及实验探究设计3物质跨膜运输方式的判断及实验探究4生物膜的结构特点和生理特性及相关实验验证第1节物质跨膜运输的实例自我校对：半透膜半透膜细胞膜液泡膜大液泡质壁分离质壁分离复原不同不同相对独立水分子离子和小分子离子、小分子和大分子想一想：水分子在细胞膜上总是双向运动的。只不过在细胞吸水时，由外向内扩散的水分子总数多于由内向外扩散的水分子总数。议一议：相同点：某些物质可以通过，另一些物质不能通过。不同点：选择透
2、过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜一、渗透系统的组成分析及应用1渗透系统的组成条件如图所示，作为一个渗透系统，须同时具备以下两个条件：2渗透作用的发生(1)若S1浓度S2浓度，单位时间内由S2S1的水分子数多于S1S2，外观上表现为S1液面上升。(2)若S1浓度N若漏斗内液面不变，则MN若漏斗内液面下降，则Mb，细胞渗透吸水Bab，渗透系统保持动态平衡Cab，细胞渗透吸水。B项，若图示细胞正处于一个水分进出细胞动态平衡状态，则此时ab，细胞水分进出量相等。C项，若图示细胞是正处于质壁分离过程中，此时ab，细胞渗透失水。所以，图示细胞状态存在上述三种可能。答案：D2结构基础细胞膜上载
3、体蛋白的种类和数量不同。拓展深化植物吸收水分的方式是自由扩散，而对无机盐离子则以主动运输方式吸收，因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。作物栽培时，不同作物及同一作物的不同生长发育期对无机盐离子的需求不同，因此要合理施肥。跟踪训练3下列关于植物对离子选择性吸收的叙述，不正确的是()A植物对离子选择性吸收的特性与其生活环境相适应B根细胞膜上某种离子的载体蛋白的有无，决定对离子选择吸收的种类C根细胞膜上某种离子的载体蛋白的多少，影响对离子选择吸收的多少D根呼吸强度也影响植物对离子吸收的选择性解析：本题主要考查生物膜的选择透过性。生物膜选择透过性的结构基础是膜上载体蛋白的种类和数量
4、。载体蛋白的种类决定膜对离子是否吸收，载体蛋白的数量决定膜对离子吸收数量的多少，植物与其生存环境是相适应的，不同环境中无机盐离子的种类和数量不完全相同。根呼吸强度影响根对无机盐离子的吸收速率，但不影响选择性。答案：D题型一渗透作用原理的应用【例1】为探究膜的透性，某同学进行了如下实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请分析回答(1)据图分析a管与b管液面变化的原因_。(2)请在乙图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。实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。实验步骤：向a、b两管分别加入等量_溶液，水浴加热(或隔水加热)U型管至适宜温度，观察a、b两
5、管内液面的变化。一段时间后，吸取a、b两管内适量等量液体，分别加入A、B两试管中，并加入等量_，水浴加热(50 65 )，观察A、B试管内有无砖红色沉淀。预测实验现象并作出结论：实验现象结论a、b两管液面高度差缩小，且A、B试管内均有砖红色沉淀生成思路点拨：解答本题应注意分析以下关键点：蔗糖是非还原糖，而蔗糖的水解产物是还原糖，因此可选用斐林试剂检测蔗糖的水解产物能否通过半透膜。蔗糖的水解产物能否通过膜，也会影响a管与b管的液面变化，因此，实验现象除是否有砖红色沉淀生成外，还应分析a、b管内液面的变化。【标准解答】(1)分析水分子移动情况，应比较半透膜两侧溶液中单位体积的水分子数的多少，水分子
6、的移动遵循扩散原理，由水分子数多的溶液向水分子数少的溶液移动。(2)蔗糖的水解产物是还原糖，与斐林试剂在加热条件下生成砖红色沉淀。【答案】(1)b管内蔗糖溶液浓度大于a管内蒸馏水浓度(2)实验步骤：蔗糖酶斐林试剂实验现象及结论：实验现象结论蔗糖的水解产物能通过半透膜a管液面继续下降，b管液面上升，B管有砖红色沉淀生成，A管则无蔗糖的水解产物不能通过半透膜【互动探究】(1)由甲、乙两图判断，蔗糖能否通过半透膜？(2)若已确定蔗糖的水解产物能通过半透膜，则加入蔗糖酶后，a、b两管内液面变化过程是怎样的？提示：(1)不能。(2)a侧液面先下降，然后开始上升，b侧液面变化则相反。题型二植物细胞质壁分离
7、与复原的分析【例2】某学生将3%的KNO3溶液滴加在载玻片上的洋葱表皮上，观察到了植物细胞的质壁分离现象，2小时后企图再次观察时却发现细胞质壁分离自动复原了。下列相关叙述错误的是()A发生质壁分离的细胞能自动复原说明了该细胞仍保持活性B发生质壁分离的原因是KNO3溶液浓度大于细胞液浓度C与细胞质壁分离自动复原相关的细胞器是线粒体和液泡D从质壁分离到自动复原的过程细胞的吸水能力逐渐增强【自主解答】本题考查质壁分离与复原及其应用。逐项分析如下：选项判断原因分析A项正确质壁分离及其复原是活细胞的特性，死细胞的原生质层失去选择透过性，不再发生质壁分离及其复原现象B项正确细胞发生质壁分离的外因是外界溶液
8、浓度大于细胞液浓度C项正确已发生质壁分离的细胞又自动复原的原因是K、NO3经主动运输进入细胞内，细胞液浓度增大，细胞吸水，质壁分离复原。主动运输需线粒体提供能量D项错误细胞吸水能力与细胞液浓度呈正相关，在质壁分离过程中，细胞液浓度逐渐增大，细胞吸水能力逐渐增强；在质壁分离复原过程中，细胞液浓度逐渐减小，细胞吸水能力逐渐减小【答案】D【规律方法】在判断细胞是否发生质壁分离及复原时有如下规律：(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
9、)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。题型三植物对无机盐离子的选择吸收【例3】用完全培养液在两个相同的容器内分别培养水稻和番茄苗，假设两植物的吸水速率相同，一段时间后，测定培养液中各种离子与实验开始时各种离子浓度之比如图所示该实验的结果不能说明()A不同植物对各种离子的需要量是不同的B与番茄相比，水稻对Si4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思路点拨：由题干获取的主要信息有：培养水
10、稻和番茄的完全培养液相同；两植物对水的吸收速率相同；图中数据是培养液中各种离子浓度与实验前之比的百分数，比值越大说明对该离子的吸收量越小，反之越大。解答本题时，首先理解图解含义，再对应选项作答即可。【自主解答】由图例分析可知，不同植物对同种离子的需要量及同一植物对不同离子的需要量不同。水稻吸收的Si4多，对Ca2、Mg2吸收少，而番茄吸收的Ca2和Mg2较多，对Si4吸收量少。这体现了植物对无机盐离子的吸收具有选择性，其原因在于不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的。图中并不能看出植物体对各种离子的吸收速率与溶液中的离子浓度有关。【答案】D【互动探究】(1)栽培农作物时，应如何做到合理施
11、肥？(2)有人说番茄的补钙效果比水稻的好，对吗？试从营养学角度分析原因。提示：(1)不同的农作物对各种矿质元素的吸收量、需求量不同，根据具体作物的具体特点适时、适量施肥。(2)对。因为番茄中Ca2的含量要多于水稻中的。一、选择题1(2010上海高考)右图为显微镜下某植物细胞在30%蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是()A若将细胞置于清水中，A仍保持不变B若该细胞处于40%蔗糖溶液中，B/A值将变小CB/A值能表示细胞失水的程度DA、B分别表示细胞和液泡的长度解析：本题考查植物细胞的质壁分离过程，意在考查考生对实验现象的理解分析能力。图示为处于质壁分离状态的植物细胞。因细胞壁的伸缩性很小，故
12、若将该细胞置于清水中，A仍将保持不变。若该细胞处于40%的蔗糖溶液中，与图示相比，A不变，但B因失水更多而变小，所以B/A将变小，可见B/A值能表示细胞失水的程度。图中A表示的是细胞长度，但B表示的并不是液泡的长度，而是失水后的原生质体的长度。答案：D2(2010新课标全国卷)若要在普通显微镜下观察到质壁分离、RNA和脂肪，下列四组材料中应选择的一组是()A水稻胚乳和花生子叶B天竺葵叶和水稻胚乳C紫色洋葱和花生子叶 D天竺葵叶和紫色洋葱解析：本题结合实验考查细胞中物质的分布与细胞的结构。能观察到质壁分离的植物细胞应具有颜色较深的大液泡；观察RNA和脂肪要经过染色，故应选择浅色且脂肪含量高的细胞
13、。答案：C3(2009宁夏理综)下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是()A植物细胞积累K需消耗能量B细胞对离子的吸收具有选择性C海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁分离D液泡中积累大量离子，故液泡膜不具有选择透过性解析：无机盐离子进出细胞的方式主要是主动运输，主动运输需要载体和能量。载体属于蛋白质，起选择作用；能量主要是通过有氧呼吸产生的。海藻细胞可以通过积累溶质提高细胞内浓度，不至于造成质壁分离。答案：D4(2009海南高考)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
14、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，依据渗透作用原理，水分子总的渗透方向表现为从鳔外浓度低向鳔内浓度高，故导致鳔外浓度升高，一段时间后，达到平衡。答案：B5(2008上海高考)在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如右图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将()A不变B增大C减小D先增后减解析：成熟植物细胞的细胞液通过原生质层与外界溶液构成渗透系统。当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，质量增加；相反则反。从题图中可以看出：a点表示水分进出细胞达到平衡状态，b点细胞处于失水状态。当把b溶液中的萝卜
15、条移入a浓度溶液中后，细胞吸水，质量增大。答案：B二、简答题6(2010浙江高考)回答下列小题：为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化，请根据以下提供的实验材料与用具，写出实验思路，设计记录实验结果及原因分析的表格，并填入相应内容。材料与用具：兔红细胞稀释液、质量分数为1.5%的NaCl溶液、蒸馏水、试管、显微镜等。(要求：答题时对NaCl溶液的具体配制、待观察装片的具体制作不作要求)(1)实验思路：(2)设计一张表格，并将预期实验结果及原因分析填入该表中。解析：本题考查物质出入细胞的方式，意在考查实验与探究能力。实验目的为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化，所以自变量是
16、不同浓度的NaCl溶液，因变量是红细胞的形态变化。答案：(1)配制质量分数由低到1.5%的NaCl溶液，分别等量加入各支试管中向上述各支试管中分别加入等量的兔红细胞稀释液，放置一定时间。取兔红细胞稀释液和上述试管中的红细胞稀释液制作装片，用显微镜观察并比较红细胞形态的变化。(2)不同浓度NaCl溶液对兔红细胞形态的影响NaCl溶液的浓度红细胞形态的变化原因分析低于一定浓度的NaCl溶液体积变大甚至胀破红细胞吸水一定浓度的NaCl溶液形态未变进出红细胞的水分子数相等高于一定浓度的NaCl溶液皱缩，体积变小红细胞失水7.(2008宁夏理综)已知蛋白质混合液中硫酸铵浓度的不同可以使不同种类的蛋白质析
17、出(或沉淀)，随着硫酸铵浓度增加，混合液中蛋白质析出的种类和总量增加，表格是某蛋白质混合液中的不同蛋白质从开始析出到完全析出所需要的蛋白质混合液中的硫酸铵浓度范围。蛋白质混合液中的硫酸铵浓度(%)析出的蛋白质1520甲蛋白2330乙蛋白2535丙蛋白3840丁蛋白请据表回答：(1)若只完全析出甲蛋白，混合液中最合适的硫酸铵浓度应为_。(2)向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液(或硫酸铵)，使混合液中的硫酸铵浓度达到30%，会析出若干种蛋白质，它们分别是_。(3)通过改变混合液中的硫酸铵浓度_(能、不能)从混合液中得到所有的、不含有其他蛋白质的乙蛋白，原因是_。(4)简要写出从该蛋白质混合液中分离出
18、全部丁蛋白的实验设计思路。_(5)如果蛋白质析出物中还含有一定量的硫酸铵，可用半透膜除去析出物中的硫酸铵。用半透膜能除去析出物中硫酸铵的原理是_。答案：(1)20%(2)甲蛋白、乙蛋白、丙蛋白(3)不能乙蛋白和丙蛋白析出所需的硫酸铵浓度范围有重叠(4)向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液(或硫酸铵)，使其浓度达到35%(或35%硫酸铵浓度38%范围内的任意一个浓度)，分离析出物与溶液，保留溶液。取保留溶液，再加入硫酸铵溶液(或硫酸铵)，使硫酸铵在溶液中的浓度达到40%(或40%以上)，分离析出物与溶液，析出物即为丁蛋白。(5)半透膜是一种选择性透过膜，只允许小分子的硫酸铵通过，不允许大分子蛋白质通
19、过探究课题：对照原则自身对照理论归纳1概述自身对照指实验与对照在同一对象上进行，不另设对照组。实验操作前的对象为对照组，实验操作后的对象则为实验组。对比实验操作前后现象变化的差异而得出实验结论。2典例分析植物细胞的质壁分离与复原实验：(1)实验对象：同一个成熟的植物细胞。(2)在这一实验中有两次对照，具体分析如下：3注意事项(1)实验材料在实验过程中必须保持一定的生理活性。(2)实验操作要有一定的范围，如处理活细胞时所用溶液浓度要适宜。(3)持续观察记录实验操作前、后的实验对象状况，控制好观察时间。专题感悟植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔结构如图所示。当组成气孔的细胞(保卫细胞)吸水后，会
20、膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。请以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并作出解释。(1)实验材料与主要用具：菠菜、清水、浓盐水、盖玻片、载玻片，显微镜、吸水纸、滴管、镊子等。(2)实验步骤：取菠菜叶，用镊子剥去表皮。在载玻片上滴一滴清水，将表皮放入清水中，盖上盖玻片，制成临时装片。用低倍镜找到气孔，然后用高倍镜观察_的状态。在盖玻片一侧滴_，在另一侧用_吸引，重复几次。继续观察_的变化并记录观察结果。(3)预测实验结果并作出解释：在_中气孔应开启，因为保卫细胞的_，保卫细胞通过_吸水而膨胀变形，气孔开启。在浓盐水中，气孔_。因为保卫细胞的_，保卫细胞通过_失水而_气孔关闭。【解析】根据题意，该气孔结构示意图为显微镜下所见，所以本实验应用到显微镜，应根据要求制作临时装片后进行观察。保卫细胞与周围的溶液形成一个渗透系统，根据渗透作用的原理，当细胞液浓度大于细胞外溶液浓度时，保卫细胞吸水膨胀变形，气孔开启。当细胞液浓度小于细胞外溶液浓度时，保卫细胞失水皱缩，气孔关闭。所以，在清水中气孔应开启，在浓盐水中气孔应关闭。【答案】(2)气孔浓盐水吸水纸气孔(3)清水细胞液浓度大于清水的浓度渗透作用关闭细胞液浓度小于浓盐水的浓度渗透作用皱缩
