高中生物学考复习必修一第四章细胞物质的输入与输出.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,高中生物学考复习必修一第四章细胞物质的输入与输出,高中生物学考复习必修一第四章细胞物质的输入与输出高中生物学考复习必修一第四章细胞物质的输入与输出,1.,渗透作用,2,2.,条件,一、渗透作用,半透膜：,膜两侧的溶液具有,一些物质（一般是水分子物质）能透过，而另一些物质不能透过。,3.,原理,:,浓度差,高浓度,溶液,H,2,O,半,透,膜,低浓度,溶液,H,2,O,高浓度,溶液,H,2,O,高浓度,溶液,H,2,O,3,思考：,半透膜及选择透过性膜一样吗？,。,不一样，,半透膜是物质的透过及否取决于,半透膜孔隙直径的大小,；生物膜上具有,载体,，且不同生物的细胞膜上,载体的种类和数量,不同，构成了对不同物质,吸收及否,和,吸收多少,的选择性。,第一节 物质跨膜运输的实例,一,.,渗透作用,1.,概念：水分子（或其他溶剂分子）透过,半透膜,，从,低浓度,向,高浓度,溶液的扩散。,2.,发生渗透作用的条件：,具有半透膜；,半透膜两侧具有浓度差。,4,思考：,如右图，半透膜两侧液面如何移动？,a,侧液面上升，,b,侧液面下降。,因为单位时间内从清水到蔗糖溶液的水分子数多于蔗糖溶液到清水中的水分子数。,a,侧液面能无限上升吗？,不能，,因为上升到一定程度，半透膜,两侧水分子运动会达到动态平衡,5,注：,半透膜两侧,浓度差越大,，达到动态平衡时两侧的液面,高度差也越大,。,6,注：动物细胞的,细胞膜,具有选择透过性,，,相当于一层,半透膜,。,二,.,细胞的吸水和失水,1.,原理：渗透作用,2.,哺乳动物成熟红细胞的吸水及失水,外界溶液浓度,细胞质浓度时,细胞,失水皱缩,外界溶液浓度,=,细胞质浓度时,水分进出细胞处于,动态平衡,。,7,3.,植物细胞的吸水和失水,探究：植物细胞的吸水和失水实验,8,成熟的植物细胞相当于一个,渗透装置,细胞膜,细胞质,液泡膜,原生质层,细胞壁,细胞液,（半透膜）,9,10,4.,探究实验,质壁分离及质壁分离复原,3.,植物细胞的吸水和失水,原生质层,（细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质）相当于一层,半透膜,，只要,细胞液,（液泡中的液体）及,外界溶液,之间存在,浓度差,，就可以发生吸水和失水。,发生的条件：成熟的植物细胞（有,大液泡,、,细胞壁,）；,活细胞,（死细胞的细胞膜变成全透性的）,质壁分离产生的原因,内因：,原生质层比细胞壁的伸缩性大,外因：,外界溶液浓度大于细胞液的浓度,质壁分离指的是,和,分离。,原生质层,细胞壁,11,实验技能,观察植物细胞的质壁分离及复原,1.,探究性实验的一般过程：根据观察到的现象，提出问题,作出假设,预测结果,进行实验,分析结果得出结论,表达交流,进一步探究。,2,假设：原生质层相当于一层半透膜。,3,预期结果：由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由透过，而蔗糖分子不能透过，因此，在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。,12,4,实验流程,13,变小,脱离细胞壁,基本不变,逐渐恢复原来大小,恢复原位,基本不变,清水,蔗糖溶液,中央液泡大小,原生质层位置,细胞大小,实验结果记录如下：,14,5,实验结论,成熟植物细胞能及外界溶液发生渗透作用，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。,6,质壁分离的原因分析,15,16,1.,原生质层具有,选择透过性,。,2.,细胞是处于,生活,状态,还是已死亡,。,3.,可以,测定,细胞的,渗透压,。,(,细胞液及外界溶液的关系。,),此实验可以验证：,17,(1),选择有大的液泡且最好液泡带有颜色的细胞做实验材料。,(2),滴加蔗糖溶液和清水时，必须在实验桌上进行，不能在显微镜的载物台上进行。,(3),本实验选用,0.3 g/mL,的蔗糖溶液,(,此浓度下既明显出现质壁分离，又不致杀死细胞,),。浓度过高，质壁分离速度虽快，但不久细胞会因失水过多而死亡，不能再进行质壁分离复原；浓度过低不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。此外，,8%,的食盐溶液，,5%,的硝酸钾溶液等也可使用。盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做质壁分离的溶液。,18,成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统,返回,19,植物细胞的质壁分离及复原,20,质壁分离后无法复原的现象,1.,质壁分离时间过长，细胞因,严重缺水已死亡,。,2.,外界溶液浓度过高，导致细胞,严重失水 而死亡,。,21,初始浓度,0 Mg,2,Ca,2+,Si,4+,离子,培养液中的离子浓度,水稻,番茄,物质跨膜运输的其他实例,1.,水稻培养液中的,Ca,2+,、,Mg,2+,离子浓度为什么会增高？是不是水稻不吸收反而向外排出呢？,实例一,因为它们的吸收速率小于水的吸收速率，所以培养液中浓度会增加。（,低于初始浓度表示：无机盐离子吸收速率大于水的吸收速率，导致培养液中该离子浓度减少。）,2.,不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？,有差异,22,物质跨膜运输的其他实例,23,(1),不同植物细胞对同一无机盐离子、同一植物细胞对不同无机离子的吸收均有差异，说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有选择性。,(2),番茄吸收,Ca,2,、,Mg,2,多，吸收,Si,4,少；水稻吸收,Si,4,多，而吸收,Ca,2,、,Mg,2,少，从营养学角度讲番茄的补钙效果比水稻好。,(3),水稻吸收水的相对速度比吸收,Ca,2,、,Mg,2,的大，造成培养液中,Ca,2,、,Mg,2,浓度上升；番茄吸收水的相对速度比吸收,Si,4,的大，造成培养液中,Si,4,浓度上升。,(4),植物细胞在同一时间吸收离子和吸水的量不同，即吸收离子和吸收水是两个不同的过程。,24,2,人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点,人体甲状腺滤泡上皮细胞内碘的浓度比血液高,20,25,倍，说明碘进入甲状腺滤泡上皮细胞是从低浓度,高浓度，即逆浓度梯度。,3,微生物吸收矿物质的特点,不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异。,(1),不同微生物的细胞膜结构有一定的差异。,(2),不同微生物对矿物质的吸收有选择性。,(3),不同微生物对各种矿物质的需要量不同。,25,4,实例分析结论,(1),细胞膜和其他生物膜一样都是选择透过性膜。,它具有的特点是：,水分子可以自由通过。,一些细胞需要的离子和小分子也可以通过。,其他的离子、小分子和大分子则不能通过。,(2),物质通过生物膜的跨膜运输，有的是顺相对含量梯度的，有的是逆相对含量梯度的。,(3),细胞对于物质输入和输出及选择性是通过细胞膜实现的。,26,1.,生物膜的结构特点,具有一定的流动性，原因是构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子大多都是可移动的。,2,生物膜的功能特性,具有选择透过性，原因是膜上载体的种类和数量不同。,27,1.,浸入,1 M KNO,3,溶液中的洋葱表皮细胞，会发生质壁分离和质壁分离复原的现象。在此过程中，物质进出细胞的方式先后有,(),A,、主动运输和自由扩散,B,、自由扩散和主动运输,C,、自由扩散、协助扩散、主动运输,D,、自由扩散、主动运输、自由扩散,D,28,(2011,年,1,月,单选,),下图是某实验示意图，经过一段时间,(t),后，漏斗中的液面上升，这是因为半透膜有,(,),A,较高的流动性,B,选择透过性,C,一定的厚度,D,一定的弹性,B,29,（,2013,年,6,月 单选,II,）,35,观察植物细胞的质壁分离，选择的材料最好是（）,A,洋葱根尖,B,荔枝果皮,C,菠菜叶表皮,D,洋葱鳞片叶外表皮,（,2014,年,6,月 单选,II,）,35.,滴加,30%,蔗糖溶液到紫色洋葱鳞茎外表皮细胞临时装片中，显微镜下可以观察到,A.,液泡变大、紫色加深,B.,液泡变小、紫色加深,C.,液泡变大、紫色变浅,D.,液泡变小、紫色变浅,D,B,30,2.,实验中发生了质壁分离的植物细胞内，原生质层和细胞壁之间的空隙充满了 （）,A,、细胞液,B,、蔗糖溶液,C,、空气,D,、清水,3.,在质壁分离实验中，及细胞壁分离的结构是 （）,A,、细胞质,B,、细胞膜,C,、原生质,D,、原生质层,4.,下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。图中三个细胞的细胞液，在浓度上的关系是（）,A,、甲乙丙,B,、甲,乙,丙,C,、甲乙，且乙,丙,D,、甲,乙，且乙丙,甲,乙,丙,B,D,B,分析：,水是由,浓度低,的一侧,流向浓度高,的一侧。,31,第二节 生物膜的流动镶嵌模型,一,.,生物膜结构的探索,1.19,世纪末，欧文顿发现：凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。,膜是由脂质 组成,的。,2.20,世纪初，,哺乳动物成熟的红细胞,放入,清水,中可,分离出细胞膜,，化学分析发现膜的主要成分是脂质及蛋白质。,3.1925,年，用丙酮从,人的红细胞,中提取脂质，发现其单分子层的面积是红细胞膜表面积的两倍,细胞膜中的,脂质排列为两层,。,4.1959,年，罗伯特森,电镜下,观察暗,亮,暗三层结构，提出,蛋白质,脂质,蛋白质,三层结构。,5.1970,年，红色荧光标记人细胞，绿色荧光标记小鼠细胞，两种细胞融合，刚融合时一半发绿光，一半发红光，一段时间后，两种荧光均匀分布,细胞膜具有流动性,。,6.1972,年，,桑格,和,尼克森,提出,流动镶嵌模型,。,32,1.,流动镶嵌模型的基本内容,桑格和尼克森,生物膜的,结构特点：,一定的流动性,33,（二）,生物膜流动镶嵌模型,的基本内容,1,、生物膜的主要成分,2,、生物膜的基本支架,3,、如何分清生物膜示意图的膜内及膜外？,4,、结构特点,5,、功能特性,脂质和蛋白质,磷脂双分子层,糖蛋白在生物膜的外侧,具有一定的流动性,选择透过性,注：内吞、外排（如分泌蛋白），可以说明膜具有一定的流动性；主动运输，吸收某些物质、不吸收某些物质可以说明细胞膜具有选择透过性。,34,名称,浓度,载体,能量,举例,主动运输,低,浓度,高,浓度,需要,需要,协助扩散,高,浓度,低,浓度,需要,不需要,葡萄糖进入红细胞,离子、葡萄糖、核苷酸、氨基酸,自由扩散,高,浓度,低,浓度,不需要,不需要,H,2,O,、,CO,2,、,O,2,、甘油、苯、乙醇,35,物质出入细胞的方式,1.,自由扩散、协助扩散和主动运输的比较,物质出入,细胞的方式,被动运输,主动运输,自由扩散,协助扩散,运输方向,高浓度,低浓度,高浓度,低浓度,一般为低浓度,高浓度,是否需要载体,不需要,需要,需要,是否消耗能量,不消耗,不消耗,消耗,36,37,2.,物质非跨膜运输方式,膜的流动性,胞吞,胞吐,条件,细胞摄取或排出大分子和颗粒物质的方式,原理,生物膜的流动性,特点,物质通过小泡转移，需要消耗能量，不需要载体,方向,细胞外,内,细胞内,外,实例,变形虫吞食食物颗粒，白细胞吞噬细菌等,胰岛,B,细胞分泌胰岛素,38,影响物质运输速率的因素,(1),物质浓度,在一定浓度范围内，协助扩散或主动运输速率不再随物质浓度的增大而加快时，主要是因为细胞膜上运输该物质的载体蛋白的数量有限。主动运输还可能受细胞内能量供应的限制。,39,(2)O,2,浓度,(3),温度,40,1,、对细胞膜的选择性起主要作用的物质是（）,A,、胆固醇,B,、多糖,C,、蛋白质,D,、磷脂,2,、下列哪些物质进出细胞时及细胞中的蛋白质和,ATP,密切相关（）,尿素通过细胞膜,人的红细胞从血浆中吸收葡萄糖,肾,小管上皮细胞吸收原尿中的,Na,+,小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸,A ,B ,C ,D ,B,自由扩散,协助扩散,主动运输,主动运输,C,41,（,2013,年,6,月 单选,I,）,4,图,1,是离子跨膜主动运输示意图，其中,X,为（）,A,O,2,B,H,2,O C,ATP D,葡萄糖,C,（,2013,年,6,月 单选,II,）,31,下列物质中，可通过自由扩散方式进行跨膜运输的是（）,A,淀粉,B,氧气,C,葡萄糖,D,蛋白质,B,42,37,(2011,年,1,月,单选,),下图为人工合成的脂质双分子层示意图。下列物质中，可自由通过脂质双分子层的是,(,),A,O,2,B,Na,C,葡萄糖,D,氨基酸,A,35,(2012,年,6,月,单选,),龙葵是一种重金属镉的超积累植物。盆栽试验表明，在镉污染水平为,25 mg/kg,条件下，龙葵茎及叶的镉含量都超过了,100 mg/kg,。可推测，龙葵根部细胞对镉离子的吸收方式为,(,),A,胞吞作用,B,主动运输,C,协助扩散,D,自由扩散,B,43,广口瓶中盛有,(NH,4,),2,SO,4,溶液，放,入小麦的离体根后，向瓶中缓缓通,人,0,2,。分析现象并回答下列问题：,(1),由实验可知，根细胞在同一时间,内，吸收,NH,4,+,总是多于,SO,4,2-,，这,一现象是由,决定的。,(2),若在恒温下进行实验，则随着,O,2,的通入，根的有氧呼吸加强，实验中可发现根细胞对,NH,4,+,和,SO,4,2-,的吸收速度会改变，表现为,NH,4,+,的吸收速度,，,SO,4,2-,的吸收速度,，这是由于,。,(3),如果持续通人,O,2,，根细胞对,NH,4,+,和,SO,4,2-,的吸收速度会在一定水平上达到稳定，造成这一结果的原因是,。,根细胞吸收矿质元素离子具有选择性或 根细胞膜上,NH,+,和,SO,4,2-,的载体数量不同,增快,增快,根细胞吸收矿质元素离子是主动运输方式，需要消耗呼吸作用释放的能量,受细胞膜上载体蛋白数量的限制,44,法囊藻是一种海生绿藻，下图所示为经,化学测定所得的法囊藻细胞及周围海水,中各种离子的浓度。图中,灰色部分表示,法囊藻细胞液中离子的浓度,，,白色部分,表示海水中各种离子的浓度,。请据图分,析并回答下列问题：,(1),法囊藻细胞液中的成分及海水的成分很不相同，如,K,+,和,Cl,-,在细胞内含量高，而,Ca,2+,和,Mg,2+,在细胞内含量较低。这一事实表明细胞对矿质元素离子的吸收具有,。,(2),法囊藻细胞吸收,K,+,和,Cl,-,的方式是,，判断依据是,。,(3),法囊藻细胞吸收,K,+,和,Cl,-,的方式对活细胞生命活动的意义是,，这种吸收方式的实现，必须依赖的生理活动是,。,(4),法囊藻细胞吸收的各种离子数量及海水中相应离子的数量不成正比例，这与法囊藻细胞膜上的,有关。,选择性,主动运输,逆浓度梯度由海水向细胞中运输,能保证细胞按照生命活动的需要主动地选择吸收营养物质,呼吸作用,运载各种离子的载体数量,45,5,蛙的神经元内、外,Na,浓度分别是,15 mmol/L,和,120 mmol/L,。在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有,Na,流入细胞，膜电位恢复过程中有,Na,排出细胞。下列判断正确的是,(,),A,Na,流入是被动运输，排出是主动运输,B,Na,流入是主动运输，排出是被动运输,C,Na,流入和排出都是被动运输,D,Na,流入和排出都是主动运输,46,答案,A,解析,本题考查膜电位的变化过程中离子的跨膜运输方式，同时涉及离子的分布，旨在考查学生的分析能力。静息电位时，,Na,浓度为膜外高于膜内，受刺激时，,Na,顺浓度梯度由膜外到膜内，不消耗能量，属于被动运输，故,A,、,D,错误；膜电位恢复为静息电位过程中，,Na,由膜内到膜外运输，直至恢复原先浓度，属于逆浓度运输，消耗能量，是主动运输。故,C,错误，,A,正确。,47,6(2014,青岛一模,),关于植物细胞主动运输方式吸收所需矿质元素离子的叙述，正确的是,(,),A,吸收不同矿质元素离子的速率都相同,B,低温不影响矿质元素离子的吸收速率,C,主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中,D,叶肉细胞不能以主动运输的方式吸收矿质元素离子,48,答案,C,解析,本题考查的主动运输的特点及应用。由于植物细胞的细胞膜上吸收各种离子的载体的数量和细胞代谢需要的量不同，因此吸收不同矿质离子的速率不相同，,A,不正确；低温会影响呼吸酶的活性，提供的能量减少，从而影响对矿质元素离子的吸收速率，,B,不正确；死细胞不能进行细胞呼吸提供能量，不能进行主动运输过程，只有在活细胞中才能完成这一生理过程，,C,正确；叶肉细胞具备载体和能量，可以以主动运输方式吸收矿质元素离子，,D,不正确。,49,7,(2014,吉林师大附中一模,),在细胞生命活动中，不可能发生的过程是,(,),A,神经递质由突触小泡分泌到胞外,B,mRNA,从细胞核进入细胞质,C,老化受损的细胞器融入溶酶体中,D,O,2,通过主动运输进入线粒体,50,答案,D,解析,本题考查了物质的分泌、运输、衰老及细胞结构的关系。神经递质通过突触小泡和突触前膜融合，以胞吐的形式将其分泌到胞外，,A,正确；,mRNA,通过核孔从细胞核进入细胞质，,B,正确；老化受损的细胞器及溶酶体融合完成细胞内消化，,C,正确；,O,2,以自由扩散的方式进入线粒体，,D,不正确。,51,52,答案,B,解析,本题考查实验材料对实验的影响，考查实验评价能力。红色花瓣细胞的细胞液呈红色，易通过液泡的大小变化来推测质壁分离现象。黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现象的观察。紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度不一定都相同，用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时观察到的质壁分离程度可能不同。紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，细胞液呈现紫色，有利于实验现象的分析和观察。,53,54,答案,C,解析,本题考查生物膜及人工膜的异同及物质的扩散方式，考查识图能力、分析能力。根据题图分析，生物膜吸收水的速度略快于人工膜，说明生物膜上有协助水分子通过的物质，实为水分子通道蛋白；生物膜对三种离子吸收量不同，说明其有选择性；人工膜仅由双层磷脂分子组成，无蛋白质，不能说明离子以协助扩散的形式通过人工膜；从甘油、,H,2,O,和,O,2,来看，分子越小通过人工膜的扩散速率越快。解答本题的关键是正确识图，即正确提取某一物质对应横坐标的值和对应纵坐标的值。,55,3,(2014,浙江，,1),下列关于物质出入细胞方式的叙述，正确的是,(,),A,被细胞胞吞的一定是固体物质,B,突触前膜释放乙酰胆碱属于易化扩散,C,通过载体蛋白的物质转运属于主动转运,D,胞吐过程一定会产生分泌泡及质膜的融合,56,答案,D,解析,本题考查物质进出细胞的方式。胞吞作用包括吞噬作用和胞饮作用，吞噬作用是以大的囊泡形式内吞较大的固体颗粒，而胞饮作用则是将滴状液体吞入细胞内的过程，故,A,错；突触前膜释放乙酰胆碱属于胞吐作用，,B,项错误；通过载体蛋白的物质转运包括主动运输和易化扩散，,C,项错误；胞吐的过程一定会产生分泌泡及质膜,(,细胞膜,),融合，故,D,项正确。解答此类题目一定要理解区分问题的核心，及物质跨膜的方式区别开来。,57,58,答案,B,解析,本题考查了信息传递及物质运输的关系、基因决定生物性状的有关知识。线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的,“,动力车间,”,，神经元中的能量也主要由线粒体提供，,A,正确；对于一个个体，各种细胞具有相同的遗传信息，,B,错误；由题目可知，囊泡运输相关的特定蛋白质能引导囊泡精确释放运输物，故能决定神经递质的释放位置，,C,正确；当神经末梢有神经冲动传来时，突触内的突触小泡受到刺激，就会释放神经递质，,D,正确。注意信息传递和物质运输中,ATP,的来源、作用。,59,谢谢大家！,