生物必修一细胞的物质输入与输出.ppt

单击此处编辑母版文本样式,走向高考,高考总复习,人教版,生物,必修一第二单元细胞的基本结构和物质运输功能,走向高考,生物,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,生物必修一细胞的物质输入与输出课件,细胞的基本结构和物质运输功能,第二单元,必修一分子与细胞,第三讲细胞的物质输入与输出,第二单元,考情考点探究,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。,答案,C,解析,本题考查生物膜与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。,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与质膜,(,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，与物质跨膜的方式区别开来。,答案,B,解析,本题考查了信息传递与物质运输的关系、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。,课前基础回扣,一、细胞的吸水和失水,1,渗透作用,(1),概念：指水分子,(,或者其他溶剂分子,),透过,_,，从,_,浓度溶液向,_,浓度溶液的,_,。,(2),渗透作用发生的条件,具有,_,；,半透膜两侧的溶液存在,_,。,半透膜,低,高,扩散,半透膜,浓度差,2,动物细胞的吸水和失水,(1),动物细胞的吸水和失水,_,相当于半透膜；浓度差由外界溶液浓度与,_,的浓度来体现。,细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜两侧溶液中水的相对含量的,_,。,细胞膜,细胞质,差值,(2),植物细胞的吸水和失水,_,相当于半透膜；,_,与外界溶液之间存在浓度差。,植物细胞吸水和失水的原理如下：,原生质层,细胞液,失,分离,吸,分离复原,2,水稻和番茄吸收不同离子的特点,(1),同种生物细胞对不同物质的吸收具有,_,，与其含有离子载体蛋白的,_,有关。,(2),不同种生物细胞对同种物质吸收具有,_,。,3,生物膜的功能特性,(1),细胞膜和其他生物膜都是,_,膜，水分子、一些离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。,(2),生物膜的,_,是活细胞的一个重要特征。,选择性,种类和数量,差异性,选择透过性,选择透过性,三、物质出入细胞的方式,1,连一连,(2),写出影响甲、乙、丙三种运输速率的因素,制约甲的是膜两侧的,_,；,决定乙的因素之一是,a,的,_,；,决定丙的动力是,_,。,(3),实例分析,(,填写甲、乙、丙三种跨膜运输方式,),水分子进入红细胞是,_,；,葡萄糖进入红细胞是,_,；,K,进入红细胞是,_,。,浓度差,种类和数量,能量,(ATP),甲,乙,丙,(4),跨膜运输的方式的判别,看是否需要能量：需要消耗,ATP,供能，则为,_,。,看是否逆浓度梯度：从低浓度到高浓度运输，则为,_,。,看是否依赖载体蛋白：不需要载体蛋白，则为,_,。,_,是大分子物质出入细胞的主要方式，为非跨膜运输。,主动运输,主动运输,自由扩散,胞吐和胞吞,A,图中,L,是细胞壁，,M,是液泡，,N,是细胞质,B,将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原,C,实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异,D,洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料,答案,A,解析,该题考查具有大液泡的植物细胞在不同的外界溶液中失水和吸水时细胞膜和细胞壁伸缩性不同和对物质的透过性不同造成的质壁分离和质壁分离复原现象中有关知识。当细胞发生质壁分离的时候，充满在原生质体和细胞壁之间的应该是外界溶液。,2,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,3,(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,答案,C,解析,本题考查的主动运输的特点与应用。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。,4,(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,答案,D,解析,本题考查了物质的分泌、运输、衰老与细胞结构的关系。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；老化受损的细胞器与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。,核心考点突破,1.,渗透作用模型与植物细胞的渗透系统,细胞的吸水和失水,2.,渗透作用的应用,(1),利用渗透作用比较不同溶液浓度大小,(2),验证渗透作用发生的条件,具有半透膜：,具有浓度差：,1.,渗透系统组成的条件,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。,两溶液间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，但摩尔浓度是,10%,蔗糖溶液的小，故水由蔗糖向葡萄糖溶液移动。,2,细胞吸水和失水原理在生产生活中的应用,(1),对农作物的合理灌溉，既满足了作物对水分的需要，同时也降低了土壤溶液的浓度，有利于水分的吸收。,(2),盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成“烧苗”现象，都是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过了根细胞液浓度，导致根细胞不易吸水甚至失水造成的。,(3),糖渍、盐渍食品不易变质的原因是在食品外面和内部形成很高浓度的溶液，使微生物不能在其中生存和繁殖，所以能较长时间的保存。,(4),医用的生理盐水浓度为,0.9%,，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，可以使人体细胞保持正常的形态和功能。,如图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。最可能的实验现象是,(,),A,漏斗中液面开始时先上升，加酶后又下降,B,在玻璃槽中会测到蔗糖和蔗糖酶,C,漏斗中液面开始时先下降，加酶后一直上升,D,在玻璃槽中会测到葡萄糖、果糖和蔗糖酶,解析,实验开始时，蔗糖不能透过半透膜，所以单位时间内通过半透膜渗透进长颈漏斗中的水分子数比渗透出来的多，漏斗内液面上升。而加入酶后，将蔗糖分解为单糖，单糖分子能透过半透膜进入玻璃槽中，使玻璃槽内液体浓度升高，一段时间后，水分子从长颈漏斗内渗出的较多，漏斗内液面下降。,答案,A,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,(,),答案,B,解析,本题主要考查水分子的跨膜运输。鱼鳔内蔗糖溶液浓度为,20%,，烧杯内蔗糖溶液浓度为,10%,，而蔗糖无法通过半透膜，但水分子可以自由出入，因此烧杯内的水分子进入半透膜的量会增加，这样蔗糖溶液的浓度会增加。一段时间后，水分子进出鱼鳔达到平衡，浓度不再变化。,物质跨膜运输的其他实例,(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。,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。,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。,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。,根对水的吸收和对矿质离子的吸收是两个相对独立的过程,根对矿质离子的吸收不是等比例进行的,根细胞吸收矿质离子的方式是主动运输,根吸收矿质离子的过程不受温度的影响,A,只有,B,只有,C,只有,D,都正确,解析,本题考查植物细胞吸收水分和无机盐的关系，以及理解应用能力、数据分析与判断能力等。从表中可以看出：水没有减少，而矿质离子不同程度的减少，所以吸收水和吸收矿质离子是两个相对独立的过程，且不同矿质离子的吸收不成比例。表中不能看出根尖对矿质离子的吸收是主动运输方式，以及是否受温度的影响。,答案,A,水溶性染色剂,(PI),能与核酸结合而使细胞核着色，可将其应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的,PI,中，仅有死亡细胞的核会被染色，活细胞则不着色，但将,PI,注射到活细胞中，则细胞核会着色。利用,PI,鉴别细胞死活的基本原理是,(,),A,死细胞与活细胞的核酸结构不同,B,死细胞与活细胞的核酸含量不同,C,活细胞能分解染色剂,PI,D,活细胞的细胞膜阻止,PI,的进入,答案,D,解析,活细胞的细胞膜具有选择透过性以保证物质选择性地出入细胞，维持正常的生命活动。水溶性染色剂,(PI),不是细胞所需物质，因而不能通过活细胞的细胞膜。细胞死亡后，细胞膜及其他生物膜的选择透过性丧失，溶于水中的物质,(,如,PI),都可以通过，而使细胞核着色。,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,2.,物质非跨膜运输方式,膜的流动性,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。,(2)O,2,浓度,(3),温度,下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是,(,),A,主动运输过程中，需要载体蛋白协助和,ATP,提供能量,B,在静息状态下，神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输,C,质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高,D,抗体分泌过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分,解析,考查物质的跨膜运输方式及特点。主动运输方式需要载体协助和消耗能量；静息状态下，神经细胞需要消耗能量通过主动运输来维持细胞膜内外两侧的离子的浓度差，因此需要不断地吸收葡萄糖；细胞质壁分离过程中，细胞内的水分不断通过渗透作用扩散到细胞外，导致细胞内渗透压升高；抗体等分泌蛋白的分泌过程中，分泌小泡的膜通过与细胞膜融合从而将分泌蛋白分泌到细胞外面。,答案,B,答案,B,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。,4,实验流程,5,实验结论,成熟植物细胞能与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,(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。,利用紫色的洋葱外表皮细胞和不同浓度的蔗糖溶液，可以探究细胞质壁分离复原。下列有关该实验的叙述正确的是,(,),A,该实验只是观察了质壁分离和复原现象，没有设计对照实验,B,在逐渐发生质壁分离的过程中，细胞的吸水能力逐渐增强,C,将装片在酒精灯上加热后，再观察质壁分离现象,D,不同浓度蔗糖溶液下发生质壁分离的细胞，滴加清水后都能复原,解析,该实验中多组实验,(,不同浓度的蔗糖溶液,),之间已进行了相互对照，且每组实验前、后又进行了对照，故有对照实验；在发生质壁分离过程中，细胞液的浓度逐渐增大，故细胞的吸水能力逐渐增强；该实验不需加热，否则细胞会受热死亡，观察不到质壁分离及复原现象；若蔗糖溶液的浓度过大，细胞会因失水过多而死亡，将不会再复原。,答案,B,下列能发生质壁分离现象的细胞是,(,),A,胚乳细胞,B,人的口腔上皮细胞,C,分生区细胞,D,根成熟区细胞,答案,D,解析,发生质壁分离的条件有三个：,必须是成熟的植物细胞；,细胞必须有活性；,细胞外界溶液浓度大于细胞液浓度。从题中所给条件可知，,A,、,C,两选项均是植物细胞，但无中央液泡；,B,选项为人体细胞，显然不行，故答案应为,D,。,方法技巧警示,例,1,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,),。,观察叶绿体和线粒体,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,红细胞中血红蛋白提取和分离,(2),按下面步骤进行质壁分离实验,步骤一：在洁净的载玻片中央加一滴清水，取一片藓类小叶，盖上盖玻片。,步骤一：从盖玻片一侧滴入,0.3 g/mL,的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次，使盖玻片下面的藓类小叶浸润在,0.3 g/mL,的蔗糖溶液中。,步骤三：在显微镜下观察，结果如图所示。,图中,A,、,B,处的颜色分别是,_,。,如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红,(,植物细胞不吸收的红色染料,),的,0.3 g/mL,的蔗糖溶液，则在显微镜下观察到,A,、,B,处颜色分别是,_,。,如果将步骤二中浸润在,0.3 g/mL,的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片放在,80,条件下处理一段时间,(,装片中的藓类小叶保持在,0.3 g/mL,的蔗糖溶液中,),。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后，为更准确判断,A,处颜色，对显微镜的操作方法是,_,、,_,。如果,A,处呈绿色，可能的原因是,_,。,答案,(1),(2),无色、绿色,红色、绿色,改变光圈大小调节反光镜,(,电光源亮度,),高温下细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入,A,处,解析,(1),用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体、探究酵母菌的呼吸方式需用活细胞。,(2),活细胞膜和细胞器膜具有选择透过性，但高温会使细胞失活，使生物膜结构破坏而失去选择透过性。,技法提炼,物质进出细胞的方式及特点的判断方法,1,判断物质进出细胞的方式,(1),根据分子大小与是否需要载体蛋白、能量,(2),根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。,2,不同因素对主动运输的影响不同,由于主动运输需要载体蛋白参与和消耗呼吸作用释放的能量，因此抑制某载体蛋白活性，则只会导致以该载体蛋白转运的物质运输停止，对其他物质运输不影响；但抑制呼吸作用，所有以主动运输跨膜的物质运输都会受影响。,经典图示,1,细胞膜结构、物质出入细胞的模式图,获取信息,(1)A,、,B,、,C,分别表示组成细胞膜的蛋白质、磷脂和糖蛋白。上面为细胞膜外侧。,(2)a,、,e,表示主动运输，,b,表示自由扩散，,c,、,d,表示协助扩散。,2,物质运输速率与,O,2,浓度、呼吸强度曲线图,获取信息,(1),图,1,中,Q,点表示,O,2,浓度为,0,，由无氧呼吸供能。在一定浓度范围内，随,O,2,浓度增加，运输速率加快，超过一定范围，运输速率不再加快。,(2),图,2,原点为起点，在一定范围内，运输速率随呼吸强度增加而加快。,(3),两图中,P,点都是受载体数量的限制。,强化过关,如图表示细胞膜的亚显微结构，其中,a,和,b,为物质的两种运输方式，下列叙述错误的是,(,),A,细胞的识别与,有密切的关系,B,适当提高温度将加快,和,的流动速度,C,a,过程能体现膜的选择透过性,D,氨基酸通过细胞膜的方式是,b,答案,D,解析,图中,为糖蛋白，与细胞的识别有关，,A,项正确；提高温度能加快细胞膜中磷脂分子和蛋白质分子的运动，,B,项正确；,a,过程为主动运输，需要载体的协助，体现了细胞膜的选择透过性，,C,项正确；氨基酸以主动运输的方式跨膜运动，而,b,过程为自由扩散，,D,项错误。,无法准确判断物质出入细胞的方式,例,2,(2014,安徽卷,),如图为氨基酸和,Na,进出肾小管上皮细胞的示意图。下表选项中正确的是,(,),错因分析,对物质跨膜运输的机制不熟悉，误认为物质进出细胞的方式都是主动运输，死记硬背容易错选。实际上同一种物质进出细胞的方式也是有差异的，具体的运输方式要结合具体情况进行分析。区分主动运输和被动运输的关键就是看是否有能量的消耗，消耗能量的一定是主动运输。此外，逆浓度梯度运输的也一定是主动运输。,解析,本题考查物质跨膜运输的方式，意在考查考生获取信息的能力以及理解应用能力。依图示，管腔中的氨基酸逆浓度梯度进入上皮细胞，属于主动运输；管腔中的,Na,顺浓度梯度进入上皮细胞，属于协助扩散,(,被动运输,),；上皮细胞中的氨基酸顺浓度梯度进入组织液，属于协助扩散,(,被动运输,),，故,D,项正确。,答案,D,纠错笔记,(1),需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外不要漏掉协助扩散。,(2),消耗能量的运输方式除主动运输外不要漏掉胞吞和胞吐。,(3),从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散，有些主动运输也可以从高浓度到低浓度运输。,(4),影响协助扩散运输速度的因素除载体蛋白质数量外不要漏掉浓度差。,(5),与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外不要漏掉载体蛋白的合成场所,核糖体。,(6),运输速度与,O,2,浓度无关的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。,课 时 作 业,（点此链接）,