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文檔簡介
高中生物學2025屆一輪復習課例第二單元
細胞的結構、功能和物質運輸
第07講水進出細胞的原理課前回顧真核細胞細胞核能控制細胞的代謝和遺傳,與細胞核的結構分不開。核膜是雙層膜,把核內物質與細胞質分開核仁與rRNA的合成及核糖體的形成有關染色質由DNA和蛋白質緊密結合而成,DNA是遺傳信息的載體核孔實現(xiàn)核質之間頻繁的物質交換和信息交流,核孔對物質的進出具有選擇透過性染色質和染色體是同一物質在不同時期的兩種存在狀態(tài)。導入生活中的生物學“海水稻是指能在鹽(堿)濃度0.3%以上的鹽堿地生長、且單產可達300kg/667m2以上的一類水稻品種,鹽堿地中含過量的鈉鹽,會對海水稻的生存造成威脅”。海水稻可以在鹽堿地生長,與其自身的結構有什么聯(lián)系?你能說出過量鈉鹽威脅海水稻生存的原理嗎?滲透作用及其現(xiàn)象分析考點一活動1、思考、分析并回答問題結合教材P62滲透作用的裝置實驗思考下列問題:漏斗管內的液面為什么會升高?如果漏斗管足夠長,管內的液面會無限升高嗎?為什么?液面不再上升后,水分子還會發(fā)生擴散嗎?此時半透膜兩邊的濃度大小是怎樣的?用紗布代替,漏斗管內的液面還會升高嗎?如果燒杯中不是清水,而是同樣濃度的蔗糖溶液結果一樣嗎?一
滲透作用1.漏斗管內的液面為什么會升高?如果漏斗管足夠長,管內的液面會無限升高嗎?為什么?任務一
閱讀問題探討,小組合作討論以下問題由于單位時間內透過半透膜進入長頸漏斗的水分子數(shù)量多于滲出的的水分子數(shù)量。蔗糖溶液對清水的滲透壓(F1)水柱產生的靜水壓(F2)
隨著液面上升,水柱產生的靜水壓F2逐漸增大,當F2=F1時,該滲透系統(tǒng)(即該裝置)達到滲透平衡,此時半透膜兩側水分子交換速率相等,液面不再升高。2.液面不再上升后,水分子還會發(fā)生擴散嗎?此時半透膜兩邊的濃度大小是怎樣的?
①會,此時水分子進出半透膜的數(shù)量達到平衡(滲透平衡)
。②蔗糖溶液濃度仍大于清水中的溶液濃度(清水沒有濃度,蔗糖分子無法到達清水)??偨Y:
滲透平衡后,液面不再升高,但液面仍存在高度差Δh,則液面高的一側溶液濃度高,蔗糖溶液的濃度仍然大于清水的濃度,且高度差越大,兩側溶液的濃度差越大。2.液面不再上升后,水分子還會發(fā)生擴散嗎?此時半透膜兩邊的濃度大小是怎樣的?
①會,此時水分子進出半透膜的數(shù)量達到平衡(滲透平衡)
。②蔗糖溶液濃度仍大于清水中的溶液濃度(清水沒有濃度,蔗糖分子無法到達清水)。①上圖中滲透達到平衡時,半透膜兩側_____(填“有”或“沒有”)水分子的進出。②上圖中△h不變時,S1、S2溶液濃度的大小關系為:S1______S2(填“>”“<”或“=”)有>如果用一層紗布代替玻璃紙(半透膜),漏斗管內的液面還會升高嗎?
如果燒杯中不是清水,而是同樣濃度的蔗糖溶液,結果會怎樣?半透膜兩側溶液的濃度(物質的量濃度)相等時,單位時間內由外側進入內側的水分子=由內側進入外側的水分子,液面不會升高。不會,紗布是全透的,蔗糖分子可自由通過。
指水分子(或其他溶劑分子)通過________的擴散,稱為滲透作用。半透膜(2)發(fā)生條件:②膜兩側溶液具有濃度差。①具有半透膜。指溶質物質的量濃度而非質量濃度。(3)滲透作用結果(4)滲透作用中水的運輸方向水分子可以通過半透膜進行雙向擴散,直到水分子進出速率達到動態(tài)平衡
①從溶質的角度分析:低濃度溶液→高濃度溶液②從水分子自身的角度分析:水分子數(shù)多
→
水分子數(shù)少半透膜含水量___
含水量______濃度溶液___濃度溶液低高高低滲透平衡時水分子進出速率相等滲透作用考點12.滲透作用原理(1)概念:注意:只比較單位體積內的微粒數(shù),與微粒的大小與種類無關。注意:滲透≠擴散:滲透作用必須通過半透膜,擴散則不一定需要;擴散適用于各種物質,滲透僅指溶劑分子。滲透是一種特殊的擴散。擴散作用滲透作用擴散:物質分子從相對含量高的地方向相對含量低的地方轉移,直到均勻分布的現(xiàn)象。(1)1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的滲透壓大小相等(
)滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質微粒的數(shù)目,溶質微粒越多,溶液滲透壓越高。mol/LNaCl溶液中,含1mol/L的Na+和1mol/L的Cl-,即溶質微粒濃度為2mol/L,而1mol/L蔗糖溶液中,溶質為蔗糖分子,不可再拆分,故1mol/LNaCl溶液的滲透壓大于1mol/L蔗糖溶液的滲透壓×(2)上圖中Δh不變時,半透膜兩側的溶液濃度相等(蔗糖不能通過半透膜)(
)×(3)上圖裝置達到滲透平衡時,半透膜兩側沒有水分子的進出(
)×Δh不變時,半透膜兩側水分子進出達到平衡,因為蔗糖分子不能通過半透膜,所以蔗糖溶液濃度仍大于清水濃度。達到滲透平衡時,半透膜兩側水分子的進出速率相等1.半透膜只允許水分子通過液面(等高)10%蔗糖溶液10%葡萄糖溶液半透膜②液面(等高)2mol/L蔗糖溶液2mol/L葡萄糖溶液半透膜①液面不變知識點二、滲透系統(tǒng)變式分析(??键c)葡萄糖相對分子質量較小,10%的葡萄糖溶液的物質的量濃度更大,水分子流向總趨勢為10%的蔗糖溶液→10%的葡萄糖溶液,右側液面升高。加蔗糖酶液面(等高)10%蔗糖溶液10%葡萄糖溶液半透膜④蔗糖被水解為兩分子單糖,導致左側濃度升高,水分子由10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液較多,則左側液面升高,最終高于右側液面(等高)10%蔗糖溶液10%葡萄糖溶液半透膜③液面穩(wěn)定后,將右側液面高出部分吸走右側液面繼續(xù)升高并達到新的平衡1、半透膜只允許水分子通過知識點二、滲透系統(tǒng)變式分析(常考點)滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質微粒的數(shù)目,溶質微粒越多,溶液滲透壓越高。滲透作用考點13.滲透裝置及現(xiàn)象分析①若溶液濃度S1>S2,則單位時間內水分子由S2→S1
由S1→S2,此時
液面上升。②若溶液濃度S1<S2,則情況相反,外觀上表現(xiàn)為
液面上升。③在達到
后,若存在上圖所示的液面差Δh,此時溶液濃度S1
S2。多于S1S2滲透平衡>(△h的液體重力=漏斗中溶液的吸水力)滲透平衡
兩側溶液濃度相等注意:≠(1)溶質不能通過半透膜的情況(2)溶質能通過半透膜的滲透裝置S1和S2是兩種不同的溶質且只有水和S1能透過半透膜S1溶液S2溶液半透膜①
S1的物質的量濃度大于S2的物質的量濃度S1液面升高S1中的溶質透過半透膜進入S2S2液面升高,最終高于S1②
S1的物質的量濃度小于S2的物質的量濃度S1液面始終低于S2液面滲透作用考點1(2)溶質能通過半透膜的滲透裝置S1和S2是同種溶質,且能透過半透膜,S1溶液濃度大于S2溶液濃度S1溶液S2溶液半透膜①由于半透膜兩側存在濃度差,由S2→S1的水分子數(shù)多于S1→S2的。導致
。②隨后S1中的溶質透過半透膜進入S2,濃度差逐漸減小,S1和S2的溶液濃度
,液面
。滲透作用考點1S1液面上升相等持平A、B兩個漏斗中液體體積和濃度相同,所以最終液面高度
,但是A漏斗的半透膜面積大,吸水
。到達平衡時
。(3)半透膜的面積滲透作用考點1相同快短【考點1滲透裝置分析】液面變化情況分析:平衡時B液面更高。溶液體積大,吸收水多,平衡時液面更高AB平衡時兩者液面一樣高,A先于B平衡A半透膜面積大,吸水快注:兩漏斗的體積不同(B>A),但半透膜面積相同注:兩漏斗的體積相同,但半透膜面積不同(A>B)1.某同學設計的滲透裝置實驗如圖所示(開始時狀態(tài)),燒杯中盛放有蒸餾水,倒置的長頸漏斗中先裝入蔗糖溶液,一段時間后再加入蔗糖酶(微量)。圖中豬膀胱膜允許單糖通過。下列有關敘述,正確的是()A.漏斗中液面開始時先上升,加酶后即下降B.漏斗中液面先上升,加酶后繼續(xù)上升,然后下降,
最后保持內外液面基本相平C.漏斗中液面先上升,加酶后繼續(xù)上升,然后保持一定的液面差不變D.加酶后在燒杯中可檢測出的有機物僅有葡萄糖B考向一滲透作用的原理及應用分析長頸漏斗中有蔗糖溶液,滲透壓較高,液面上升,加酶后蔗糖水解為單糖,溶液中溶質分子數(shù)目增多,滲透壓更高,液面繼續(xù)上升,但是單糖分子可以通過豬膀胱膜進入燒杯中,使兩邊滲透壓相等,漏斗中滲透壓降低至內外液面基本相平2.如圖為一個滲透裝置,假設溶液中的分子或離子不能通過半透膜,實驗開始時,液面a和b平齊。下列判斷正確的是(
)A.如果甲、乙都是蔗糖溶液,甲的濃度低于乙,則液面a會下降,液面b會上升B.如果甲、乙分別是葡萄糖溶液和蔗糖溶液,兩者的質量分數(shù)相同,則液面a會下降,液面b會上升C.當半透膜兩側的滲透作用達到平衡時,甲、乙溶液的濃度相等D.當半透膜兩側的滲透作用達到平衡時,甲、乙溶液的滲透壓一定相等如果甲、乙都是蔗糖溶液,甲的濃度低于乙,則水分子主要向乙一側擴散,液面a會下降,液面b會上升甲的物質的量濃度大于乙,則液面a會上升,液面b會下降當半透膜兩側的滲透作用達到平衡時,由于兩側的液面高度差可能不同,因此甲、乙溶液的濃度不一定相等,甲、乙溶液的滲透壓也不一定相等A(1)水分子是雙向移動的,但最終結果是由低濃度溶液流向高濃度溶液的水分子數(shù)較多。(2)達到滲透平衡時仍然有水分子透過半透膜,這時的水分子由燒杯擴散到漏斗與由漏斗擴散到燒杯的數(shù)目是相等的。(3)若滲透平衡后,半透膜兩側液面仍存在液面差,則半透膜兩側溶液就還存在濃度差。(4)滲透系統(tǒng)的溶液濃度指物質的量濃度而非質量濃度,實質是指滲透壓,如質量分數(shù)為10%葡萄糖溶液和質量分數(shù)為10%蔗糖溶液的質量濃度相等,但質量分數(shù)為10%蔗糖溶液的滲透壓比質量分數(shù)為10%葡萄糖溶液的小,故通過半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移動的水分子數(shù)多。動物細胞、植物細胞的吸水和失水考點二1.動物細胞的吸水和失水動態(tài)平衡細胞膜細胞質吸水膨脹失水皺縮考點二動物細胞、植物細胞的吸水和失水1.(必修1P61“思考·討論”)當外界溶液的濃度低時,紅細胞一定會由于吸水而漲破嗎?試說明原因。動植物細胞的吸水和失水考點2【思維拓展】提示:不一定。因為紅細胞吸水膨脹后細胞質的濃度也會下降,如果外界溶液濃度不是很低,細胞質的濃度下降后與外界溶液的濃度可能達到平衡,此時,紅細胞將不再吸水。1、農貿市場上灑水能保鮮蔬菜。2、向盛有黃瓜條的盤里加入食鹽,盤內水分增多。3、農業(yè)上,一次性施肥過多容易出現(xiàn)“燒苗”現(xiàn)象。生活現(xiàn)象:思考:植物細胞會出現(xiàn)滲透失水和吸水的情況嗎?植物細胞吸水和失水是否也是發(fā)生了滲透作用呢?動植物細胞的吸水和失水考點2知識點二、成熟植物細胞的吸水和失水具有大液泡(選擇透過性)原生質層(選擇透過性)細胞膜細胞質液泡膜細胞壁(全透性)構成半透膜原生質層相當于細胞內的
液體環(huán)境—細胞液濃度差外界溶液存在滲透系統(tǒng)細胞液植物細胞內的液體環(huán)境主要是指液泡里面的細胞液。水進出細胞主要是指水經過原生質層進出液泡。二、水進出植物細胞的原理【探究·實踐】探究植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設設計實驗進行實驗,觀察并記錄結果分析結果,得出結論表達與交流進一步探究原生質層是否相當于一層半透膜?水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎?原生質層相當于一層半透膜,水分進出植物細胞是通過滲透作用。科學探究的一般過程提出問題作出假設設計實驗1.如果假設是正確的,當外界溶液的濃度高于細胞液的濃度時,細胞就會
;當外界溶液的濃度低于細胞液的濃度時,細胞就會
。2.如何使細胞外溶液的濃度提高或降低?3.如何看到細胞?需要用到什么材料和器具?4.對實驗結果做出預測——細胞失水或吸水后可能出現(xiàn)哪些可觀察的變化?失水吸水二、水進出植物細胞的原理提出問題作出假設設計實驗進行實驗,觀察并記錄結果分析結果,得出結論表達與交流進一步探究1.實驗思路:將植物細胞分別浸潤在較高濃度的蔗糖溶液和清水中,用顯微鏡觀察液泡大小、原生質層位置的變化。科學探究的一般過程提出問題作出假設設計實驗本實驗是教材中涉及的顯微觀察實驗中唯一的一個在低倍鏡下(可不換高倍鏡)即可觀察現(xiàn)象的實驗。2.材料用具:紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞/黑藻葉片,0.3g/ml的蔗糖溶液,清水,刀片,鑷子,滴管,載玻片,蓋玻片,吸水紙,顯微鏡(黑藻是高等植物細胞,含有大液泡和大而清晰的葉綠體)該實驗可以選擇洋蔥鱗片葉的內表皮嗎?黑藻葉片葉肉細胞的液泡是無色的,為什么可以作為質壁分離的材料?一般選擇洋蔥鱗片葉外表皮,因為有紫色大液泡。也可選擇內表皮但是需要有顏色的溶液,容易觀察。因為黑藻原生質層中有葉綠體的顏色,能形成明顯對比。黑藻葉片細胞質壁分離質壁分離的黑藻細胞二、水進出植物細胞的原理提出問題作出假設設計實驗進行實驗,觀察并記錄結果分析結果,得出結論表達與交流進一步探究科學探究的一般過程現(xiàn)象試劑中央液泡原生質層的位置細胞大小蔗糖溶液
清水
逐漸變小,顏色變深逐漸變大,顏色變淺逐漸恢復原來位置基本不變逐漸脫離細胞壁基本不變兩次對照自身對照二、水進出植物細胞的原理結論:(1)植物細胞的原生質層相當于一層半透膜;(2)植物細胞也是通過滲透作用吸水和失水的。細胞失水,原生質層與細胞壁分離開來細胞吸水,與細胞壁分離的原生質層慢慢恢復原來的狀態(tài)當外界溶液濃度>細胞液濃度當外界溶液濃度<細胞液濃度質壁分離質壁分離復原分析結果,得出結論2.實驗分析兩組對照實驗活動1、根據(jù)上節(jié)內容,梳理植物能發(fā)生質壁分離的內因和外因半透膜大細胞液知識點三、觀察植物細胞的質壁分離和復原1.植物細胞發(fā)生質壁分離的條件:(1)細胞是活的(2)細胞有大液泡(3)細胞外溶液的濃度大于細胞液濃度。3.在觀察植物細胞的質壁分離和復原過程中,某同學在視野中看到生活著的洋蔥表皮細胞正處于下圖狀態(tài),a、b表示兩處濃度,由此可推測(
)
A.此時a>b,細胞滲透吸水
B.此時a=b,滲透系統(tǒng)保持動態(tài)平衡
C.此時a<b,細胞滲透失水
D.上述三種情況都有可能存在
【易錯提示】當在顯微鏡下觀察到細胞處于質壁分離狀態(tài)時,細胞①可能正在失水,②可能正在吸水,③可能處于平衡狀態(tài),④也可能已死亡。D1.植物細胞發(fā)生質壁分離的條件:(1)細胞是活的(2)細胞有大液泡(3)細胞外溶液的濃度大于細胞液濃度。內因:原生質層伸縮性大于細胞壁伸縮性;外因:外界溶液濃度大于細胞液濃度。
當外界溶液濃度大于細胞液濃度時,細胞失水,原生質層比細胞壁的伸縮性大,發(fā)生質壁分離。當外界溶液濃度小于細胞液濃度時,細胞吸水,發(fā)生質壁分離復原。2.質壁分離產生的原因動植物細胞的吸水和失水考點21.介于細胞膜與細胞壁之間是什么溶液?2.
如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶液,實驗結果會有什么不同?再放清水中如何?為什么?嚴重質壁分離,不會復原。過度失水死亡。3.將0.3g/ml的蔗糖溶液換成適宜濃度的KNO3,實驗結果會有什么不同?質壁分離后又自動復原動植物細胞的吸水和失水考點2K+、NO3-、尿素、乙二醇、甘油等可轉運到細胞內,使細胞液濃度升高,細胞滲透吸水而發(fā)生自動復原4.細胞質壁分離過程中,細胞液的濃度和細胞的吸水能力有什么變化?質壁分離復原過程中,兩者又有什么變化?動植物細胞的吸水和失水考點2質壁分離過程中,隨著質壁分離程度增大,細胞液的濃度增大,植物細胞吸水能力增強;質壁分離復原過程中,隨著質壁分離復原的進行,細胞液的濃度變小,植物細胞吸水能力減弱。(1)觀察植物細胞吸水和失水時,可用蔗糖溶液處理紫色洋蔥鱗片葉外表皮。(2021·全國乙卷,2D)()(2)質壁分離過程中,黑藻細胞綠色加深、吸水能力減小。(2020·山東卷,3C)(
)
(3)可以用大蒜根尖分生區(qū)細胞作實驗材料來觀察細胞的質壁分離與復原。(2020·全國卷Ⅰ,4A)(
)
(4)需要高倍顯微鏡下才能觀察到洋蔥鱗片葉外表皮細胞的質壁分離。(2019·海南卷,7C)(
)
(5)用黑藻葉片進行質壁分離實驗時,葉綠體的存在會干擾實驗現(xiàn)象的觀察。(2014·全國卷Ⅰ,4B)(
)(6)在“探究植物細胞的吸水和失水”實驗操作中,共涉及三次顯微鏡觀察,第一次用低倍鏡觀察,第二、三次用高倍鏡觀察()
√××××質壁分離過程中,細胞液濃度增大,吸水能力增大。根尖分生區(qū)細胞沒有大液泡,不適合作此實驗材料。整個實驗過程只需低倍鏡即可。黑藻葉肉細胞液泡無顏色,葉綠體的存在有利于實驗現(xiàn)象的觀察。×三次都是用低倍鏡進行觀察C2.(2024·廣東惠州調研)在觀察某植物細胞的質壁分離及質壁分離復原實驗中,依次觀察到的結果示意圖如下,其中①②指細胞結構。下列敘述正確的是(
)A.甲狀態(tài)時不存在水分子跨膜運輸進出細胞的現(xiàn)象B.甲→乙變化的原因之一是結構①的伸縮性比結構②的伸縮性大C.乙→丙的變化是由外界溶液濃度小于細胞液濃度所致D.細胞發(fā)生滲透作用至丙狀態(tài),一段時間后該細胞會破裂考向1
結合實驗原理和步驟,考查科學思維大本p43甲狀態(tài)時,水分子仍然通過跨膜運輸進出細胞內在的原因是結構①所示的細胞壁的伸縮性比結構②所示的原生質層的伸縮性小細胞壁的支持和保護作用,一段時間后該細胞不會破裂D5.(2021·湖南卷,3)質壁分離和質壁分離復原是某些生物細胞響應外界水分變化而發(fā)生的滲透調節(jié)過程。下列敘述錯誤的是(
) A.施肥過多引起的“燒苗”現(xiàn)象與質壁分離有關 B.質壁分離過程中,細胞膜可局部或全部脫離細胞壁 C.質壁分離復原過程中,細胞的吸水能力逐漸降低 D.1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的滲透壓大小相等考向1
結合實驗原理和步驟,考查科學思維大本p43對農作物施肥過多,根細胞外土壤溶液濃度過高,會導致質壁分離,引起“燒苗”現(xiàn)象原生質層由細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質構成質壁分離復原過程中,細胞液濃度逐漸降低,吸水能力逐漸降低1mol/LNaCl溶液中,含1mol/L的Na+和1mol/L的Cl-,即溶質微粒濃度為2mol/L,而1mol/L蔗糖溶液中,溶質為蔗糖分子,不可再拆分,故1mol/LNaCl溶液的滲透壓大于1mol/L蔗糖溶液的滲透壓我國鹽堿地總面積約為15億畝,對其進行開發(fā)利用能提高農業(yè)產能。過去的思路主要是治理鹽堿地使其適應作物,如今科研人員提出要向選育更多適應鹽堿地的耐鹽堿作物的方向轉變。請思考:土壤鹽分過多,土壤溶液濃度大于植物根部細胞的細胞液濃度,大多數(shù)作物因無法從土壤中獲取充足的水分而難以生長。提升關鍵能力
3.鹽堿地上大多數(shù)作物很難生長,主要原因是什么?6.(2023·河北張家口模擬)洋蔥表皮細胞是觀察質壁分離及復原的好材料。將洋蔥表皮細胞先后置于0.3g/mL蔗糖溶液和清水中,測得細胞吸水力和原生質體相對體積(正常狀態(tài)為1.0)的相互關系如圖1所示;圖2為實驗過程中某表皮細胞的一種狀態(tài)(有活性)。下列分析不正確的是(
)A.在低倍顯微鏡下即可觀察到質壁分離及復原現(xiàn)象B.B→C過程,細胞處于清水中,細胞液濃度逐漸變小C.圖2所示細胞一定發(fā)生在圖1中的B→A過程中D.可選用成熟的黑藻葉片代替洋蔥鱗片葉進行該實驗C1.如圖表示正在進行質壁分離的紫色洋蔥細胞,請分析:(1)實驗時一定要選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞嗎?為什么?不一定。紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的細胞液中含有色素,使液泡呈現(xiàn)紫色,便于觀察,而其他滿足條件的細胞也可作為實驗材料。(2)b的大小和顏色如何發(fā)生變化?
b逐漸變小,顏色逐漸加深。(3)c處的液體是什么?大本p43發(fā)生質壁分離時,在細胞壁和細胞膜之間(c處)充滿的是外界溶液,原因是細胞壁具有全透性。2.發(fā)生質壁分離后的細胞是否都可以發(fā)生復原?為什么?不一定,外界濃度過高或分離時間過長會導致細胞失水過多而死亡,從而不再發(fā)生復原現(xiàn)象二、水進出植物細胞的原理7.植物細胞的質壁分離及復原實驗有哪些應用?①判斷成熟植物細胞的死活②測定細胞液濃度范圍待測成熟植物細胞一定濃度蔗糖溶液鏡檢發(fā)生質壁分離無質壁分離活細胞死細胞待測成熟植物細胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液鏡檢細胞液濃度介于未發(fā)生質壁分離和剛發(fā)生質壁分離的兩蔗糖溶液濃度之間(細胞過度失水死亡將不能發(fā)生質壁分離復原)例:將洋蔥鱗片葉放在0.45mol/L蔗糖溶液中,細胞發(fā)生質壁分離;放在0.35mol/L的蔗糖溶液中,細胞有脹大趨勢,放在0.4mol/L的蔗糖溶液中,細胞幾乎不發(fā)生變化,這表明(
)
A.洋蔥表皮細胞已經死亡
B.細胞膜不允許水分子自由通過
C.蔗糖分子進入細胞導致滲透平衡
D.細胞液濃度為0.4mol/L左右將洋蔥鱗片葉放在濃度為0.45mol/L蔗糖溶液中,細胞發(fā)生質壁分離,說明細胞液的濃度小于0.45mol/L蔗糖溶液,細胞失水;放在濃度為0.35mol/L蔗糖溶液中,細胞有脹大趨勢,說明細胞液的濃度大于0.35mol/L蔗糖溶液,細胞吸水,放在濃度為0.4mol/L蔗糖溶液中細胞似乎不發(fā)生什么變化,說明細胞液的濃度與0.4mol/L蔗糖溶液的濃度相當,水分進出細胞處于動態(tài)平衡D【例】某同學采用蘚類小葉為材料,利用植物細胞質壁分離與復原實驗進行葡萄糖溶液和蔗糖溶液的鑒定,相關實驗結果如圖所示。下列有關敘述錯誤的是(
)A.圖1中結構B為葉綠體,葉綠體的綠色不會干擾實驗現(xiàn)象的觀察B.圖1的A中充滿的是蔗糖或葡萄糖溶液,此時細胞液濃度小于蔗糖或葡萄糖溶液C.若在某種溶液中液泡體積變化如圖2所示,可推斷該溶液很可能是葡萄糖溶液D.通過質壁分離與復原實驗還可以判斷細胞的死活和細胞液濃度B二、水進出植物細胞的原理不同植物細胞同一濃度蔗糖溶液鏡檢發(fā)生質壁分離所需時間越短,細胞液濃度越小,反之則細胞液濃度越大③比較不同植物細胞的細胞液濃度④比較未知濃度溶液的濃度大小同一植物的相同成熟細胞未知濃度的溶液鏡檢發(fā)生質壁分離所需時間越短,未知溶液的濃度越大,反之則未知溶液的濃度越小課本74頁
用2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分別浸浴某種植物細胞,觀察質壁分離現(xiàn)象,得到其原生質體體積的變化情況如下圖所示。請據(jù)圖回答:(1)原生質體體積在A→B段的變化說明:在該段時間內水分從原生質體_________。細胞液濃度_________。(2)在1min后,處于2mol/L蔗糖溶液中的細胞的細胞液濃度將_________,此時,在細胞壁與原生質層之間充滿了_________。要使該細胞復原,應將其置于_________。(3)在2min后,處于2mol/L乙二醇溶液中的細胞,其原生質體體積的變化是由于_________逐漸進入細胞,引起細胞液濃度_________。(4)并不是該植物的所有生物細胞均可發(fā)生質壁分離,能發(fā)生質壁分離的細胞還必須具有_________。滲出增大緩緩增大后趨于穩(wěn)定蔗糖清水乙二醇增大大液泡⑤鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)成熟植物細胞不同種類溶液鏡檢只發(fā)生質壁分離質壁分離后自動復原溶質不能透過半透膜(如蔗糖溶液)溶質能透過半透膜(如KNO3溶液)如果所用溶液中的溶質為葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等,質壁分離后因細胞主動或被動吸收溶質微粒而使細胞液濃度增大,植物細胞會吸水引起質壁分離后的自動復原。二、水進出植物細胞的原理3.將某種植物的成熟細胞放入一定濃度的物質A溶液中,發(fā)現(xiàn)其原生質體(植物細胞中細胞壁以內的部分)的體積變化趨勢如圖所示。下列敘述正確的是A.0~4h內物質A沒有通過細胞膜進入細胞內B.0~1h內細胞體積與原生質體體積的變化量
相等C.2~3h內物質A溶液的滲透壓小于細胞液的
滲透壓D.0~1h內液泡中液體的滲透壓大于細胞質基質的滲透壓C據(jù)圖可知,2h后,該細胞在物質A溶液中發(fā)生了_____________現(xiàn)象。原因是______逐漸進入細胞內,引起細胞液的濃度逐漸______,當細胞液的濃度____物質A溶液的濃度時,細胞開始吸水。質壁分離復原物質A升高大于4.下列有關“探究植物細胞的吸水和失水”實驗的分析,正確的是(
)
A.“原生質層比細胞壁的伸縮性大”是該實驗依據(jù)的原理之一B.引流蔗糖溶液時最好把臨時裝片放在實驗桌上進行操作C.滴入蔗糖溶液后可觀察到洋蔥鱗片葉外表皮細胞體積明顯縮小D.把蔗糖溶液換成KNO3溶液一定能觀察到質壁分離自動復原現(xiàn)象最好把臨時裝片放在顯微鏡的載物臺上操作若KNO3溶液的濃度過大,可能會導致細胞過度失水死亡,不再發(fā)生質壁分離復原A物質出入細胞的方式及影響因素考點三知識點一、小分子物質進出細胞方式的比較(跨膜運輸)物質通過簡單的擴散作用進出細胞的方式,叫作自由擴散,也叫簡單擴散。概念:特點:舉例:①順濃度梯度運輸②不需要轉運蛋白③不需要消耗能量①氣體分子,如O2、CO2、NO2等②部分水分子③小分子有機物,如甘油、乙醇,苯等脂溶性小分子知識點一、小分子物質進出細胞方式的比較(跨膜運輸)影響擴散速率的因素:①溫度(生物膜分子的運動)②膜內外兩側物質濃度差膜兩側的分子濃度差越大,擴散速率越快。成正比濃度差擴散速度轉運蛋白擴散速度O2(能量)擴散速度知識點一、小分子物質進出細胞方式的比較(跨膜運輸)借助膜上的轉運蛋白進出細胞的物質擴散方式,叫作協(xié)助擴散,也叫易化擴散。概念:特點:舉例:①順濃度梯度運輸②需要轉運蛋白③不需要消耗能量①葡萄糖進入紅細胞——載體蛋白②大部分水分子進出——水通道蛋白③神經纖維上Na+內流,K+外流——離子通道蛋白知識點一、小分子物質進出細胞方式的比較(跨膜運輸)O2(能量)擴散速度濃度差擴散速度PP點后速率受轉運蛋白數(shù)量限制拐點前:看橫坐標拐點后:除橫坐標外其他影響因素①溫度(膜的流動性)②膜內外兩側物質濃度差③轉運蛋白的數(shù)量影響擴散速率的因素:知識點一、小分子物質進出細胞方式的比較(跨膜運輸)項目被動運輸主動運輸自由擴散協(xié)助擴散運輸方向是否需蛋白質是否耗能代表例子高濃度→低濃度不需要需要(通道蛋白、載體蛋白)需要載體蛋白不耗能不耗能消耗能量①O2、CO2、水(小部分)②脂溶性物質:甘油、乙醇、苯,性激素等①葡萄糖通過載體蛋白進入紅細胞②水(大部分水通過通道蛋白的運輸)③離子通過離子通道蛋白運輸靜息電位:K+外流動作電位:Na+內流①小腸上皮細胞吸收葡萄糖、氨基酸;②離子通過細胞膜(如Na+—K+泵)高濃度→低濃度低濃度→高濃度轉運蛋白通道蛋白與載體蛋白的異同載體蛋白通道蛋白圖示轉運對象特點每次轉運時都會發(fā)生
的改變只容許與自身通道的
相適配、
相適宜的分子或離子通過。只容許與自身結合部位相適應的
通過。分子或離子通過通道蛋白時,
。分子或離子直徑和形狀大小和電荷自身構象不需要與通道蛋白結合通道蛋白與載體蛋白的異同載體蛋白通道蛋白圖示濃度圖解相同濃度差運輸速率均為蛋白質;都是膜轉運蛋白;均具有特異性濃度差運輸速率哺乳動物細胞內外Na+和K+濃度細胞內濃度細胞外濃度Na+10~20mmol/L約150mmol/LK+約100mmol/L約5mmol/L依靠被動運輸,能不能建立起細胞內外K+、Na+的濃度差?(Na+-K+泵)Na+-K+泵逆濃度梯度進行Na+和K+的主動運輸,以建立膜兩側Na+和K+的濃度差,運輸過程中需要消耗能量(ATP)以改變載體蛋白的空間結構。3、主動運輸考點3物質出入細胞方式及影響因素知識點一、小分子物質進出細胞方式的比較(跨膜運輸)特點:①逆濃度梯度運輸②需要載體蛋白③需要消耗能量概念:物質逆濃度梯度進行跨膜運輸,需要載體蛋白的協(xié)助,同時還需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量。3、主動運輸根吸收礦質元素;小腸上皮細胞吸收無機鹽離子、葡萄糖、氨基酸等Na-K泵排鈉吸鉀;實例:知識點一、小分子物質進出細胞方式的比較(跨膜運輸)影響主動運輸速率的因素(1)載體蛋白的種類和數(shù)量(2)能量供應(氧氣濃度、溫度等)載體蛋白數(shù)量的限制能量的限制擴散速率(V)O2濃度/氧分壓OACBB點之后運輸速率不變的原因是:_____________________膜上載體蛋白數(shù)量有限由無氧呼吸提供能量知識點一、小分子物質進出細胞方式的比較(跨膜運輸)④溫度對運輸速率的影響:知識點二、教材中與主動運輸相關知識(拓展延伸)2.主動運輸?shù)念愋停?/p>
PiATPADP光H+H+H+H+ATP驅動協(xié)同轉運光驅動知識點二、教材中與主動運輸相關知識(拓展延伸)1.主動運輸消耗的能量來源:
第一類:直接消耗ATP的主動運輸,通常稱為泵(ATP驅動泵)。①Na+-K+泵②H+泵ATP驅動泵既是載體同時也是催化ATP水解的酶。1、細胞通過主動運輸來
、
,從而保證細胞和個體生命活動的需要。2、閱讀課本88頁圖5-7“ATP為主動運輸功能示意圖”,完成以下問題:(1)由圖可知Ca2+載體同時具有
和
功能(按先后寫);(2)ATP為Ca2+載體提供能量的實質/用途是
。選擇吸收所需要的物質排出代謝廢物和對細胞有害的物質催化ATP水解轉運Ca2+使Ca2+載體磷酸化,構象改變知識點二、教材中與主動運輸相關知識(拓展延伸)1.主動運輸消耗的能量來源:
第二類:間接消耗ATP的主動運輸。主動運輸動力來源:離子的濃度梯度細胞外細胞內逆向轉運Na+H+【例】主動運輸消耗的能量可來自ATP或離子電化學梯度等。如圖為Na+、葡萄糖進出小腸上皮細胞的示意圖。下列關于圖中物質跨膜運輸過程的分析錯誤的是()A.葡萄糖從腸腔進入小腸上皮細胞是不需耗能的主動運輸B.Na+從小腸上皮細胞進入組織液是需要消耗ATP的主動運輸C.葡萄糖從腸腔進入小腸上皮細胞與Na+從腸腔進入小腸上皮細胞相伴隨D.Na+從腸腔到小腸上皮細胞以及葡萄糖從小腸上皮細胞到組織液均為被動運輸Na+的電化學梯度A【例】擬南芥液泡膜上存在Na+/H+反向轉運載體蛋白,它可利用液泡內外H+的電化學梯度(電位和濃度差)將H+轉出液泡,同時將Na+由細胞質基質轉入液泡。部分物質跨液泡膜轉運過程如圖所示,據(jù)圖判斷,下列敘述錯誤的是(
)A.Na+在液泡中的積累有利于提高擬南芥的耐鹽能力B.Na+以主動運輸?shù)姆绞接杉毎|基質進入液泡C.Cl-以協(xié)助擴散的方式由細胞質基質進入液泡D.H2O以自由擴散的方式進出液泡D【例】植物葉肉細胞光合作用合成的有機物是以蔗糖的形式經篩管不斷運出。蔗糖分子利用H+形成的濃度差提供的能量借助蔗糖載體與H+同向跨膜運輸,如圖所示。下列敘述錯誤的是(
)A.植物體缺K+會影響光合作用產物的運輸B.ATP酶既作為K+、H+的載體蛋白,又可以催化
ATP的水解C.葉肉細胞與篩管間H+濃度差的維持離不開ATP酶D.蔗糖的跨膜運輸沒有直接消耗ATP,屬于協(xié)助擴散D胞吞過程①大分子與膜上的
結合;②細胞膜
,包圍著大分子結合;③小囊從細胞膜
下來,形成
,進入細胞內部。受體蛋白內陷形成小囊分離囊泡能量特點①不需要載體蛋白②需要與細胞膜上特定蛋白質結合③需要細胞呼吸所釋放的能量實例白細胞吞噬病菌、變形蟲吞食食物顆粒等。4、胞吞胞吐胞吐過程①細胞需要外排的大分子,先在細胞內形成
;②囊泡移到細胞膜處,與細胞膜
;
③大分子排出到細胞外。囊泡融合胞吞、胞吐過程能發(fā)生的結構基礎是什么?生物膜具有一定的流動性能量影響因素:細胞膜的流動性、溫度和能量等4、胞吞胞吐注意:1.神經遞質大部分是小分子物質,但釋放的方式也是胞吐。2.通過核孔運輸?shù)拇蠓肿游镔|有mRNA、蛋白質等。3.依賴膜的流動性,穿0層生物膜,0層磷脂分子層思考:1.大分子往往以胞吐形式運出細胞,胞吐運輸?shù)囊欢ǘ际谴蠓肿訂幔?.有的大分子物質還可以通過什么結構進行運輸?3.胞吞胞吐穿過幾層磷脂分子?B2.(2023·全國甲卷1題)物質輸入和輸出細胞都需要經過細胞膜。下
列有關人體內物質跨膜運輸?shù)臄⑹觯_的是(
)A.乙醇是有機物,不能通過自由擴散方式跨膜進入細胞B.血漿中的K+進入紅細胞時需要載體蛋白并消耗ATPC.抗體在漿細胞內合成時消耗能量,其分泌過程不耗能D.葡萄糖可通過主動運輸?shù)荒芡ㄟ^協(xié)助擴散進入細胞3.(2021·山東卷,2)液泡是植物細胞中儲存Ca2+的主要細胞器。液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解無機焦磷酸釋放的能量跨膜運輸H+,建立液泡膜兩側的H+濃度梯度。該濃度梯度驅動H+通過液泡膜上的載體蛋白CAX完成跨膜運輸,從而使Ca2+以與H+相反的方向同時通過CAX進入液泡并儲存。下列說法錯誤的是(
) A.Ca2+通過CAX的跨膜運輸方式屬于協(xié)助擴散 B.Ca2+通過CAX的運輸有利于植物細胞保持堅挺 C.加入H+焦磷酸酶抑制劑,Ca2+通過CAX的運輸速率變慢 D.H+從細
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