必修1 第三单元 第一讲 物质跨膜运输的实例

nullnull第三单元 细胞的物质输入和输出nullnull 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。 null3.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 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 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。null5.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 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，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。 nullnullnullnullnull1.组成比较 nullnull2.渗透作用原理的应用 (1)比较不同溶液浓度大小null(2)验证渗透作用发生的条件 ①具有半透膜： ②具有浓度差： null(3)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例) null①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。 ②两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。 ③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。 ④在渗透装置达到渗透平衡后，只要存在液面差Δh，则原 高浓度溶液的浓度仍大于原低浓度溶液的浓度。 null1.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)，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 (　　) nullA.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 null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 null2. 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a＞b，细胞渗透吸水 B.a＝b，渗透系统保持动态平衡 C.a＜b，细胞渗透失水 D.上述三种情况都可能存在 null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 null1.选择性吸收的原因 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 (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①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 ②植物对同一种盐的阴阳离子的吸收存在差异null(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null2.根对离子吸收的曲线模型 (1)氧分压与根吸收离子速率的关系 ①AB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。 ②BC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。 null(2)根吸收离子与溶液中离子浓度的关系 ①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。 ②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。 ③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。null3.植物对水分和离子吸收的关系相对独立 (1)区别 nullnull(2)联系 ①矿质元素必须溶解在水中呈离子状态，才能被细胞吸收。 ②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。 ③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。 null3.(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 (　　) .nullA.不同植物对离子的需要量是不同的 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 2－42－4null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 nullnull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 (　　) nullnull[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 null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。null(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。 null下图中正确表示水稻呼吸强度与K＋吸收量关系的是(　　) null [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 null 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 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 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。 nullnull (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)可初步判断，细胞膜对物质的转运具有 　　　　　　的特性。 null [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。null[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)选择透过(选择通透)nullnull(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。 nullnull(1)选材 ①最常用的实验 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 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。null②选择材料必须都是活细胞，否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。 null(2)试剂选择 ①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。 null②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。 ③试剂浓度影响细胞发生质壁分离的速度，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。 null(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。 null①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。 ②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。 ③本实验所用的方法为引流法，采用了自身对照(前测和后 测)。null④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。 ⑤分离时，原生质层的外界面是细胞膜。 null (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)。 ①观察叶绿体和原生质的流动 ②观察洋葱鳞片叶内表皮细胞中DNA的分布 ③探究酵母菌的呼吸方式 ④红细胞中血红蛋白的提取和分离 null(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。 步骤二：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。 nullnull ①图中A、B处的颜色分别是 。 ②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 。 null ③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，为更准确地判断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 。 null [解析]　(1)需保持细胞生理活性的有①观察叶绿体和原生质的流动及③探究酵母菌的呼吸方式，而②只需观察DNA的分布，④只需对血红蛋白进行提取与分离，而与细胞是否有活性无关。(2)①该题主要涉及实验结果的考查，从图中分析可知A处属于细胞膜外，主要溶液为蔗糖溶液，因此无色，而B为叶绿体，因此为绿色。②由题意可知植物细胞不吸收伊红，结合细胞壁的全透性，可知A为红色而B为绿色。③在高温80℃条件下处理，细胞许多结构与功能将丧失，而对于显微镜使用的考查涉及调节光源。 null[答案]　(1)①③ (2)①无色、绿色　②红色、绿色　③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 null植物细胞质壁分离与复原实验的应用 (1)判断细胞的死活 待测细胞＋ 实验单一变量：待测细胞的生活状态。 (2)测定细胞液浓度范围 待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液 细胞液 浓度范围是未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶 液的浓度范围。 实验单一变量：不同浓度的蔗糖溶液。 较高浓度 蔗糖溶液镜检发生质壁分离→活细胞 不发生质壁分离→死细胞null(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度 不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液 刚发生质壁 分离时所需时间比较→判断质壁分离速度(或细胞液浓度)。 实验单一变量：不同植物细胞。 (4)比较未知浓度溶液的浓度大小 同一植物的成熟细胞＋未知浓度的溶液 刚刚发生质 壁分离所需时间→比较所用时间长短→判断溶液浓度的 大小 (时间越短，未知溶液的浓度越大)。 实验单一变量：未知浓度的溶液。 镜检镜检null(5)验证原生质层和细胞壁伸缩性大小 成熟植物细胞＋蔗糖溶液镜检 发生质壁分离现象→细胞壁伸缩性小于 原生质层伸缩性 不发生质壁分离→细胞壁伸缩性大于或 等于原生质层的伸缩性nullnull[随堂高考] 1.(2008·江苏高考)下列对有关实验的描述中，错误的是 (　　) A.分离叶绿体中的色素时，不同色素随层析液在滤纸上的 扩散速度不同 B.用低倍镜观察不到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分 离和复原过程 C.观察叶片细胞的叶绿体时，先在低倍镜下找到叶片细胞 再换高倍镜观察 D.甲基绿染色可使人口腔上皮细胞的细胞核呈绿色 null解析：调整外界溶液的浓度，在低倍镜下可以观察到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原的过程。 答案：B null2.(2007·广东高考)用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分 离实验”的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操 作和结果的叙述，正确的是 (　　) A.将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象 B.在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂 C.用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质壁 分离复原现象 D.当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能 null解析：质壁分离实验中不需要酒精灯加热，若加热会使细胞死亡，细胞不会出现质壁分离现象；若用较高浓度的KNO3溶液处理植物细胞，可导致细胞在短时间内失水过多而死亡，看不到质壁分离复原现象；当质壁分离不能复原时，说明原生质层选择透过性丧失，细胞死亡；植物细胞的膜外有细胞壁包围，当细胞吸水量达到一定程度后，细胞壁限制其吸水，不会让其吸水过多涨破，故答案为B。答案：Bnull3.(2006·江苏高考)将一植物细胞放入KNO3溶液中，一段时间 后发生了质壁分离，下列说法不正确的是 (　　) A.此细胞是活细胞 B.原生质层具有选择透过性 C.发生质壁分离的细胞一段时间后可自动质壁分离复原 D.原生质层两侧溶液存在浓度差，KNO3溶液浓度低于细胞 液浓度 .null解析：据题干信息可知：一段时间后发生质壁分离，说明在该时段内KNO3溶液浓度大于细胞液浓度，细胞是活的，原生质层才具有选择透过性，才会导致植物细胞发生渗透失水，出现质壁分离现象。后来由于植物细胞通过主动运输吸收K＋、NO ，使细胞液浓度增大，KNO3溶液浓度下降，当细胞液浓度大于KNO3溶液浓度时，植物细胞发生渗透吸水，出现质壁自动分离复原现象。 答案：D - 3null4.(2008·江苏高考)某同学进行实验，甲图为实验开始状态， 乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上 继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。 null增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。 (1)设计出继续实验的简要步骤：①　 　 ； ② 。 (2)预测实验现象并作出结论。　 　　 。 null解析：实验目的是探究蔗糖的水解产物是否能透过半透膜，由提供的实验材料可推知实验原理：蔗糖的水解产物如果能透过半透膜，由于渗透作用，两边的液面差会缩小，用斐林试剂检验，水浴条件下a、b两管内的液体会出现砖红色沉淀；否则，两边的液面会因为蔗糖的水解使b管内溶质分子数增加而使液面差加大，且检验时a管内的液体无砖红色沉淀。实验设计步骤时注意无关变量的控制，如两侧加入等量的蔗糖酶，水浴控制酶活性的最适温度等。 null答案：(1)①向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热(或隔水加热)U型管至适宜温度，观察a、b两管内液面的变化　②吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入斐林试剂，(60～65℃)水浴加热，观察A、B试管内有无砖红色沉淀 (2)如果a、b两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果a、b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀、B试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜 null5.(2006·上海高考)请回答下列有关矿质元素吸收的问题。 取四株大小与长势一致的番茄幼苗，分别培养在盛有等量 完全培养液的培养瓶中，然后将其中两株番茄幼苗的地上 部分同时剪去。装置如下图。 null(1)实验中，向甲、丙两瓶持续充入空气，测量四只培养瓶内溶液中的K＋含量，结果如下图。 null①表示甲瓶溶液中K＋含量变化的曲线图是 。 ②表示丁瓶溶液中K＋含量变化的曲线图是　 。 (2)植物吸收矿质元素的主要方式是　　　　　，这一观点可通过　　　　　　　两装置的实验加以验证。 (3)植物的地上部分为根提供　　　　　　，这一观点可通过 　　　　　　　　两装置的实验加以验证。 (4)经过一定时间后，如果甲瓶中的番茄幼苗出现了萎蔫现象，其原因可能是　　 。null解析：(1)根吸收矿质元素所需能量主要由根细胞有氧呼吸提供，而其有氧呼吸所需糖类等有机物由植物地上部分提供，且地上部分的蒸腾作用能促进矿质元素的运输。甲瓶中既有O2，又有地上部分，因此根对矿质元素的吸收最旺盛，溶液中K＋逐渐下降，对应图D；丁瓶中既无O2，又无地上部分，根对矿质元素的吸收最弱，植株存活时间最短，对应图B。 (2)植物吸收矿质元素的方式是主动运输，需呼吸作用提供能量，图中甲瓶和乙瓶的单一变量为O2，丙瓶和丁瓶的单一变量为O2，因此可通过甲、乙或丙、丁来验证。null(3)植物地上部分通过光合作用产生的糖类等能源物质，可经筛管运输到根部，为根部的细胞呼吸提供能源物质(糖类等)，图中甲瓶和丙瓶或乙瓶和丁瓶中的单一变量都是地上部分的 有无，因此可通过比较甲、丙或乙、丁的现象得出结论。 (4)甲瓶中植物进行正常生命活动，蒸腾作用旺盛，随着蒸腾作用进行，瓶中水分大量减少，且根对矿质元素和水的吸收 是两个相对独立的过程，根吸水和吸收矿质元素不成比例， 导致溶液浓度增大，当大于根毛细胞的细胞液浓度后，幼苗 会出现萎蔫现象。 null答案：(1)①D　②B　(2)主动运输　甲、乙(或丙、丁) (3)能源物质(糖类等有机物)　甲、丙(或乙、丁) (4)因蒸腾作用失水，培养液浓度增高，大于根毛细胞的细胞液浓度，导致根毛细胞不能吸水