高中生物总复习第8讲物质跨膜运输的实例和方式课件省公开课一等奖新名师优质课获奖课件.pptx

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,*,第,8,讲 物质跨膜运输实例,和方式,（对照标准,本身对照）,第1页,第2页,一、渗透作用原理,1.,渗透作用概念：,渗透作用是指水分子（或）其它溶剂分子经过半透膜扩散,2,发生渗透作用条件：,一是含有半透膜；二是半透,膜两侧溶液含有浓度差。,即一个完整渗透系统由两,种溶液,(A,和,B),，以及隔在两,者中间半透膜这三者组成。,第3页,3,原理：,对于被半透膜隔开两个溶液体系,S,1,和,S,2,：,当,S,1,浓度,S,2,浓度时：单位时间内由,S,2,S,1,水分子数多于单位时间内由,S,1,S,2,水分子数。,当,S,1,浓度,S,2,浓度时：单位时间内由,S,1,S,2,水分子数多于单位时间内由,S,2,S,1,水分子数。,当,S,1,浓度,S,2,浓度时：单位时间内由,S,1,S,2,水分子数等于单位时间内由,S,2,S,1,水分子数。,S,1,、,S,2,进行双向水分子移动，但我们只能从外观上观察双向水分子移动数量差。,第4页,4,渗透作用结果：,从微观水平分析，水分子能够经过半透膜进行双向扩散；从宏观水平观察，水分却是从低浓度溶液流向高浓度溶液，直至到达动态平衡。,第5页,【,例,1】,如图试验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。倒置长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一段时间后再加入蔗糖酶。最可能试验现象是,(,),A,漏斗中液面开始时先,上升，加蔗糖酶后又下降,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，加蔗糖酶后一直上升,D,在玻璃槽中会测到葡萄糖、果糖和蔗糖酶,A,第6页,【,解析,】,试验开始时，蔗糖不能透过半透膜，所以单位时间内经过半透膜渗透进长颈漏斗中水分子数比渗透出来多，漏斗内液面上升。而加入蔗糖酶后，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较多，漏斗内液面下降。,第7页,二、动植物细胞吸水和失水,1,植物细胞原生质层,(,由细胞膜、液泡膜以及两层之间细胞质组成,),相当于一层半透膜。,第8页,2,动植物细胞吸失水比较,第9页,【,例,2】,(,济南一模,),右图表示各种植物成熟细胞在不一样浓度蔗糖溶液内质壁分离百分率，图中曲线表明这些植物细胞,(,),A,细胞液浓度,蔗糖溶液浓度,B,细胞液浓度,蔗糖溶液浓度,C,有不一样浓度细胞液,D,有不一样选择透过性,C,【,解析,】,本题考查对质壁分离试验了解。读图可知，在不一样浓度蔗糖溶液中质壁分离细胞数量是不一样，说明这些植物细胞有不一样浓度细胞液。,第10页,三、植物细胞吸水和失水试验探究,1,试验原理,(1),成熟植物细胞原生质层含有选择透过性，细胞壁和原生质层含有一定伸缩性，但原生质层伸缩性大于细胞壁。,(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),质壁分离复原：细胞细胞液浓度外界溶液浓度,外界溶液中水分经原生质层进入细胞液,质壁分离复原。,第11页,2,试验流程,第12页,3,本试验应注意问题,(1),试验成功关键是试验材料选择，必须选择有大液泡植物细胞,(,最好有颜色,),，便于在显微镜下观察现象。,(2),滴加蔗糖溶液和清水，要在载物台载玻片上进行，不然不轻易对比观察某个细胞失水和吸水情况。,(3),蔗糖溶液浓度不宜过高，不然会引发植物细胞过分失水而死亡。,第13页,(4),若用葡萄糖、,NaCl,、,KNO,3,、尿素、乙二醇等做试验，发生质壁分离后，会自动复原，其原因是上述物质都可转运到细胞内，致使细胞液浓度升高，外界溶液浓度降低，重新吸水而复原。,(5),质壁分离时，在细胞壁和细胞膜之间充满是浓度降低了外界溶液，因为细胞壁是全透性。,第14页,4,本试验能验证问题及拓展应用,(1),试验验证问题,观察质壁分离和复原：,能够证实一个成熟植物细胞组成一个渗透系统，质壁分离和复原是细胞渗透失水或吸水标志；,能够证实渗透作用发生条件；,能够证实细胞是活；,还能够大致测出细胞液浓度；,证实原生质层伸缩性大于细胞壁。,第15页,(2),试验拓展应用,探究渗透作用两个条件,半透膜和浓度差。若将教材中试验装置换成纱布,(,全透性,),、薄膜,(,不透性,),，半透膜两侧换成浓度相等蔗糖溶液，渗透作用都不发生，即可证实渗透作用发生两个条件。,探究区分,10%,和,20%,蔗糖溶液,用教材中试验装置，将两种液体分别装入烧杯和漏斗中，若漏斗液面上升，则烧杯中为,10%,蔗糖溶液，反之则为,20%,蔗糖溶液。,探究某种材料细胞液浓度,配制一系列浓度蔗糖溶液，制作成一系列装片用显微镜观察，视野中约有,50%,细胞发生质壁分离时蔗糖溶液浓度即为细胞液浓度。,第16页,【,例,3】,用洋葱鳞片叶表皮制备,“,观察细胞质壁分离试验,”,暂时装片，观察细胞改变，以下相关试验操作和结果叙述，正确是,(,),A,将装片放在酒精灯上加热后，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,用不一样浓度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，细胞仍含有正常生理功效,B,第17页,【,解析,】,A,项观察细胞质壁分离试验时，植物细胞应处于生活状态，若将装片放在酒精灯上加热后，细胞会死亡，无法观察到试验现象；,B,项因为细胞壁保护作用，植物细胞浸到清水中也不会因为吸水过多而涨破；,C,项要使细胞发生质壁分离，外界溶液浓度应大于细胞液浓度，但也不可过高，不然会使细胞失水过多而死亡，在适宜浓度范围下，,KNO,3,能够经过主动运输进入细胞而使细胞自动复原；,D,项细胞发生质壁分离不能复原时，说明细胞已经过分失水而死亡，细胞不再含有正常生理功效。,第18页,四、物质跨膜运输其它实例,1,不一样植物细胞,对同一无机盐离子、同一植物细胞对不一样无机盐离子吸收都有差异，说明植物细胞膜对无机盐离子吸收含有选择性。,第19页,2,番茄吸收,Ca,2,、,Mg,2,多，吸收,少；水稻吸收,多，而吸收,Ca,2,、,Mg,2,少，从营养学角度讲番茄补钙效果比水稻好。,3,水稻吸收水相对速度比吸收,Ca,2,、,Mg,2,大，造成培养液中,Ca,2,、,Mg,2,浓度上升；番茄吸收水相对速度比吸收,大，造成培养液中,浓度上升。,4,植物细胞在同一时间吸收离子和吸收水量不一样，即吸收离子和吸收水是两个不一样过程。,第20页,【,例,4】,(,南通一模,),用完全相同培养液，在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。在二者吸水速率几乎相同情况下，,72,小时后培养液中部分离子浓度发生了以下表改变,(,表中数据为,72,小时后溶液中部分离子浓度占开始时百分比,),。分析下表能不得出结论是,(,),D,第21页,A,不一样植物对矿质元素吸收量是不一样,B,不一样植物根尖细胞膜上载体种类和数量是不一样,C,与番茄相比，水稻对,吸收量大，对,Ca,2,吸收量小,D,植物对各种离子吸收速率与溶液中离子浓度呈正相关,第22页,【,解析,】,本题考查细胞对矿质离子吸收。由表可见，水稻、番茄对各种离子吸收量不一样，其原因是根细胞表面对应离子载体数量不一样，水稻对,吸收量比番茄大，而番茄对,Ca,2,吸收量较水稻大。不能得到离子吸收速率与溶液中离子浓度关系。,第23页,五、物质出入细胞方式,物质出,入细胞,方式,被动运输,主动运输,自由扩散,帮助扩散,运输,方向,高浓度,低浓度,高浓度,低浓度,普通为低浓度,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,1,自由扩散、帮助扩散和主动运输比较,第24页,续表,物质出,入细胞,方式,被动运输,主动运输,自由扩散,帮助扩散,图例,是否需,要载体,O,2,、,CO,2,、,H,2,O,、甘油、乙醇、苯等出入细胞,红细胞吸收葡萄糖,小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等,第25页,2.,胞吞、胞吐：,是大分子和颗粒物质进出细胞方式，这两种方式即使最终经过了生物膜，但实质上，这些物质并没有真正地穿过生物膜。比如，白细胞吞噬大肠杆菌、变形虫吞噬有机物颗粒、胰腺细胞分泌胰岛素等。,3,在细胞生命活动过程中，,主动运输起到了主要作用，它使细胞能主动地从外界吸收被选择物质，供生命活动利用。一样，细胞也能利用主动运输把新陈代谢产物排出细胞外。总之，细胞经过主动运输，摄取、积累物质以及不停排出代谢废物，从而维持细胞组成成份动态稳定，确保生命活动正常进行。,第26页,【友情提醒】,葡萄糖进入其它细胞或红细胞吸收其它离子方式是主动运输。,由低浓度向高浓度运输方式一定是主动运输，但主动运输不一定只是由低浓度到高浓度，一个物质进出细胞方式取决于该物质性质和细胞膜特点。,第27页,【,例,5】,(,江苏模拟,),关于下面概念图分析，,正确是,(,),A,和,所表示过程,都需要消耗细胞内,ATP,水,解释放能量,B,只有,所表示过程,能逆浓度梯度运输物质,C,大分子只有经过,所表示过程才能进入细胞,D,果脯腌制时蔗糖进入细胞与过程,和,相关,B,第28页,【,解析,】,从概念图上分析，,为主动运输，,为帮助扩散，,为帮助扩散实例，,为主动运输实例。,A,错误，,主动运输需要消耗细胞内,ATP,水解释放能量，,不需要；,B,正确，主动运输可逆浓度梯度运输物质，被动运输只能顺浓度梯度运输物质；,C,错误，大分子物质可经过胞吞进入细胞；,D,错误，果脯腌制时细胞已经死亡，细胞膜选择透过性消失。,第29页,六、影响物质跨膜运输原因分析,1,影响自由扩散和帮助扩散原因分析,(1),自由扩散不需要能量和载体，是顺浓度梯度运输方式，只与细胞内外物质浓度差相关，浓度差越大，运输速率越快。,第30页,(2),帮助扩散需要载体，不需要能量，顺浓度梯度运输，所以载体种类和数量、细胞内外物质浓度差都会影响其运输速率。需要注意是，受载体数量限制，其运输速率不会伴随浓度差增大而一直增加,第31页,2,影响主动运输原因分析,(1),载体：细胞膜上一类蛋白质,载体含有特异性,不一样物质运输所需载体蛋白不一样。,不一样细胞膜上载体蛋白种类和数目不一样。,载体含有饱和性：当细胞膜上载体已达饱和时，细胞吸收该载体运载物质速度不再随物质浓度增大而增大。,第32页,(2),能量：凡是能够影响能量供给原因都影响主动运输速度，如温度、氧气浓度等。详细分析以下：,甲图分析：,A,点无氧呼吸为矿质离子吸收提供能量。,AB,段表示在一定范围内，随,O,2,增多，有氧呼吸加强，主动运输方式速率加紧。,BC,段限制离子吸收速率主要原因是载体数量。,第33页,【友情提醒】,当横轴表示细胞呼吸强度或,ATP,时，曲线应从原点开始。,乙图分析：温度或,pH,主要经过影响细胞呼吸相关酶活性从而影响矿质离子吸收速率。,丙图分析：,AB,段，载体未饱和，随离子浓度增大，吸收速率加紧。,BC,段，载体已饱和，限制原因主要是载体数量。,CD,段，离子浓度过高，根细胞渗透失水，影响了根细胞正常代谢活动，离子吸收速率下降。,第34页,【,例,6】,科学家在研究细胞膜运输物质时发觉有以下四种关系，分别用四种曲线表示：在研究详细物质,X,时，发觉与曲线,和,相符，试问：细胞膜运输物质,X,方式是,(,),A,第35页,A,主动运输,B,自由扩散,C,胞吞和胞吐,D,无法判断,【,解析,】,解答本题时应先分析每一条曲线可表示哪种运输方式，再判断物质,X,运输方式。,曲线物质运输速度与物质浓度呈正相关，不受其它原因影响，应为自由扩散。,曲线在一定浓度范围内，随物质浓度升高运输速度加紧，当到达一定浓度后，运输速度不再增加，说明这种运输需要载体，因为受载体数量影响，运输速度存在最大值，故可表示主动运输或帮助扩散。,第36页,曲线,O,2,浓度高低可影响细胞呼吸，进而影响能量供给，该运输速度与,O,2,浓度无关，说明这种运输方式不需要能量，应为被动运输。,曲线运输速度与,O,2,浓度相关，说明这种运输方式需要能量，应为主动运输。结合对上述曲线分析，我们能够看出运输物质,X,方式是主动运输。,第37页,判断某种物质运输方式，关键应抓住：,(1),分析被运输物质是否经过细胞膜；,(2),明确被运输物质微粒性质,(,大分子、小分子、离子,),；,(3),分析物质经过细胞膜运输方向，是否需要载体帮助，是否需要消耗能量。,第38页,第39页,一、理论归纳,1,概述,本身对照指试验与对照在同一对象上进行，不另设对照组。试验操作前对象为对照组，试验操作后对象则为试验组。对比试验操作前后现象改变差异而得出试验结论。,2,典例分析,植物细胞质壁分离与复原试验：,(1),试验对象：同一个成熟植物细胞。,(2),在这一试验中有两次对照，详细分析以下：,第40页,3,注意事项,(1),试验材料在试验过程中必须保持一定生理活性。,(2),试验操作要有一定范围，如处理活细胞时所用溶液浓度要适宜。,(3),连续观察统计试验操作前、后试验对象情况，控制好观察时间。,第41页,二、演练,下列图,A,为两个渗透装置，溶液,a,、,b,为不等浓度同种溶液，液体,c,为清水；图,B,为显微镜下观察到紫色洋葱表皮细胞。请回答：,第42页,(1),一个成熟植物细胞可看作一个封闭渗透系统，因为图,B,中 相当于图,A,中,2,，图,B,细胞此时所处生理状态是,。,(2),图,B,细胞是高度分化细胞，已丧失分裂能力，要使其恢复分裂能力，首先要进行,处理，再进行,处理。,原生质层,质壁分离,状态,离体,脱分化,(,或去分化,),第43页,(3),依据所学知识，在坐标图中用曲线表示试验过程中装置,1,、装置,2,液面高度改变趋势,(,两个渗透装置起始液面高度为,0,，且,a,溶液浓度,b,溶液浓度,),(,如图所表示,),第44页,【,解析,】,2,是半透膜，植物细胞原生质层相当于半透膜。高度分化细胞丧失分裂能力，要使其恢复分裂能力，可借助于植物组织培养方法。,第45页,第46页,1.,(,新课标,),将人红细胞放入,4,蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是,(),A,红细胞膜含有水溶性,B,红细胞液泡体积增大,C,蒸馏水大量进入红细胞,D,低温时红细胞膜流动性增大,C,第47页,【,解析,】,细胞膜基本支架是磷脂双分子层，水分子能够经过自由扩散进出细胞。把细胞放到蒸馏水中，细胞液浓度高于外界溶液浓度，造成大量水分子进入细胞，细胞破裂，选项,C,正确。低温下细胞膜流动性减小，选项,D,错误。细胞破裂与细胞膜水溶性无关，选项,A,错误。人红细胞不具备中央大液泡，其它细胞器已经退化消失，选项,B,错误。,第48页,2.,(,天津,),将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在,0.3 g/mL,蔗糖溶液中，,1,分钟后进行显微观察，结果见下列图。以下叙述错误是,(),A,A,图中,L,是细胞壁，,M,是液泡，,N,是细胞质,B,将视野中细胞浸润在清水中，原生质体会逐步复原,C,试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试验试验材料,第49页,【,解析,】,洋葱紫色鳞片叶表皮细胞中有一个大而且呈紫色液泡，当发生质壁分离时，液泡体积缩小，原生质层与细胞壁发生分离，,M,表示液泡，所以图示中,N,表示应是原生质层与细胞壁之间部分，此处为外界溶液；发生质壁分离细胞若处于清水中，外界水分将经过原生质层向液泡中渗透，原生质层,(,或原生质体,),逐步恢复原来状态；成熟植物细胞细胞壁是全透性，而细胞膜是选择透过性；因为洋葱根尖分生区细胞没有形成大液泡，同时颜色较浅，故不适合作为质壁分离及复原试验材料。,第50页,3.,(,浙江,),为研究兔红细胞在不一样浓度,NaCl,溶液中形态改变，请依据以下提供试验材料与用具，写出试验思绪，设计统计试验结果及原因分析表格，并填入对应内容。,材料与用具：兔红细胞稀释液、质量分数为,1.5%,NaCl,溶液、蒸馏水、试管、显微镜等。,(,要求：答题时对,NaCl,溶液详细配制、待观察装片详细制作不作要求,),第51页,试验思绪,（,1,）,配制一系列质量分数由,0,到,1.5%,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红细胞稀释液制作装片，用显微镜观察并比较红细胞形态改变,。,第52页,(2),设计一张表格，并将预期试验结果及原因分析填入该表中。,不一样浓度,NaCl,溶液对兔红细胞形态影响,第53页,第54页,【,解析,】,本题考查试验设计能力。本试验目标是研究兔红细胞在不一样浓度,NaCl,溶液中形态，所以考生在写试验思绪时应注意要观察不一样浓度,NaCl,溶液中细胞形态，题中信息提醒,NaCl,溶液配制不作要求，那么就没有必要再去做相关描述。,第55页,4.,浸入,1 mol/L KNO,3,溶液中洋葱表皮细胞，会发生质壁分离和质壁分离复原现象。在此过程中，物质出入细胞方式先后有,(),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、帮助扩散、主动运输,D,自由扩散、主动运输、自由扩散,D,【,解析,】,洋葱表皮细胞浸入,1 mol/L,KNO,3,溶液中，会先发生质壁分离，此过程中水分子以渗出细胞为主,自由扩散；以后,K,和,NO,进入细胞,主动运输，质壁分离复原，此过程水分子又以进入细胞为主,自由扩散。,第56页,5.,以紫色洋葱鳞茎表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象，以下叙述错误是,(),A,在发生质壁分离细胞中能观察到紫色中央液泡逐步缩小,B,滴加,30%,蔗糖溶液比,10%,蔗糖溶液引发细胞质壁分离所需时间短,C,发生质壁分离细胞放入清水中又复原，说明细胞保持活性,D,用高浓度,NaCl,溶液代替蔗糖溶液不能引发细胞质壁分离,D,【,解析,】,用高浓度,NaCl,溶液代替蔗糖溶液，能引发质壁分离，但质壁分离不能复原。,第57页,6.,在培养玉米溶液中加入某种负离子，结果发觉玉米根细胞在吸收该种负离子同时，对,Cl,主动吸收降低，而对,K,主动吸收并没有影响，原因是,(),A,该种负离子妨碍了能量生成,B,该种负离子抑制了主动运输,C,该种负离子抑制了细胞呼吸,D,该种负离子载体和,Cl,相同,D,【,解析,】,运输,K,和,Cl,载体是不一样，加入某种负离子后，细胞吸收,Cl,降低了，而对,K,无影响，说明运输,Cl,和运输该种负离子载体是相同。,第58页,7.,下列图为物质出入细胞膜示意图，请据图回答：,第59页,(1),动物细胞吸水膨胀时,B,厚度变小，这说明,B,含有一定流动性。,(2),在,a,e,五种过程中，代表被动运输是,b,、,c,、,d,，表示主动运输是,a,、,e,。,(3),维生素,D,进入小肠上皮细胞应是图中编号,b,；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞过程是图中编号,a,。,第60页,(4),若此为神经细胞膜，则当其受刺激后发生兴奋时，,Na,流动过程是编号,c,。,(5),若此为海洋鱼类细胞细胞膜，则细胞向海水中排出,Na,过程应为,a,e,中,e,。,(6),上述,a,e,运输方式中，哪一个加入呼吸抑制剂后会发生改变？为何？,a,、,e,。因为主动运输消耗细胞代谢产生能量。,第61页,【,解析,】,(1),细胞膜中磷脂双分子层含有流动性特点。,(2),被动运输特点普通是从高浓度到低浓度，主动运输普通从低浓度到高浓度，依据这几个图形中离子多少以及是否供给能量，就能识别出来。,(3),维生素,D,进入小肠上皮细胞是自由扩散方式，不需要载体和能量。葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞，是主动运输方式，注意是进入只有,a,。,(4),当神经兴奋后可使肌膜产生以,Na,内流为基础动作电位。,Na,内流经过是,Na,通道。,第62页,【,解析,】,(5),若此为海洋鱼类细胞细胞膜，则细胞向海水中排出,Na,过程应为,e,，此时,Na,排出属于主动运输，需要能量和载体。,(6),加入呼吸抑制剂会让呼吸作用减弱，产生能量少，需要能量过程受到影响。,第63页,