第06讲 物质的输入和输出-2025年高考生物一轮复习通关精讲课件

第6讲 物质的输入和输出 素养目标 生命观念：基于不同生物膜上蛋白质的种类和数量不同，理解生物膜的功能特性——选择透过性 科学探究：通过学习观察植物细胞的吸水和失水实验，掌握与植物细胞质壁分离和复原实验有关的实验设计方法。 构建网络知识框架 高考真题 A (2024·广东省·专项测试)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是（　　） A. 比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后＞①处理后 B. 质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中 C. 滴加③后有较多水分子进入保卫细胞 D. 推测3种蔗糖溶液浓度高低为②＞①＞③ 高考真题 C (2023·四川省·历年真题)探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验，探究蔗糖溶液，清水处理外表皮后，外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是（　　） 高考真题 C (2023·江苏省·历年真题)某生物社团利用洋葱进行实验。下列相关叙述正确的是（　　） A. 洋葱鳞片叶内表皮可代替半透膜探究质膜的透性 B. 洋葱匀浆中加入新配制的斐林试剂，溶液即呈砖红色 C. 制作根尖有丝分裂装片时，解离、漂洗、按压盖玻片都能更好地将细胞分散开D. 粗提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液中，加入二苯胺试剂后显蓝色 高考真题 (2022·全国·历年真题)农业生产中，农作物生长所需的氮素可以NO3-的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收NO3-的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题。 （1）由图可判断NO3-进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是 。 （2）O2浓度大于a时作物乙吸收NO3-速率不再增加，推测其原因是 。 （3）作物甲和作物乙各自在NO3-最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断的依据是 ​​​​。（4）据图可知，在农业生产中，为促进农作物根对NO3-的吸收利用，可以采取的措施是 ______（答出1点即可）。 （1）主动运输需要呼吸作用提供能量，氧气浓度小于a点，根细胞对NO3-的吸收速率与氧气浓度呈正相关  （2）主动运输需要载体蛋白，此时载体蛋白达到饱和  （3）甲的NO3-最大吸收速率大于乙，消耗氧气多，甲需要能量多 ​​​​​​​（4）定期松土  PART 01 渗透作用 1、概念 指水分子或其它溶剂通过半透膜从低浓度向高浓度的扩散。 水或溶剂分子的移动方向： 低浓度→高浓度 水多→水少 渗透压低→渗透压高 扩散：物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。 不一定需要半透膜 如神经递质在突触间隙的移动就属于扩散 2、条件 烧杯中 中间 漏斗中 漏斗液面 清水 半透膜 蔗糖 上升 清水 纱布 蔗糖 不上升 蔗糖 半透膜 相同浓度的蔗糖 不上升 所以，发生渗透作用的条件： 半透膜（一些物质可以通过，另一些物质不能通过的多孔性薄膜） 浓度差（摩尔浓度） 3、常见的渗透装置 （1） 蔗糖 清水 平衡时（图2）， 高度差（形成静水压）与浓度差（形成渗透压）成正比 高度高的一侧，浓度也高 水分进出动态平衡 3、常见的渗透装置 （2） 若葡萄糖无法通过半透膜，a侧上升 若葡萄糖可以通过半透膜，a侧先上升，b侧后上升，最终b侧高于a侧 2mol/L葡萄糖 1mol/L蔗糖 3、常见的渗透装置 （3） 若葡萄糖无法通过半透膜，a侧上升 若葡萄糖可以通过半透膜，a侧先上升，b侧后上升，最终两侧持平 2mol/L葡萄糖 1mol/L葡萄糖 例、如图为一个渗透装置，假设溶质分子或离子不能通过半透膜，实验开始时，液面a和b平齐。下列判断不正确的是(　　) A．如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则液面a会下降，液面b会上升 B．如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者的质量分数相同，则液面a会上升，液面b会下降 C．当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的浓度不一定相等 D．当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的渗透压一定相等 D PART 02 细胞的失水和吸水 1、动物细胞 内：细胞质 外：外界溶液器 半透膜：细胞膜 可发生渗透作用 失水皱缩 吸水涨破 2、植物细胞 细胞壁 作用：支持和保护 成分：纤维素和果胶 全透性 细胞壁的形成与高尔基体有关 内：细胞液 外：外界溶液 半透膜：原生质层 可发生渗透作用 质壁分离 质壁分离的复原 a b c 回答下列问题： 质壁分离时，c处颜色变化？c处渗透压变化？abc三处渗透压比较？ 质壁分离结束时，abc三处渗透压比较？ 质壁分离复原时，c处颜色变化？c处渗透压变化？abc三处渗透压比较？ 质壁分离复原时，abc三处渗透压比较？ 注意：单独看质壁分离图像时，无法确定是质壁分离还是质壁分离复原，因为不确定水分的移动方向 例、在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中，显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态。下列叙述错误的是(　　) A．甲、乙、丙可能在同一个细胞内依次发生 B．与乙相比，丙所示细胞的细胞液浓度较低 C．由甲到乙的内因是细胞液浓度小于外界溶液浓度 D．由乙到丙的过程中，有水分子从细胞内扩散到细胞外 C PART 03 探究植物细胞的失水和吸水 1、分析现象，提出问题 水分进出植物细胞是否为渗透作用？ 原生质层相当于半透膜吗？ 2、做出假设 原生质层相当于半透膜 3、设计实验 原理： 原生质层相当于半透膜 细胞液与外界溶液形成浓度差 原生质层伸缩性大于细胞壁 材料：洋葱鳞片叶外表皮 有中央大液泡和原生质层 有颜色，便于观察 步骤 制备洋葱鳞片叶外表皮的林时装片 低倍镜观察液泡大小、原生层位置、细胞大小 滴加0.3g/ml蔗糖溶液 低倍镜观察液泡大小、原生层位置、细胞大小 滴加清水 低倍镜观察液泡大小、原生层位置、细胞大小 注意： 本实验为自身前后对照 本实验三次低倍镜观察，不需要高倍镜 4、进行实验 步骤4中出现质壁分离 步骤6中出现质壁分离的复原 5、分析结果，得出结论 原生质层相当于半透膜 6、表达交流 质壁分离：当细胞不断失水时，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，发生质壁分离； 质壁分离的复原：当细胞液的浓度大于外界溶液时，外界溶液中的水就会透过原生质层进入细胞液中，整个原生质层就会慢慢恢复成原来的状态，发生质壁分离的复原。 例．下列有关“观察植物细胞的质壁分离和复原”的实验操作，叙述正确的是(　　) B A．在步骤C中只需滴加1滴蔗糖溶液 B．整个实验现象的观察应维持在低倍镜下 C．步骤A具体操作过程为“解离→染色→漂洗→制片” D．步骤F观察实验结果和步骤D相比，液泡颜色变深 补充一： A曲线表示细胞在蒸馏水中：细胞略膨胀，但不会吸水涨破。 B曲线表示细胞在0.5 mol/L的尿素溶液中：细胞先因渗透失水而发生质壁分离，后由于尿素能进入细胞，使得质壁分离后的细胞因吸水而自动复原。细胞在KNO3、甘油、乙二醇等溶液中也可发生质壁分离后自动复原现象。 C曲线表示细胞在0.3 mol/L的蔗糖溶液中：蔗糖不能进入细胞，因此质壁分离后不能自动复原。 例、将生理状态相同的同种植物材料均分成两组，分别置于A、B两种溶液中。图中曲线表示与实验初始含水量相比，两组细胞失水量的变化情况。下列相关叙述正确的是(　　) A．该实验可选取绿色植物成熟的叶肉细胞来进行 B．若适当增大B溶液的浓度，则曲线中a点下移 C．6～10 min两条曲线的差异仅是由于A、B溶液的浓度不同 D．10 min时显微镜下观察两组细胞，均可观察到质壁分离现象 A 补充二：质壁分离的应用 判断细胞的活性 比较细胞液和外界溶液的浓度 鉴定溶质种类 注意：也可用含有叶绿体的植物细胞或者染色后的洋葱鳞片叶内表皮观察植物细胞的质壁分离。 例、图甲是某同学观察植物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤。图乙是根据该实验中观察到的某个细胞的原生质体大小变化情况绘制成的曲线(原生质体的初始大小相对值记为1)。回答下列问题： (1)本实验的实验材料通常选用________________，图甲所示的实验只有一组，但并不违反对照原则，该对照方法是________。 (2)在④环节中，显微镜下看到的细胞变化对应图乙中的________段(用字母表示)。图乙曲线中ab段下降和cd段上升的原因是___________________________________________。 (3)如果用适宜浓度的KNO3溶液替代蔗糖溶液，则可以省略图甲中的________(用图中序号表示)环节，仍可看到质壁分离复原现象，其原因是___________ (1)紫色洋葱鳞片叶外表皮(不可只答“紫色洋葱”)　自身对照　(2)ac　ab段植物细胞失水，cd段植物细胞吸水 (3)⑤(和⑥)　植物细胞在失水的同时吸收KNO3溶液中的无机盐离子，细胞液浓度逐渐升高，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，植物细胞吸水，自动发生质壁分离复原 PART 04 跨膜运输 1、被动运输：顺浓度梯度 （1）自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞，也叫简单扩散。 特点：不耗能、不需转运蛋白 如：氧气、二氧化碳、甘油、乙醇、苯、性激素、少部分水、尿素等 影响因素：浓度差 图像： （2）协助扩散：借助膜上转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。 特点：不耗能、需转运蛋白（载体蛋白或转运蛋白） 如：红细胞吸收葡萄糖、钠离子内流、钾离子外流、水通道蛋白 影响因素：浓度差、转运蛋白 图像： 注意： 转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两类，通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。而载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变。 一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。 如图为水分子进入细胞的两种方式，下列有关叙述错误的是(　　) A．通道蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质 B．肾小管和集合管对水分的重吸收主要与水通道蛋白有关 C．水通道蛋白还能允许一部分离子通过，该过程属于主动运输 D．水分子通过水通道蛋白的运输属于被动运输，不需要细胞代谢供能 C 2、主动运输：逆浓度梯度 定义：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还耗能 特点：耗能（由细胞呼吸或浓度势能提供）、需载体蛋白、逆浓度 如：氨基酸、无机盐、单糖、核苷酸等逆浓度穿过膜结构 影响因素：能量、载体蛋白的种类和数量 曲线图： 意义：使细胞吸收所需的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，保证生命活动的需求。 例、下列关于人体内物质出入细胞方式的叙述，错误的是(　　) A．水盐平衡的调节过程中，肾小管上皮细胞对水的重吸收属于被动运输 B．肌肉细胞中的葡萄糖彻底氧化分解的产物可以通过自由扩散运出细胞 C．血液中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞的方式为主动运输 D．神经细胞产生的小分子物质是以主动运输或者被动运输的方式被运出细胞的 D 例、为探究不同类型的高盐分(NaCl、混合钠盐和混合氯盐)胁迫下的豌豆幼苗对离子的吸收情况，某研究小组进行了相关实验，结果如表所示。下列有关说法错误的是(　　) A.盐分胁迫下，细胞对K＋的吸收作用明显增强 B．对照组的豌豆幼苗需放在清水中培养 C．不同类型的盐分胁迫下，细胞对离子的吸收具有选择性 D．盐分胁迫下，细胞通过增加对离子的吸收总量来提高抗盐能力 B 注意：图中的载体蛋白也可做ATP水解酶 补充一： 补充二： P点时：无氧呼吸为物质的运输提供能量。 PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率越大。 Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，运输速率不再增加。 补充三：设计实验探究物质跨膜运输的方式 探究是主动运输还是被动运输 探究是自由扩散还是协助扩散 补充四：协同运输 例、协同运输是一类靠间接提供能量完成的主动运输，该方式中物质跨膜运输所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度。如图为液泡膜上离子跨膜运输机制示意图，下列说法错误的是(　　) A．Ca2＋逆浓度梯度从细胞液进入细胞质基质 B．有氧呼吸的增强可促进Ca2＋进入液泡 C．Na＋进入液泡的方式属于主动运输 D．H＋进出液泡的机制可使液泡膜内外pH不同 A 例、如图①～⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式，下列叙述正确的是（） A. 葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同 B. Na+主要以方式③运出小肠上皮细胞 C. 多肽以方式⑤进入细胞，以方式②离开细胞 D. 口服维生素D通过方式⑤被吸收 A PART 05 非跨膜运输 1、胞吞 运输方向：细胞外→细胞内 特点：不需转运蛋白；耗能；跨过0层膜； 体现了膜的流动性 如：白细胞吞噬病菌；变形虫吞噬外来物质 2、胞吐 运输方向：细胞内→细胞外 特点：不需转运蛋白；耗能；跨过0层膜； 体现了膜的流动性 如：分泌蛋白；神经递质 补充：温度也会影响物质的运输 注意： 通过胞吞或胞吐进出细胞，需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。 小分子物质也可以通过胞吞胞吐进出细胞 The end!!! $$