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1、第6講物質出入細胞的方式,教材梳理,題型探究,真題演練,細胞吸水和失水的原理 1.擴散和滲透 (1)擴散 概念:分子或離子從向運動的現象。 結果:使物質分子分布,直到平衡。 (2)滲透 概念:水分子通過的擴散。 方向:從水分子數的一側進入水分子數 的一側。,高濃度處,低濃度處,均勻,膜,相對較多,相對較少,教材梳理,題型探究,真題演練,2.紅細胞的吸水和失水 (1)原因:細胞膜相當于;細胞質有一定的濃度,和外界溶液因而吸水或失水。 (2)條件:當外界溶液濃度細胞質溶液濃度時,細胞吸水,反之細胞失水。,半透膜,滲透作用,小于,教材梳理,題型探究,真題演練,3.植物細胞的吸水和失水(以成熟植物細胞
2、為例),小于,等于,大于,基本不變,發(fā)生質壁分離后,質壁分離,教材梳理,題型探究,真題演練,考向一擴散與滲透 【典例1-1】 右圖所示的滲透裝置中,開始時的液面高度為a,停止上升時的高度為b,若每次實驗停止上升后都將玻璃管中高出燒杯液面的部分吸出,則ab液面間的高度差與吸出蔗糖溶液的次數之間的關系是(),答案,解析,教材梳理,題型探究,真題演練,拓展提升滲透系統與成熟植物細胞,教材梳理,題型探究,真題演練,教材梳理,題型探究,真題演練,考向二植物細胞吸水與失水 【典例1-2】 某種植物細胞的正常形態(tài)和在濃度為m的淡鹽水中的形態(tài)如圖。以下能夠正確反映細胞由正常形態(tài)轉變?yōu)榈}水中形態(tài)的過程中水分子
3、進出細胞的圖示是(說明:圖中箭頭表示水分子的運動方向,箭頭的多少表示進出細胞水分子的數目)(),答案,解析,教材梳理,題型探究,真題演練,A.實驗中水分子進出細胞需要消耗ATP B.濃度為c的蔗糖溶液中無水分子進出細胞 C.在濃度為d的蔗糖溶液中細胞發(fā)生滲透吸水 D.在濃度為g、h的蔗糖溶液中細胞含水量達到最大所需的時間相同,【典例1-3】 將若干相同的蘿卜條放在不同濃度的蔗糖溶液中進行實驗,在保持細胞存活的條件下,在相同實驗時間后,測得各組蘿卜條細胞內含水量的情況如圖。其中N點代表實驗前蘿卜條細胞內含水量。下列敘述正確的是 (),答案,解析,教材梳理,題型探究,真題演練,易錯提醒滲透滲透作用
4、滲透現象 (1)概念:水分子通過膜的擴散稱為滲透;滲透作用是指水分子從水分子數相對較多的一側通過膜進入水分子數相對較少的一側。由于滲透作用,通過一定的裝置可以觀察到滲透現象。 (2)滲透作用發(fā)生的條件:具有半透膜;半透膜兩側溶液具有濃度差;表現出水分子的移動方向:濃度低濃度高(順著水分子的相對含量的梯度)。 (3)膜兩側有濃度差時的滲透為滲透作用;分子的運動是絕對的,半透膜兩側的水分子對等運動時,達到平衡狀態(tài),不稱為滲透作用。,教材梳理,題型探究,真題演練,1.(2017浙江4月選考,14)將家兔紅細胞置于不同濃度的溶液中,水分子的跨膜運輸示意圖如下(箭頭方向表示水分子的進出,箭頭粗細表示水分
5、子出入的多少)。下列敘述正確的是() A.一段時間后,甲細胞會發(fā)生質壁分離 B.能發(fā)生滲透作用的是甲細胞和丙細胞 C.光學顯微鏡下可觀察到乙細胞有水分子的進出 D.若將甲、乙和丙細胞同時分別置于蒸餾水中,甲細胞先破裂,答案,解析,教材梳理,題型探究,真題演練,2.(2015浙江10月選考,33)欲進行小鼠肝細胞在不同濃度NaCl溶液中發(fā)生體積和數量變化的實驗,請根據以下提供的實驗材料與用具,提出實驗思路,預測實驗結果并進行分析。 材料與用具:小鼠肝細胞懸液(用質量分數為0.9%NaCl溶液配制)、質量分數為1.3% NaCl溶液、蒸餾水、試管若干支、血細胞計數板、顯微鏡(具有測距功能)等。 (
6、要求與說明:對NaCl溶液的具體稀釋過程、細胞計數的具體操作過程不作要求。不考慮細胞體積變化對計數的影響。繪制曲線時的細胞體積指細胞的平均體積。),教材梳理,題型探究,真題演練,請回答下列問題。 (1)實驗思路: (2)預測實驗結果(在以下坐標系中,繪制細胞體積和細胞數量變化示意曲線): 不同濃度NaCl溶液對小鼠肝細胞體積和數量的影響 (3)分析與討論: 當NaCl溶液濃度大于0.9%時,細胞體積與數量發(fā)生的變化及其原因是什么? 基于上述實驗,怎樣才能用肝細胞分離得到純度較高的細胞膜?,教材梳理,題型探究,真題演練,答案:(1)取試管若干支,將質量分數為1.3% NaCl溶液由高到低進行濃度
7、梯度稀釋。 向各支試管中分別加入肝細胞懸液,放置一定時間。 取各試管中的肝細胞懸液,分別滴加到血細胞計數板上,在顯微鏡下計數并測量細胞直徑,記錄實驗結果。 對實驗數據進行統計分析。 (2) (3)NaCl溶液濃度大于0.9%時,細胞體積變小,原因是細胞失水皺縮。細胞數量不變,原因是細胞仍完整。 將肝細胞置于蒸餾水中,細胞吸水脹破,然后進行離心等處理,從而得到純度較高的細胞膜。,教材梳理,題型探究,真題演練,解析:(1)分析題意可知,本實驗的自變量是NaCl的濃度,因變量是小鼠肝細胞體積和數量的變化,因此,本實驗的思路應為:先利用質量分數為1.3% NaCl溶液配制系列濃度的NaCl溶液,然后將
8、肝細胞懸液加入各NaCl濃度梯度溶液中,通過鏡檢觀察細胞的體積和數量變化情況。(2)當NaCl溶液濃度過低于0.9%時,細胞吸水脹破,無法觀察到細胞,大于0.9%時,細胞體積發(fā)生皺縮,可觀察到細胞體積發(fā)生變化。(3)NaC1溶液濃度大于0.9%時,細胞體積變小,原因是細胞失水皺縮。細胞數量不變,原因是細胞仍完整。將肝細胞置于蒸餾水中,細胞吸水脹破,然后進行離心等處理,從而得到純度較高的細胞膜。,教材梳理,題型探究,真題演練,物質出入細胞的方式 1.被動轉運和主動轉運,高濃度低濃度,低濃度高濃度,不需要,不消耗,需要,不消耗,需要,消耗,教材梳理,題型探究,真題演練,膜載體蛋白的種類和數量,教材
9、梳理,題型探究,真題演練,2.胞吞和胞吐,不需要,消耗,教材梳理,題型探究,真題演練,考向一物質出入細胞方式比較 【典例2-1】 (2018浙江溫州高三第二次模擬考試)三種離子在麗藻細胞液和麗藻生活的池水中的濃度關系如下表所示。,下列分析中,錯誤的是() A.表中三種離子都以主動轉運方式進入麗藻細胞 B.離子相應比值的不同體現了細胞膜的選擇透性 C.離子進入細胞時均有相應蛋白質發(fā)生形狀改變 D.離子的吸收不會影響麗藻細胞對水的滲透吸收,答案,解析,教材梳理,題型探究,真題演練,技巧總結 “三步法”判斷物質出入細胞的方式,教材梳理,題型探究,真題演練,考向二影響物質跨膜運輸的因素 【典例2-2】
10、 將三組生理狀態(tài)相同的某植物幼根分別培養(yǎng)在含有相同培養(yǎng)液的密閉培養(yǎng)瓶中,經過一段時間處理后,測定根對某種無機鹽離子的相對吸收量。培養(yǎng)條件及實驗結果如表。,教材梳理,題型探究,真題演練,下列相關敘述,不正確的是() A.有氧條件有利于該植物幼根對該離子的吸收 B.有氧條件下溫度升高,幼根對該離子相對吸收量增加 C.在第2 組條件下,幼根細胞吸收該離子所需能量來自厭氧呼吸 D.1、2組幼根吸收該無機鹽離子的方式分別是主動轉運和易化擴散,答案,解析,教材梳理,題型探究,真題演練,歸納提升影響物質跨膜運輸的因素 (1)物質濃度(在一定濃度范圍內),(2)氧氣濃度,教材梳理,題型探究,真題演練,考向三物
11、質出入細胞方式的綜合應用 【典例2-3】 下圖為一種溶質分子跨膜運輸的示意圖。下列相關敘述錯誤的是(),A.載體逆濃度運輸溶質分子 B.載體具有ATP酶活性 C.載體和轉運方式不同 D.載體轉運溶質分子的速率比擴散快,答案,解析,教材梳理,題型探究,真題演練,考向四物質出入細胞方式實驗設計 【典例2-4】 某實驗小組要對“低溫是否會影響物質的跨膜運輸”進行實驗探究,設計了如下實驗。 實驗步驟: 組裝滲透裝置兩套,分別編號為1和2。 兩組燒杯中分別加入等量的水,在長頸漏斗中分別加入等量的同一濃度蔗糖溶液,保持管內外液面高度相等。 對兩組裝置進行不同處理:1組用水浴鍋加熱至37 ,2組的燒杯外加冰
12、塊降溫。 兩組裝置同時開始實驗,幾分鐘后觀察、記錄漏斗液面變化。,教材梳理,題型探究,真題演練,請分析回答下列問題。 (1)本實驗是通過測定水分子通過膜的擴散即作用速率來進行探究的。 (2)本實驗的自變量是;為了直觀地表示相對速率,用作為檢測指標。 (3)該實驗可能的結果與結論是: 。 。 。,(4)如果上述實驗結果證明了“低溫能影響物質跨膜運輸的速率”,那么對于生物活細胞來講,產生這種情況的原因可能是: 。 。,教材梳理,題型探究,真題演練,答案:(1)滲透 (2)溫度漏斗液面高度的變化 (3)若1組漏斗管內液面比2組高,則說明低溫會影響物質的跨膜運輸且運輸速率減慢 若2組漏斗管內液面比1組
13、高,則說明低溫會影響物質的跨膜運輸且運輸速率加快 若1、2組漏斗管內的液面高度相同,則說明溫度高低并不影響物質的跨膜運輸 (4)低溫會影響細胞膜的流動性,從而影響其功能 低溫會影響酶的活性,從而影響細胞呼吸釋放能量的過程,教材梳理,題型探究,真題演練,解析:本實驗通過滲透裝置所處溫度變化,比較管內外液面高度變化,判斷物質進出細胞的速率。由此知,該實驗自變量是滲透系統所處的環(huán)境溫度,因變量是物質的跨膜運輸情況,通過漏斗液面高度的變化作為指標。若1組漏斗液面高度比2組高,則說明低溫會影響物質的跨膜運輸且運輸速率減慢;若2組漏斗的液面高度比1組高,則說明低溫會影響物質的跨膜運輸且運輸速率加快;若1、
14、2組漏斗的液面高度相同,則說明溫度高低并不影響物質跨膜運輸。如果上述實驗結果證明了“低溫能影響物質跨膜運輸的速率”,那么對于生物活細胞來講,產生這種情況的原因可能一是低溫會影響質膜的流動性,從而影響其功能;二是低溫會影響能量的供應,進而影響物質跨膜運輸。,教材梳理,題型探究,真題演練,1.(2018浙江11月選考,12)下列關于物質出入細胞方式的敘述,錯誤的是() A.O2和酒精以擴散方式進入細胞 B.胰蛋白酶以胞吐方式分泌到細胞外 C.細菌和病毒被巨噬細胞吞噬時須穿過質膜 D.紅細胞在蒸餾水中會因滲透作用吸水而破裂,答案,解析,教材梳理,題型探究,真題演練,2.(2018浙江6月學考,4)下
15、列物質中通過質膜進出細胞需要轉運蛋白的是() A.K+B.CO2 C.O2D.甘油,答案,解析,教材梳理,題型探究,真題演練,3.(2017浙江11月選考,7)下列物質出入細胞過程中,需要消耗ATP的是() A.甘油進入人體皮膚細胞 B.葡萄糖通過易化擴散進入紅細胞 C.礦物質離子逆濃度梯度轉運至根細胞內 D.質壁分離過程中水分子進出洋蔥表皮細胞,答案,解析,教材梳理,題型探究,真題演練,活動:觀察洋蔥表皮細胞的質壁分離及質壁分離復原 1.實驗原理:成熟的植物細胞構成滲透系統可發(fā)生。,滲透作用,大于,小于,教材梳理,題型探究,真題演練,緊貼細胞壁,質量濃度為0.3 g /mL的蔗糖溶液,逐漸變
16、小,變深,細胞壁逐漸分離,清水,變淺,逐漸貼近細胞壁,逐漸脹大,2.實驗步驟,教材梳理,題型探究,真題演練,3.實驗現象及結論 實驗現象: 實驗結論: 外界溶液濃度大于細胞液濃度,植物細胞滲透失水,發(fā)生質壁分離。 外界溶液濃度小于細胞液濃度,植物細胞滲透吸水,發(fā)生質壁分離復原。,教材梳理,題型探究,真題演練,考向一實驗原理、過程與分析 【典例3-1】 (2018浙江選考十校聯盟3月適應性考試)用洋蔥鱗片葉表皮制備“觀察細胞質壁分離和復原實驗”的臨時裝片,觀察細胞的變化。下列有關實驗操作和結果的敘述,錯誤的是() A.可以用低倍鏡觀察細胞質壁分離和質壁分離復原現象 B.黑藻葉片不能作為“觀察細胞
17、質壁分離和復原實驗”的材料 C.該實驗所使用蔗糖溶液的質量濃度為0.3 g/mL D.在光學顯微鏡下可以看到洋蔥鱗片葉表皮細胞的細胞核,答案,解析,教材梳理,題型探究,真題演練,導師點睛實驗應注意的問題 (1)選材:選擇活的紫色洋蔥鱗片葉外表皮。 選擇的材料必須是活細胞,因為只有活細胞的原生質層才具有選擇透性,否則將不會出現質壁分離及其復原現象。 要用含有大液泡的植物細胞。 細胞液應有顏色,紫色的洋蔥鱗片葉外表皮細胞的細胞液為紫色,易于觀察。,教材梳理,題型探究,真題演練,(2)試劑: 若蔗糖溶液濃度過低,可能不足以引起質壁分離現象的發(fā)生。若使用濃度過高的蔗糖溶液,則質壁分離現象明顯,但不能復
18、原,因為溶液濃度過高,使細胞過度失水而死亡。 使用質量濃度為1 mol/L的KNO3溶液,因為K+和 二者均可被細胞吸收,使細胞液濃度增大,所以細胞先發(fā)生質壁分離后又自動復原。 若使用質量濃度為1 mol/L的醋酸溶液,則不發(fā)生質壁分離及復原現象。因為醋酸能殺死細胞,使原生質層失去選擇透性。 (3)操作注意事項:觀察細胞質壁分離狀態(tài)時,時間不要過長,以免細胞因長期處于失水狀態(tài)而死亡,影響復原現象的觀察。,教材梳理,題型探究,真題演練,【典例3-2】 (2018浙江溫州高三第二次模擬考試)利用無色洋蔥內表皮、均加入適量紅墨水的蔗糖溶液和清水,開展“觀察質壁分離及質壁分離復原”活動。下列關于該過程
19、的敘述,正確的是() A.制片過程:取載玻片撕表皮滴清水蓋蓋玻片 B.細胞中液泡顏色變化:淺深淺 C.細胞吸水能力變化:大小大 D.視野中紅色區(qū)域變化:小大小,答案,解析,教材梳理,題型探究,真題演練,導師點睛 (1)當外界溶液是蔗糖溶液時,需將發(fā)生質壁分離的植物細胞置于低濃度的溶液或蒸餾水中,植物細胞才會發(fā)生質壁分離復原。但如果所用溶液為葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等溶液時,發(fā)生質壁分離后,因細胞主動或被動吸收溶質,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。 (2)質壁分離過程中,外界溶液濃度大于細胞液濃度,質壁分離程度越大,植物細胞吸水能力越強;質壁分離復原過程中
20、,外界溶液濃度小于細胞液濃度。 (3)質壁分離與復原過程中水分子的移動是雙向的,總結果是單向的。 (4)本實驗用顯微鏡觀察了三次,第一次與第二次形成對照,第三次與第二次形成對照,該對照方式為自身對照。,教材梳理,題型探究,真題演練,考向二實驗設計 【典例3-3】 農作物遭受洪水長時間浸泡會出現爛根而死亡,原因是根細胞無氧呼吸產生的酒精對細胞有毒害作用。為研究酒精對細胞的毒害,某生物興趣小組進行了下面的實驗: (1)實驗原理:通過觀察細胞是否發(fā)生質壁分離,來判斷植物細胞的,進而了解酒精對細胞的毒害作用。 (2)滲透作用的發(fā)生必須具備兩個條件:一是具有半透膜;二是半透膜兩側的溶液具有。 (3)實驗
21、步驟: 步驟一:配制不同濃度的酒精溶液,分別浸泡生長狀況相同的洋蔥紫色鱗片葉表皮細胞1個單位時間、2個單位時間、3個單位時間。 步驟二:取出材料置于蒸餾水中漂洗10 min,然后制作臨時裝片。 步驟三:顯微鏡觀察,計數細胞總數和發(fā)生質壁分離細胞總數。,教材梳理,題型探究,真題演練,(4)結果如圖: (5)上述步驟二中,將材料置于蒸餾水漂洗10 min的目的是。 (6)酒精浸泡3個單位時間導致洋蔥表皮細胞全部死亡的最低酒精濃度為。體積分數25%的酒精浸泡洋蔥表皮細胞1個單位時間的實驗結果表明。 (7)實驗結果預測:在上圖中繪出不同濃度酒精溶液作用細胞2.5個單位時間質壁分離細胞所占百分率。,教材
22、梳理,題型探究,真題演練,答案:(1)死活(2)濃度差(5)洗去酒精,避免對實驗的干擾(6)15%生長狀況相同的洋蔥表皮細胞對酒精毒害的耐受能力不同 (7),教材梳理,題型探究,真題演練,解析:(1)能發(fā)生質壁分離的細胞是活細胞,所以可以通過觀察細胞是否發(fā)生質壁分離,來判斷植物細胞的死活進而了解酒精對細胞的毒害作用。(2)滲透作用的發(fā)生必須具備的兩個條件是半透膜和濃度差,酒精對根的毒害作用使原生質層失去選擇透性,細胞死亡導致質壁分離不能發(fā)生。(5)制作臨時裝片時,將材料置于蒸餾水中漂洗10 min,洗去酒精,消除酒精對實驗結果的干擾。(6)分析題圖可知,浸泡3個單位時間導致洋蔥表皮細胞全部死亡
23、的最低酒精濃度為15%,體積分數25%的酒精浸泡洋蔥表皮細胞1個單位時間的實驗結果是只有部分細胞死亡,由此可得出生長狀況相同的洋蔥表皮細胞對酒精毒害的耐受力不同。(7)下斜線起點和終點介于2個和3個時間單位之間,橫線與100%相重合。,教材梳理,題型探究,真題演練,(2)測定細胞液濃度范圍 待測成熟植物細胞+一系列濃度梯度的蔗糖溶液 細胞液濃度介于未發(fā)生質壁分離和剛發(fā)生質壁分離的蔗糖溶液濃度之間 (3)比較不同成熟植物細胞的細胞液濃度 不同成熟植物細胞+同一濃度的蔗糖溶液 發(fā)生質壁分離所需時間越短,細胞液濃度越小,反之細胞液濃度越大,知識拓展(1)判斷成熟植物細胞是否是活細胞:,教材梳理,題型
24、探究,真題演練,(4)鑒別不同種類的溶液(如KNO3和蔗糖溶液),教材梳理,題型探究,真題演練,1.(2016浙江10月選考,16)下列關于“觀察洋蔥表皮細胞的質壁分離及質壁分離復原”活動的敘述,正確的是 () A.制作洋蔥表皮細胞裝片需經解離、壓片等操作才能將細胞分散 B.由低倍鏡換成高倍鏡時,需轉動光圈才能換上高倍物鏡 C.質壁分離過程中,水分子從胞內單向運動到胞外導致液泡變小 D.質壁分離復原過程中,細胞吸水速度逐步減慢,答案,解析,教材梳理,題型探究,真題演練,2.(2015浙江10月選考,19)用質量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液浸潤紫色洋蔥鱗片葉外表皮,在顯微鏡下觀察到如圖所示的結果。下列敘述錯誤的是 () A.表示細胞壁 B.的體積比實驗初期大 C.處充滿著蔗糖溶液 D.的顏色比實驗初期深,答案,解析,教材梳理,題型探究,真題演練,3.(2015浙江9月選考調研,23)將質壁分離的洋蔥紫色外表皮細胞放入清水中,液泡體積的變化如圖所示。下列敘述正確的是() A.與a點相比,b點時細胞的液泡顏色變深 B.與b點相比,c點時細胞的吸水速率大 C.c點時細胞膨脹,液泡內沒有水分子進出 D.b點到c點過程中,細胞的吸水速率受細胞壁的影響,答案,解析,
（浙江專用）2020版高考生物大一輪復習 第三部分 細胞的代謝 6 物質出入細胞的方式課件.ppt
