第四章细胞的物质输入输出2012

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名称 第四章细胞的物质输入输出2012
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资源类型 教案
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科目 生物学
更新时间 2012-12-18 11:22:18

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课件48张PPT。第四章细胞的物质输入和输出 解析2012必修1分子和细胞本章提要生物膜的流动镶嵌模型结构基础:构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分
子是运动的。
2. 实验验证——人鼠细胞融合实验3. 实例证明:质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞吞噬细胞等。生物膜的结构特点——具有一定的流动性细胞膜的探索历程1.细胞膜的结构模型——流动镶嵌模型
(1) 构成膜的基本支架。
(2)蛋白质分子有的 ,
有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的 .

(3)细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成
,也可以和脂质结合形成 。
(4)糖蛋白的功能为 ,还有保护和润
滑作用;解题时用于判断膜的内外。磷脂双分子层镶在磷脂双分子层表面跨整个磷脂双分子层横糖蛋白糖脂识别作用细胞膜的结构和功能(回顾)2.结构特点
具有 ,其原因是组成膜的
都是可以运动的。
3.功能
(1)充当“边界”作用,将细胞与 分开。
植物细胞的边界是 (细胞壁/细胞膜)。
(2) 物质进出细胞。
①自由扩散:不需要 ,其动力为
,如H2O、气体、脂质、乙醇、苯等。
②协助扩散:需要 但不需要 ,如葡萄
糖进入 。一定的流动性 磷脂分子和大多数蛋白质分子外界环境 细胞膜 控制 载体和能量 浓度差 载体红细胞 能量 ③主动运输:需要 ,如各种离子和
氨基酸等。
④胞吞和胞吐: 物质进出细胞的运输方
式,需 但不需 协助,该过程可体现
细胞膜的 。
(3)进行细胞间的 “看教材P42图3-2
细胞间信息交流的方式举例”掌握信息交流的
三种方式。
4.功能特性:具有 。载体和能量大分子能量载体流动性信息交流选择透过性生物膜组成、结构、功能关系①只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。
②膜的流动性受温度影响,在一定温度范围内,随温度升高,膜的流动性增强。
③流动性是生物膜的结构特点,选择透过性是生物膜的功能特性。流动性是选择透过性的基础,膜只有具有流动性,才能实现选择透过性。细胞膜的选择透过性的验证1细胞膜的选择透过性的验证2A含不同矿质离子的培养液+相同植物
B含相同矿质离子的培养液+不同植物
  ↓
测定培养液中各矿质离子的初始浓度,培养一段时间测定实验结束时培养液中各矿质离子浓度
  ↓
比较同一植物吸收不同矿质离子及不同植物吸收同一矿质离子的情况
  ↓
  得出结论植物对离子的选择性吸收(2010·全国卷Ⅰ)下列过程中,不直接依赖细胞膜的
流动性就能完成的是 (  )
A.胰岛B细胞分泌胰岛素
B.吞噬细胞对抗原的摄取
C.mRNA与游离核糖体的结合
D.植物体细胞杂交中原生质体融合解析:本题考查了生物膜的功能及免疫调节、基因的表达、细胞工程等知识。A中胰岛素的分泌方式是外排;B中吞噬细胞对抗原的摄取是内吞;D中植物体细胞杂交中原生质体的融合首先需要细胞膜的融合;以上三项均直接依赖细胞膜的流动性。C中过程是在细胞内完成的,没有涉及生物膜。答案:C
例析1.成分:主要是 ;酶解法去细胞壁
所用酶为 ;与其形成有关的
细胞器为 和线粒体。
2.功能: ;动物细胞在清水中可吸水
涨破,但植物细胞不会,主要是
(填成分)的功劳。纤维素和果胶纤维素酶和果胶酶高尔基体支持和保护纤维素和果胶植物细胞壁渗透作用现象和原理.什么是半透膜?
.漏斗内液面为什么会升高?
.水分子运动方向是什么样的?
.若用一层纱布代替玻璃纸,漏斗管内的液面还会升高吗?
.若烧杯中是同样浓度的蔗糖溶液,结果会怎样?
.渗透作用的条件是什么?物质跨膜运输的实例(1)动物细胞的 相当于半透膜,两侧具
有浓度差,构成渗透系统,故可发生 ,
但不能发生质壁分离。
(2)当外界溶液浓度<细胞质浓度时,动物细胞 .

(3)当外界溶液浓度>细胞质浓度时,动物细胞 .

(4)当 时,水分进出平衡。细胞膜渗透作用膨胀吸水失水皱缩外界溶液浓度=细胞质浓度细胞的吸水和失水⑵.植物细胞的吸水和失水 全透细胞膜液泡膜选择透过半透膜大液泡细胞液渗透作用质壁分离质壁分离复原大于吸水动物细胞膜相当于一层半透膜。外界溶液浓度<细胞质浓度时,细胞吸水膨胀;反之,则细胞失水皱缩;当外界溶液浓度=细胞质浓度时,水分进出平衡。当细胞液浓度<外界溶液浓度时,失水,质壁分离。
当细胞液浓度>外界溶液浓度时,吸水,质壁分离复原。成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用细胞吸水失水小结动物细胞构成渗透系统可发生渗透作用实验
专题
探究1.实验原理
成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,细胞液具有一定的浓度,能够渗透失水和吸水。植物细胞的质壁分离与质壁分离复原2.实验流程3.质壁分离的原因分析实验注意事项1)实验成功的关键是实验材料的选择,必须选择有大液泡
且有颜色的植物细胞,便于在显微镜下观察现象。
2)质壁分离和质壁分离复原中水分移动是双向的,总结果
是单向的。
3)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的
外界溶液,因细胞壁是全透性且有水分通过原生质层渗出来。
4)若用50%蔗糖溶液做实验,能发生质壁分离但不能复
原,因细胞过度失水而死亡。
5)若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验会出现自动复原
现象,外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
植物细胞质壁分离与复原实验的拓展应用(1)判断细胞的死活。
(2)测定细胞液浓度范围。
(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度。
(4)比较未知浓度溶液的浓度大小。
(5)验证原生质层和细胞壁的伸缩性大小。
(6)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)。
下图是某同学在观察植物细胞的质壁分离与复原实验中
的基本操作步骤,其中步骤D在质壁分离和质壁分离复原
实验中分别属于 (  )A.实验组,对照组     B.实验组,实验组
C.对照组,对照组 D.对照组,实验组例题解析解析:该实验属于自身对照实验。所谓自身对照是指对照组和实验组在同一研究对象上进行,是实验前后之间的对照。步骤D在质壁分离实验中属于实验组;在质壁分离复原实验中属于对照组。答案: A 自身对照指实验与对照在同一对象上进行,不另设对照组。实验操作前的对象为对照组,实验操作后的对象则为实验组。对比实验操作前后现象变化的差异而得出实验结论。典例分析——植物细胞的质壁分离与复原实验:
(1)实验对象:同一个成熟的植物细胞。
(2)在这一实验中有两次对照,具体分析如图:自身对照物质进出细胞的方式结合P70问题探讨1.简单扩散、协助扩散和主动运输的比较(1)物质浓度(在一定的浓度范围内)
(2)氧气浓度
(3)温度可影响生物膜的流动性和酶的活性,因而会影响物质跨膜运输的速率。2.影响跨膜运输的因素大分子物质出入细胞的方式——胞吞与胞吐在细胞的生命活动过程中,主动运输起到了重要作用,它使细胞能主动地从外界吸收被选择的物质,供生命活动利用。同样,细胞也能利用主动运输把新陈代谢产物排出细胞外。
总之,细胞通过主动运输,摄取、积累物质以及不断排出代谢废物,从而维持细胞组成成分的动态稳定,保证生命活动的正常进行。科学家在研究物质跨膜运输时发现有下列四种关系,分别用图示中四条曲线表示,在研究具体的物质X时,发现与曲线②和④相符。试问:物质X跨膜运输的方式是
                  
A.自由扩散 B.主动运输 C.协助扩散 D.胞吐例题解析.下列物质进出细胞的过程与线粒体密切相关的是
①酒精被胃黏膜吸收
②氧气进入细胞
③肾小管管壁上皮细胞吸收原尿中的Na+
④小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸
A.①② B.③④
C.②③④ D.①②③④B【解析】线粒体是细胞内的“能量供应站”。酒精和氧气进出细胞是自由扩散,不需要消耗能量。而无机盐和氨基酸进出细胞是主动运输的过程,需要消耗能量,与线粒体有关。 例题解析 浸入1 mol/L KNO3溶液中的洋葱表皮细胞,会发生质壁分离和质壁分离复原的现象。在此过程中,物质出入细胞的方式先后有( )
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、协助扩散、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的KNO3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;后来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。 例题解析判断物质运输方式的方法 1 2. 根据运输方向:逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。 如图有关概念的分析,正确的是( B )
A.①和②所示的过程都需要
消耗细胞内ATP水解释放的能量
B.只有①所示的过程能逆浓度
梯度运输物质
C.大分子只有通过①所示的过
程才能进入细胞
D.腌制蜜饯时蔗糖进入细胞与过程①和②有直接关系解析:从图上分析可知,①代表主动运输、②是协助扩散,只有主动运输才需要消耗细胞内ATP水解释放的能量。只有主动运输能逆浓度梯度运输物质。大分子进入细胞是通过胞吞。腌制蜜饯时蔗糖进入细胞因过度失水而死亡,细胞膜变成全透性,跟主动运输和协助扩散都没有关系。
.(2010广东1) 图1是植物从土壤中吸收某矿物质离子示意图。据图判断,该离子跨膜进入根毛细胞的方式为( )
A. 自由扩散
B. 协助扩散
C. 主动运输
D. 被动运输【解析】考查学生获取信息的能力和理解能力。结合图示可以看出,该矿质离子的跨膜运输有两个特点:一是逆浓度梯度,二是消耗ATP,故应为主动运输。 C“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动:历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品,版权所有,不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日,汉水丑生标记。经典考题(2010年高考上海卷)下图为显微镜下某植物细胞在30%蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是(  )
A.若将细胞置于清水中,A仍保持不变
B.若该细胞处于40%蔗糖溶液中,B/A值将变小
C.B/A值能表示细胞失水的程度
D.A、B分别表示细胞和液泡的长度【尝试解答】 __D__
【解析】 植物细胞在30%的蔗糖溶液中已经发生质壁分离,用B表示原生质体的长度,A表示细胞(壁)长度,质壁分离过程中,原生质体逐渐变小,细胞壁伸缩有限,A长度基本不变,B/A值体现质壁分离程度;将其放入清水中将发生质壁分离复原,但细胞壁长度A基本不变;若放入40%的蔗糖溶液中,质壁分离更加明显,B/A值变小。
B【解析】细胞壁是全透性的,所以AD排除,相当于半透膜的是原生质层;中央液泡失水的原因是外界浓度大所致,C错。鉴别细胞死活的方法之一是细胞能够失水吸水。.(2008上海20)在保持细胞存活的条件下,蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如右图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中,则该萝卜条的质量将( )
A.不变
B.增大
C.减小
D.先增后减【解析】将高浓度溶液中的植物细胞转移到低浓度
的溶液中时,植物细胞会吸水,总质量增加。 B“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动:历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品,版权所有,不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日,汉水丑生标记。B 【解析】物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫做主动运输。在静息状态下,神经细胞进行着K+外流和其他的生命活动,需要能量供给,进行着葡萄糖的跨膜运输和葡萄糖的分解。质壁分离过程中,水分子外流导致细胞内溶质相对增多,渗透压升高。抗体分泌过程属于胞吐,高尔基体分泌的囊泡到达细胞膜时,囊泡膜与细胞膜融合,成为细胞膜的一部分。(2010·山东高考·T3)由图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式,下列表述正确的是(  )
A. 脂溶性小分子物质不能通过方式a运输
B. 与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面
C. 方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关
D. 抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响例题解析【解析】分析坐标曲线可以看出,a为自由扩散,b为协助扩散(或主动运输)。脂溶性小分子物质通过自由扩散(即方式a)运输,因此A错误;方式a与载体无关,只与浓度有关,因此B错误;方式b的最大的转运速率与载体的种类和数量有关,因此C正确。抑制细胞呼吸,能量供应不足,导致主动运输受阻,而与自由扩散(协助扩散)无关,因此D错误。
【答案】C.(2008上海40题B) 甲图是植物水培法实验装置示意图。
请据图回答问题。(1)小麦根部吸收矿质元素的主要部位在根尖的 。
(2)向培养液通入空气的目的是 。
(3)如果培养液中缺少镁离子,一段时间后,小麦幼苗叶片缺 色,原因是 ___________ 。根毛区 促进根部有氧呼吸,加快矿质离子吸收 绿色镁是叶绿素的组分 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动:历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品,版权所有,不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日,汉水丑生标记。(4)如果配制的培养液浓度过高,小麦幼苗会出现
现象,补救措施是 。
(5)在适宜温度下,采用完全培养液培养小麦幼苗,研究培养液中氧气含量对K+ 吸收速率的影响。试验结果如乙图,则小麦幼苗吸收K+的方式是 ,培养液中氧气含量对K+吸收速率变化影响最大的是图中 段,d点后K+吸收速率不在明显增加的原因 ________________ 。萎蔫 及时补水 。主动转运 bc 细胞膜上钾离子载体数量有限 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动:历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品,版权所有,不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日,汉水丑生标记。D【解析】液泡膜是一层生物膜,具有选择透过性,能够积累大量的离子.细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,才可能发生质壁分离, 海水中的海藻细胞可通过积累溶质使细胞液的浓度增大防止质壁分离. 【解析】本题考查的是细胞大小与物质交换之间的关系。细胞体积越大,相对表面积越小,细胞与周围环境进行的物质交换越慢,故①错,②正确。线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,为细胞提供能量,因此③正确,而精子的细胞质大部分都消失,只保留细胞核,利于运动,因此选择B。B(11年新课标卷)4.撕去紫色洋葱外表皮,分为两份,假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致,一份在完全营养液中浸泡一段时间,浸泡后的外表皮称为甲组;另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间,浸泡后的外表皮称为乙组。然后,两组外表皮都用浓度为 的蔗糖溶液里处理,一段时间后外表皮细胞中的水分不再减少。此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小,以及水分运出细胞的方式是
A.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等,主动运输
B.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高,主动运输
C.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低,被动运输
D.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等,被动运输C【解析】考查物质运输方式及浓度差。甲组在完全培养液中培养一段时间后,与0.3%g/mL的蔗糖溶液浓度差没有乙组和蔗糖溶液的浓度差大,所以甲组水分渗出量比乙组细胞低。H2O的运出方式是被动运输里的自由扩散。
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