【期末复习】人教2019版生物必修1：第4章 细胞的物质输入和输出(共47张PPT)

(共47张PPT)
第4章 物质的输入和输出
人教2019版生物必修1【期末复习】
第4章.物质的输入和输出
概念图
①蛋白质　
②信息交流　
③遗传信息库　④纤维素　
⑤差速离心法　⑥流动镶嵌模型　⑦流动性　
⑧载体蛋白　
⑨协助扩散⑩选择透过性
（1）渗透作用是具有液泡的成熟植物细胞的吸水方式,也是植物体吸水的主要方式。一个有液泡的成熟植物细胞是一个渗透系统。
【定义：水分子（或其它溶剂分子）从相对含量高的地方向相对含量低的地方通过半透膜的扩散过程，是一种自由扩散】
第4章.物质的输入和输出
1.渗透作用
(2)渗透作用产生的条件
条
件
有一层______
半透膜两侧的溶液具有______
浓度差
半透膜
只比较单位体积内的微粒数，与微粒的大小与种类无关。
例1.下图表示渗透作用装置图，其中半透膜为膀胱膜，甲、丙装置中A、B、a、b溶液浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，乙、丁装置分别表示一段时间后甲、丙装置的状态，液面上升的高度分别为h1、h2。如果A、B、a、b均为蔗糖
溶液，且MA>MB，Ma＝Mb>MA，
则达到平衡后(　　)
A.h1>h2、Ma>Mb
B.h1>h2、MaC.h1D.h1Mb
D
第4章.物质的输入和输出
例2.如图A所示的甲、乙、丙三个渗透装置中，三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液，且漏斗内液面高度相同，漏斗口均封以半透膜，置于同一个水槽的清水中。三个渗透装置半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积不同，如下表所示。图B中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。曲线1、2、3 与甲、乙、丙三个装置的对应关系应是（ ）
装置编号 甲 乙 丙
半透膜面积 S S/2 S
蔗糖溶液体积 T T 2T
A.1—乙；2—甲；3—丙
B.1—丙；2—甲；3—乙C.1—甲；2—乙；3—丙
D.1—丙；2—乙；3—甲
B
例3. 如图，在U形管中部c处装有半透膜，在a侧加入红色的细胞色素(相对分子质量为13000的蛋白质)的水溶液，b侧加入清水，并使a、b 两侧液面高度一致。经过一段时间后，实验结果将是（ ）
A．a、b 两液面高度一致，
b侧为无色
B．a、b两液面高度一致，b侧为红色
C．a液面低于b液面，b侧为红色
D．a液面高于b液面，b侧为无色
D
第4章.物质的输入和输出
例4. 如图中的渗透装置，若每次停止上升后都将玻璃管中高出液面的部分吸出，则ab液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数之间的关系是(　　)
B
第4章.物质的输入和输出
例5.如图中的渗透装置，若将U形管中的b由清水换成与蔗糖溶液等质量浓度的葡萄糖溶液，开始时的液面高度为a，如果半透膜不允许葡萄糖通过不允许蔗糖通过，则玻璃管中a液面会发生怎样的变化：（ ）
A、上升 B、下降
C、上升后下降 D、下降后上升
E、不变（不上升也不下降）
B
b侧：n=m C6H12O6
a侧：n=m C12H22O11
①c=n V (mol L)
②n=m M (mol)
例6.如图中的渗透装置，若将U形管中的b由清水换成与蔗糖溶液等质量浓度的葡萄糖溶液，开始时的液面高度为a，如果半透膜允许葡萄糖通过不允许蔗糖通过，则玻璃管中a液面会发生怎样的变化(　　)
A、上升 B、下降
C、上升后下降 D、下降后上升
E、不变（不上升也不下降）
D
葡萄糖分子由b移动到a侧，降低了a和b之间的浓度差，水分子有回流的现象
例7.下图装置的b中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。a中先加入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。最可能的实验现象是（ ）
A.在b中会测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶
B.a中液面开始时上升，加酶后继续上升
C.a中液面开始时上升，加酶后，再上升后又下降
D.a中液面开始时先上升，加酶后不上升直接下降
E.a中物质的总浓度一直在变小
蔗糖酶是大分子，不能通过半透膜
漏斗中物质的总浓度在加酶后变大
C
（1）细胞的吸水和失水：
①植物细胞的 质壁分离和复原 ②动物细胞的失水 皱缩 和吸水 涨破 （2）水稻、番茄细胞对 无机盐离子 的吸收
(3)人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点:逆浓度梯度运输。
(4)微生物吸收无机盐离子的特点
①不同微生物对无机盐离子的吸收有　　　　。
②不同微生物对各种无机盐离子的　　　不同。
选择性
需要量
第4章.物质的输入和输出
2.物质跨膜运输的实例
（2）水稻、番茄细胞对 无机盐离子 的吸收
Ⅰ、实验结果。①不同植物对_同种离子_的吸收有差异。②同一种植物对_不同离子_的吸收也有差异。
Ⅱ、实验结论：植物细胞对无机盐离子的吸收具有 选择透过性
第4章.物质的输入和输出
（2）水稻、番茄细胞对 无机盐离子 的吸收
〖水稻培养液中Ca2+浓度高于初始浓度，说明水稻不吸收Ca2+。（ ）〗
×
第4章.物质的输入和输出
细胞膜
液泡膜 液泡：具有一定浓度，和外界溶液
发生渗透作用
(1)细胞的失水和吸水--质壁分离和复原
细胞壁： 全透 性
①原生质层
植物细胞 原生质层 细胞质
相当于 半透膜
第4章.物质的输入和输出
②植物细胞发生质壁分离的原因和表现
A. 原因
B. 表现
a.原生质层具有选择通过性
b.细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性
宏观上：植物由坚挺→萎蔫
微观上：质壁分离
液泡（大→小）
细胞液颜色（浅→深）
原生质层与细胞壁分离
内因
外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度
第4章.物质的输入和输出
③【方法技巧】有关细胞是否发生质壁分离及复原的分析
A.从细胞角度分析
a.具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。 b.死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离现象。
第4章.物质的输入和输出
B.从溶液角度分析
a.在溶质可穿膜的溶液中(如KNO3溶液等)细胞会发生先质壁分离后自动复原现象。 b.在溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象，不能自动复原。 c.在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象，但会因过度失水而死亡，不再复原。
C.不同试剂对质壁分离和复原的影响分析
a.若使用浓度过高的蔗糖溶液，则质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，使细胞过度失水而死亡。
b.若使用质量浓度为1 mol·L－1的KNO3溶液，因为K＋和NO3-均可被细胞吸收，使细胞液浓度增大，所以细胞先发生质壁分离后又自动复原。
c.若使用质量浓度为1 mol·L－1的醋酸溶液，则不发生质壁分离及复原现象。因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。
第4章.物质的输入和输出
例1.下图表示以洋葱表皮为材料及清水、0.3 g/mL蔗糖溶液、0.5 g/mL蔗糖溶液、0.3 g/mL尿素溶液进行相关实验（时间1表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间2表示开始用清水处理洋葱表皮），测得该细胞原生质体体积变化，图中代表尿素溶液处理结果的是（ ）
A.a B.b C.c D.d
B
例2.(2021·郑州十校联考)图甲是人的红细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞的体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线；图乙是某植物细胞在一定浓度的NaCl溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是（ ）
A.从图甲可见250 mmol·L－1NaCl溶液不影响人红细胞的代谢
B.图乙中植物细胞体积会发生明显的变化，先减小后增大
C.图乙中a点细胞失水量最大，此时细胞吸水能力最小
正确的是（ ）
细胞壁的存在，体积不变
D.人的红细胞长时间处在300 mmol·L－1NaCl溶液中可能死亡，图乙中的处理时间内细胞一直有生物活性
E.该细胞不可能是根尖分生区细胞
F.用一定浓度的乙二醇溶液代替NaCl，可以等到类似的结果
G.实验结束后，乙图细胞的细胞液浓度都比实验前大
D
E
F
例3.植物细胞可以渗透吸水或失水，将带“皮”的细嫩的茎纵切后插入两烧杯中，如图（1）所示．
（1）已知b侧的细胞壁比a侧的细胞壁薄，易伸展，判断30min后可能出现的形状是______
D
a b
b a
（2）将同一植物细胞依次浸于蒸馏水、0.3mol/L蔗糖和0.5mol/L尿素溶液中，观察原生质体的体积随时间的变化，结果如图（2）甲图所示：
①A、B、C中，表示在0.3mol/L蔗糖溶液中的是______，由于细胞壁的伸缩性非常小，植物细胞会发生 ______现象，生物膜与半透膜的根本区别在于生物膜具有____________的特性．
C
质壁分离
选择透过性
②若曲线C中ef段的细胞如图（2）乙图，Ⅰ部位的物质是______，若曲线B中bc段的细胞如图（2）乙图，则Ⅰ、Ⅱ两处的溶液渗透压的大小比较：Ⅰ______Ⅱ
③试简要分析B、C曲线差异的原因：______．
蔗糖溶液
<
蔗糖不能透过膜，而尿素能透过膜，所以在尿素溶液中，细胞质壁分离后会自动复原
（1）自由扩散:物质顺浓度梯度跨膜运输，不消耗能量，无需膜转运蛋白协助。
a.方向：
高浓度→低浓度
b.动力：
浓度差
c.实例：
氧气、二氧化碳、氮气、水、尿素、甘油、乙醇、苯等
（气体、水、脂溶性小分子）
3.物质跨膜运输的方式
第4章.物质的输入和输出
（2）协助扩散:物质在膜转运蛋白的协助下，顺浓度梯度进行的跨膜运输，不消耗能量。
膜转运蛋白分为两类：载体蛋白和通道蛋白。
转运蛋白类型 特点 实例 运输曲线
载体蛋白
通道蛋白
只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过。
每次转运时都会发生自身构象的改变。
分布在许多组织细胞膜上的葡萄糖转运蛋白。
只容许与自身通道直径和形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过。
运输物质通过通道时，不需要与其结合。但通道蛋白具有开闭性。
水通道
离子通道
被动运输(自由扩散+协助扩散）
顺浓度梯度进行的跨膜运输，不消耗能量。
第4章.物质的输入和输出
（3）主动运输 : 物质逆浓度梯度跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应释放所释放的能量。
①植物根部细胞吸收无机盐离子
②甲状腺细胞吸收碘离子
③动物细胞吸收钾离子和排出钠离子(Na-K泵)
④小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖。
逆浓度运输
物质 相应过程 运输方式
水 进入细胞
葡萄糖 进入红细胞、肝细胞、脑细胞等
进入小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞
Na+ 进入神经细胞
运出神经细胞
K+ 进入神经细胞
运出神经细胞
小结：判断下列物质进出细胞的方式
自由扩散
协助扩散(水通道)
协助扩散(葡萄糖载体)
主动运输(Na+葡萄糖共运输)
协助扩散(Na+通道)
主动运输(钠钾泵)
主动运输(钠钾泵)
协助扩散(K+通道)
第4章.物质的输入和输出
变形虫的胞吞、胞吐示意图
完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输。
在转运过程中，物质包裹在脂双层膜的包被的囊泡运输，(膜泡运输)
运输过程中需要消耗能量
批量运输大分子物质或颗粒物。
运输时不穿膜
（4）胞吞、胞吐
3.物质跨膜运输的方式
第4章.物质的输入和输出
胞吐的特例
神经递质虽然是小分子物质，但是神经递质是通过突触小泡，以胞吐方式释放到突触间隙的。
目前已知的神经递质种类很多，主要有乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、氨基酸类（如谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等）、一氧化氮等。
（4）胞吞、胞吐
3.物质跨膜运输的方式
第4章.物质的输入和输出
例1.下图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图，下表选项中正确的是（ ）
D
第4章.物质的输入和输出
例2.（2019全国2卷）某种H+-ATPase是一种位于膜上的载体蛋白,具有ATP水解酶活性,能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H+。
①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中(假设细胞内的pH高于细胞外),置于暗中一段时间后,溶液的pH不变。
②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组,一组照射蓝光后溶液的pH明显降低;另一组先在溶液中加入H+-ATPase的抑制剂(抑制ATP水解),再用蓝光照射,溶液的pH不变。根据上述实验结果,下列推测不合理的是 (　　)
A.H＋－ATPase位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的H＋转运到细胞外
B.蓝光通过保卫细胞质膜上的H＋－ATPase发挥作用导致H＋逆浓度梯度跨膜运输
C.H＋－ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量可由蓝光直接提供
D.溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞
C
例3.（2021DCS周练）在黑暗条件下，将分离得到的类囊体放在 pH=4 的缓冲溶液中，使类囊体内外的 pH 相等，然后迅速转移到含有ADP和Pi的pH=8的缓冲溶液中，结果检测到有ATP的生成。根据实验分析，下列叙述正确的是 （ ）
A. 实验中溶液的 H+均来自水的裂解
B. 黑暗条件下植物叶肉细胞中的叶绿体可产生 ATP
C. 光照条件下植物细胞叶绿体中类囊体的腔内 H+浓度较高
D. 若使类囊体的脂双层对 H+的通透性增大，ATP 生成量不变
C
解析：H+泵和ATP合酶
H+ 泵:
利用ATP逆浓度运输H+
ATP合酶:
利用H+的浓度差合成ATP
主要分布在叶绿体内囊体膜上和线粒体内膜上。
例3（2021佛山高二期中）将某活组织放入适宜的完全营养液中，置于适宜的条件下培养。培养液中甲、乙两种离子的浓度保持相等且恒定，定期测定细胞中两种离子的含量，得到如图所示曲线。下列叙述正确的是( )
A.该组织细胞吸收甲、乙两种离子的方式分别是自由扩散和主动运输
B.该组织细胞运输离子甲的载体蛋白数量比运输离子乙的载体蛋白数量多
C.两种离子均只能从高浓度的一侧运输到低浓度的一侧
D.曲线mn段和ab段说明细胞呼吸产生的能量不足，抑制了细胞的吸收
B
浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越 ，运输速率越 ；
大
大
4.物质跨膜运输：影响物质跨膜运输因素的分析
（1）浓度差对物质跨膜运输的影响
第4章.物质的输入和输出
协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受 的限制。
载体数量
4.物质跨膜运输：影响物质跨膜运输因素的分析
（1）浓度差对物质跨膜运输的影响
第4章.物质的输入和输出
主动运输中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受 的限制。
载体数量和能量
4.物质跨膜运输：影响物质跨膜运输因素的分析
（1）浓度差对物质跨膜运输的影响
第4章.物质的输入和输出
载体蛋白主要影响 和 。其他条件适宜的情况下，载体蛋白数量越多，运输速率越大。自由扩散不受载体蛋白数量的影响。
协助扩散
主动运输
Q点：能量的限制
4.物质跨膜运输：影响物质跨膜运输因素的分析
（2）载体数量对跨膜运输的影响
第4章.物质的输入和输出
a. P点时， 为离子的吸收提供能量。
无氧呼吸
4.物质跨膜运输：影响物质跨膜运输因素的分析
（3）氧气含量对跨膜运输的影响
通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。
第4章.物质的输入和输出
b. PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越 ，主动运输的速率也越大。
多
4.物质跨膜运输：影响物质跨膜运输因素的分析
（3）氧气含量对跨膜运输的影响
通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。
第4章.物质的输入和输出
c. 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的限制因素运输速率不再增加。
4.物质跨膜运输：影响物质跨膜运输因素的分析
（3）氧气含量对跨膜运输的影响
通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。
第4章.物质的输入和输出
4.物质跨膜运输：影响物质跨膜运输因素的分析
（4）温度
第4章.物质的输入和输出
〖同一种植物对不同离子的吸收量不同，取决于膜上不同种类的离子载体蛋白的数量.( )〗
〖不同植物对同一种离子的吸收量不同，取决于不同植物的细胞膜上该离子载体蛋白的数量 .( )〗
〖抑制某载体蛋白活性，只会导致以该载体蛋白转运的物质运输停止，对其他物质运输不影响.( )〗
胞吞和胞吐只能运输大分子物质或颗粒.( )
√
√
√
×
第4章.物质的输入和输出
例1（2016年全国Ⅰ卷，31题节选）病毒甲通过呼吸道感染动物乙后，可引起乙的B淋巴细胞破裂、T淋巴细胞功能丧失，导致其患肿瘤病，患病动物更易被其他病原体感染。给新生的乙个体接种甲疫苗可预防该肿瘤病。回答下列问题：
（3）免疫细胞行使免疫功能时，会涉及到胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式，这两种方式的共同点有
__________________________________________　（答出两点即可）。
能运输生物大分子等；
运输过程中形成囊泡；
需要消耗能量。
例2.科学家利用纯磷脂制成“脂质体”，作为细胞模型。将“脂质体”放置于清水中，一段时间后发现，“脂质体”的形态、体积都没有变化。
(1)这一事实表明水分子______________（能/不能）通过纯粹的磷脂双分子层，进一步根据细胞膜的化学成分分析推测，在该实验中，水分子的跨膜运输_______（是/不是）自由扩散。
(2)有实验证明钾离子不能通过该“脂质体”，若要使钾离子通过，则该“脂质体”模型中还需要具备哪些物质？_________________________________________
不能
不是
载体蛋白或载体蛋白和ATP
例2.科学家利用纯磷脂制成“脂质体”，作为细胞模型。将“脂质体”放置于清水中，一段时间后发现，“脂质体”的形态、体积都没有变化。
(3)彼德·阿格雷从人红细胞及肾小管细胞的膜中分离出一种膜蛋白—CHIP28，并证明它是一种“水通道蛋白”。请设置能形成对照的甲、乙两组证明CHIP28是“水通道蛋白”。要求写出实验思路，预测实验结果并得出结论。
实验思路：
预期实验结果：
实验结论：
将“脂质体”均分为两组，分别标记为实验组甲、对照组乙，
在甲组中加入CHIP28。将甲乙两组置于清水中，一段相同时间后，观察并比较甲乙两组“脂质体”体积变化情况
甲组“脂质体”体积大于乙组
CHIP28是一种“水通道蛋白”