高中生物必修一一轮复习课件

走向高考·生物路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·高考总复习第三讲细胞的物质输入与输出第二单元思考：半透膜与选择透过性膜一样吗？。不一样，半透膜是物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小；生物膜上具有载体，且不同生物的细胞膜上载体的种类和数量不同，构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性。第一节物质跨膜运输的实例一.渗透作用1.概念：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，从低浓度向高浓度溶液的扩散。2.发生渗透作用的条件：①具有半透膜；②半透膜两侧具有浓度差。思考：①如右图，半透膜两侧液面如何移动？a侧液面上升，b侧液面下降。因为水分子由单位体积中水分子多的一侧（即低浓度）向单位体积中水分子少(即高浓度)的一侧运动。②a侧液面能无限上升吗？不能，因为上升到一定程度，半透膜两侧水分子运动会达到动态平衡，此时a侧溶液浓度大于b侧，水分子会产生向左侧渗透的压力，这个压力与a侧高出的液柱重力平衡。注：半透膜两侧浓度差越大，达到动态平衡时两侧的液面高度差也越大。注：动物细胞的细胞膜具有选择透过性，相当于一层半透膜。人体细胞的细胞质浓度相当于0.9%Nacl溶液。水从浓度低的一侧流向浓度高的一侧。二.细胞的吸水和失水1.原理：渗透作用2.哺乳动物成熟红细胞的吸水与失水①外界溶液浓度细胞质浓度时,细胞吸水膨胀②外界溶液浓度细胞质浓度时,细胞失水皱缩③外界溶液浓度=细胞质浓度时,水分进出细胞处于动态平衡。4.探究实验——质壁分离与质壁分离复原3.植物细胞的吸水和失水原生质层（细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质）相当于一层半透膜，只要细胞液（液泡中的液体）与外界溶液之间存在浓度差，就可以发生吸水和失水。①发生的条件：成熟的植物细胞（有大液泡、细胞壁）；活细胞（死细胞的细胞膜变成全透性的）②质壁分离产生的原因内因：原生质层比细胞壁的伸缩性大外因：外界溶液浓度大于细胞液的浓度实验技能——观察植物细胞的质壁分离及复原1.探究性实验的一般过程：根据观察到的现象，提出问题→作出假设→预测结果→进行实验→分析结果得出结论→表达交流→进一步探究。2．假设：原生质层相当于一层半透膜。3．预期结果：由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由透过，而蔗糖分子不能透过，因此，在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。4．实验流程5．实验结论成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。6．质壁分离的原因分析(1)原因内因：原生质层具半透性→细胞渗透失水→细胞壁伸缩性小原生质层伸缩性大外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度(2)表现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(1)选择有大的液泡且最好液泡带有颜色的细胞做实验材料。(2)滴加蔗糖溶液和清水时，必须在实验桌上进行，不能在显微镜的载物台上进行。(3)本实验选用0.3g/mL的蔗糖溶液(此浓度下既明显出现质壁分离，又不致杀死细胞)。浓度过高，质壁分离速度虽快，但不久细胞会因失水过多而死亡，不能再进行质壁分离复原；浓度过低不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。此外，8%的食盐溶液，5%的硝酸钾溶液等也可使用。盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做质壁分离的溶液。成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统返回植物细胞的质壁分离及复原变小脱离细胞壁基本不变逐渐恢复原来大小恢复原位基本不变清水蔗糖溶液中央液泡大小原生质层位置细胞大小实验结果记录如下：1.原生质层具有选择透过性。2.细胞是处于生活状态还是已死亡。3.可以测定细胞的渗透压。(细胞液与外界溶液的关系。)此实验可以验证：质壁分离后无法复原的现象1.质壁分离时间过长，细胞因严重缺水已死亡。2.外界溶液浓度过高，导致细胞严重失水而死亡。分析：腌又咸又脆的萝卜条与糖醋蒜的原理是否相同？为什么？不同。腌萝卜条时，开始时发生质壁分离，后因Na+、Cl-经主动运输进入细胞又发生质壁分离复原，致使萝卜条又咸又脆。而腌制糖醋蒜时，因醋酸杀死细胞使细胞膜失去选择透过性，蔗糖和醋酸进入细胞中。初始浓度0Mg2＋Ca2+Si4+离子培养液中的离子浓度水稻番茄物质跨膜运输的其他实例1.水稻培养液中的Ca2+、Mg2+离子浓度为什么会增高？是不是水稻不吸收反而向外排出呢？因为它们的吸收速率小于水的吸收速率，所以培养液中浓度会增加。（低于初始浓度表示：无机盐离子吸收速率大于水的吸收速率，导致培养液中该离子浓度减少。）2.不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？有差异物质跨膜运输的其他实例1.番茄和水稻吸收矿质离子的比较科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiO4＋4的培养液中培养，结果及分析如下：(1)不同植物细胞对同一无机盐离子、同一植物细胞对不同无机离子的吸收均有差异，说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有选择性。(2)番茄吸收Ca2＋、Mg2＋多，吸收Si4＋少；水稻吸收Si4＋多，而吸收Ca2＋、Mg2＋少，从营养学角度讲番茄的补钙效果比水稻好。(3)水稻吸收水的相对速度比吸收Ca2＋、Mg2＋的大，造成培养液中Ca2＋、Mg2＋浓度上升；番茄吸收水的相对速度比吸收Si4＋的大，造成培养液中Si4＋浓度上升。(4)植物细胞在同一时间吸收离子和吸水的量不同，即吸收离子和吸收水是两个不同的过程。2．人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点人体甲状腺滤泡上皮细胞内碘的浓度比血液高20～25倍，说明碘进入甲状腺滤泡上皮细胞是从低浓度→高浓度，即逆浓度梯度。3．微生物吸收矿物质的特点不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异。(1)不同微生物的细胞膜结构有一定的差异。(2)不同微生物对矿物质的吸收有选择性。(3)不同微生物对各种矿物质的需要量不同。4．实例分析结论(1)细胞膜和其他生物膜一样都是选择透过性膜。它具有的特点是：①水分子可以自由通过。②一些细胞需要的离子和小分子也可以通过。③其他的离子、小分子和大分子则不能通过。(2)物质通过生物膜的跨膜运输，有的是顺相对含量梯度的，有的是逆相对含量梯度的。(3)细胞对于物质输入和输出及选择性是通过细胞膜实现的。1.生物膜的结构特点——具有一定的流动性，原因是构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子大多都是可移动的。2．生物膜的功能特性——具有选择透过性，原因是膜上载体的种类和数量不同。1.浸入1MKNO3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，物质进出细胞的方式先后有()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D2.实验中发生了质壁分离的植物细胞内，原生质层和细胞壁之间的空隙充满了（）A、细胞液B、蔗糖溶液C、空气D、清水3.在质壁分离实验中，与细胞壁分离的结构是（）A、细胞质B、细胞膜C、原生质D、原生质层4.下图是三个相邻的植物细胞，以及它们之间水分流动方向的示意图。图中三个细胞的细胞液，在浓度上的关系是（）A、甲＞乙＞丙B、甲乙丙C、甲＞乙，且乙丙D、甲乙，且乙＞丙甲乙丙BDB分析：水是由浓度低的一侧流向浓度高的一侧。第二节生物膜的流动镶嵌模型一.生物膜结构的探索1.19世纪末，欧文顿发现：凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。——膜是由脂质组成的。2.20世纪初，哺乳动物成熟的红细胞放入清水中可分离出细胞膜，化学分析发现膜的主要成分是脂质与蛋白质。3.1925年，用丙酮从人的红细胞中提取脂质，发现其单分子层的面积是红细胞膜表面积的两倍——细胞膜中的脂质排列为两层。4.1959年，罗伯特森电镜下观察暗—亮—暗三层结构，提出蛋白质—脂质—蛋白质三层结构。5.1970年，红色荧光标记人细胞，绿色荧光标记小鼠细胞，两种细胞融合，刚融合时一半发绿光，一半发红光，一段时间后，两种荧光均匀分布——细胞膜具有流动性。6.1972年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型。（二）生物膜流动镶嵌模型的基本内容1、生物膜的主要成分2、生物膜的基本支架3、如何分清生物膜示意图的膜内与膜外？4、结构特点5、功能特性脂质和蛋白质磷脂双分子层糖蛋白在生物膜的外侧具有一定的流动性选择透过性注：内吞、外排（如分泌蛋白），可以说明膜具有一定的流动性；主动运输，吸收某些物质、不吸收某些物质可以说明细胞膜具有选择透过性。物质出入细胞的方式1.自由扩散、协助扩散和主动运输的比较物质出入细胞的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散运输方向高浓度→低浓度高浓度→低浓度一般为低浓度→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被动运输物质出入细胞的方式自由扩散协助扩散主动运输图例举例O2、CO2、H2O甘油、乙醇、苯等出入细胞的方式红细胞吸收葡萄糖小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等表示曲线(一定浓度范围内)2.物质非跨膜运输方式——膜的流动性胞吞胞吐条件细胞摄取或排出大分子和颗粒物质的方式原理生物膜的流动性特点物质通过小泡转移，需要消耗能量，不需要载体方向细胞外→内细胞内→外实例变形虫吞食食物颗粒，白细胞吞噬细菌等胰岛B细胞分泌胰岛素影响物质运输速率的因素(1)物质浓度在一定浓度范围内，协助扩散或主动运输速率不再随物质浓度的增大而加快时，主要是因为细胞膜上运输该物质的载体蛋白的数量有限。主动运输还可能受细胞内能量供应的限制。(2)O2浓度(3)温度1、对细胞膜的选择性起主要作用的物质是（）A、胆固醇B、多糖C、蛋白质D、磷脂2、下列哪些物质进出细胞时与细胞中的蛋白质和ATP密切相关（）①尿素通过细胞膜②人的红细胞从血浆中吸收葡萄糖③肾小管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A①②B③④C②③D①②③④B自由扩散协助扩散主动运输主动运输C广口瓶中盛有(NH4)2SO4溶液，放入小麦的离体根后，向瓶中缓缓通人02。分析现象并回答下列问题：(1)由实验可知，根细胞在同一时间内，吸收NH4+总是多于SO42-，这一现象是由决定的。(2)若在恒温下进行实验，则随着O2的通入，根的有氧呼吸加强，实验中可发现根细胞对NH4+和SO42-的吸收速度会改变，表现为NH4+的吸收速度，SO42-的吸收速度，这是由于。(3)如果持续通人O2，根细胞对NH4+和SO42-的吸收速度会在一定水平上达到稳定，造成这一结果的原因是。根细胞吸收矿质元素离子具有选择性或根细胞膜上NH+和SO42-的载体数量不同增快增快根细胞吸收矿质元素离子是主动运输方式，需要消耗呼吸作用释放的能量受细胞膜上载体蛋白数量的限制法囊藻是一种海生绿藻，下图所示为经化学测定所得的法囊藻细胞及周围海水中各种离子的浓度。图中灰色部分表示法囊藻细胞液中离子的浓度，白色部分表示海水中各种离子的浓度。请据图分析并回答下列问题：(1)法囊藻细胞液中的成分与海水的成分很不相同，如K+和Cl-在细胞内含量高，而Ca2+和Mg2+在细胞内含量较低。这一事实表明细胞对矿质元素离子的吸收具有。(2)法囊藻细胞吸收K+和Cl-的方式是，判断依据是。(3)法囊藻细胞吸收K+和Cl-的方式对活细胞生命活动的意义是，这种吸收方式的实现，必须依赖的生理活动是。(4)法囊藻细胞吸收的各种离子数量与海水中相应离子的数量不成正比例，这与法囊藻细胞膜上的有关。选择性主动运输逆浓度梯度由海水向细胞中运输能保证细胞按照生命活动的需要主动地选择吸收营养物质呼吸作用运载各种离子的载体数量5．蛙的神经元内、外Na＋浓度分别是15mmol/L和120mmol/L。在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有Na＋流入细胞，膜电位恢复过程中有Na＋排出细胞。下列判断正确的是()A．Na＋流入是被动运输，排出是主动运输B．Na＋流入是主动运输，排出是被动运输C．Na＋流入和排出都是被动运输D．Na＋流入和排出都是主动运输答案A解析本题考