2024届高考生物一轮复习第二单元细胞的基本结构细胞的物质输入和输出第3讲细胞的物质输入和输出课件

这是一份2024届高考生物一轮复习第二单元细胞的基本结构细胞的物质输入和输出第3讲细胞的物质输入和输出课件，共60页。PPT课件主要包含了半透膜，细胞膜，细胞质与外界溶液，浓度差，全透性，原生质层，细胞液，转运蛋白和能量，自由扩散，协助扩散等内容，欢迎下载使用。
知识点一　细胞的吸水和失水[自主学习]1.渗透作用原理(1)发生渗透作用的条件：①具有________；②膜两侧溶液具有浓度差。 (2)渗透作用的实质：单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子________蔗糖溶液进入清水中的水分子，导致蔗糖溶液液面________。 
2.动物细胞的吸水和失水(1)人成熟的红细胞中发生渗透作用的条件：①________相当于半透膜；②____________________之间存在浓度差。 (2)引起细胞失水和吸水的条件：外界溶液与细胞质之间存在________。 
3.植物细胞的吸水和失水(1)成熟植物的细胞结构。
(3)质壁分离的原因。①外因：________浓度＜外界溶液浓度，细胞通过渗透作用失水。 ②内因：细胞壁的伸缩性______原生质层的伸缩性。 
[自主检测]1.思考判断(1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量浓度。(　　)(2)在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜。(　　)(3)将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用。(　　)(4)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。(　　)(5)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的。(　　)
【答案】提示：a对应①细胞液，b对应⑥原生质层，c对应外界溶液
知识点二　物质出入细胞的方式[自主学习]1.物质运输的方式、特点和实例
(1)填写以下有关跨膜运输方式及结构的名称：图甲：________；图乙：________；图丙：__________；a：________；图丁：____；图戊：______。 (2)填写以下有关跨膜运输方式的影响因素：图甲：__________；图乙：_________________；图丙：________________。 
[自主检测]1.思考判断(1)细胞质中的氢离子可以通过扩散作用进入液泡内。(　　)(2)Na+与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输。(　　)(3)细胞外液中的K+进入神经细胞属于自由扩散。(　　)(4)液泡中积累了大量离子，故液泡膜不具有选择透过性。(　　)(5)主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢。(　　)
2.深挖教材(1)同一种物质进出同一细胞的方式相同吗?请举例说明：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 
提示：不一定相同。人的红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，肾小管细胞重吸收葡萄糖的方式是主动运输；神经元吸收钾离子的方式是主动运输，而静息时钾离子外流的方式是协助扩散
(2)小肠绒毛上皮细胞能够吸收葡萄糖，却很难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖。这个事实说明_____________________________________，这与细胞生活的关系是____________________________________________________________________________________________________________。 
【答案】提示：细胞尽可能地只吸收自身需要的物质，细胞不需要或对细胞有害的物质常被阻挡在细胞外
细胞膜对物质进入细胞具有选择透过性　
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
3.热图导析：分析物质进出细胞的有关图像
(1)甲、乙的物质进出细胞方式一样吗?为什么?
提示：不一样。图甲中a点以后物质是逆浓度梯度运输的，为主动运输；图乙中物质顺浓度梯度运输，需要转运蛋白，但不消耗能量，为协助扩散
(2)图乙的物质运输方式也可以逆浓度梯度进行吗?___________________________________________________。 (3)只要是消耗能量的运输方式就是主动运输吗?_______________________________________________________________________。 
提示：不能，逆浓度梯度运输一定消耗能量
提示：不是，需要消耗能量的运输方式除了主动运输，还有胞吞和胞吐
(1)溶质不能通过半透膜的情况。①若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→S2的水分子数，宏观上表现为S1溶液液面上升；若S1溶液浓度小于S2溶液浓度，则情况相反，宏观上表现为S1溶液液面下降。②在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度。因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
(3)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)。
[考向预测](一)考查渗透作用的条件及渗透装置的分析(素养目标：科学思维)
【解析】向甲、丙中分别加入等体积相同物质的量浓度的蔗糖酶和乳糖酶，甲中的蔗糖水解成两分子单糖，丙中的乳糖分解为两分子单糖，都可通过半透膜进入乙中，引起乙液面升高，稳定后液面高度乙＞甲＝丙，A错误；向乙中加入一定量麦芽糖酶溶液后，乙中的麦芽糖水解为两分子的葡萄糖，会通过半透膜分别进入甲和丙，稳定后液面高度乙＜甲＝丙，B正确；向丙中加入一定量的半乳糖后，由于半乳糖可以通过半透膜，因此稳定后液面高度甲＝乙＝丙，但因为乙体积最大，所以乙中半乳糖含量最多，C错误；渗透作用是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散，本实验中水分子是溶剂分子，故本实验中半乳糖等单糖分子从浓度高的一侧向浓度低的一侧通过半透膜的扩散，不能称为渗透作用，D错误。
【解析】分析题图可知，氯化铵、甘油、乙醇、丙酮扩散进入红细胞的速度大小关系为丙酮＞乙醇＞甘油＞氯化铵，C错误。
2.物质跨膜运输方式的判断与实验设计(1)据物质浓度判断跨膜运输方式。①顺浓度梯度(溶质)→被动运输。②逆浓度梯度(溶质)→主动运输。③水分子的运输方式为自由扩散，从溶液角度分析，是从低浓度溶液(水的相对含量多)→高浓度溶液(水的相对含量少)。④实例：兴奋产生与传导过程中Na+、K+的运输方式判断。
a.由于细胞外Na+浓度高，细胞内K+浓度高，因此神经细胞静息时K+外流和兴奋时Na+内流的运输方式都是被动运输。b.细胞维持膜外Na+浓度高，膜内K+浓度高，需要不断吸K+排Na+，此时K+、Na+的运输方式为主动运输。
(2)物质跨膜运输方式的实验设计与分析。①探究是主动运输还是被动运输。
[考向预测](一)物质出入细胞的方式及特点(素养目标：生命观念)
【解析】图示体现了细胞膜对进出细胞的物质具有选择性，即体现了细胞膜的选择透过性，A正确；由图可知，C6H12O6和Na+由载体蛋白1协助运输，由题干信息“载体蛋白1和载体蛋白2依赖于细胞膜两侧Na+浓度差完成相应物质的运输”可知，Na+顺浓度梯度进入细胞可产生一定的势能，该能量可促使C6H12O6逆浓度梯度进入细胞，即C6H12O6进入细胞的方式为主动运输；钠钾泵具有ATP酶活性，可将K+逆浓度梯度运进细胞，即K+进入细胞的方式为主动运输，B正确；载体蛋白2将Na+运进细胞，而将H+运出细胞，结合B项分析可知，Na+顺浓度梯度进入细胞可产生一定的势能，该势能使H+以主动运输方式被运出细胞，进而可调节细胞内的pH，C正确；由题意可知，钠钾泵具有两方面作用：一是可作为载体蛋白，具有运输功能，二是具有ATP酶活性，具有催化功能，D错误。
(二)影响物质出入细胞的因素(素养目标：生命观念)
【解析】由图可知，Y物质是低浓度向高浓度一侧运输，应属于主动运输，此时能量应来源于X离子的转运过程，A正确；肌细胞吸收氨基酸分子的方式是ATP驱动的主动运输，属于b类型，B错误；蓝细菌、水绵、叶肉细胞的细胞内有光合色素均可利用光能，能发生c类型，而萤火虫发光器细胞没有光合色素，不能利用光能，故不能发生c过程，C错误；温度、酸碱度均会影响a、b、c三种类型的运输速率，而氧气浓度只影响b过程，D错误。
[方法透析]关于质壁分离和复原实验的四个注意点(1)将发生质壁分离的植物细胞置于低浓度的溶液或蒸馏水中，植物细胞会发生质壁分离的复原，但如果所用溶液为葡萄糖、KNO3、尿素、乙二醇等能被细胞吸收的物质，发生质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。(2)质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越强；质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度。
(3)质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的，但结果是单向的。(4)本实验用显微镜观察了三次，第一次与第二次形成对照，第三次与第二次形成对照，该对照方法为自身对照。
【解析】图2细胞正处于质壁分离状态，图1中的d、f过程都可能观察到图2所示的细胞状态，A错误；不同细胞的状态、体积大小、细胞液浓度不总是完全一致的，所以显微镜下观察到的质壁分离程度不可能完全相同，B错误；洋葱鳞片叶外表皮细胞高度分化且无叶绿体，不能进行DNA分子复制和光合作用，C错误；细胞置于KNO3溶液中，细胞发生质壁分离后会自动复原，所以有可能观察不到图2所示的细胞，D正确。
(二)实验结果分析2.(2021年广东适应性考试)某同学用黑藻叶临时装片观察叶绿体后，进一步探究植物细胞的吸水和失水现象。下列叙述正确的是 (　　)A.可观察到细胞中有螺旋带状叶绿体B.不同细胞的叶绿体运动方向一致C.高浓度乙醇可引起细胞的质壁分离D.质壁分离后期细胞吸水能力增强
【解析】水绵的叶绿体为带状，黑藻叶片中叶绿体为椭球形或球形，A错误；不同细胞中的叶绿体的运动方向可能不同，但同一细胞中的不同叶绿体的运动方向是相同的和定向的，即叶绿体环绕中央大液泡循着同一个方向旋转式流动着，即细胞质基质环流，B错误；高浓度的乙醇会使细胞死亡，C错误；质壁分离过程中细胞失水，细胞液的浓度增加，细胞吸水能力增强，D正确。
【解析】由于细胞b在水分交换达到平衡时细胞的体积增大，说明细胞吸水，则水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A正确；水分交换达到平衡前，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b＞细胞a＞细胞c，B正确；由题意可知，水分交换达到平衡时，细胞a未发生变化，说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等；水分交换达到平衡时，虽然细胞内外溶液浓度相同，但细胞c失水后外界蔗糖溶液的浓度减小，因此，水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C错误；在一定的蔗糖溶液中，细胞c发生了质壁分离，水分交换达到平衡时，其细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，D正确。
【解析】能发生质壁分离细胞应为活的植物细胞，据图分析，从甲到乙发生了质壁分离现象，说明甲细胞是活细胞，A正确；乙图所示细胞发生质壁分离，该过程中细胞失水，故与甲图相比，乙图细胞的细胞液浓度较高，B错误；由于有细胞壁的支持和保护，丙图细胞的体积不会持续增大，也不会涨破，C错误；根尖分生区细胞无中央大液泡，不能发生质壁分离现象，D错误。
4.(2021年广东卷)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，下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是 (　　)