人教版高三生物大一轮总复习第7讲细胞的物质输入和输出Word格式.docx
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2.渗透作用原理的应用
(1)验证渗透作用发生的条件:
(2)比较不同溶液浓度的大小:
漏斗内
烧杯内
溶液浓度
M
N
现象及结论
①若漏斗内液面上升,则M>
②若漏斗内液面不变,则M=N
③若漏斗内液面下降,则M<
【误区警示】
走出渗透作用发生的“三”个误区
(1)水分子的移动方向是双向的,但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数多。
(2)实验中观察指标为漏斗内液面变化,但不能用烧杯液面变化作描述指标,因现象不明显。
(3)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度,实质是指渗透压。
1.(2014·
全国卷Ⅱ)将某植物的花冠切成大小和形状相同的细条,分为a、b、c、d、e和f组(每组的细条数相等),取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中,浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度,结果如图所示。
假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换,则( )
A.实验后,a组液泡中的溶质浓度比b组的高
B.浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的
C.a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组
D.使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4~0.5mol·
L-1
(1)题干关键词:
“花冠切成大小和形状相同的细条”“置于不同浓度的蔗糖溶液中,浸泡相同时间”“只有水分交换”。
(2)图示信息:
蔗糖溶液浓度不同,浸泡在其中的植物的花冠细条长度不同,是细胞发生渗透作用吸水膨胀或失水皱缩的缘故。
【解析】 本题主要考查细胞的渗透作用以及识图能力、数据分析能力。
A项中,a组比值小于b组且都小于1,说明a组细胞吸水比b组多,所以a组液泡中的溶质浓度比b组的要小,错误。
B项中,f组比值大于1,说明是细胞失水皱缩,b组比值小于1,说明细胞吸水膨胀,因此f组细胞中液泡的失水量是大于b组的,错误。
C项中,水进出细胞的方式属于自由扩散,不消耗能量,错误。
D项中,使细条在浸泡前后长度不变的话,则实验前长度/实验后长度=1,从图中可以看出,对应的蔗糖浓度介于0.4~0.5mol·
L-1,正确。
【答案】 D
高考母题变式
变式1 分析水分子的移动方向
(1)图中a组将花冠细条放入蔗糖溶液后水分子的移动呈现出从蔗糖溶液→细胞液。
(2)当细条长度不再发生变化时水分子的移动特点是水分子进出细胞达到了平衡。
变式2 分析细胞液与外界溶液的浓度大小
(1)图中a、b、c(填字母)组所处的蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度,细胞吸水。
(2)图中d、e、f(填字母)组所处的蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度,细胞失水。
2.某同学进行实验,甲图为实验开始状态,乙图为实验结束状态。
请在乙图所示实验结果的基础上继续实验,探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。
增添的实验材料:
蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。
(1)设计出继续实验的简要步骤。
①向a、b两管分别加入________________________,水浴加热(或隔水加热)U形管至适宜温度,________________。
②吸取a、b两管内适量液体,分别加入A、B两试管中,并加入________,50℃~65℃水浴加热,_______________________。
(2)预测实验现象并得出结论。
①若_________________,则蔗糖的水解产物能通过半透膜。
②若_________________________,则蔗糖的水解产物不能通过半透膜。
【解析】 本题考查实验设计的有关知识。
探究蔗糖的水解产物是否能通过半透膜是实验目的。
由提供的实验材料分析知:
蔗糖的水解产物如果能通过半透膜,则由于渗透作用,两边的液面差会缩小,用斐林试剂检验,水浴条件下A、B两试管内均会出现砖红色沉淀;
否则,两边的液面会因为蔗糖的水解使溶质分子数增加而液面差加大,且检验时A试管内无砖红色沉淀。
实验设计时重点考虑无关变量的控制,实验时要遵循变量唯一的原则,如两侧加入等量的蔗糖酶溶液,水浴控制酶活性的最适温度等。
【答案】
(1)①等量蔗糖酶溶液 观察a、b两管内液面的变化 ②斐林试剂 观察A、B试管内有无砖红色沉淀
(2)①a、b两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀 ②a、b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀、B试管内有砖红色沉淀
【解题归纳】
渗透方向及浓度大小的判断方法
(1)判断溶剂渗透的总方向。
①若半透膜两侧是同种溶液,根据质量浓度或物质的量浓度判定。
②若半透膜两侧是不同的溶液,物质的量浓度才能体现溶质或溶剂分子数的多少,如半透膜两侧为质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液,则葡萄糖溶液一侧单位体积中葡萄糖分子数多(水分子数少),水分子由蔗糖溶液一侧通过半透膜向葡萄糖溶液一侧扩散。
(2)判断半透膜两侧溶液浓度的大小。
若渗透平衡后,半透膜两侧液面仍存在液面差,则半透膜两侧溶液就存在浓度差,液面差越大,浓度差就越大,且液面高的一侧溶液浓度高。
考点二 物质出入细胞的方式及影响因素
1.物质出入细胞的方式(连线)
2.物质跨膜运输方式图解
3.主动运输的意义
保证了活细胞能够按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质。
4.大分子物质进出细胞的方式
(2)特点:
需要消耗能量,同时体现了细胞膜的流动性。
(3)实例
①胞吞:
白细胞吞噬病菌等。
②胞吐:
分泌蛋白的分泌、神经递质的释放等。
(必修1P73“与社会的联系”)囊性纤维病是细胞中某种蛋白质结构异常,影响了Na+和Cl-的跨膜运输,这一事例说明这种结构蛋白属于细胞膜上的________,也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过细胞膜上__________________来实现的。
载体蛋白 载体蛋白的种类和数量
1.物质浓度
(1)图中甲表示自由扩散,运输的动力是两侧溶液的浓度差,在一定浓度范围内,随物质浓度的增大,其运输速率与物质浓度成正比。
(2)图中乙表示协助扩散或主动运输,共同点是都需要载体蛋白协助,在物质浓度较低时,随物质浓度的增大,运输速率也逐渐增大,到达一定物质浓度时,由于受膜上载体蛋白数量的限制,运输速率不再随物质浓度增大而增大。
(3)图中丙表示主动运输,运输方向通常由低浓度一侧到高浓度一侧,随着能量供应的增加,由于受膜上载体蛋白数量的限制,运输速率不会一直增大。
2.氧气浓度(哺乳动物成熟红细胞的主动运输与O2浓度无关)
(1)一般情况下,图中甲表示自由扩散或协助扩散,它们统称为被动运输,其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧,其运输的动力都是浓度差,不需要能量,因此与氧气浓度无关,运输速率不随氧气浓度增大而改变。
(2)图中乙表示主动运输,特点是既需要载体蛋白协助又需要消耗能量。
①在氧气浓度为零时(图中Q点),细胞通过无氧呼吸供能,但无氧呼吸产生能量较少,所以运输速率较低。
②在一定范围内随氧气浓度升高,有氧呼吸加强,产生的能量逐渐增多,所以运输速率不断加快,当氧气浓度足够高时(图中P点),能量供应充足,但由于受到载体蛋白数量的限制,运输速率不再随氧气浓度增大而加快。
3.温度
温度影响物质运输速率时,既与分子的运动有关,也与细胞呼吸有关。
与物质出入细胞相关的六点提醒
(1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外,还有协助扩散。
(2)消耗能量的运输方式除主动运输外,还有胞吞和胞吐。
(3)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外,还有协助扩散。
(4)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外,还有载体蛋白的合成场所——核糖体。
(5)胞吞(吐)的大分子物质穿过细胞膜的层数为0,因为该过程是通过膜的融合将物质转入(出)细胞的。
(6)RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核,是通过核孔,而不是通过胞吞、胞吐。
3.(2016·
全国卷Ⅰ)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。
下列叙述正确的是( )
A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的
C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
(1)关键信息:
具有ATP水解酶活性、利用水解ATP释放的能量、跨膜运输离子。
(2)解题思路:
从主动运输发生所需要的条件、特点等方面分析。
【解析】 本题主要考查物质进出细胞的方式。
A项,由题干“具有ATP水解酶活性的载体蛋白”“能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子”可知,这种跨膜运输方式属于主动运输,故错误。
B项,主动运输是逆浓度梯度进行,故错误。
C项,动物一氧化碳中毒后会使细胞呼吸受抑制,细胞产生的ATP减少,影响了载体蛋白对ATP的水解,降低了离子泵跨膜运输离子的速率,故正确。
D项,加入蛋白质变性剂后,离子泵会变性从而失去转运离子的功能,降低了离子泵跨膜运输离子的速率,故错误。
【答案】 C
变式1 题干信息迁移
题干中信息说明离子泵是载体蛋白,那么细胞膜上所有的载体蛋白是否都属于离子泵?
答:
否。
通过离子泵的跨膜运输需消耗ATP属于主动运输,而协助扩散也需要载体蛋白的参与,与离子泵相比这类载体蛋白进行物质转运不消耗ATP。
变式2 选项信息迁移
从影响离子泵的因素考虑,除蛋白质变性剂外,还有温度和pH也能影响离子泵的活性。
4.(2016·
江苏单科)图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。
下列相关叙述错误的是( )
A.载体①逆浓度运输溶质分子
B.载体②具有ATP酶活性
C.载体①和②转运方式不同
D.载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快
【解析】 载体①是从低浓度到高浓度运输溶质分子的,方式为主动运输,A正确;
载体②是顺浓度梯度运输物质的,方式为协助扩散,不消耗ATP,B错误;
载体①和②转运方式不同,C正确;
协助扩散有载体蛋白的协助比自由扩散速度快,D正确。
【答案】 B
5.图1是物质出入细胞的示意图,图2中曲线甲、乙分别代表物质进出细胞的两种方式。
(1)图2中曲线甲代表________,影响曲线乙所示物质进出细胞方式的因素主要有__________、__________。
(2)K+、O2和葡萄糖这三种物质中,通过图1所示的d方式进入红细胞的是________,这体现了细胞膜的________性。
(3)若图1代表某细胞的细胞膜,该细胞能分泌胰岛素,此物质运出细胞的方式称为__________,这依赖于细胞膜的__________特点。
【解析】
(1)图2中甲表示自由扩散,乙表示主动运输,主动运输需要载体和细胞呼吸产生的能量(ATP)的协助。
(2)图1中d表示协助扩散,K+通过主动运输的方式进入红细胞,O2通过自由扩散的方式进入红细胞,葡萄糖通过协助扩散的方式进入红细胞,这
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