廣東省惠州市2019年高考生物總復(fù)習(xí) 4-1 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例學(xué)案.doc

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第1節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例 【自主學(xué)習(xí)】 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1. 理解細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)濃度大小與吸失水的關(guān)系； 2. 能說出動植物吸失水的異同； 3. 能說出質(zhì)壁分離和復(fù)原的內(nèi)涵和條件。 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)】 重點(diǎn) 1. 細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)濃度大小與吸失水的關(guān)系；2.動植物吸失水的異同； 3.質(zhì)壁分離和復(fù)原的內(nèi)涵和條件。 難點(diǎn) 1.細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)濃度大小與吸失水的關(guān)系；2.動植物吸失水的異同； 3.質(zhì)壁分離和復(fù)原的內(nèi)涵和條件。 【方法引導(dǎo)】 仔細(xì)觀察書本的“問題探討”、“思考與討論”、“資料分析”等材料， 積極思考、交流，在討論、探究中解決問題、得出結(jié)論、鍛煉能力。 【基礎(chǔ)知識】 一、細(xì)胞的吸水和失水 1．K＋通過細(xì)胞膜屬于滲透作用 (　　) 2．植物細(xì)胞的原生質(zhì)層由細(xì)胞膜和液泡膜組成，相當(dāng)于半透膜 (　　) 3．細(xì)胞液就是細(xì)胞內(nèi)的液體 (　　) 4．當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時，植物細(xì)胞就會發(fā)生質(zhì)壁分離 (　　) 5．動物細(xì)胞在任何情況下都不會發(fā)生質(zhì)壁分離 (　　) 二、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例 1．番茄和水稻吸收無機(jī)鹽離子的比較 科學(xué)家將番茄和水稻分別放在含有Ca2＋、Mg2＋和Si4＋的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結(jié)果及分析如下： (1)不同植物對________________的吸收有差異，同一種植物對________________的吸收也有差異，說明植物細(xì)胞膜對無機(jī)鹽離子的吸收具有________。 (2)水稻吸收水的相對速率比吸收Ca2＋、Mg2＋的____，造成培養(yǎng)液中Ca2＋、Mg2＋濃度______；番茄吸收水的相對速率比吸收Si4＋的____，造成培養(yǎng)液中Si4＋濃度______。 2．微生物吸收無機(jī)鹽離子的特點(diǎn) 不同微生物對不同無機(jī)鹽離子的吸收表現(xiàn)出較大的差異：(1)不同微生物對無機(jī)鹽離子的吸收有________。 (2)不同微生物對各種無機(jī)鹽離子的________不同。 【綜合提升】 1．?dāng)U散作用和滲透作用的關(guān)系 物質(zhì)從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域的運(yùn)動稱為擴(kuò)散作用。滲透作用是一種特殊方式的擴(kuò)散，它是指水分子或其他溶劑分子通過半透膜(或選擇透過性膜)進(jìn)行的擴(kuò)散。 2．半透膜和選擇透過性膜的關(guān)系 (1)區(qū)別 ①半透膜可以是生物性的選擇透過性膜，也可以是無生命的物理性膜，即指某些物質(zhì)可以透過而另一些物質(zhì)不能透過的多孔性薄膜，物質(zhì)能否通過取決于分子的大小。 ②選擇透過性膜是具有生命的生物膜，載體蛋白的存在決定了其對不同物質(zhì)是否吸收選擇性。細(xì)胞死亡或膜載體蛋白失活后，其選擇透過性喪失。 (2)共性：都允許水分子自由通過，而不允許大分子物質(zhì)通過。 3．原生質(zhì)層和原生質(zhì)體的關(guān)系 (1)原生質(zhì)層是成熟的植物細(xì)胞內(nèi)相當(dāng)于半透膜的結(jié)構(gòu)，由細(xì)胞膜、液泡膜以及兩膜之間的細(xì)胞質(zhì)組成，不包括細(xì)胞核和液泡內(nèi)的細(xì)胞液。此結(jié)構(gòu)僅存在于成熟的植物細(xì)胞中。 (2)原生質(zhì)體是去除了植物細(xì)胞壁后所剩下的具有生物活性的植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核三部分，常作為植物細(xì)胞融合的材料。 4．質(zhì)壁分離的原因分析 (1)原因→細(xì)胞滲透失水 (2)表現(xiàn) l 【預(yù)習(xí)自測】 1．關(guān)于選擇透過性膜與半透膜的關(guān)系，正確的說法是 (　　) ①具有半透性必然具有選擇透過性 ②具有選擇透過性必然具有半透性 ③活的生物膜才具有選擇透過性 ④只有活的生物膜才具有半透性 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 2．下列現(xiàn)象屬于滲透作用的是 (　　) ①水分子通過植物細(xì)胞的細(xì)胞壁②水分子或其他溶劑分子通過細(xì)胞膜 ③蔗糖分子通過細(xì)胞壁④水分子或其他溶劑分子通過液泡膜 ⑤水分子或其他溶劑分子通過原生質(zhì)層⑥干大豆種子泡在清水中逐漸脹大 ⑦暑天新鮮蔬菜在空氣中萎蔫 A． ①②③ B．③④⑤ C．②④⑤ D．①③⑤ 3．(2011新課標(biāo)全國卷，4)撕取紫色洋蔥外表皮，分為兩份，假定兩份外表皮細(xì)胞的大小、數(shù)目和生理狀態(tài)一致，一份在完全營養(yǎng)液中浸泡一段時間，浸泡后的外表皮稱為甲組；另一份在蒸餾水中浸泡相同的時間，浸泡后的外表皮稱為乙組。然后，兩組外表皮都用濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液處理，一段時間后表皮細(xì)胞中的水分不再減少。此時甲、乙兩組細(xì)胞水分滲出量的大小，以及水分運(yùn)出細(xì)胞的方式是 (　　) A．甲組細(xì)胞的水分滲出量與乙組細(xì)胞的相等，主動運(yùn)輸 B．甲組細(xì)胞的水分滲出量比乙組細(xì)胞的高，主動運(yùn)輸 C．甲組細(xì)胞的水分滲出量比乙組細(xì)胞的低，被動運(yùn)輸 D．甲組細(xì)胞的水分滲出量與乙組細(xì)胞的相等，被動運(yùn)輸 4．如圖所示U型管中間被一種能允許水分子通過而二糖不能透 過的半透膜隔開，現(xiàn)在兩側(cè)分別加入0.1 mol/L的蔗糖溶液和 麥芽糖溶液，一段時間后左右兩側(cè)液面高度變化是怎樣的？ 若向U型管右側(cè)加入某種微量物質(zhì)(不影響溶液濃度)，右側(cè) 液面高度上升，那么加入的這種微量物質(zhì)最可能是 (　　) A．右側(cè)液面高度下降；胰島素 B．右側(cè)液面高度下降；衣藻 C．兩側(cè)液面高度不變；麥芽糖酶 D．兩側(cè)液面高度不變；蒸餾水 5．五個大小相同的馬鈴薯幼根與物種A的幼根分別放入甲～戊五種不同濃度的蔗糖溶液中(細(xì)胞失水過多會導(dǎo)致死亡)，數(shù)小時后，取出稱重，重量變化如圖所示。以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的說法正確的是 (　　) A．物種A比馬鈴薯更耐干旱 B．在甲溶液中加入適量的蔗糖酶，在最初一段時間，其中的馬鈴薯幼根細(xì)胞液濃度將減小 C．物種A在與馬鈴薯根細(xì)胞液等滲的完全培養(yǎng)液中不能正常生長 D．當(dāng)馬鈴薯根細(xì)胞在乙蔗糖溶液中重量不再發(fā)生變化時，滲透作用依然進(jìn)行 第1節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例 l 【課堂檢測】 1.(2011天津卷，2)將紫色洋蔥鱗片葉表皮浸潤在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，1分鐘后進(jìn)行顯微觀察，結(jié)果見下圖。下列敘述錯誤的是 (　　) A．圖中L是細(xì)胞壁，M是液泡，N是細(xì)胞質(zhì) B．將視野中的細(xì)胞浸潤在清水中，原生質(zhì)體會逐漸復(fù)原 C．實(shí)驗(yàn)說明細(xì)胞膜與細(xì)胞壁在物質(zhì)透過性上存在顯著差異 D．洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞不宜作為該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)材料 2．某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中做“植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)時，在實(shí)驗(yàn)室教師的幫助下，進(jìn)行了一系列的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象如下表： 實(shí)驗(yàn)組 5分鐘 再過5分鐘 滴加清水5分鐘 ① 0.3 g/mL蔗糖溶液 x 無變化 質(zhì)壁分離復(fù)原 ② 0.5 g/mL蔗糖溶液 質(zhì)壁分離 y 無變化 ③ 1 mol/L KNO3溶液 質(zhì)壁分離 質(zhì)壁分離復(fù)原 z ④ 1 mol/L醋酸溶液 無變化 細(xì)胞大小無變化 細(xì)胞大小無變化 對上表的推斷或解釋不正確的是 (　　) A．x為質(zhì)壁分離，因?yàn)榧?xì)胞壁伸縮性弱于細(xì)胞膜 B．y為質(zhì)壁分離，可能導(dǎo)致細(xì)胞失水過多而死亡 C．z為細(xì)胞稍增大，細(xì)胞液顏色逐漸變淺 D．④組無變化是因?yàn)榧?xì)胞吸水量等于失水量 3.(2010上海綜合，20)某同學(xué)擬選擇一種半透性的膜材料，用于自制滲透計。他采用如圖1所示的裝置(示意圖)，對收集到的四種材料甲、乙、丙和丁進(jìn)行試驗(yàn)，得到了倒置漏斗中的液面高度隨時間變化的曲線(如圖2)。據(jù)圖分析，該同學(xué)應(yīng)選擇的膜材料是(　　) 　　　 圖1　　　　　　　　圖2 A． 甲 B．乙 C．丙 D．丁 4．(2013揭陽模擬)下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)恼f法，錯誤的是(　　) A．葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞需要載體，不消耗ATP B．甘油進(jìn)入小腸絨毛上皮細(xì)胞需要消耗ATP C．細(xì)胞膜對離子的吸收具有選擇透過性 D．溫度會影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾? 答案：B 5．某同學(xué)設(shè)計了下圖所示的滲透作用實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)開始時長頸漏斗內(nèi)外液面平齊，記作零界面。實(shí)驗(yàn)開始后，長頸漏斗內(nèi)部液面的變化趨勢為(　　) 答案：A 第1節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例 l 【當(dāng)堂訓(xùn)練】 1．如圖表示細(xì)胞對大分子物質(zhì)“胞吞”和“胞吐”的過程。下列與此有關(guān)的敘述錯誤的是(　　) A．a(chǎn)與b均要以膜的流動性為基礎(chǔ)才可能發(fā)生 B．a(chǎn)要有細(xì)胞表面識別和內(nèi)部供能才可能完成 C．b表示細(xì)胞分泌的同時會導(dǎo)致膜成分的更新 D．b與a分別是細(xì)胞排泄廢物和攝取養(yǎng)分的基本方式 答案：D 2．下表是人體成熟紅細(xì)胞與血漿中的K＋和Mg2＋在不同條件下的含量比較，據(jù)表分析不確切的是(　　) 處理前 用魚滕酮處理后 用烏本苷處理后 細(xì)胞內(nèi) 血漿中 細(xì)胞內(nèi) 血漿中 細(xì)胞內(nèi) 血漿中 K＋ 145 mmol 5 mmol 11 mmol 5 mmol 13 mmol 5 mmol Mg2＋ 35 mmol 1.4 mmol 1.8 mmol 1.4 mmol 35 mmol 1.4 mmol A.魚滕酮對K＋和Mg2＋的載體的生理功能均有抑制作用 B．烏本苷抑制K＋的載體的生理功能而不影響Mg2＋的載體的生理功能 C．魚滕酮抑制ATP的合成從而影響K＋和Mg2＋的運(yùn)輸 D．正常情況下血漿中K＋和Mg2＋均通過主動運(yùn)輸進(jìn)入紅細(xì)胞 答案：A 3．(2013福州質(zhì)檢)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中做“植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)時，在實(shí)驗(yàn)室老師的幫助下，進(jìn)行了一系列的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象如下表： 實(shí)驗(yàn)組 5分鐘的現(xiàn)象 再過5分鐘 滴加清水5分鐘 ① 0.3 gmL－1蔗糖溶液 x 無變化 質(zhì)壁分離復(fù)原 ② 0.5 gmL－1蔗糖溶液 質(zhì)壁分離 y 無變化 ③ 1 molL－1KNO3溶液 質(zhì)壁分離 質(zhì)壁分離復(fù)原 z ④ 1 molL－1醋酸溶液 無變化 細(xì)胞大小無變化 細(xì)胞大小 無變化 對上表的推斷或解釋不正確的是(　　) A．x為質(zhì)壁分離，因?yàn)榧?xì)胞壁伸縮性弱于細(xì)胞膜 B．y為質(zhì)壁分離，可能導(dǎo)致細(xì)胞失水過多而死亡 C．z為細(xì)胞稍增大，細(xì)胞液顏色變淺 D．④組無變化是因?yàn)榧?xì)胞吸水量等于失水量 答案：D 4．圖甲表示四種不同的物質(zhì)在一個動物細(xì)胞內(nèi)外的相對濃度差異。其中通過圖乙所示的過程來維持細(xì)胞內(nèi)外濃度差異的物質(zhì)是(　　) A．Na＋ B．CO2 C．胰島素 D．K＋ 答案：D 5.實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)Na＋、K＋均不能通過磷脂雙分子層構(gòu)成的人工質(zhì)膜(如圖)。但如果在人工質(zhì)膜中插入纈氨霉素(由12個氨基酸構(gòu)成的環(huán)狀肽)后，可使K＋的運(yùn)輸速率提高100 000倍，但它不能有效提高Na＋的運(yùn)輸速率。據(jù)此判斷下列敘述錯誤的是(　　) A．纈氨霉素的作用類似于載體蛋白 B．載體蛋白能極大地提高運(yùn)輸速率 C．K＋通過人工質(zhì)膜的方式為主動運(yùn)輸 D．纈氨霉素與離子的結(jié)合具有特異性 答案：C 第1節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例 l 【課后拓展】 1．如圖表示細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)示意圖。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．A是蛋白質(zhì)分子、B為磷脂分子 B．二氧化碳和氧氣通過膜需要A的協(xié)助 C．構(gòu)成細(xì)胞膜的A與B大多數(shù)可以運(yùn)動 D．適當(dāng)提高溫度，能使A和B的相對運(yùn)動加快，透性增加，有利于生命活動的進(jìn)行 答案：B 2．(2013北京黃岡模擬)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式有多種，下列有關(guān)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的敘述，正確的是(　　) A．抑制膜上載體活性的毒素將會阻礙細(xì)胞對氧氣的吸收 B．細(xì)胞對大分子物質(zhì)“胞吐”的過程可導(dǎo)致膜成分的更新 C．在靜息狀態(tài)下，細(xì)胞膜主要對Na＋有通透性，造成Na＋外流 D．質(zhì)壁分離復(fù)原過程中，水分子內(nèi)流導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)滲透壓升高 答案：B 3．(2013佛山模擬)囊性纖維化是一種嚴(yán)重的遺傳性疾病，導(dǎo)致這一疾病發(fā)生的主要原因是編碼CFTR蛋白的基因發(fā)生突變，下圖表示CFTR蛋白在氯離子跨膜運(yùn)輸過程中的作用。 (1)圖中所示為細(xì)胞膜的________模型，其中構(gòu)成細(xì)胞膜的基本支架是________，氯離子跨膜運(yùn)輸?shù)恼＿M(jìn)行是由膜上________________決定的。 (2)在正常細(xì)胞內(nèi)，氯離子在CFTR蛋白的協(xié)助下通過________方式轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞外，隨著氯離子在細(xì)胞外濃度逐漸升高，水分子向膜外擴(kuò)散的速度________，使覆蓋于肺部細(xì)胞表面的黏液被稀釋。 (3)正常的CFTR蛋白約由1 500個氨基酸組成，直接指導(dǎo)該蛋白質(zhì)合成的模板至少由________個核苷酸組成。有一種CFTR基因突變會導(dǎo)致肽鏈錯誤折疊，使蛋白質(zhì)的__________結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而影響CFTR蛋白的正常功能。目前已發(fā)現(xiàn)CFTR基因有1 600多種突變，都能導(dǎo)致嚴(yán)重的囊性纖維化，這一事實(shí)說明基因突變具有________等特點(diǎn)。 答案：(1)流動鑲嵌　磷脂雙分子層　功能正常的CFTR蛋白　(2)主動運(yùn)輸　加快 (3)4 500(4 503)　空間　不定向性、多害少利性 4．(2013南京模擬)離子通道是細(xì)胞膜上僅能使無機(jī)鹽離子選擇性被動通過的一類通道蛋白。在離子通道上常具有門，因此又稱為門通道。根據(jù)門開關(guān)條件的不同，大體分為電壓門通道、配體門通道和壓力激活通道(如圖一所示)。電壓門通道由膜電位控制門的開關(guān)；配體門通道門的開關(guān)取決于細(xì)胞內(nèi)外特定的物質(zhì)(配體)與相應(yīng)的通道蛋白(受體)是否結(jié)合，從而影響離子進(jìn)出細(xì)胞；壓力激活通道門的開關(guān)取決于機(jī)械力的作用。圖二是神經(jīng)肌肉接頭處傳遞神經(jīng)沖動、刺激肌肉收縮過程中相關(guān)離子通道先后開放和關(guān)閉的示意圖(各門通道開放順序以數(shù)字標(biāo)注)。請分析回答問題。 (1)乙酰膽堿的釋放體現(xiàn)了細(xì)胞膜在結(jié)構(gòu)上具有一定的________性。 (2)神經(jīng)肌肉接頭處的離子通道X、Y、Z中屬于配體門通道的是________。 (3)進(jìn)入突觸小體中的Ca2＋的作用是________，從而使興奮傳導(dǎo)信號類型發(fā)生的轉(zhuǎn)變是________。 (4)圖二中，Na＋和Ca2＋跨膜運(yùn)輸過程________(填“需要”或“不需要”)消耗能量。 (5)突觸前膜和突觸后膜都屬于細(xì)胞的________系統(tǒng)，但它們執(zhí)行不同的功能，從其組成成分上分析，原因是________不同。 答案：(1)流動　(2)Y　(3)促進(jìn)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放　電信號→化學(xué)信號　(4)不需要 (5)生物膜　蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量