資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第4單元 細胞的物質輸入和輸出
第3課時　物質跨膜運輸的方式
1.說明物質進出細胞的方式。
2.進行幾種主要跨膜運輸方式中相關圖表數據的解讀。
課程重點:物質進出細胞的方式及特點。
課程難點:1.主動運輸;2.理解細胞膜的流動性與選擇透過性的關系。
教學建議:通過充分利用現代聲像技術及多媒體工具,借助多媒體動畫,把有關滲透作用、跨膜運輸的幾種方式等內容直觀地展示出來。由學生列表總結不同運輸方式的特點,從是否順濃度梯度、是否需要載體和能量三方面對物質跨膜運輸方式進行理解和掌握。通過對細胞膜的流動性和選擇透過性關系的比較,自然形成生物膜結構與功能相適應的觀點。
　　一、物質跨膜運輸的方式
1.被動運輸
(1)水分子、氧氣、二氧化碳等進出細胞取決于①　細胞內外溶液　的濃度差。這些小分子很容易自由地通過細胞膜的②　磷脂雙分子層　。物質通過簡單的擴散作用進出細胞的方式,叫作③　自由擴散　。
(2)離子和一些較大的分子如葡萄糖等,不能自由通過細胞膜。鑲嵌在膜上的一些特殊的④　蛋白質　,能夠協助葡萄糖等物質順濃度梯度跨膜運輸。進出細胞的物質借助⑤　載體蛋白　的擴散,叫作⑥　協助擴散　。
(3)自由擴散和協助擴散統稱為被動運輸。物質通過此方式進出細胞是⑦　順　濃度梯度的,不需要消耗⑧　能量　,但需要兩側有⑨　濃度差　。
2.主動運輸
(1)K+、Na+和Ca2+等離子,都不能自由地通過磷脂雙分子層,它們從⑩　低濃度　一側運輸到　高濃度　一側,需要　載體蛋白　的協助,同時還需要消耗　能量　,這種方式叫作主動運輸。
(2)主動運輸普遍存在于動植物和微生物細胞中,保證了活細胞能夠按照　生命活動　的需要,主動選擇吸收所需要的　營養　物質,排出代謝廢物和對細胞有害的物質。
二、蛋白質等大分子物質進出細胞的方式
1.當細胞攝取大分子物質時,首先是大分子附著在細胞膜表面,這部分細胞膜內陷形成小囊,包圍著大分子。然后小囊從細胞膜上分離下來,形成　囊泡　,進入細胞內部,這種現象叫作　胞吞　。
2.細胞需要外排的大分子,先在細胞內形成　囊泡　,囊泡移動到細胞膜處,與　細胞膜　融合,將大分子排出細胞,這種現象叫作　胞吐　。
1.有一種物質能順濃度梯度進出細胞,但卻不能順濃度梯度進出無蛋白質的磷脂雙分子層膜。這種物質出入細胞膜的方式是(　　)。
A.自由擴散　　　　　　B.協助擴散
C.主動運輸 D.胞吞、胞吐
【解析】由題意可知,該物質順濃度梯度進出,且需要細胞膜上蛋白質的協助,其出入細胞膜的方式為協助擴散。
【答案】B
2.(2014年長樂一中高一月考)下列各項生理活動中,不需要消耗能量的是(　　)。
A.胰腺細胞分泌胰蛋白酶
B.K+進入根表皮細胞
C.葡萄糖進入小腸絨毛上皮細胞
D.葡萄糖進入紅細胞
【解析】胰腺細胞分泌胰蛋白酶為胞吐,要消耗能量;K+進入根表皮細胞為主動運輸,要消耗能量;葡萄糖進入小腸絨毛上皮細胞為主動運輸,要消耗能量;葡萄糖進入紅細胞為協助擴散,需要載體,不消耗能量。
【答案】D
3.已知某種物質通過細胞膜的方式如圖所示,則下列物質與其運輸方式相同的為(　　)。
A.H2O　　　B.K+
C.甘油　　　 D.脂肪酸
【解析】由圖可知,該運輸方式逆濃度梯度,需要載體和能量,是主動運輸。H2O、甘油、脂肪酸是通過自由擴散方式進出細胞的,K+以主動運輸方式進出細胞。
【答案】B
4.(2014年長樂一中高一月考)下圖是物質進出細胞方式的概念圖,對圖示分析正確的是(　　)。
A.據圖可確定①為不耗能、需載體蛋白的協助擴散
B.⑤、⑥兩種方式的共同特點是順濃度梯度運輸物質
C.母乳中的免疫球蛋白可通過①、③兩種方式被吸收
D.甘油進入細胞的方式為①
【解析】圖中①為主動運輸,需耗能,A錯;②為被動運輸,包括⑤、⑥(自由擴散和協助擴散),其共同點是順濃度梯度運
輸,B正確;母乳中的免疫球蛋白為大分子,通過胞吞胞吐進出細胞,③、④為胞吞、胞吐,C錯;甘油進入細胞的方式為自由擴散,D錯。
【答案】B
5.(2015年山西呂梁高一月考)右圖表示在一定范圍內細胞膜外某物質濃度變化與該物質進入細胞膜內速度的關系,據圖分析,下列說法正確的是(　　)。
A.該物質進入細胞的方式是自由擴散
B.該物質通過膜時必須與載體蛋白結合
C.該物質可能是水或甘油
D.該物質只能從濃度低的一側向濃度高的一側移動
【解析】由圖可知,該物質的跨膜速率不僅與物質濃度有關,還與其他因素有關,所以可能是主動運輸,也可能是協助擴散,但不可能是自由擴散,A、C錯;協助擴散和主動運輸都需要載體蛋白,B正確;協助擴散是順濃度梯度的,D錯。
【答案】B
知識點一:認識幾種物質進出細胞的方式
1.簡要回答細胞膜上的載體蛋白具有什么特性
答案:細胞膜中的載體蛋白在協助擴散和主動運輸中具有特異性,即一種載體僅能運載特異的物質或幾種結構相似的物質,如根細胞膜上運載Ca2+的載體就不能運載葡萄糖。
2.物質進出細胞都需要跨膜嗎 物質進出細胞有哪些方式
答案:有的需要,有的不需要。物質進出細胞的方式:跨膜的有被動運輸(如自由擴散和協助擴散)和主動運輸,不跨膜的有胞吞和胞吐。
3.請列表比較自由擴散、協助擴散和主動運輸的區別。
答案:
方式 運輸方向 是否需要載體 是否消耗能量 舉例
自由 擴散 高濃度→低濃度 不需要 不需要 水、CO2、O2、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、維生素D等
協助 擴散 高濃度→低濃度 需要 不需要 葡萄糖進入紅細胞
主動 運輸 低濃度→高濃度 需要 需要 氨基酸、K+、Na+、Ca2+等離子、葡萄糖進入小腸上皮細胞
知識總結
在對幾種物質進出細胞的方式進行比較時,注意從濃度差方向、能量、交換方式與膜結構等方面入手。應注意自由擴散、協助擴散和主動運輸都是將細胞要選擇吸收的物質從細胞膜的一側通過細胞膜運到另一側,即進行的是跨膜運輸方式;而胞吞和胞吐則不是跨膜運輸,胞吞是通過細胞膜內陷,形成囊泡而進入細胞的,利用了細胞膜具有流動性的結構特點。
例1　(2015年福州八中高三月考)下圖為氨基酸和Na+進出腎小管上皮細胞的示意圖。下表選項中正確的是(　　)。
選項 管腔中氨基酸 →上皮細胞 管腔中Na+ →上皮細胞 上皮細胞中氨 基酸→組織液
A 主動運輸 被動運輸 主動運輸
B 被動運輸 被動運輸 被動運輸
C 被動運輸 主動運輸 被動運輸
D 主動運輸 被動運輸 被動運輸
　　【解析】根據圖形可知,腎小管管腔中的氨基酸進入上皮細胞為逆濃度梯度的運輸,屬于主動運輸;管腔中的Na+進入上皮細胞為順濃度梯度的運輸,不消耗能量,為被動運輸;上皮細胞中的氨基酸進入組織液為順濃度梯度運輸,需要載體,不消耗能量,為被動運輸。綜合分析,D項正確。
【答案】D
　 技巧歸納
本題考查物質跨膜運輸方式,意在考查學生能理解所學知識的要點,不僅要熟知不同跨膜運輸方式的特點,還需正確提取圖形圖表信息,分析整合得出正確結論。
知識點二:細胞膜的流動性與選擇透過性的關系及影響物質進出細胞的因素
1.請敘述細胞膜的流動性與選擇透過性的區別與聯系。
答案:區別:流動性具有細胞膜結構方面的特性,選擇透過性體現了細胞膜功能方面的特性,主動運輸能充分說明選擇透過性。
聯系:細胞膜的流動性是表現其選擇透過性的結構基礎。因為只有細胞膜具有流動性,細胞才能完成其各項生理功能,才能表現出選擇透過性。相反,如果細胞膜失去了選擇透過性,細胞可能已經死亡了。
2.對自由擴散和協助擴散都有影響的因素是什么 除此外還有什么因素能影響協助擴散
答案:對自由擴散和協助擴散都有影響的是細胞膜內外物質的濃度差。細胞膜上載體的種類和數量也能影響協助擴散。
3.影響主動運輸的因素有哪些
答案:直接影響因素是細胞膜上載體的種類和數量,外部影響因素是氧氣濃度和溫度(影響細胞內產生能量的因素)等。
4.請簡述胞吞和胞吐的條件。
答案:胞吞和胞吐的結構基礎是細胞膜的流動性。它們與主動運輸一樣也需要能量供應,如果分泌細胞中的ATP合成受阻,則胞吞和胞吐均不能繼續進行。因此,凡是影響細胞膜流動性的因素(如溫度)以及影響能量供應的因素,都將影響到胞吞和胞吐的過程。
例2　在培養玉米的溶液中加入某種陰離子,結果發現玉米根細胞在吸收該種陰離子的同時,對Cl-的主動吸收減少了,而對K+的主動吸收并沒有影響,原因是(　　)。
A.該種陰離子妨礙了ATP的形成
B.該種陰離子抑制了主動運輸
C.該種陰離子抑制了呼吸作用
D.該種陰離子和Cl-所需的載體相同
【解析】根細胞吸收Cl-和K+的方式都是主動運輸,需要載體并消耗能量。某種陰離子的加入對K+的主動吸收并沒有影響,說明不影響呼吸作用供能,而對Cl-的主動吸收減少了,說明該種陰離子和Cl-所需的載體相同。
【答案】D
　 技巧歸納
物質跨膜運輸的方式不同,其特點及影響因素也有異同。一般而言,若改變某因素后,某物質的跨膜運輸卻并沒有受到影響,則可說明該因素不是(或不再是)該物質跨膜運輸的影響因素。
1.下圖是細胞膜的亞顯微結構模式圖,①~③表示構成細胞膜的物質,有關說法錯誤的是(　　)。
A.③既有親水性也有疏水性
B.細胞膜的結構特點是選擇透過性
C.細胞識別與物質①有關
D.由②參加的物質運輸不一定為主動運輸
【解析】圖中③為磷脂分子,頭部親水,尾部疏水,故A正確;細胞膜的結構特點是具有一定的流動性,B錯;細胞識別與糖蛋白有關,圖中①為糖蛋白,C正確;圖中②為載體蛋白,協助擴散和主動運輸都需要載體蛋白協助,D正確。
【答案】B
2.關于植物細胞通過主動運輸方式吸收所需礦質元素離子的敘述,正確的是(　　)。
A.吸收不同礦質元素離子的速率都相同
B.低溫不影響礦質元素離子的吸收速率
C.主動運輸礦質元素離子的過程只發生在活細胞中
D.葉肉細胞不能以主動運輸方式吸收礦質元素離子
【解析】植物吸收礦質元素離子是通過主動運輸,這種方式的特點是需要載體及細胞呼吸提供能量。由于不同礦質元素離子在植物體內的含量及在細胞膜表面的載體數量不一定相同,所以吸收的速率也不一定相同,A錯;低溫影響呼吸作用中酶的活性,也就影響能量的供應,從而影響礦質元素離子的吸收速率,B錯;只有活細胞才能提供能量用于吸收礦質元素離子,C正確;葉肉細胞是正常的植物細胞,吸收礦質元素離子通過主動運輸方式,D錯。
【答案】C
3.新生兒小腸上皮細胞通過消耗ATP,可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。這兩種物質分別被吸收到血液中的方式是(　　)。
A.主動運輸、主動運輸　　　B.胞吞、主動運輸
C.主動運輸、胞吞 D.被動運輸、主動運輸
【解析】免疫球蛋白是大分子物質,主要通過胞吞作用進入細胞。主動運輸的特點是被選擇吸收的物質是從濃度低的一側通過細胞膜運輸到濃度高的一側,必須有載體的協助,需消耗能量。
【答案】B
4.(2015年杭州六校期中)圖示細胞對大分子物質進行“胞吞”和“胞吐”的過程。下列與此有關的敘述錯誤的是(　　)。
A.a與b均要以膜的流動性為基礎才可能發生
B.a要有細胞表面識別和內部供能才可能完成
C.b在細胞分泌的同時導致膜成分的更新
D.b與a分別是細胞排泄廢物和攝取養分的基本方式
【解析】細胞排出的代謝廢物和攝取的養分都是可溶于水的小分子物質,其運輸方式為自由擴散、協助擴散和主動運輸。
【答案】D
5.下圖為物質出入細胞膜(上外下內)的示意圖,請據圖回答:
(1)細胞膜從功能上來說,它是一層　　　　膜。
(2)可能代表氧氣轉運過程的是圖中編號　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;轉運葡萄糖進入紅細胞的過程是圖中編號　　　　;碘進入人體甲狀腺濾泡上皮細胞的過程是圖中編號　　　　。
【解析】葡萄糖進入紅細胞的方式是協助擴散,需要載體,不消耗能量,如d過程;c過程可表示水及無機鹽離子K+、Na+的進入;a過程屬于主動運輸。
【答案】(1)選擇透過性　(2)b　細胞的生命活動需要氧氣的供應,細胞外氧氣濃度高于細胞內的氧氣濃度,氧氣從細胞膜外通過自由擴散進入到細胞內,不需要載體,不消耗能量　d　a
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.葡萄糖進入紅細胞的方式及與其有關的細胞器是分別是(　　)。
A.自由擴散、核糖體　　B.協助擴散、線粒體
C.主動運輸、線粒體 D.協助擴散、核糖體
【解析】葡萄糖進入紅細胞的方式為協助擴散,需要載體,不需要能量。載體是蛋白質,在核糖體上合成,D正確。
【答案】D
2.下列物質分子不能以跨膜運輸方式進入細胞的是(　　)。
A.水分子和甘油分子 B.氨基酸分子和葡萄糖分子
C.氧氣分子和鉀離子 D.大分子或顆粒物質
【解析】大分子或顆粒物質進出細胞的方式為胞吞和胞吐。
【答案】D
3.(2015年山東威海高一檢測)下圖表示小腸絨毛上皮細胞中的細胞膜對不同物質的轉運(每種轉運的方向由箭頭表明,黑點的數量代表每種物質的濃度),下列敘述正確的是(　　)。
A.a物質可能是氧氣,b物質可能是葡萄糖
B.a物質可能是水,b物質可能是甘油
C.a物質可能是膽固醇,b物質可能是氧氣
D.a物質可能是葡萄糖,b物質可能是氨基酸
【解析】分析圖中信息可知,a順濃度梯度運輸不需要載體,為自由擴散;b逆濃度運輸,需要載體且耗能,為主動運輸。甘油、氧氣都是以自由擴散運輸,B、C錯;葡萄糖不可能以自由擴散運輸,D錯。
【答案】A
4.關于下面概念圖的分析正確的是(　　)。
A.①和②所示的過程都需要消耗細胞內ATP水解釋放的能量
B.只有①所示的過程能逆濃度梯度運輸物質
C.大分子只有通過①所示的過程才能進入細胞
D.果脯腌制時蔗糖進入細胞與過程①和②有關
【解析】從概念圖上分析,①為主動運輸,需要消耗ATP提供的能量,②為協助擴散,③為協助擴散的實例,④為主動運輸的實例。②不需要消耗細胞內ATP水解釋放的能量;大分子物質可通過胞吞進入細胞;果脯腌制時細胞膜已被破壞,與①②均無關。
【答案】B
5.(2015年嘉興一中期中)鹽堿地中生活的某種植物根細胞的液泡膜上有一種載體蛋白,能將細胞質中的Na+逆濃度梯度運入液泡,降低Na+對細胞質中酶的傷害。下列敘述錯誤的是(　　)。
A.Na+進入液泡的過程屬于主動轉運
B.Na+進入液泡的過程體現了液泡膜的選擇性
C.該載體蛋白導致細胞的吸水能力減弱
D.該載體蛋白導致植物的耐鹽性提高
【解析】細胞質中的Na+逆濃度梯度運入液泡,為主動運輸,A正確;Na+進入液泡的過程體現了液泡膜的選擇性,B正確;該載體蛋白轉運Na+進入液泡,導致細胞的吸水能力增強,耐鹽性提高,D正確、C錯誤。
【答案】C
6.下列關于細胞內物質運輸的敘述中,不正確的是(　　)。
A.線粒體內的水必須通過4層磷脂分子才能進入細胞質基質
B.蛋白質分泌到細胞外必須通過2層膜
C.氧氣進入線粒體不需要消耗能量
D.Na+通過液泡膜時,必須有載體蛋白協助
【解析】線粒體是雙層膜結構,每層生物膜由磷脂雙分子層作為支架,A項正確;蛋白質分泌到細胞外通過囊泡,不穿膜,B項錯誤;O2以自由擴散的方式進入線粒體,C項正確;Na+通過液泡膜的過程為主動運輸,D項正確。
【答案】B
7.用呼吸抑制酶處理小腸上皮細胞,細胞對下列物質吸收量不變的一組是(　　)。
A.Na+、氨基酸和葡萄糖　　　B.O2、H2O和甘油
C.K+、氨基酸和葡萄糖 D.K+、Ca2+和氨基酸
【解析】用呼吸抑制酶處理小腸上皮細胞,會抑制小腸上皮細胞的呼吸作用,從而為主動運輸提供的能量減少,主動運輸受到抑制。A、C、D選項中的Na+、K+、Ca2+、氨基酸和葡萄糖都必須通過主動運輸進出細胞膜。
【答案】B
8.某科學家在研究細胞膜上跨膜運輸物質時發現有四種關系,分別用下列四種曲線表示:
在研究具體的物質X時,發現與曲線②和④相符,試問:細胞膜運輸物質X的方式是(　　)。
A.主動運輸　　B.自由擴散　　C.胞吞　　D.胞吐
【解析】曲線②表示運輸速度與物質濃度有關,但并不是隨物質濃度的增大而一直加快,說明當物質濃度達到一定時,運輸速度受到載體蛋白數量的限制;曲線④表示運輸速度與氧氣濃度有關,即物質X通過細胞膜時,需消耗能量。
【答案】A
9.下圖中縱坐標表示物質通過膜運輸的速率。請根據圖回答。
(1)心肌細胞吸收O2、K+的運輸方式依次是圖　　　　(填序號)。圖b出現BC段的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)對綠色植物而言,決定如何吸收土壤中某種離子的直接因素是　　　　　　　　　　　。
(3)若對離體的心肌細胞施用某種毒素,結果Ca2+吸收量顯著減少,而K+、C6H12O6等物質的吸收不受影響,其可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【解析】由圖可知,a為自由擴散,b為主動運輸。
【答案】(1)a、b　載體的數量是有限的,參與呼吸作用的酶也是有限的　(2)根細胞膜上礦質離子的載體　(3)該毒素抑制了Ca2+載體的活性
10.蘇丹Ⅳ是一種致癌的有機染料,其分子結構簡式如下圖。某地區的一些養殖戶用摻入蘇丹Ⅳ的飼料喂養蛋鴨,結果產出了有毒的“紅心”鴨蛋。由此推斷,蘇丹Ⅳ能進入卵黃,說明它可能是(　　)。
A.脂溶性物質,進入方式是“主動運輸”
B.脂溶性物質,進入方式是“被動運輸”
C.水溶性物質,進入方式是“主動運輸”
D.水溶性物質,進入方式是“被動運輸”
【解析】卵黃中含脂質較多,蘇丹Ⅳ是脂溶性物質,可順濃度梯度進入卵黃內。
【答案】B
11.葡萄糖在進入紅細胞之前必須先與細胞膜上的載體結合,這種結合的速率會影響葡萄糖進入細胞的快慢。下圖中a、b、c分別代表甲、乙、丙三種不同細胞與葡萄糖的結合速率曲線。那么,在葡萄糖濃度低的情況下,這三種細胞對葡萄糖吸收快慢的程度是(　　)。
A.甲細胞的吸收最快、乙細胞次之
B.乙細胞的吸收最快、丙細胞次之
C.丙細胞的吸收最快、甲細胞次之
D.三種細胞的吸收速率相似
【解析】葡萄糖進入紅細胞的方式是協助擴散,順濃度梯度、在載體的作用下從高濃度向低濃度擴散。葡萄糖與細胞膜上的載體結合的速率越快,細胞對葡萄糖的吸收就越快。據圖可知,在葡萄糖濃度低的情況下,葡萄糖與甲細胞膜上的載體結合的速率最快,其次是與乙細胞膜上的載體結合的速率。
【答案】A
12.某校生物實驗小組要對“低溫是否會影響物質的跨膜運輸”進行實驗探究,假如你也是其中的一員,請分析回答下列問題:
(1)假設:低溫　　　　物質的跨膜運輸。
(2)實驗材料、用具:
①如上圖所示的滲透裝置(長頸漏斗管上標有刻度)、清水、蔗糖溶液、水浴鍋、冰塊等其他必要的實驗材料和用具。
②根據上面提供的材料用具可推知:本實驗是通過測定水分子通過膜的擴散即　　　　作用的速率來探究低溫對物質跨膜運輸的影響。
(3)實驗步驟:
①取如上圖所示的滲透裝置兩組,分別編號為1、2。
②在兩組燒杯中加入等量的水,長頸漏斗中加入等量的蔗糖溶液,保持管內外液面高相等。
③對兩組裝置進行不同處理:1組　　　　　　;2組　　　　　　。
④兩組裝置同時開始實驗,幾分鐘后　　　　　　。
(4)最可能的實驗結果:　　　　　　　　　　　　　。
(5)實驗結論:
　。
【解析】實驗的假設只要合理都是準確的,即使它與事實或實驗結果完全相反。如本題的實驗結果應是低溫會影響物質的跨膜運輸,但在實驗實施前,你可假設低溫會影響物質的跨膜運輸,也可假設不會影響,這兩種假設都是合理的;生物實驗操作步驟一般分為三步,即分組編號、設立單一變量、觀察指標。本題實驗自變量為溫度。
【答案】(1)會影響(或不會影響)　(2)②滲透　(3)③1組:水浴鍋加熱至37 ℃　2組:燒杯外加冰塊降溫　④觀察記錄液面刻度變化　(4)1組漏斗的液面高度比2組高　(5)低溫會影響物質的跨膜運輸,使物質的跨膜運輸速率減慢
1.注意單細胞生物、高等動植物在生命系統結構層次上的區別。
2.理解生命活動離不開細胞。
3.牢記五類原核生物的名稱并注意原核細胞與真核細胞在結構上的區別。
4.從元素的種類及某元素的含量上分析生物界與非生物界及生物之間的統一性和差異性。
5.牢記糖的種類、分布及作用。
6.了解氨基酸脫水縮合形成蛋白質的過程,理解蛋白質分子多樣性的原因。
7.舉例說明蛋白質功能的多樣性。
8.了解核酸的單體,能準確判斷生物(或細胞)中存在的核苷酸、堿基的種類及理解核酸最終水解產物的種類。
9.了解鐵、碘等幾種無機鹽在細胞中的作用,理解細胞中兩種水的比例與細胞代謝強弱之間的關系。
10.理解生物膜的概念,了解細胞膜完成信息交流的幾種方式。
11.區別細胞結構與細胞器之間的關系,從膜的有無角度了解雙層膜、單層膜及不具膜的細胞器種類。
12.關注線粒體和葉綠體的亞顯微結構,注意高爾基體在動植物細胞中功能的區別。
13.領會細胞結構與功能、部分與整體的統一性。
14.理解滲透作用的概念,明白成熟植物細胞質壁分離及復原的道理。
15.了解生物膜的流動鑲嵌模型的基本內容,掌握物質進出細胞的幾種方式的特點。
課程重點:1.牢記五類原核生物的名稱并注意原核細胞與真核細胞在結構上的區別;2.了解氨基酸脫水縮合形成蛋白質的過程及有關計算;3.關注線粒體和葉綠體的亞顯微結構,注意高爾基體在動植物細胞中功能的區別;4.理解滲透作用的概念,明白成熟植物細胞質壁分離及復原的原理;5.掌握生物膜的結構與功能相適應的特點;6.舉例說明物質進出細胞幾種方式的特點。
課程難點: 1.理解生命活動離不開細胞;2.蛋白質形成過程中的有關計算;3.從膜的有無等不同角度了解各種細胞器的結構及其功能;4.以動物分泌蛋白的合成與分泌為例,理解生物膜在結構和功能上具有一定的聯系。
教學建議:建議復習時,回顧以前所學內容,將書本知識進行由厚變薄的思維過程,注意知識之間的橫向聯系,以細胞為起點,構建知識網絡體系。對各知識點內容要有明確的目標,如要記牢五種原核生物的名稱、理解滲透作用是溶劑分子(不是指溶質)通過半透膜的擴散、識別不同細胞器的亞顯微結構圖解、掌握不同實驗的原理及步驟等。同時將各知識點轉變成虛擬考點,變成問題加以練習鞏固,從而提高綜合解題能力。
1.遺傳信息就像細胞生命活動的“藍圖”,細胞依據這個“藍圖”,進行物質合成、能量轉換和信息交流,完成生長、發育、衰老和凋亡。這張“藍圖”儲藏在細胞的什么結構中 這種結構具有什么功能
答案:這張“藍圖”儲藏在細胞的細胞核中。細胞核控制著細胞的代謝和遺傳。
2.人乳中含有多種酶類和所有類型的免疫球蛋白及重要的活體細胞等,乳汁中的蛋白質屬于什么蛋白 其分泌過程如何
答案:乳汁中的蛋白質屬于分泌蛋白。其分泌過程是在內質網上的核糖體上合成,在內質網上進行加工,然后運輸到高爾基體進一步加工,最后運輸到細胞膜分泌到細胞外。
3.在菠菜細胞中鐵的含量比生存土壤環境高出47倍,它通過什么方式積累鐵元素 這種方式對于生物細胞有什么意義
答案:主動運輸。主動運輸保證了活細胞能夠按照生命的需要,主動選擇吸收所需要的營養物質,排出代謝廢物和對細胞有害的物質。
知識點一:再次了解細胞
1.煙草和煙草花葉病毒在結構上有何區別 它們所含核酸的最終水解產物分別是什么 低等植物細胞比煙草細胞與人體細胞多的細胞結構分別是什么
答案:煙草是植物,是由細胞構成的,煙草花葉病毒無細胞結構;煙草所含核酸包括DNA和RNA兩種,最終水解產物是磷酸、兩種五碳糖(核糖和脫氧核糖)和五種含氮堿基(A、T、G、C、U),煙草花葉病毒的核酸只有RNA,最終水解產物是磷酸、一種五碳糖(核糖)和四種含氮堿基(A、U、G、C);低等植物細胞比煙草細胞多了中心體,比人體細胞多了細胞壁、葉綠體和液泡。
2.人體內抗體合成場所的化學組成主要是什么 請列舉與抗體合成和分泌有關的具膜結構。
答案:RNA和蛋白質;內質網、高爾基體、線粒體、細胞膜、細胞核。
知識總結
本知識點主要圍繞細胞結構展開,要注意以下幾點:
1.細胞是生命系統的最低結構層次,生物的生命活動是建立在細胞基礎上的。
2.原核細胞與真核細胞最大的區別是沒有核膜圍成的成形的細胞核,除核糖體一種細胞器外,沒有其他的細胞器。
3.噬菌體是一種細菌病毒,和其他病毒相同,完全營寄生生活,必須生活在活細胞內,它增殖只提供遺傳物質,所需要的原料、場所、能量等都來自宿主細胞。
4.高等植物細胞發生滲透作用吸水或失水,主要是指液泡內細胞液中的水。
　　例1　下圖中a、b、c表示三種生物細胞的結構模式圖。請回答:
(1)根據有無細胞結構劃分,具備a、b、c細胞的生物叫作　　　　,其中c細胞區別于a、b細胞結構的主要特點是　　　　　　　　　。
(2)c細胞中含有高爾基體嗎 　　　　。a、b細胞中高爾基體的作用分別是　　　　　　　　　　　　。
(3)a、c細胞都有細胞壁,在一定條件下能發生質壁分離的細胞是　　　　細胞,另一種細胞不能發生該現象的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【解析】題中三種細胞分別是植物細胞、動物細胞和細菌細胞。細菌細胞是原核細胞,與真核細胞相比,不具有成形的細胞核;高爾基體廣泛存在于動植物細胞中,但功能不同。其在動物細胞中與細胞分泌物的形成有關,在植物細胞中與細胞壁的形成有關。發生質壁分離需要的內在條件是具有中央大液泡的成熟植物細胞,細菌細胞雖然有細胞壁,但不存在液泡,也就不存在原生質層,因而即使處在較高濃度的外界溶液中,也不會發生質壁分離現象。
【答案】(1)細胞生物　無成形的細胞核　(2)不含有　與細胞壁的形成有關和與細胞分泌物的形成有關　(3)a　能發生質壁分離的細胞是成熟的植物細胞,具有原生質層,c細胞是細菌細胞,屬于原核細胞,無原生質層
　 技巧歸納
細胞是構成生物體結構和功能的基本單位,是生命結構層次中最微小的層次。高考中關于細胞的結構及功能的考點比較活躍。如借助具體某兩種生物的細胞比較來考查原核細胞與真核細胞的主要區別、通過比較不同生物或細胞中的核酸種類來區別堿基及五碳糖的種類、通過識別各細胞結構的亞顯微結構示意圖來完成相關知識點的填寫、通過理解發生滲透作用及質壁分離的條件來判斷質壁分離現象是否會發生等等,高中生物的“細胞”內容多而細,若結合細胞代謝、細胞分裂等知識,就顯得內容更加豐富。所以該部分內容是基礎,是關鍵,學好它將有利于其他內容的學習。
知識點二:蛋白質與細胞結構
1.除蛋白質的合成場所外,請說出兩種不構成生物膜系統的細胞結構,并試著說出三種細胞膜上的蛋白質的種類及作用。
答案:中心體和細胞壁(或細胞質基質)。糖蛋白,具有識別功能;載體蛋白,具有運輸功能;受體蛋白,與信號分子特異性結合,完成信息交流。
2.核糖體合成的蛋白質,若進入細胞核,需通過什么結構 若分泌到細胞外,則利用了什么原理 上述去向中這兩類蛋白質跨膜層數分別是多少
答案:進入細胞核通過核孔;分泌到細胞外利用細胞膜(生物膜)具有一定的流動性;跨膜層數分別為0層和0層。
3.將細胞膜上兩種主要成分用機械方法使它們彼此分離,要分別獲得較純凈的這兩種物質,常采用什么方法 其中含N元素的物質一般用什么試劑檢測 需要加熱處理嗎
答案:差速離心法;雙縮脲試劑;不需要。
4.有人說蛋白質的合成和多種細胞器有關, 你是怎么理解的 蛋白質的功能和細胞的功能有關嗎
答案:蛋白質的合成在核糖體中進行,內質網和高爾基體對其進行加工,線粒體可以為其過程提供能量。一般來說,細胞的功能越復雜,其上不同功能蛋白質也越多,所以蛋白質的功能與細胞的功能密切相關。
　　例2　下圖為物質出入細胞膜的示意圖。請據圖回答:
(1)圖中a~e五個物質跨膜運輸方式中需蛋白質協助完成的是　　　　　,該類蛋白質又稱　　　　　;若該細胞膜來自人體成熟的紅細胞,則氨基酸進入細胞所需蛋白質來自a~e中的　　　　。
　　(2)圖中能與蛋白質構成具有識別功能的糖蛋白的物質是　　　　(填字母),糖蛋白能有助于細胞膜進行　　　　　　　　的功能。
(3)若該細胞膜來自產生抗體的細胞,則其分泌抗體的方式是　　　,抗體的產生是否與細胞核有關 　　　(是、否)。
【解析】圖中a~e五個物質跨膜方式分別是主動運輸、自由擴散、協助擴散、協助擴散和主動運輸,除自由擴散外,另兩種方式都需載體蛋白的協助;細胞膜的功能之一是進行細胞間的信息交流,這與膜表面糖蛋白的識別功能有關;抗體的化學本質也是蛋白質,其產生是基因表達的結果,與細胞核有關(轉錄),蛋白質屬于大分子物質,細胞分泌方式是胞吐,需要消耗能量,不需載體蛋白的協助。
【答案】(1)a、c、d、e　載體蛋白　a　(2)D　細胞間的信息交流　(3)胞吐(或外排)　是
　 技巧歸納
本題內容緊緊圍繞“蛋白質”展開,是對前面所學知識的總結。解答本題的關鍵是認識細胞膜的亞顯微結構,了解細胞膜的化學組成,抓住物質跨膜運輸的特點準確判斷運輸方式,掌握分泌蛋白的分泌方式,理解物質(如抗體)的合成與細胞核有關,細胞核是代謝的控制中心。
　　材料　任何核酸及其組成成分的缺乏或不足,都將導致人體細胞的老化、衰老、病變和死亡。核酸營養是人類抗衰保健的最佳途徑。核酸是分子量很大的生物大分子,細胞膜在正常狀態下不能吸收生物大分子,這是細胞的一種自我保護措施。食品中的核酸在腸道中將在酶的作用下分解成小分子核苷酸、核苷,而被吸收進細胞中,在細胞中進一步被分解成更小的分子——堿基(包括嘧啶和嘌呤兩類)。
問題1:據材料分析,食用核酸營養后,人體內核酸的種類和數量是否會因此而改變
提示1:不會。
問題2:核苷酸被腸道吸收,進入小腸上皮細胞的方式是什么 水解核酸的酶若能與雙縮脲試劑發生紫色反應,則其化學本質是什么
提示2:核苷酸進入小腸上皮細胞的方式是主動運輸;水解核酸的酶的化學本質是蛋白質。
1.有人說“細胞是生命的單位”,并提出了如下幾種理由,其中不正確的是(　　)。
A.從細胞內分離出的結構不能在細胞外長時間培養和生存
B.新陳代謝主要在細胞中進行
C.構成不同生物細胞的化學元素的種類和含量相同
D.除病毒等少數種類外,所有生物體都是由細胞構成的
【解析】構成不同生物細胞的化學元素的種類大體相同,體現了生物之間的統一性,并不能體現細胞是生命的單位這一說法。
【答案】C
2.(2014年哈爾濱六中高二期末)下列關于生命系統的結構層次的描述,正確的是(　　)。
A.噬菌體屬于生命系統結構層次中的最基本的層次,生物圈是最復雜的層次
B.真核生物和原核生物都以DNA為遺傳物質
C.真核生物參與構成的生命系統層次完全不同于原核生物構成的層次
D.HIV不能被稱為生命系統的主要依據是僅由蛋白質和核酸組成
【解析】細胞是生命系統結構層次中的最基本層次,真核生物參與構成的生命系統層次與原核生物構成的層次有相同之處,HIV不能被稱為生命系統的主要依據是沒有細胞結構,不能獨立生活。
【答案】B
3.下圖是在顯微鏡下觀察到的幾何圖形,要將圖1轉化成圖2,所列四種操作順序中,正確的是(　　)。
①轉動粗準焦螺旋　②轉動細準焦螺旋　③調節光圈　④轉動轉換器　⑤移動玻片
A.①②③④⑤　　　　　　B.④③②
C.⑤④③② D.④⑤①③
【解析】圖1是在低倍顯微鏡下觀察到的物像,圖2是圖1轉換成高倍鏡后觀察到的物像,在操作過程中先將要觀察的物像移到視野中央,直接轉動轉換器,再調節視野亮度,不能轉動粗準焦螺旋,稍稍轉動細準焦螺旋就能看到清晰的物像。
【答案】C
4.(2014年哈爾濱三中高二月考)下列關于細胞主要化學成分的敘述,不正確的是(　　)。
A.蛋白質的多樣性與氨基酸的種類、數目、排序等有關
B.細胞中的自由水和結合水是可以相互轉化的
C.膽固醇、性激素、維生素D都屬于脂質
D.動物乳汁中的乳糖和植物細胞中的纖維素都屬于多糖
【解析】蛋白質結構多樣性的原因與氨基酸的種類、數目、排列順序以及蛋白質的空間結構有關,A正確;細胞中的自由水和結合水是可以相互轉化的,B正確;膽固醇、性激素、維生素D都屬于脂質中的固醇類物質,C正確;乳糖屬于二糖,D錯誤。
【答案】D
5.右圖表示一個由200個氨基酸構成的蛋白質分子,下列敘述錯誤的是(　　)。
A.該分子中至少含有199個肽鍵
B.參與構成該蛋白質分子的氨基酸中至少有200個氨基
C.200個氨基酸縮合成該蛋白質時分子總量減少了3582
D.該蛋白質至少含有3個—NH2
【解析】200個氨基酸至少有200個氨基;合成兩條肽鏈可形成198個肽鍵,但圖中兩條鏈間又有一個肽鍵,所以該蛋白質共有199個肽鍵;形成的肽鍵數等于失去的水分子數,所以共失去199個水分子,分子總量減少了199×18=3582;該蛋白質含兩條肽鏈,至少有兩個—NH2。
【答案】D
6.下列對相關實驗的敘述,合理的是(　　)。
A.觀察細胞中DNA和RNA的分布、觀察葉綠體和線粒體及觀察植物細胞的質壁分離與復原的實驗要求細胞是活的
B.將藍藻制成臨時裝片觀察葉綠體的分布
C.健那綠染液可使活細胞中的葉綠體呈現藍綠色
D.用動物細胞制備細胞膜比用植物細胞更容易
【解析】觀察線粒體和植物細胞的質壁分離與復原的實驗要求細胞是活的;藍藻是原核細胞,只有核糖體一種細胞器;由于植物細胞有細胞壁的支持和保護,所以制備細胞膜比用動物細胞要困難得多。
【答案】D
7.(2014年溫州十校高二期末)下圖①~④為幾種細胞器結構示意圖,下列有關細胞器的說法正確的是(　　)。
A.分泌蛋白的合成和加工與①有關,與③無關
B.②、④有外膜和內膜結構,蛋白質功能相同,但種類不同
C.上述細胞器存在于所有的真核細胞中
D.①~④都屬于細胞的生物膜系統,在結構和功能上緊密聯系
【解析】圖中①表示高爾基體,②表示線粒體,③表示內質網,④表示葉綠體。分泌蛋白的合成需內質網和高爾基體加工、高爾基體分類和配送,也需線粒體供能,故A錯;②、④有外膜和內膜結構,膜功能不同,蛋白質功能、種類也不同,故B錯;葉綠體僅存在于植物見光部分的細胞中,故C錯。①~④都屬于細胞的生物膜系統,在結構和功能上緊密聯系,D正確。
【答案】D
8.(2014年成都高三摸底)下圖的模型主要表明的細胞膜的功能是(　　)。
A.將細胞與外界環境分開 B.控制物質進出細胞
C.進行細胞間信息交流 D.促進物質的運輸
【解析】分析題圖可知,題圖表示的內容是:內分泌細胞產生的激素通過體液的運輸,與細胞膜上的受體結合,從而調節靶細胞的生理活動,由此可以看出,細胞膜具有信息交流的功能。
【答案】C
9.圖1表示小腸上皮細胞亞顯微結構示意圖,圖2為膜蛋白功能示意圖,請據圖回答下列問題:
(1)該細胞不同表面執行不同的功能,且具有高度的極性。從質膜的成分分析,出現這一現象的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)膜蛋白A要消耗主要由　　　　(結構)產生的ATP,以　　　　方式吸收葡萄糖。細胞面向腸腔側形成很多微絨毛,以增多細胞膜上　　　　的數量,高效地吸收來自腸腔的葡萄糖等物質。
(3)通過膜蛋白B可將相鄰的兩個細胞膜　　　　　　　　　　　　　　　　　,以保證腸腔中的物質只能從微絨毛處吸收。
(4)細胞膜表面還存在水解二糖的膜蛋白D,說明膜蛋白還具有　　　　　　　　　功能。
(5)以連線的方式確定圖1和圖2膜蛋白的關系。
膜蛋白A　　　　　　a運輸蛋白
膜蛋白B b受體
膜蛋白C c連結蛋白
膜蛋白D d酶
【答案】(1)細胞膜蛋白質不同(或膜蛋白質結構不同)　(2)線粒體　主動運輸　載體蛋白(膜蛋白A)　(3)緊密連在一起　(4)生物催化　(5)A-a　B-c　C-b　D-d
10.以紫色洋蔥鱗片葉外表皮為材料觀察植物細胞質壁分離現象,下列敘述錯誤的是(　　)。
A.在發生質壁分離的細胞中能觀察到紫色中央液泡逐漸縮小
B.滴加30%的蔗糖溶液比10%的蔗糖溶液引起細胞質壁分離所需時間短
C.發生質壁分離的細胞放入清水中又復原,說明細胞保持活性
D.用高濃度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起細胞質壁分離
【解析】用高濃度的NaCl溶液代替蔗糖溶液能引起細胞質壁分離,但可能會使細胞失水過多而失去活性。
【答案】D
11.將小麥種子分別置于20 ℃和30 ℃培養箱中培養4天,依次取等量的萌發種子分別制成提取液Ⅰ和提取液Ⅱ。取3支試管甲、乙、丙,分別加入等量的淀粉液,然后按下圖加入等量的提取液和蒸餾水,45 ℃水浴保溫5分鐘,立即在3支試管中加入等量斐林試劑并煮沸2分鐘,搖勻觀察試管中的顏色。結果是(　　)。
A.甲呈藍色,乙呈磚紅色,丙呈無色
B.甲呈無色,乙呈磚紅色,丙呈藍色
C.甲、乙皆呈藍色,丙呈磚紅色
D.甲呈淺磚紅色,乙呈磚紅色,丙呈藍色
【解析】種子萌發過程中,大分子大量水解為小分子,20 ℃和30 ℃培養條件下相比較,30 ℃時產生的淀粉酶量較多,相同條件下淀粉酶催化淀粉水解成麥芽糖的速率更快,產生的麥芽糖更多。麥芽糖屬于還原性糖,與斐林試劑反應生成磚紅色沉淀,麥芽糖越多顯色越明顯。斐林試劑本身為藍色。
【答案】D
12.(2014年海淀區高一檢測)請回答下列問題:
(1)將同一植物細胞依次浸在蒸餾水、0.3 mol/L的蔗糖溶液和0.4 mol/L的KNO3溶液中,測得細胞的體積隨時間的變化曲線如圖所示:
①曲線A、B、C分別代表細胞所處的溶液是　。
②達到平衡后,　　　　溶液中細胞的細胞液濃度最大。
(2)下圖是某生物課外小組在觀察植物細胞質壁分離和復原實驗時所觀察到的幾幅照片,請結合所學的知識,分析下圖并回答問題:
①發生質壁分離后,　　　　處理,可以使已經質壁分離的植物細胞發生質壁分離復原;發生復原的順序是　　　　(用上圖中的數字表示)。
②上述幾幅圖中所示的是同一組織的細胞,此時細胞液的濃度最大的是　　　　(用上圖中的數字表示)中的細胞。
【解析】(1)在題目所給的幾種溶液中,只有處于蒸餾水中時細胞會吸水漲大,故A是蒸餾水;在0.3 mol/L的蔗糖溶液中,由于蔗糖是大分子,不會透過原生質層進入細胞中,又比細胞液的濃度大,因此細胞失水發生質壁分離,所以C是蔗糖溶液;在0.4 mol/L的KNO3溶液中開始發生質壁分離,后由于細胞吸收鉀離子和硝酸根離子,使細胞液的濃度增大,細胞會滲透吸水,發生質壁分離復原,所以B是KNO3溶液;當達到平衡后,三種情況下,處于蔗糖溶液中的細胞,因失水過多而導致細胞液濃度最大。(2)本小題是關于質壁分離與復原現象的考查,紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞因液泡內含有色素而易于觀察;通過識圖可以回答其他各問。
【答案】(1)①蒸餾水、KNO3溶液、蔗糖溶液　②蔗糖
(2)①加入蒸餾水　2→3→1　②2
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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