新教材2024版高中生物第4章细胞的物质输入和输出章末总结课件新人教版必修1

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第4章　细胞的物质输入和输出章末总结构建 · 知识网络归纳 · 专题小结选择透过性膜与半透膜(人工膜)比较　比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性，结果如图。据此不能得出的推论是 (　　)A．生物膜上存在着协助H2O通过的物质B．生物膜对K＋、Na＋、Cl－的通透具有选择性C．离子以易化(协助)扩散方式通过人工膜D．分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率【答案】C【解析】观察图像，除甘油、O2和CO2外，其余物质在生物膜上的通透性均比在人工膜上的通透性大，说明生物膜上存在协助其运输的物质，A正确；由于K＋、Na＋、Cl－在生物膜上的通透性有差异，所以能够体现选择性，B正确；人工膜为双层磷脂，其上没有蛋白质，不存在易化扩散，C错误；图像中不同物质的分子大小不同，膜对其通透性也不同，说明分子大小影响其跨膜运输的速率，D正确。(2023·湖北名校期末)党的二十大报告中指出，实践没有止境，理论创新也没有止境。新型“海稻86”是我国科学家培育出的耐盐碱水稻。“海稻86”有两种方式实现耐盐碱：一是“避盐”，即通过某些方式排出，该过程受细胞呼吸影响；二是“耐盐”，即将进入细胞内的盐离子集中储存于液泡等处。下列有关“海稻86”的叙述，错误的是 (　　)A．“海稻86”细胞排出盐离子的跨膜运输方式是协助扩散B．普通水稻的根细胞在盐碱地环境中会因渗透失水而发生质壁分离C．“海稻86”“耐盐”是因为盐离子储存在液泡中，增大了细胞液的浓度，避免渗透失水D．“海稻86”对于盐离子的“避盐”和“耐盐”的选择，体现了原生质层的选择透过性【答案】A【解析】根据题干信息“‘避盐’，即通过某些方式排出，该过程受细胞呼吸影响”说明“海稻86”细胞排出盐离子的跨膜运输方式是主动运输，A错误；普通水稻的根细胞在盐碱地环境，细胞外浓度高于细胞液浓度，因渗透失水而发生质壁分离，B正确；根据题干信息“‘耐盐’，即将进入细胞内的盐离子集中储存于液泡等处”增大了细胞液的浓度，避免渗透失水，C正确；对于成熟植物细胞来说，物质进出细胞，主要是指物质经过原生质层进出液泡，原生质层相当于一层半透膜，体现了原生质层的选择透过性，D正确。1．探究是主动运输还是被动运输(或探究是否耗能)物质跨膜运输方式的实验探究2．探究是自由扩散还是协助扩散(或探究是否需转运蛋白)注：但凡影响呼吸作用的因素(如供氧状况、温度等)均会影响供能状况进而影响主动运输或胞吞、胞吐。　下图是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输方式示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道，具有离子选择性。请仔细观察图示，回答有关问题：(1)很多研究结果都能够有力地支持“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一理论。这证明组成细胞膜的主要成分中有[　]　　　　(方框里填标号)。(2)鲨鱼体内能积累大量的盐，当盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外。经研究，鲨鱼体内多余的盐分是经②途径排出的，那么其跨膜运输的方式是　　　　。(3)对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后，其对Ca2＋的吸收明显减少，但对K＋、C6H12O6的吸收不受影响，最可能的原因是该毒素抑制了心肌细胞膜上运输Ca2＋的[　]　　　的活性。(4)柽柳是一种泌盐植物，其叶子和嫩枝可以将吸收于植物体内的盐分排出。现欲判断柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输，请设计实验加以证明。①实验步骤：a．取甲、乙两组生长发育状况相同的柽柳植株，放入适宜浓度的含有Ca2＋、K＋的溶液中。b．甲组给予正常的呼吸条件，乙组　　　　。c．一段时间后，测定　　　　　　　　　　。②实验结论：a．若两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率相同，说明____________ ____________________。b．若乙组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率明显________甲组，说明________________________。【答案】(1)甲　磷脂分子　(2)协助扩散　(3)乙　载体蛋白(4)①b.完全抑制呼吸　c．两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率　②a.柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输　b．小于　柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输【解析】(1)由题意可知，细胞膜组成成分中有脂质分子，结合图示分析，该物质应为(甲)磷脂分子。(2)②途径是通过通道蛋白的协助进行的，鲨鱼体内多余的盐分可在通道蛋白的协助下由高浓度的细胞膜内侧运输到低浓度的细胞膜外侧，因此其跨膜运输的方式应为协助扩散。(3)蟾蜍的心肌细胞对Ca2＋、K＋、C6H12O6的吸收都是通过主动运输进行的，运输这些物质的载体蛋白的种类各不相同，“施加某种毒素后，其对Ca2＋的吸收明显减少，但对K＋、C6H12O6的吸收不受影响”说明该毒素只抑制了心肌细胞膜上运输Ca2＋的(乙)载体蛋白的活性。(4)主动运输和被动运输相比，前者需要消耗能量，后者不需消耗能量。本实验可通过控制供能的多少来确定柽柳吸收无机盐的方式。若两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率相同，说明柽柳对无机盐的吸收不需消耗能量，应为被动运输；若乙组吸收速率明显小于甲组，则说明柽柳从土壤中吸收无机盐需要消耗能量，应为主动运输。　主动运输作为一种重要的跨膜运输方式，使细胞可以按照生命活动所需吸收营养物质，排出代谢废物，体现了生命活动的“主动性”。为探究主动运输的特点，科研人员利用如图装置进行实验，其中HgCl2是一种可以影响ATP水解的细胞代谢抑制剂(ATP水解可释放能量)。请分析回答下列问题：(1)主动运输的特点是_____________________________________。(2)该实验探究的是_______________________________________。(3)请写出实验进行过程中需要控制的两个无关变量：________________________________________________________。(4)实验得到如图所示的结果。①要得到该实验结果，科研人员在实验前后需测定_____________。②乙组和甲组结果比较，得出的结论是__________________。③与甲组相比，丙组吸收磷酸盐较少的原因可能是______________。【答案】(1)逆浓度梯度，需要载体和能量　(2)HgCl2和细胞成熟程度对细胞主动运输(吸收磷酸盐)的影响(3)温度、pH、溶氧量、溶液的量、胡萝卜片的量等(4)①溶液中磷酸盐的浓度　②细胞主动运输(吸收磷酸盐)需要能量(或能量供应不足，影响主动运输)　③幼嫩组织细胞供能少，幼嫩组织细胞膜上载体蛋白少【解析】(1)主动运输具有逆浓度梯度、需要载体和能量的特点。(2)该实验中的自变量为细胞成熟程度和HgCl2的有无，因变量为细胞通过主动运输吸收磷酸盐的量，所以实验探究的是细胞成熟程度和HgCl2对细胞主动运输(吸收磷酸盐)的影响。(3)在该实验中，胡萝卜片和溶液的量可能影响实验结果，另外，影响细胞代谢的其他因素，如温度、pH、溶氧量等也是实验的无关变量。(4)①结合实验目的及实验结果示意图可判断，该实验过程中若KH2PO4被胡萝卜片细胞吸收，则溶液中KH2PO4的浓度会发生变化，所以，可通过测定KH2PO4浓度的变化判断细胞主动运输程度的变化。②从实验结果可看出，乙组实验前后溶液中磷酸盐的浓度差明显小于甲组，说明加入HgCl2后乙组磷酸盐的吸收受到影响，而HgCl2可以抑制ATP水解，说明磷酸盐的吸收需要能量。③甲组和丙组实验的自变量为细胞的成熟程度，细胞吸收磷酸盐需要能量和载体蛋白，所以丙组吸收磷酸盐较少可能是因为幼嫩组织细胞供能少或幼嫩组织细胞膜上载体蛋白少。典练 · 素养提升一、生命观念强化结构与功能相适应观：细胞膜的流动性与胞吞、胞吐等功能的适应性；细胞膜上的蛋白质与细胞膜选择透过性的适应性结构与功能观。基于细胞膜的选择透过性，认识到生命的自主性，从而更深刻地理解生命的本质。二、科学思维基于质壁分离探究实验的结果和科学家的研究资料进行演绎推理，构建细胞模型，阐述细胞的生命活动。利用物质跨膜运输的相关原理，对其他成分物质进出细胞的方式进行推理和判断。三、科学探究基于探究水进出细胞的原理这一实验，体验科学探究的一般过程，提高动手操作能力和设计实验的能力，并能运用到其他类似的科学探究活动中。四、社会责任通过对物质跨膜运输知识的学习和运用，能够分析和解决现实生活中的有关问题，分析解决如蔬菜腌制、合理施肥、合理灌溉等问题。1．(生命观念)(2021·全国甲卷)植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K＋。回答下列问题：(1)细胞外的K＋可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统，生物膜的结构特点是___________________。(2)细胞外的K＋能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由________复合物构成的，其运输的特点是_______________________ (答出一点即可)。(3)细胞外的K＋可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下，根细胞对K＋的吸收速率降低，原因是___________________________。【答案】(1)具有一定的流动性　(2)蛋白质　顺浓度梯度运输(或不消耗能量)　(3)根细胞吸收K＋为主动运输，所需要的能量由细胞呼吸提供2．(科学思维)(2023·陕西延安期末)下图为小肠上皮细胞的结构和部分功能示意图，细胞膜的皱褶在细胞表面形成许多面向肠腔的微绒毛，微绒毛上具有Na＋葡萄糖同向共运载体(SGLT1)，Na＋经SGLT1由胞外顺浓度梯度转运至胞内的同时，葡萄糖由胞外逆浓度梯度转运至胞内。基底膜上有葡萄糖转运体(GLUT2)和Na＋K＋泵。下列相关叙述不正确的是(　　)A．微绒毛增大了小肠上皮细胞对H2O和其他营养物质的吸收面积B．由图可知小肠上皮细胞对H2O的吸收可通过自由扩散，对K＋的吸收是主动运输C．SGLT1顺浓度梯度转运Na＋进入细胞的同时，将葡萄糖逆浓度梯度转运进细胞中，Na＋外排需要消耗ATPD．葡萄糖经主动运输进入小肠上皮细胞由ATP直接供能，经协助扩散进入组织液【答案】D【解析】微绒毛可以增大小肠上皮细胞的吸收面积，进而有利于小肠绒毛上皮细胞对H2O和其他营养物质的吸收，A正确；结合图示可知，小肠上皮细胞对H2O的吸收不消耗能量，也不需要载体，因此为自由扩散，对K＋的吸收消耗能量，是主动运输，B正确；小肠上皮细胞通过同向共运载体(SGLT1)从高浓度的肠腔吸收Na＋，是协助扩散，Na＋K＋泵泵出Na＋需消耗ATP，为主动运输，C正确；葡萄糖经主动运输进入小肠上皮细胞由Na＋的浓度差提供动力，并不直接消耗ATP，其运输到组织液为协助扩散，D错误。3．(科学探究)(2023·湖北荆州期末)中亚滨藜生长在盐碱土中，当体内吸收了大量盐分时，便通过快速生长吸收大量水分来稀释细胞中的盐分浓度。某研究小组欲探究中亚滨藜吸盐的方式是主动运输还是被动运输，取长期生活在盐碱地的生长状态相同的中亚滨藜植株若干，随机均分为甲组和乙组，放入高浓度盐溶液的培养液中培养，甲组培养液添加呼吸抑制剂，乙组不添加，置于相同且适宜的条件下培养，定期测定并记录两组培养液中盐的剩余量。下列有关说法错误的是 (　　)A．中亚滨藜通过升高根细胞的细胞液浓度，使细胞吸水能力增强B．若甲、乙两组培养液中盐的剩余量相同，则说明吸盐方式为被动运输C．若甲组培养液中盐的剩余量明显低于乙组，则说明吸盐方式为主动运输D．本实验现有操作无法证明中亚滨藜吸盐方式为协助扩散还是自由扩散【答案】C【解析】中亚滨藜通过升高根细胞的细胞液浓度，使细胞吸水能力增强，A正确；若要探究中亚滨藜根部吸盐的方式为主动运输还是被动运输，可通过设置是否提供能量作为自变量，因此可在实验组中加入呼吸抑制剂，而对照组正常呼吸，一段时间后检测两组培养液中盐的剩余量，从而判断其吸盐的方式为主动运输还是被动运输，若甲、乙两组培养液中盐的剩余量相同，则说明吸盐方式为被动运输，B正确；若甲组培养液中盐的剩余量明显高于乙组，则说明吸盐方式为主动运输，C错误；本实验现有操作只能证明中亚滨藜的根部吸盐方式为主动运输还是被动运输，无法证明中亚滨藜吸盐方式为协助扩散还是自由扩散，D正确。4．(社会责任)(2023·广东河源期末)某品牌纯牛奶饮品配料中只标注生牛乳的纯牛奶却检测出食品添加剂丙二醇超标。丙二醇与丙三醇(甘油)都是脂溶性分子，在化妆品、长保质期类糕点中应用极为广泛。下列相关叙述正确的是 (　　)A．牛奶中的蛋白质水解成氨基酸后通过胞吞进入细胞B．丙二醇与脂肪都只含C、H、O元素，它们都可用斐林试剂进行检测C．牛奶中的乳糖一般要水解成单糖才能被细胞吸收D．丙二醇与乙醇、丙三醇类似，与磷脂分子亲和力强，以协助扩散方式进入细胞【答案】C【解析】氨基酸通过主动运输进入细胞，A错误；斐林试剂用于检测还原糖，丙二醇与脂肪不是还原糖，不能用斐林试剂进行检测，B错误；单糖能被细胞直接吸收，而乳糖是二糖，乳糖需要分解为单糖才能被吸收，C正确；丙二醇与丙三醇(甘油)都是脂溶性分子，与磷脂分子亲和力强，以自由扩散的方式进入细胞，D错误。