第7講 物質跨膜運輸?shù)膶嵗?物質跨膜運輸?shù)姆绞?第二單元 細胞的結構和物質運輸,考綱考頻 1物質出入細胞的方式 (3年8考) 2.實驗：通過模擬實驗探究膜的透性(3年1考) 3.實驗：觀察植物細胞的質壁分離和復原(3年12考),第二單元 細胞的結構和物質運輸,一、細胞的吸水和失水 1滲透作用發(fā)生的條件 具有_；_兩側的溶液具有濃度差。 2動物細胞 (1)外界溶液濃度_細胞質濃度時，細胞吸水膨脹； (2)外界溶液濃度_細胞質濃度時，細胞失水皺縮； (3)外界溶液濃度_細胞質濃度時，水分進出平衡，細胞形態(tài)不變。,半透膜,半透膜,3植物細胞,細胞膜,液泡膜,大液泡,思考：細胞吸水時，水分子跨膜運輸?shù)臓顟B(tài)如何？ 提示：水分子在細胞膜上總是雙向運動的。只不過在細胞吸水時，由外向內擴散的水分子總數(shù)多于由內向外擴散的水分子總數(shù)。,質壁分離,質壁分離復原,二、物質跨膜運輸?shù)膶嵗?1不同物質的跨膜運輸特點 (1)水分子：_ (高低)； (2)離子和小分子：依據(jù)細胞生命活動需要進行_。 2水稻和番茄吸收不同離子的特點,順相對含量梯度,選擇吸收,(1)同種生物細胞對不同物質的吸收具有_，與其含有離子載體的_有關； (2)不同種生物細胞對同種物質吸收具有_。 三、物質跨膜的方式(b為ATP),選擇性,種類和數(shù)量,差異性,1填寫有關跨膜方式及結構名稱 甲：_；乙：_； 丙：_；a：_。 2寫出影響甲、乙、丙三種運輸速率的因素 (1)制約甲的是膜兩側的_； (2)決定乙的因素之一是a的_； (3)決定丙的動力是_。 3實例分析(填寫甲、乙、丙三種跨膜運輸方式) (1)水分子進入紅細胞是_； (2)葡萄糖進入紅細胞是_； (3)K進入紅細胞是_。,自由擴散,協(xié)助擴散,主動運輸,載體蛋白,濃度差,種類和數(shù)量,能量(ATP),甲,乙,丙,巧記 物質進出細胞的方式 跨膜運輸三類型，自由、協(xié)助和主動， 自由、協(xié)助高到低，主動運輸逆著行； 胞吞、胞吐非跨膜，不需載體需耗能， 大分子顆粒來進出，全靠膜的流動性。,D,解析：當袋子中蔗糖溶液的濃度高于外界溶液的濃度時，袋子將吸水膨脹；當袋子中蔗糖溶液的濃度等于外界溶液的濃度時，袋子形態(tài)將保持不變；當袋子中蔗糖溶液的濃度小于外界溶液的濃度時，袋子將失水皺縮。,2某同學在做植物細胞質壁分離實驗時，觀察到紫色洋蔥表皮細胞的中央液泡逐漸縮小，這說明( ) A洋蔥表皮細胞是活細胞 B細胞液的溶質透出細胞 C蔗糖溶液濃度小于細胞液濃度 D細胞壁收縮導致中央液泡失水 解析：活細胞才會發(fā)生質壁分離；當細胞具有活性時，細胞膜具有選擇透過性，不允許細胞液的溶質透出；由于外界蔗糖溶液的濃度高于細胞液的濃度，導致細胞失水，中央液泡逐漸縮小。,A,3在動物細胞的物質運輸中，屬于自由擴散的是( ) A紅細胞中的Na進入血漿 B細胞外液中的O2進入肌細胞 C細胞外液中的K進入神經(jīng)細胞 D血漿中的碘進入甲狀腺濾泡上皮細胞 解析：離子跨膜進出細胞的方式多是主動運輸。能以自由擴散方式跨膜運輸?shù)奈镔|有：CO2、O2、甘油、酒精、苯等，故B選項正確。,B,A,解析：胞吞胞吐作用以膜的流動性為基礎才能發(fā)生；由題圖中胞吞過程需要信息分子與受體結合才能發(fā)生，體現(xiàn)了細胞膜表面識別作用，胞吞過程需要消耗能量；囊泡是細胞膜內陷形成的，構成細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層；神經(jīng)細胞通過胞吐方式將神經(jīng)遞質釋放出細胞外，突觸小泡與細胞膜融合實現(xiàn)了細胞膜成分的更新。,考點一 以滲透裝置為依托，考查滲透作用原理及應用,考點二 借助圖示考查物質出入細胞的方式,考點三 觀察植物細胞的質壁分離和復原,1探究成熟植物細胞是一個滲透系統(tǒng),考點一 以滲透裝置為依托，考查滲透作用原理及應用,通過上圖比較：,原生質層,細胞液,外界溶液,原生質層,2.依據(jù)下列裝置圖探究滲透裝置的液面變化,(1)溶質不能通過半透膜的情況 若S1溶液濃度大于S2溶液濃度，則單位時間內由S2S1的水分子數(shù)_由S1S2的，外觀上表現(xiàn)為S1溶液面_；若S1溶液濃度小于S2溶液濃度，則情況相反，外觀上表現(xiàn)為S1溶液液面_。,多于,上升,下降,在達到滲透平衡后，若存在如圖所示的液面差h，則 S1溶液濃度_S2溶 液濃度。因為液面高的一側形成 的壓強，會阻止溶劑由低濃度一側向高濃度一側擴散。 (2)溶質能通過半透膜的情況 若S1溶液濃度大于S2溶液濃度，則最初單位時間內由S2S1的水分子數(shù)_由S1S2的，隨著溶質的擴散，最終S1和S2溶液濃度_，外觀上表現(xiàn)為S1溶液液面先_后_，最終S1和S2溶液液面_；若S1溶液濃度小于S2溶液濃度，則情況相反。,大于,多于,相等,上升,下降,持平,深度思考 1將植物細胞放在較高濃度的蔗糖溶液中，則原生質層和細胞壁之間充滿了哪種液體？ _ 2在U型管中，半透膜(只允許水分子通過)的兩側分別放入質量濃度為10%葡萄糖溶液和質量濃度為10%的蔗糖溶液，那么水分子如何移動？ _,提示：1.蔗糖溶液。 2滲透作用條件中溶液濃度指物質的量濃度而非質量濃度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的質量濃度相同，但10%蔗糖溶液的物質的量濃度小，故水分子由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移動的水分子數(shù)目多。,1現(xiàn)有體積相同、質量分數(shù)相同的蔗糖溶液和葡萄糖溶液。圖1表示這兩種物質透過半透膜的情況，圖2表示滲透作 用裝置圖，下列敘述合理的是( ),D,A圖1體現(xiàn)了半透膜的選擇透過性 B圖甲中水柱a先上升后下降 C圖乙中水柱b先上升后不變 D平衡后水柱a的高度高于水柱b 解析：人工制成的半透膜，如玻璃紙沒有生物活性，不具 有選擇透過性，A項錯誤；由于蔗糖不能透過半透膜，故水 柱a表現(xiàn)為先上升，后保持不變，B項錯誤；葡萄 糖能透 過半 透膜，水柱b表現(xiàn)為先上升，后由于葡萄糖透過半透膜進入清水中，水柱b將下降，C項錯誤。,2.如右圖所示，溶液X中含有綠色染料，溶液Y中含有紅色染料，溶液Z中含有藍色染料。實驗開始時，兩 支漏斗中 溶液液面的 高度一 樣，10 min 后觀 察的 結果是：溶液 X液 面上升，溶液Y液面下降；溶液X中只有綠色 染料，溶液Y中含有了紅色和藍色染料，溶液Z中含有了綠色 和藍色染料。下 列有關描述中，正確的是( ) A溶液Z的濃度最高 B溶液Y的濃度最低 C溶液Y中的溶質分子能夠通過半透膜進入溶液X中 D溶液Z中的溶質分子能夠通過半透膜進入溶液X中,B,知識拓展 “U”型管中水分子移動方向的分析 (1)膜兩側溶液中濃度高的一側滲透壓高，濃度 低的一側滲透壓低，水分子由低濃度一側向高 濃度一側擴散。 (2)兩側溶液中的溶質是否能通過半透膜，若不 能，則只是高濃度一側液面升高；若能，則先 是高濃度一側液面升高，隨后另一側液面升高，最后兩側液面持平。,(3)如果溶質分子不能透過半透膜，在達到滲透平衡時，一般兩側溶液的濃度并不相等，因為液面高的一側形成的靜水壓，會阻止溶劑由低濃度一側向高濃度一側擴散。,1結合圖例探究物質跨膜運輸方式,考點二 借助圖示考查物質出入細胞的方式,高,低,高,低,低,高,不需要,需要,需要,不消耗,不消耗,消耗ATP,2.探究影響跨膜運輸?shù)囊蛩胤治?(1)物質濃度(在一定的濃度范圍內),自由擴散,協(xié)助擴散或主動運輸,(2)氧氣濃度,自由擴散或協(xié)助擴散,主動運輸,(3)溫度 溫度可影響生物膜的流動性和酶的活性，因而會影響物質跨膜運輸?shù)乃俾省?深度思考 1同一細胞運輸同一物質時，其運輸方式一定相同嗎？(舉例說明) _ 2同一種物質進出不同細胞時，運輸方式一定相同嗎？ _ 3與主動運輸有關的細胞器主要有哪些？ _ 4(2014·廣東卷T24C改編)胰蛋白酶能用下圖模式進行運輸嗎？ _,提示：1.不一定，如動作電位的產(chǎn)生主要靠Na內流，Na內 流為協(xié)助擴散，Na排出為主動運輸。 2不一定。如葡萄糖進入組織細胞時為主動運輸，進入人的 紅細胞時為協(xié)助擴散。 3線粒體、核糖體等。 4不能，該運輸為主動運輸模式，胰蛋白酶的運輸為胞吐。,B,解析：由圖可知，葡萄糖逆濃度梯度進入小腸上皮細胞，運輸方式是主動運輸，需消耗ATP，A正確；葡萄糖運出細胞是順濃度梯度，需要載體蛋白協(xié)助，運輸方式為協(xié)助擴散，不受O2濃度影響，B錯誤；鈉離子順濃度梯度進入此細胞，需要載體蛋白協(xié)助，運輸方式為協(xié)助擴散，不消耗ATP，載體蛋白的活性受溫度影響，C、D正確。,4下列據(jù)圖所作出的說明錯誤的是( ) A圖1說明該物質跨膜運輸時會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象 B圖2說明此物質進出細胞時需要消耗能量 C圖3說明該離子跨膜運輸?shù)姆绞綖橹鲃舆\輸 D圖4說明該植物吸收K不需要載體協(xié)助,D,解析：圖1所示物質的運輸方式需要載體蛋白，不消耗能量，為協(xié)助擴散，協(xié)助擴散受載體數(shù)量的限制，有飽和現(xiàn)象；圖2所示當細胞外液濃度低于細胞內液濃度時，隨時間的推移，細胞內液的濃度還在逐步增加，說明該物質可以從低濃度一側進入高濃度一側，所以此物質進入細胞的方式是主動運輸，需要消耗能量；,圖3中 礦質離 子的跨 膜運輸 有兩 個特 點：一是逆濃度 梯度，二是消耗ATP，故應為主動運輸；O2濃度影響 植物的呼吸作用，從而影響ATP的產(chǎn)生，從圖4中可以看出該物質的吸收速率受O2濃度的影響，說明吸收K需要耗 能，O2達到一定濃度后，K吸收速率不再隨著O2濃 度 的增加而增加，說明該過程需要載體協(xié)助。,方法技巧 (1)物質出入細胞方式的快速確認 根據(jù)運輸方向及載體有無及是否耗能：逆濃度梯度的跨膜運輸方式是主動運輸；順濃度梯度需要載體且耗能也是主動運輸，不耗能為協(xié)助擴散。 (2)探究物質跨膜運輸?shù)姆绞?探究是主動運輸還是被動運輸,探究是自由擴散還是協(xié)助擴散,1實驗原理 (1)植物細胞壁的特點：伸縮性比原生質層_。 (2)成熟的植物細胞構成滲透系統(tǒng)可以發(fā)生_。,考點三 觀察植物細胞的質壁分離和復原,小,滲透作用,2實驗步驟 (1)質壁分離和復原實驗流程：,0.3 g/mL蔗糖溶液,清水,(2)三次觀察的實驗現(xiàn)象：,逐漸變小,與細胞壁逐漸分離,逐漸變大,逐漸貼近細胞壁,活,死,質壁分離速度,選擇透過性,小于,深度思考 1植物細胞發(fā)生質壁分離的內在因素是什么？ _ 2實驗時一定要選擇紫色洋蔥外表皮細胞嗎？ _ 3本實驗選用0.3 g/mL的蔗糖溶液作試劑，若濃度過高或過低對實驗有何影響？ _ 4若用適宜濃度的KNO3溶液進行該實驗，結果會發(fā)生質壁分離與復原嗎？請簡述原因。 _,6某同學在實驗室中做“觀察洋蔥表皮細胞的質壁分離和復原”實驗時，在老師的幫助下，進行了一系列的創(chuàng) 新實驗，實驗步驟和現(xiàn)象如下表：,D,C,特別提醒 (1)若使用濃度過高的蔗糖溶液，則質壁分離現(xiàn)象明顯，但不能復原，因為溶液濃度過高，使細胞過度失水而死亡。 (2)若使用濃度為1 mol·L1的醋酸溶液，則不發(fā)生質壁分離及復原現(xiàn)象。因 為醋 酸能殺 死細胞，使原生 質層失去選 擇透過性。 (3)觀察細胞質壁分離狀態(tài)時，時間不要過長，以免細胞因長期處于失水狀態(tài)而死亡，影響復原現(xiàn)象的觀察。 (4)本實驗是對照實驗，無對照組，滴加溶液前的鏡檢與滴加溶液后的鏡檢形成自身對照。,易錯點1 原生質層和原生質體的辨析 點撥 (1)原生質層在成熟的植物細胞內相當于半透 膜。由細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質組成，不包括細胞核和液泡內的細胞液兩部分，且僅存在于成 熟 的植物 細胞中。(2)原生質體是去除了植物細 胞壁以 后所剩下 的植物細胞結構。可以認為原生質體包括原生質層、細胞液和細胞核三部分。,易錯點2 半透膜和選擇透過性膜的辨析 點撥 (1)區(qū)別：半透膜是無生命活性的物理性 膜，是指某些物質可以透過而另一些物質不能透過的多孔性薄膜，物質能否通過取決于分子的大小。選擇透過性膜是具有生命活性的生物膜，載體蛋白的存在決定了其對不同物質是否吸收的選擇性。細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通過。,易錯點3 滲透系統(tǒng)中水分子的運動方向 點撥 滲透系統(tǒng)半透膜兩側水分子不是單方向 移動的。滲透平衡時，半透膜兩側水分子移動達到平衡狀態(tài)，不能認為沒有水分子移動。滲透不平衡時，單位時間內水分子透過半透膜相互滲透，表現(xiàn)為凈速度是水從自身含量高(低濃度溶液)一側向自身含量低的一側運動。 易錯點4 Na、K跨膜運輸?shù)姆绞?點撥 Na、K等無機鹽離子一般以主動運輸?shù)姆绞竭M出細胞，但也可通過協(xié)助擴散或離子通道進出細胞。,易錯點5 植物吸收水分和吸收無機鹽離子是相對獨立的 點撥 植物吸收水分的方式是自由擴散，而對無機 鹽離子則以主動運輸?shù)姆绞轿?，吸收原理是不一樣的；但離子的吸收和運輸必須溶解在水中，因此可以說植物對水分和無機鹽的吸收是兩個相對獨立的過程。,1判斷下列有關細胞的吸水和失水的敘述 (1)(2013·北京卷T5C)成熟植物細胞在高滲溶液中發(fā)生質壁分 離是因為細胞壁具有選擇透(過)性。( ) (2)(2012·廣東卷T24B改編)用紫色洋蔥鱗片葉外表皮作實驗材料可觀察質壁分離及復原。( ) (3)(2011·新課標卷T1C改編)將人的紅細胞放入4 蒸餾水 中，一段時間后紅細胞破裂，其主要原因是蒸餾水大量進入 紅細胞。( ) (4)(2010·天津卷T4C)質壁分離過程中，水分子外流導致細胞 內滲透壓升高。( ),×,2判斷下列關于物質跨膜運輸?shù)膶嵗臄⑹?(1)(2013·新課標卷T3A)吸收不同礦質元素離子的速率都相 同。( ) (2)(2013·江蘇卷T16C)適應高滲環(huán)境的動物可排出體內多余的鹽。( ) (3)(2012·海南卷T7A)番茄和水稻根系吸收Si元素的量相等。 ( ) 3判斷下列有關物質運輸?shù)臄⑹?(1)(2014·浙江卷T1B改編)突觸前膜釋放乙酰膽堿屬于協(xié)助擴 散。( ) (2)(2013·北京卷T2D)O2通過主動運輸進入線粒體。( ),×,×,×,×,(3)(2012·廣東卷T1B)葡萄糖跨膜運輸不需要載體蛋白。 ( ) (4)(2012·海南卷T7C)植物根系通過主動運輸吸收無機離子需 要ATP。( ) (5)(2011·重慶卷T1C)水分子和鉀離子以自由擴散方式進出輪 藻細胞。( ) (6)(2010·山東卷T3D)抑制細胞呼吸對自由擴散和主動運輸?shù)?轉運速率均有影響。( ),×,×,×,