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1、 第三节物质的跨膜运输 第三章细胞的结构和功能 学习导航1 结合实例 说明物质的被动运输和主动运输 重难点 2 概述质壁分离与复原的原理及过程 3 了解生物膜在生活中的应用 第三章细胞的结构和功能 高浓度 脂溶性强 载体蛋白 载体蛋白 顺 2 渗透 在细胞膜等结构的两侧 较多的水分子从溶质分子相对较少的区域向溶质分子相对较多的区域扩散称为渗透 3 渗透作用具备的条件 1 具有 2 半透膜两侧溶液具有 半透膜 浓度差 二 细胞的吸水和失水1 动物细胞的吸水和失水 1 动物细胞的 相当于半透膜 2 与外界溶液之间有浓度差 2 动物细胞吸水失水的条件 1 细胞质浓度 外界溶液浓度时 细胞吸水膨胀 2
2、 细胞质浓度 外界溶液浓度时 细胞失水皱缩 3 细胞质浓度 外界溶液浓度时 水分进出细胞处于 细胞形态不变 细胞膜 细胞质 大于 小于 等于 动态平衡 3 植物细胞的质壁分离与质壁分离复原现象细胞膜 液泡膜和两者之间的细胞质 共同构成了植物细胞的 原生质层相当于一层 当细胞液浓度 外界溶液浓度时 细胞液中的水分子就透过原生质层进入外界溶液 细胞壁和原生质层会因此而出现一定程度的收缩 由于原生质层比细胞壁的伸缩性大 随着细胞不断地失水 原生质层就会和细胞壁逐渐分离 发生 现象 当细胞液的浓度 外界溶液浓度时 外界溶液中的水分子会透过原生质层进入细胞液中 原生质层会逐渐恢复原状 发生 现象 原生质
3、层 半透膜 小于 质壁分离 大于 质壁分离复原 三 物质的主动运输1 特点 1 能 进出细胞 2 需要膜上 的参与 3 消耗细胞代谢释放的能量 2 举例 1 植物根细胞对 的吸收 2 葡萄糖 氨基酸进入动物小肠绒毛上皮细胞 3 意义 保证活细胞按照生命活动需要主动地选择性地吸收营养物质 并排出 和对细胞有害的物质 逆浓度梯度 载体 矿质元素 代谢废物 四 大分子物质进出细胞的方式1 胞吞作用 大分子物质附着在细胞膜上 由细胞膜内陷形成小囊 小囊包裹着物质从细胞膜上脱离下来形成小囊泡 进入细胞内部 2 胞吐作用 大分子物质在细胞膜内被一层膜包围形成小囊泡后与细胞膜融合在一起 小囊泡逐渐移至细胞表
4、面 并向细胞外张开 使其内含的物质排出细胞外 判断下列各小题说法是否正确 1 被动运输与主动运输的主要区别是被动运输不需要消耗能量 2 原生质层由细胞膜 细胞质和液泡膜组成 3 草履虫吞噬食物颗粒的过程也属跨膜运输 4 主动运输需要消耗能量 胞吞和胞吐也消耗能量 5 葡萄糖进入红细胞是协助扩散 进入小肠上皮细胞是主动运输 6 小分子的跨膜运输方式是主动运输 物质跨膜运输方式的比较 高浓度 低浓度 高浓度 低浓度 低浓度 高浓度 不需要 需要 需要 不消耗 不消耗 消耗 O2 CO2 H2O 甘油 乙醇 苯等出入细胞 红细胞吸收葡萄糖 小肠吸收葡萄糖 氨基酸 无机盐等 特别提醒三种运输方式都可从
5、高浓度运输到低浓度 但是协助扩散和主动运输都需载体 载体具有专一性 而只有主动运输才能完成由低浓度向高浓度运输 故只有主动运输需要消耗能量 A 在图 a e过程中 代表细胞分泌Na 过程的是eB 在图 所示的结构中 主要由A物质决定着不同生物膜的功能差异C 与图 中曲线 相符的过程是图 中的过程a或eD 在图 所示的结构中 A和B物质大都不是静止的 解析 图 中由D结构我们可以判断细胞膜的内外侧 a b c d e分别代表主动运输 自由扩散 协助扩散 协助扩散和主动运输 图 所示为物质由细胞外向细胞内的主动运输过程 所以与图 中曲线 相符的过程是图 中的过程a 答案 C 探规寻律判断物质运输方
6、式的方法 下图是几种物质进出细胞的方式中 运输速率与影响因素之间的关系曲线图 下列与此图相关的叙述中 正确的是 A 与水进出细胞相符的图有 B 与葡萄糖进入红细胞相符的图有 C 与K 进入丽藻细胞相符的图有 D 与蛋白质进出细胞相符的图有 解析 选A 自由扩散不需要载体蛋白和能量 物质运输速率与物质浓度呈正相关 协助扩散和主动运输都需要载体蛋白 主动运输还要消耗能量 据此可确定 为自由扩散 为协助扩散或主动运输 为自由扩散或协助扩散 为主动运输 为自由扩散 为协助扩散或主动运输 水进出细胞的方式为自由扩散 葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散 K 进入丽藻细胞的方式为主动运输 蛋白质进出细胞的方式
7、为胞吞和胞吐 植物细胞渗透吸水和失水的原理及实例分析 1 渗透作用 1 渗透系统组成 一个完整的渗透系统 由两个溶液体系 A和B 以及两者之间的半透膜组成 渗透装置如下图所示 2 发生渗透作用的条件 一是具有半透膜 二是半透膜两侧的溶液具有浓度差 3 渗透作用的原理水分的流动方向判断 当溶液浓度A B时 水分就通过半透膜由B流向A 当溶液浓度A B时 水分就通过半透膜由A流向B 当溶液A B时 则处于动态平衡状态 4 渗透作用的结果从宏观上观察 水是从低溶质浓度溶液流向高溶质浓度溶液 直至达到动态平衡 2 植物细胞与渗透装置的比较据图分析可知 一个植物细胞类似于一个渗透装置 3 观察植物细胞渗
8、透吸水和失水现象 质壁分离与复原现象 1 方法步骤及现象 2 实验分析 质壁分离的原因分析 实验结论成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用 当外界溶液浓度大于细胞液浓度时 细胞失水 当外界溶液浓度小于细胞液浓度时 细胞吸水 下图为研究渗透作用的实验装置 请回答下列问题 1 漏斗内溶液 S1 和漏斗外溶液 S2 为两种不同浓度的蔗糖溶液 漏斗内外起始液面一致 渗透平衡时的液面差为 h 此时S1和S2浓度大小关系为 2 图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的 两者在物质透过功能上的差异是 3 为进一步探究两种膜的特性 某兴趣小组做了以下实验 实验材料 紫色洋葱 实验器具 如图所示的渗透装置 不含溶液 光
9、学显微镜 载玻片 盖玻片 镊子 刀片 吸水纸 擦镜纸 滴管 记号笔等 S1 S2 原生质层 原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能 实验试剂 蒸馏水 质量浓度为0 3g mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液 部分实验步骤和结果如下 选两套渗透装置 标上代号X和Y 在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水 分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液 均调节漏斗内外液面高度一致 渗透平衡时出现液面差的装置有 填代号 X 选两片洁净的载玻片 在载玻片中央分别滴加 制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态 观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮
10、细胞发生的变化 两者都能出现的现象是 4 上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是 KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原 标号 蒸馏水 质壁分离 将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0 3g mL的蔗糖溶液中 1分钟后进行显微观察 结果见图 下列叙述错误的是 A 图中L是细胞壁 M是液泡 N是细胞质B 将视野中的细胞浸润在清水中 原生质体会逐渐复原C 实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异D 洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料 解析 选A 成熟的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞在质量浓度为0 3g mL的蔗糖溶液中发生了质壁分离 结合题干中的图可知 L是细胞壁 M是液泡 N是细胞壁与原生质层之间的部分 故A项错误 将视野中的细胞浸润在清水中 液泡会渗透吸水 原生质体逐渐复原 故B项正确 细胞膜具有选择透过性 蔗糖不能透过 而细胞壁允许蔗糖通过 具有全透性 故C项正确 洋葱根尖分生区细胞不具有大液泡 渗透吸水与失水不明显 因此不宜作为该实验的实验材料 故D项正确
