《高考生物一轮复习 第4章 第1、2、3节 物质跨膜运输的实例和方式、生物膜的流动镶嵌模型 必修1.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考生物一轮复习 第4章 第1、2、3节 物质跨膜运输的实例和方式、生物膜的流动镶嵌模型 必修1.ppt（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4章 细胞的物质输入和输出 第1 2 3节物质跨膜运输的实例和方式 生物膜的流动镶嵌模型一 细胞的吸水和失水 1 动物细胞 1 外界溶液浓度 细胞质浓度时 细胞吸水膨胀 2 外界溶液浓度 细胞质浓度时 细胞失水皱缩 3 外界溶液浓度 细胞质浓度时 细胞水分进出平衡 形态不变 2 植物细胞 渗透作用 质壁分离 1 外界溶液的浓度 细胞液浓度时 细胞就通过 失水 植物细胞发生 现象 2 将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中 此时细胞液的浓度 外界清水 植物细胞就吸水 发生 现象 质壁分离复原 3 结论 细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜 1 即可以让 自由通过 水分子 2 一些 也可以通过 离子
2、和小分子 3 其他的 则不能通过 离子 小分子和大分子 二 物质跨膜运输的方式 1 被动运输 高浓度 低浓度 1 自由扩散 物质分子从 一侧运输到 一侧 不需要能量和载体 如水 CO2 甘油 乙醇等 2 协助扩散 物质分子从 一侧运输到 一侧 需要 但不需要 如葡萄糖进 入红细胞 高浓度 低浓度 载体蛋白 消耗能量 2 主动运输 物质分子从 一侧运输到 一侧 需要 的协助 也需要消耗 如K Na Ca2 氨基酸等 能量 低浓度 高浓度 载体蛋白 3 大分子进出细胞 胞吞 1 如白细胞吞噬大肠杆菌 变形虫吞食有机颗粒等 2 胰腺细胞分泌胰岛素等 胞吐 三 流动镶嵌模型的基本内容1 膜的基本支架
3、该支架是轻油 般的流体 具有 流动性 2 蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面 有的嵌入其中间 有的横跨整个磷脂双分子层 大多数蛋白质分子是可以 的 运动 磷脂双分子层 渗透系统及应用1 渗透系统的组成及特点 图4 1 1 渗透系统模型 1 半透膜 可以是生物性的选择透过性膜 如细胞膜 也可以是物理性的过滤膜 如玻璃纸 2 半透膜两侧的溶液具有浓度差 3 渗透作用的发生 若S1溶液浓度大于S2 则单位时间内由S2 S1的水分子 数多于S1 S2 外观上表现为S1液面上升 若S1溶液浓度小于S2 则情况相反 外观上表现为S1 液面下降 在达到渗透平衡后 若存在如图所示的液面差 h 则S1 溶液浓
4、度仍大于S2 2 渗透系统的应用 1 比较不同溶液浓度大小 2 验证渗透作用发生的条件 具有半透膜 自变量为半透膜 用纱布作对照 因变量为 漏斗液面的变化 具有浓度差 自变量为浓度差 漏斗内外各盛有不同浓度 的蔗糖溶液 因变量为漏斗液面的变化 易错易混 渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的大小 如果溶质能主动运输进入细胞内 会出现质壁分离后自动复原现象 不能用淀粉等不溶于水的大分子物质来进行渗透作用实验 半透膜是无生命的 是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜 物质是否能通过取决于分子的大小 选择透过性膜是有生命的生物膜 由于膜上载体的存在 决定了对不同物质是否吸收的
5、选择性 细胞死亡后 其选择透过性丧失 突破题1 图4 1 2表示渗透作用装置图 半透膜为膀胱膜 蔗糖溶液A B a b浓度分别用M A M B M a M b 表示 且M A M B M a M b M A 则一段时间 后 图4 1 2 A h1 h2B h1 h2C h1 h2D h1 h2 M a M b M a M b M a M b M a M b 解题指导 蔗糖溶液浓度M A M B M a M b M A 推知a与A浓度差小 a从A中吸水少 b与B浓度差大 b从B中吸水多 所以h1 h2 a与b开始时浓度相等 a吸水少 b吸水多 所以后来浓度M a M b 答案 B 生物膜的流动镶
6、嵌模型及生物膜的结构特点和功 能特性 1 组成成分及其在膜中的分布 图4 1 3 1 膜的基本结构是以磷脂双分子层为基本骨架 镶嵌着蛋 白质 2 膜两侧的分子性质和结构不相同 如糖蛋白只分布于细胞膜的外表面 在细胞膜的内表面没有分布 内外膜的蛋白质种类和数量也不同 各种膜所含的蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关 活动相对旺盛的细胞 其膜上的蛋白质含量较多 2 结构特点 流动性 为细胞吸收 分泌 修复 融合 运动 捕食 变形 分裂提供了基础 1 原因 膜结构中的蛋白质分子和脂质分子是可以运动的 2 影响因素 主要受温度影响 适当温度范围内 随外界 温度升高 膜的流动性增强 但温度高出一定范围 则导
7、致膜的破坏 3 实例 质壁分离和复原 变形虫捕食和运动时伪足的形成 白细胞吞噬细菌 胞吞与胞吐 受精时细胞的融合过程 动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程 细胞杂交时的细胞融合 如人鼠细胞融合 3 功能特性 选择透过性 1 原因 遗传物质决定载体种类 数量从而决定其吸收的 选择性 2 实例 植物根对矿质元素的选择性吸收 神经细胞对 K 的吸收和对Na 的排出 肾小管的重吸收和分泌 小肠的吸 收等 4 细胞膜的流动性与选择透过性的比较 1 区别 流动性是细胞膜结构方面的特性 选择透过性体 现了细胞膜功能方面的特性 主动运输能充分说明选择透过性 2 联系 细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础 因为
8、只有细胞膜具有流动性 细胞才能完成其各项生理功能 才能表现出选择透过性 如果细胞膜失去了选择透过性 细胞可能已经死亡了 易错易混 决定糖蛋白识别作用的是糖类的不同 膜上蛋白质具有物质运输 载体蛋白 信息传递 受体 识别等作用 突破题2 图4 1 4中的X Y Z是细胞中的三种化合物 X为细胞生命活动所需要的主要能源物质 Y Z是构成 细胞膜的主要成分 下列有关说法中 正确的是 图4 1 4 A 如果X被人的红细胞吸收 不需要消耗ATP B 维生素D可优先通过细胞膜扩散到细胞内部与Y有关C 细胞膜会被蛋白酶分解 说明组成细胞膜的物质中有ZD 构成细胞膜的Y可以运动 而Z是静止的 解题指导 X为葡
9、萄糖 进入人的红细胞吸收为协助扩散 不需要消耗ATP Y是蛋白质 Z是磷脂 维生素D可优先通过细胞膜扩散到细胞内部与Z有关 细胞膜会被蛋白酶分解 说明组成细胞膜的物质中有Y Y Z都可以运动的 答案 A 物质出入细胞的方式及影响因素 1 自由扩散 协助扩散 主动运输及胞吞胞吐的比较 2 主动运输在细胞的生命活动过程中起重要作用 1 使细胞能主动地从外界吸收被选择的物质 供生命活动 利用 2 把新陈代谢产物排出细胞外 总之 细胞通过主动运输摄取 积累物质以及不断排出代谢废物 从而维持细胞组成成分的动态稳定 保证生命活动的正常进行 3 影响跨膜运输的因素 1 影响自由扩散的因素 细胞膜内外物质的浓
10、度差 2 影响协助扩散的因素 细胞膜内外物质的浓度差 细胞膜上运载物质的载体数量 3 影响主动运输的因素 载体 载体具有特异性 不同物质的载体不同 不同生物细胞膜上的载体的种类和数目也不同 载体具有饱和现象 当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时 细胞吸收该物质的速度不再随物质浓度的增大而增大 能量 凡能影响细胞内产生能量的因素 都能影响主动 运输 如氧气浓度 温度等 各种因素的影响如图4 1 5所示 图4 1 5 突破题3 2011年东莞统考 某物质跨膜运输的方式如图 4 1 6所示 则与该过程相符的数学模型是 图4 1 6 解题指导 小分子和离子的跨膜运输方式有三种 自由扩散 协助扩散 主动
11、运输 从图中看出 需要消耗能量和载体的协助 则为主动运输 当外界氧气为零时依靠无氧呼吸产生的能量来维持物质运输 但运输速率低 随氧气量的增多 有氧呼吸加强 运输速率加快 但运输速率不随氧气量的增加而无限增加 答案 D 实验探究植物细胞吸水和失水 1 原理 成熟 有明显液泡 的植物细胞能够与外界溶液组 成一个渗透系统 通过渗透作用的方式吸水或失水 2 方法步骤 3 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 发生质壁分离 当外界溶液浓度小于细胞液浓度时 细胞吸水 发生质壁分离复原 4 实验中注意事项 1 选材 选取紫色洋葱鳞片叶外表皮 其细胞液为紫色
12、 在显微镜下与无色透明的细胞壁容易区分 观察到的质壁分离和复原效果明显 另外 取新鲜水绵 黑藻叶亦可 2 试剂 选用0 3g mL蔗糖溶液 浓度过高 细胞质壁分离速度虽然很快 但不久细胞失水死亡 不能进行质壁分离复原 若浓度过低 则不能引起细胞质壁分离或速度太慢 另外 8 的食盐溶液 5 的硝酸钾溶液 一定浓度的尿素 甘油也可使用 但后面三种在引起质壁分离后可自动复原 3 时间的控制 做好质壁分离的实验后 不久就要做质壁分离复原实验 避免使质壁分离的细胞长时间处于较高浓度的外界溶液中 细胞过度失水而导致死亡 从而观察不到质壁分离复原的现象 4 滴加蔗糖溶液和清水时 必须在实验桌上进行 不能在
13、显微镜的载物台上进行 避免污染镜头 5 细胞吸水和失水原理的应用 1 对农作物的合理灌溉 既满足了作物对水分的需要 同 时也降低了土壤溶液的浓度 有利于水分的吸收 2 盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成 烧苗 现象 都是因为土壤溶液浓度过高 甚至超过了根细胞液浓度 导致根细胞不易吸水甚至失水造成的 3 糖渍 盐渍食品不易变质的原因 是在食品外面和内部形成很高浓度的溶液 使微生物不能在其中生存和繁殖 所以 能较长时间的保存 4 医用的生理盐水浓度为0 9 其渗透压与人体细胞外液渗透压相当 可以使人体细胞保持正常的形态和功能 突破题4 双选 利用0 5g mL蔗糖溶液 0 3g mL蔗糖溶液
14、 一定浓度的尿素溶液分别处理洋葱鳞片叶外表皮细胞 10min中三组细胞体积变化如图4 1 7所示 下列有关分析 正确的是 图4 1 7 A a曲线为0 5g mL蔗糖溶液处理组B a b c三组洋葱细胞失水的方式相同 C 若将细胞转移到清水中 只有一组能够发生质壁分离复 原 解题指导 从图中的曲线变化可看出 a线的体积变化最少 说明外界溶液浓度低 则不可能是0 5g mL蔗糖溶液处理组 细胞失水都是通过渗透作用的方式进行的 将细胞转移到清水中 0 3g mL蔗糖溶液和一定浓度的尿素溶液的处理组都能发生质壁分离复原 0 5g mL蔗糖溶液处理组由于浓度过高 细胞死亡 尿素分子能主动进入细胞 改变
15、细胞液的浓度 使细胞自动发生质壁分离复原 答案 BD D 若实验持续 只有一组细胞能够发生质壁分离复原 一 U型管形成的渗透装置的分析技巧 1 在U形管两侧放入两种不同的溶液 中央底部放置半透膜 半透膜允许溶液中的一些分子通过 而溶液中的其他分子则不能通过 形成了一个渗透装置 2 在判断两侧液面高度的变化时 主要根据U型管两侧的溶液的摩尔浓度来判断 摩尔浓度高的一侧或溶质分子多的一侧从摩尔浓度低的一侧或溶质分子少的一侧吸水 导致液面升高 演绎题1 把体积与质量百分比浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半透膜 允许溶剂和葡萄糖通过 不允许蔗糖通过 隔开 如图4 1 8所示 一段时间后液面的情况是 图4
16、1 8A 甲高于乙B 乙高于甲 C 先甲高于乙 后乙高于甲D 先甲低于乙 后乙低于甲 解题指导 在体积与质量百分比浓度相同的情况下 因为葡萄糖分子是单糖 蔗糖分子是二糖 所以同样的体积内葡萄糖分子数目多于蔗糖分子 即单位体积内半透膜甲侧的水分子数少于乙侧 水分整体表现为由乙向甲流动 导致甲侧液面越来越高 后来甲侧的葡萄糖通过半透膜进入乙侧 导致乙侧溶液浓度越来越高 水分子又从甲侧流向乙侧 最终表现为乙液面高于甲液面 答案 C 备选题 某同学进行实验 图中甲为实验开始状态 乙为实验结束状态 请在乙图所示实验结果的基础上继续实验 探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜 图4 1 9 增添的实验材料 蔗糖酶溶液 斐林试剂 试管 滴管 水浴锅等 解析 蔗糖的水解产物为果糖 葡萄糖 都是还原糖 可用斐林试剂沸水浴 观察是否出现砖红色沉淀来判断蔗糖的水解产物是否通过半透膜 答案 1 向a b两管分别加入等量蔗糖酶溶液 水浴加热 或隔水加热 U型管至适宜温度 观察a b两管内液面的 变化 吸取a b两管内适量液体 分别加入A B两试管中 1 设计出继续实验的简要步骤 2 预测实验现象并作出结论 并加入斐林
