《必修一分子与细胞课件23物质跨膜运输的实例》由会员分享，可在线阅读，更多相关《必修一分子与细胞课件23物质跨膜运输的实例（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、细胞的吸水和失水 1渗透作用 (1)概念：水分子(或其他溶剂分子)通过_，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。 (2)发生条件：有一层_；半透膜两侧的溶液具有_。,2动物细胞的吸水和失水 (1)动物细胞的_相当于半透膜，两侧具有浓度差，构成渗透系统，故可发生_，但不能发生质壁分离。 (2)当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞_。 (4)当_时，水分进出平衡。,3植物细胞的吸水和失水,4质壁分离的原因 外因：_；内因：细胞壁的伸缩性_原生质层。 二、物质跨膜运输的其他实例 1无机盐的跨膜运输 (1)同种植物对不同离子吸收存在_。 (2)不同植物对_吸收存在差异。 (3)人体甲状腺滤泡上皮细胞可以_从
2、血液中吸收碘。,(4)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异。 2物质跨膜运输的特点 (1)_可以自由通过，一些需要的_、_也可以通过，其他的_、小分子和_则不能通过。 (2)对物质的吸收具有选择性，原因在于细胞膜和其他生物膜都是_。,自主核对： 一、1.半透膜 半透膜 浓度差 2.细胞膜 渗透作用 吸水膨胀 失水皱缩 外界溶液浓度细胞质浓度 3.全透 细胞膜 液泡膜 选择透过 半透膜 大液泡 细胞液 渗透作用 质壁分离 大于 吸水 质壁分离复原 4.浓度差 小于 二、1.差异 同种离子 逆浓度梯度 2.水分子 离子 小分子 离子 大分子 选择透过性膜,考点1 渗透作用的原理与细胞的渗透
3、吸水与失水 1渗透系统的组成(如图)及条件,(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。浓度差的实质是单位体积溶液中溶质分子数的差，即物质的量浓度之差，即摩尔浓度而不是质量浓度。 2动物细胞构成渗透系统可发生渗透作用 动物细胞膜相当于一层半透膜。外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞吸水膨胀；反之，则细胞失水皱缩；当外界溶液浓度细胞质浓度时，水分进出平衡。,3成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用当细胞液浓度外界溶液浓度时，吸水，质壁分离复原。,应用指南 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
4、有半透膜：,具有浓度差：,特别提示： 1发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达平衡状态，既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度相等。 2溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但10%蔗糖溶液的物质的量浓度小，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。,例1 (2010上海生物)下图为显微镜下某植物细胞在30%蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是( ) A若将细胞置于清水中，A仍保持不变 B若该细胞处于40%蔗糖溶液中，B/A值将变小 CB/A值能表示细胞失水的程度 DA、B分别表示细胞和液泡的长度,解析 处于质壁分离状态的细胞放在清水中，将会
5、出现质壁分离复原的现象，复原后的细胞体积基本不变；提高外界溶液浓度，细胞继续失水，体积继续减小，B/A值将变小；B/A值越小失水越严重，所以该值能代表细胞失水的程度；A表示细胞壁径长，B代表原生质体的径长，并非代表液泡径长。 答案 D,对点训练1 (2010长沙模拟)将新鲜的苔藓植物叶片放入有少量红墨水、含量为30%的蔗糖溶液中，在显微镜下观察，你会看到细胞的状态如图所示，此时部位的颜色分别是( )A无色 绿色 B红色 绿色 C红色 无色 D红色 红色 答案：B,2植物对水分和离子吸收的关系相对独立 (1)区别,(2)联系 矿质元素必须溶解在水中呈离子状态，才能被细胞吸收。 吸收矿质元素离子的
6、多少可以调节细胞液的浓度，影响对水分的吸收。 矿质元素离子被吸收后随水分在导管中运输，蒸腾作用在促进水分运输的同时也促进矿质元素离子的运输。故它们的运输途径相同，都是从根毛导管胞间连丝各细胞，并且吸收的主要部位都是根的成熟区。,应用指南 根对离子吸收的曲线模型 (1)氧分压与根吸收离子速率的关系,AB段表示在一定范围内，根吸收离子的速率随氧分压的升高而加快。 BC段表示当氧分压增大到一定值时，根吸收离子的速率不再随氧分压升高而加快，这是由于根吸收离子还与根细胞膜上载体的数量有关。 (2)根吸收离子与溶液中离子浓度的关系,曲线AB段表示在一定离子浓度范围内，根吸收离子的速率随离子浓度的增大而加快
7、。 曲线BC段表示当离子浓度增大到一定数值时，根的吸收速率不再增加，这是由根细胞膜上载体的数量决定的。 曲线CD段表示当离子浓度过高时，将会使根细胞失水，从而影响根细胞正常的代谢活动，使离子吸收速率下降。,例2 (2009广东高考)某实验小组为了探究细胞膜的通透性，将小鼠肝细胞在体外培养一段时间后，检测培养液中的氨基酸、葡萄糖和尿素含量，发现它们的含量发生了明显变化(如下图)。请回答问题,(1)由图可知，随培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨基酸含量_，尿素含量_。由于在原培养液中没有尿素，推测其是_的产物。 (2)培养液中的氨基酸进入细胞后，其主要作用是_；被吸收的葡萄糖主要通过_作用，为细胞提
8、供_。 (3)转氨酶是肝细胞内参与氨基酸分解与合成的一类酶，正常情况下这类酶不会排出胞外，若在细胞培养液中检测到该类酶，可能的原因是_。 (4)由(1)和(3)可初步判断，细胞膜对物质的转运具有_的特性。,解析 (1)由题干和图示知：培养液中葡萄糖和氨基酸的含量随培养时间的延长而减少，而尿素含量则增加，因原培养液中无尿素，根据葡萄糖、氨基酸和尿素的化学元素组成特点可知，尿素为氨基酸的代谢产物。(2)氨基酸在细胞内主要用于合成蛋白质，葡萄糖则主要作为能源物质，通过氧化分解为细胞提供能量。(3)正常情况下，因肝细胞膜通透性功能正常，所以转氨酶不会排出胞外，若肝细胞发生病变，其细胞膜通透功能异常时，
9、转氨酶就会排出胞外。 答案 (1)降低 增加 细胞代谢(代谢) (2)作为蛋白质合成的原料 呼吸(分解) 能量(ATP) (3)肝细胞膜受损(或细胞裂解) (4)选择透过(选择通透),对点训练2 (2010临沂质检)下图中正确表示水稻呼吸强度与K吸收量关系的是( ),解析：水稻吸收K的方式为主动运输，在此过程中，要消耗能量(由呼吸作用提供)，还需要水稻根细胞膜上载体的协助。因此在一定范围内K吸收量随呼吸强度的增加而增加，但K吸收量达到一定值后就不再随呼吸强度的增加而变化了，这时的限制因素是膜上的载体的数量，当运载K的载体饱和时，K的吸收量便不再增加了。 答案：C,考点3 实验面面观：观察植物细
10、胞的质壁分离和复原 1实验原理 一个处于外界溶液中的成熟植物细胞和外界溶液构成一个渗透系统。因为成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞液具有一定的浓度，与外界溶液能够产生浓度差，所以成熟的植物细胞能与外界溶液发生渗透作用。,应用指南 1实验基本技术要求 (1)选材 最常用的实验材料是紫色洋葱鳞片叶，它的外表皮细胞的液泡较大，细胞液中有紫色的花青素，在显微镜下，紫色大液泡十分明显，能方便地观察到质壁分离及其复原的过程。若无紫色洋葱，可用葫芦藓或其他藓类植物的叶片代替。藓类植物的叶片仅一层细胞且每个叶细胞内含多个叶绿体。 选择材料必须都是活细胞，否则将不会出现质壁分离及其复原现象，因为只有
11、活细胞的原生质层才具有选择透过性。,(2)试剂选择 使细胞发生质壁分离的试剂不只一种，只要不伤害细胞即可。常用的试剂有质量分数为5%的食盐溶液和质量分数为0.3g/mL的蔗糖溶液。用质量分数为5%的食盐溶液做分离试剂，细胞质壁分离和复原的速度较快，用质量分数为0.3 g/mL的蔗糖溶液做分离试剂，细胞发生质壁分离和复原的速度较缓慢，但便于观察变化过程。 使用质量分数为7%的尿素溶液或甘油或质量浓度为0.1 g/mL的硝酸钾溶液可使细胞发生质壁分离，但之后会自动复原。原因是这些溶液中的溶质也能通过细胞膜，只是比水的速度慢。,试剂浓度影响细胞发生质壁分离的速度，试剂浓度越高，发生质壁分离的速度越快
12、。但试剂浓度过高，细胞会因过度失水而死亡，无法复原。 (3)观察 本实验要求用低倍镜观察，在显微镜载物台上进行引流换液操作时，除按显微镜操作注意事项进行操作外，还要细心，不要一次滴液太多，避免糖液溢至盖玻片上，污染物镜镜头。在观察质壁分离现象时，要在显微镜下找到处于鳞片叶外表皮边缘的细胞，因为这里的细胞最先接触蔗糖溶液，因而也会先出现质壁分离。同理，观察质壁分离复原时，也应如此。,特别提示： 在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原现象的观察。 不选动物细胞做实验材料是因为动物细胞无细胞壁，不会在失水时发生质壁分离现象。 本实验所用的
13、方法为引流法，采用了自身对照(前测和后测)。 分离时，原生质层的外界面是细胞膜。,(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度 不同植物细胞同一浓度的蔗糖溶液 刚发生质壁分离时所需时间比较判断质壁分离速度(或细胞液浓度)。 实验单一变量：不同植物细胞。 (4)比较未知浓度溶液的浓度大小 同一植物的成熟细胞未知浓度的溶液 刚刚发生质壁分离所需时间比较所用时间长短判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。 实验单一变量：未知浓度的溶液。,例3 (2009江苏高考)回答下列与细胞有关实验问题。 (1)下列4项实验中，需保持细胞生理活性的有_(填序号)。 观察叶绿体和原生质的流动 观察洋葱鳞片叶内表皮
14、细胞中DNA的分布 探究酵母菌的呼吸方式 红细胞中血红蛋白的提取和分离 (2)按下面步骤进行质壁分离实验。 步骤一：在洁净的载玻片中央加一滴清水，取一片藓类小叶，盖上盖玻片。,步骤二：从盖玻片一侧滴入0.3 g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次，使盖玻片下面的藓类小叶浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中。 步骤三：在显微镜下观察，结果如图所示。,图中A、B处的颜色分别是_。 如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红(植物细胞不吸收的红色染料)的0.3 g/mL的蔗糖溶液，则在显微镜下观察到A、B处颜色分别是_。 如果将步骤二中浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中
15、的藓类小叶的装片，放在80条件下处理一段时间(装片中的藓类小叶保持在0.3 g/mL的蔗糖溶液中)。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后，为更准确地判断A处颜色，对显微镜的操作方法是_、_。如果A处呈绿色，可能的原因是_。,解析 (1)需保持细胞生理活性的有观察叶绿体和原生质的流动及探究酵母菌的呼吸方式，而只需观察DNA的分布，只需对血红蛋白进行提取与分离，而与细胞是否有活性无关。(2)该题主要涉及实验结果的考查，从图中分析可知A处属于细胞膜外，主要溶液为蔗糖溶液，因此无色，而B为叶绿体，因此为绿色。由题意可知植物细胞不吸收伊红，结合细胞壁的全透性，可知A为红色而B为绿色。在高温80条件下处理，细胞许多结构与功能将丧失，而对于显微镜使用的考查涉及调节光源。 答案 (1) (2)无色、绿色 红色、绿色 改变光圈大小 调节反光镜(电光源亮度) 高温下细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入A处。,
