《2013届高考生物一轮复习 第8讲物质跨膜运输的实例和方式课件 新人教版必修1（湖南专用）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013届高考生物一轮复习 第8讲物质跨膜运输的实例和方式课件 新人教版必修1（湖南专用）（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第8讲 物质跨膜运输的实例 和方式,（对照原则自身对照）,一、渗透作用的原理 1.渗透作用的概念：渗透作用是指水分子（或）其他溶剂分子通过半透膜的扩散 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。 即一个完整的渗透系统由两 种溶液(A和B)，以及隔在两 者中间的半透膜这三者构成。,3原理：对于被半透膜隔开的两个溶液体系S1和S2： 当S1浓度S2浓度时：单位时间内由S2S1的水分子数多于单位时间内由S1S2的水分子数。 当S1浓度S2浓度时：单位时间内由S1S2的水分子数多于单位时间内由S2S1的水分子数。 当S1浓度S2浓度时：单位时间内由S1S2的水分子数等于
2、单位时间内由S2S1的水分子数。 S1、S2进行双向的水分子移动，但我们只能从外观上观测双向水分子移动的数量差。,4渗透作用的结果：从微观水平分析，水分子可以通过半透膜进行双向扩散；从宏观水平观察，水分却是从低浓度溶液流向高浓度溶液，直至达到动态平衡。,【例1】如图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一段时间后再加入蔗糖酶。最可能的实验现象是( ) A漏斗中液面开始时先 上升，加蔗糖酶后又下降 B在玻璃槽中会测到蔗 糖和蔗糖酶 C漏斗中液面开始时先 下降，加蔗糖酶后一直上升 D在玻璃槽中会测到葡萄糖、果糖和蔗糖酶,A,【解析】实验开始时，蔗糖不能透过
3、半透膜，所以单位时间内通过半透膜渗透进长颈漏斗中的水分子数比渗透出来的多，漏斗内液面上升。而加入蔗糖酶后，将蔗糖分解为单糖，单糖分子能透过半透膜进入玻璃槽中，使玻璃槽内液体浓度升高，一段时间后，水分子从长颈漏斗内渗出的较多，漏斗内液面下降。,二、动植物细胞的吸水和失水,1植物细胞的原生质层(由细胞膜、液泡膜以及两层之间的细胞质构成)相当于一层半透膜。,2动植物细胞吸失水比较,【例2】 (2010济南一模)右图表示多种植物成熟细胞在不同浓度的蔗糖溶液内质壁分离的百分率，图中曲线表明这些植物细胞( ) A细胞液浓度蔗糖溶液浓度 B细胞液浓度蔗糖溶液浓度 C有不同浓度的细胞液 D有不同的选择透过性,
4、C,【解析】本题考查对质壁分离实验的理解。读图可知，在不同浓度的蔗糖溶液中质壁分离的细胞数量是不同的，说明这些植物细胞有不同浓度的细胞液。,三、植物细胞的吸水和失水的实验探究,1实验原理 (1)成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性，细胞壁和原生质层具有一定伸缩性，但原生质层的伸缩性大于细胞壁。 (2)细胞液浓度外界溶液浓度细胞液中的水分经原生质层进入外界溶液质壁分离。 (3)质壁分离复原：细胞的细胞液浓度外界溶液浓度外界溶液中的水分经原生质层进入细胞液质壁分离复原。,2实验流程,3本实验应注意的问题 (1)实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡的植物细胞(最好有颜色)，便于在显微镜下
5、观察现象。 (2)滴加蔗糖溶液和清水，要在载物台的载玻片上进行，否则不容易对比观察某个细胞的失水和吸水情况。 (3)蔗糖溶液浓度不宜过高，否则会引起植物细胞过度失水而死亡。,(4)若用葡萄糖、NaCl、KNO3、尿素、乙二醇等做实验，发生质壁分离后，会自动复原，其原因是上述物质都可转运到细胞内，致使细胞液浓度升高，外界溶液浓度降低，重新吸水而复原。 (5)质壁分离时，在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低了的外界溶液，因为细胞壁是全透性的。,4本实验能验证的问题及拓展应用 (1)实验验证问题 观察质壁分离和复原： 可以证明一个成熟的植物细胞构成一个渗透系统，质壁分离和复原是细胞渗透失水或吸水的标
6、志； 可以证明渗透作用发生的条件； 可以证明细胞是活的； 还可以大致测出细胞液的浓度； 证明原生质层的伸缩性大于细胞壁。,(2)实验拓展应用 探究渗透作用的两个条件半透膜和浓度差。若将教材中实验装置换成纱布(全透性)、薄膜(不透性)，半透膜两侧换成浓度相等的蔗糖溶液，渗透作用都不发生，即可证明渗透作用发生的两个条件。 探究区分10%和20%蔗糖溶液 用教材中的实验装置，将两种液体分别装入烧杯和漏斗中，若漏斗液面上升，则烧杯中为10%蔗糖溶液，反之则为20%蔗糖溶液。 探究某种材料的细胞液浓度 配制一系列浓度的蔗糖溶液，制作成一系列装片用显微镜观察，视野中约有50%的细胞发生质壁分离时的蔗糖溶液
7、浓度即为细胞液浓度。,【例3】用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化，下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是( ) A将装片放在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象 B在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂 C用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离复原现象 D当质壁分离不能复原时，细胞仍具有正常的生理功能,B,【解析】 A项观察细胞质壁分离实验时，植物细胞应处于生活状态，若将装片放在酒精灯上加热后，细胞会死亡，无法观察到实验现象；B项由于细胞壁的保护作用，植物细胞浸到清水中也不会由于吸水过多而涨破；C项要使细胞发生质壁分离，外界溶液浓度应大
8、于细胞液浓度，但也不可过高，否则会使细胞失水过多而死亡，在适宜浓度范围下，KNO3可以通过主动运输进入细胞而使细胞自动复原；D项细胞发生质壁分离不能复原时，说明细胞已经过度失水而死亡，细胞不再具有正常的生理功能。,四、物质跨膜运输的其他实例,1不同植物细胞对同一无机盐离子、同一植物细胞对不同无机盐离子的吸收均有差异，说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有选择性。,2番茄吸收Ca2、Mg2多，吸收 少；水稻吸收 多，而吸收Ca2、Mg2少，从营养学的角度讲番茄的补钙效果比水稻好。 3水稻吸收水的相对速度比吸收Ca2、Mg2大，造成培养液中Ca2、Mg2浓度上升；番茄吸收水的相对速度比吸收 大，造成
9、培养液中 浓度上升。 4植物细胞在同一时间吸收离子和吸收水的量不同，即吸收离子和吸收水是两个不同的过程。,【例4】 (2010南通一模)用完全相同的培养液，在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。在两者吸水速率几乎相同的情况下，72小时后培养液中部分离子浓度发生了如下表的变化(表中数据为72小时后溶液中部分离子浓度占开始时的百分比)。分析下表能不得出的结论是( ),D,A不同植物对矿质元素的吸收量是不同的 B不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的 C与番茄相比，水稻对 吸收量大，对Ca2吸收量小 D植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度呈正相关,【解析】本题考查细胞对矿质离子的吸收。由表
10、可见，水稻、番茄对各种离子的吸收量不同，其原因是根细胞表面的相应离子载体的数量不同，水稻对 吸收量比番茄大，而番茄对Ca2吸收量较水稻大。不能得到离子的吸收速率与溶液中离子的浓度的关系。,五、物质出入细胞的方式,1自由扩散、协助扩散和主动运输的比较,续表,2.胞吞、胞吐：是大分子和颗粒物质进出细胞的方式，这两种方式虽然最终通过了生物膜，但实质上，这些物质并没有真正地穿过生物膜。例如，白细胞吞噬大肠杆菌、变形虫吞噬有机物颗粒、胰腺细胞分泌胰岛素等。 3在细胞的生命活动过程中，主动运输起到了重要作用，它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。同样，细胞也能利用主动运输把新陈代谢产物排
11、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。,【友情提醒】 葡萄糖进入其他细胞或红细胞吸收其他离子的方式是主动运输。 由低浓度向高浓度运输的方式一定是主动运输，但主动运输不一定只是由低浓度到高浓度，一种物质进出细胞的方式取决于该物质的性质和细胞膜的特点。,【例5】(2010江苏模拟)关于下面概念图的分析， 正确的是( ) A和所示的过程 都需要消耗细胞内ATP水 解释放的能量 B只有所示的过程 能逆浓度梯度运输物质 C大分子只有通过 所示的过程才能进入细胞 D果脯腌制时蔗糖进入细胞与过程和有关,B,【解析】从概念
12、图上分析，为主动运输，为协助扩散，为协助扩散的实例，为主动运输的实例。 A错误，主动运输需要消耗细胞内ATP水解释放的能量，不需要； B正确，主动运输可逆浓度梯度运输物质，被动运输只能顺浓度梯度运输物质； C错误，大分子物质可通过胞吞进入细胞； D错误，果脯腌制时细胞已经死亡，细胞膜的选择透过性消失。,六、影响物质跨膜运输的因素分析,1影响自由扩散和协助扩散的因素分析 (1)自由扩散不需要能量和载体，是顺浓度梯度的运输方式，只与细胞内外的物质浓度差有关，浓度差越大，运输速率越快。,(2)协助扩散需要载体，不需要能量，顺浓度梯度运输，因此载体的种类和数量、细胞内外的物质浓度差都会影响其运输速率。
13、需要注意的是，受载体数量的限制，其运输速率不会随着浓度差的增大而一直增加,2影响主动运输的因素分析 (1)载体：细胞膜上的一类蛋白质 载体具有特异性 不同物质的运输所需载体蛋白不同。 不同细胞膜上的载体蛋白的种类和数目不同。 载体具有饱和性：当细胞膜上的载体已达饱和时，细胞吸收该载体运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。,(2)能量：凡是能够影响能量供应的因素都影响主动运输的速度，如温度、氧气浓度等。具体分析如下：,甲图分析： A点无氧呼吸为矿质离子吸收提供能量。 AB段表示在一定范围内，随O2增多，有氧呼吸加强，主动运输方式速率加快。 BC段限制离子吸收速率的主要因素是载体数量。,【友
14、情提醒】当横轴表示细胞呼吸强度或ATP时，曲线应从原点开始。 乙图分析：温度或pH主要通过影响细胞呼吸相关酶的活性从而影响矿质离子吸收速率。 丙图分析： AB段，载体未饱和，随离子浓度增大，吸收速率加快。 BC段，载体已饱和，限制因素主要是载体的数量。 CD段，离子浓度过高，根细胞渗透失水，影响了根细胞的正常代谢活动，离子吸收速率下降。,【例6】科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用四种曲线表示：在研究具体的物质X时，发现与曲线和相符，试问：细胞膜运输物质X的方式是( ),A,A主动运输 B自由扩散 C胞吞和胞吐 D无法判断,【解析】解答本题时应先分析每一条曲线可表示哪种运输方
15、式，再判断物质X的运输方式。 曲线物质运输速度与物质浓度呈正相关，不受其他因素的影响，应为自由扩散。 曲线在一定浓度范围内，随物质浓度升高运输速度加快，当达到一定浓度后，运输速度不再增加，说明这种运输需要载体，由于受载体数量的影响，运输速度存在最大值，故可表示主动运输或协助扩散。,曲线O2浓度的高低可影响细胞呼吸，进而影响能量的供应，该运输速度与O2浓度无关，说明这种运输方式不需要能量，应为被动运输。 曲线运输速度与O2浓度有关，说明这种运输方式需要能量，应为主动运输。结合对上述曲线的分析，我们可以看出运输物质X的方式是主动运输。,1渗透作用是溶剂分子(如水、丙酮、酒精)通过半透膜的扩散。 2
16、细胞膜上的糖蛋白具有识别和免疫作用。有些糖蛋白的糖对于糖蛋白自身或机体起着保护作用或润滑作用。糖蛋白在细胞间信号传递方面起着更为复杂的作用。细胞表面的糖蛋白形成细胞的糖萼(糖衣)，参与细胞的黏连，这在胚和组织的生长、发育以及分化中起着关键性作用。,一、理论归纳 1概述,自身对照指实验与对照在同一对象上进行，不另设对照组。实验操作前的对象为对照组，实验操作后的对象则为实验组。对比实验操作前后现象变化的差异而得出实验结论。,2典例分析 植物细胞的质壁分离与复原实验： (1)实验对象：同一个成熟的植物细胞。 (2)在这一实验中有两次对照，具体分析如下：,3注意事项 (1)实验材料在实验过程中必须保持一定的生理活性。 (2)实验操作要有一定的范围，如处理活细胞时所用溶液浓度要适宜。 (3)持续观察记录实验
