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1、第4章细胞的物质输入和输出第1节被 动 运 输鄄城县第一中学张际占一、水进出细胞的原理一、水进出细胞的原理1.1.渗透作用渗透作用: :(1)(1)含义含义: :水分子水分子( (或其他溶剂分子或其他溶剂分子) )通过通过_的扩散。的扩散。(2)(2)方向方向: :从从_的一侧向的一侧向_的一侧渗透。的一侧渗透。半透膜半透膜水相对含量高水相对含量高相对含量低相对含量低2.2.水进出动物细胞水进出动物细胞( (以哺乳动物红细胞为例以哺乳动物红细胞为例):):(1)(1)动物细胞所形成的动物细胞所形成的“渗透装置渗透装置”。半透膜半透膜:_:_。浓度差浓度差:_:_。细胞膜细胞膜细胞质与外界溶液之
2、间的浓度差细胞质与外界溶液之间的浓度差(2)(2)现象。现象。当外界溶液浓度当外界溶液浓度_细胞质的浓度时细胞质的浓度时, ,细胞失水。细胞失水。当外界溶液浓度当外界溶液浓度_细胞质的浓度时细胞质的浓度时, ,水分进出平衡。水分进出平衡。当外界溶液浓度当外界溶液浓度_细胞质的浓度时细胞质的浓度时, ,细胞吸水。细胞吸水。大于大于等于等于小于小于【激疑激疑】动物细胞长时间处于低渗溶液中细胞形态会发生什么动物细胞长时间处于低渗溶液中细胞形态会发生什么变化变化? ?提示提示: :细胞膨胀细胞膨胀, ,有可能涨破。有可能涨破。 3.3.水进出植物细胞水进出植物细胞( (以成熟植物细胞为例以成熟植物细胞
3、为例):):植物细胞所形成的植物细胞所形成的“渗透装置渗透装置”。(1)(1)半透膜半透膜( (原生质层原生质层):_):_。(2)(2)浓度差浓度差: :细胞液与外界溶液之间的浓度差。细胞液与外界溶液之间的浓度差。细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质知识点一渗透现象及原理分析知识点一渗透现象及原理分析1.1.渗透作用与扩散作用的比较渗透作用与扩散作用的比较: :渗透作用渗透作用扩散作用扩散作用区区别别概概念念水分子或其他溶剂分子通过半水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散透膜的扩散物质从相对含量多的地方到相物质从相对含量多的地方到相对含量少的地方的自由运动对
4、含量少的地方的自由运动区区别别条条件件具有一层半透膜具有一层半透膜; ;半透膜两侧半透膜两侧溶液存在浓度差溶液存在浓度差两处物质相对含量不相等两处物质相对含量不相等结结果果通过半透膜的溶剂分子达到动通过半透膜的溶剂分子达到动态平衡态平衡两处物质相对含量相等两处物质相对含量相等联系联系渗透作用是扩散作用的一种特殊形式渗透作用是扩散作用的一种特殊形式2.2.渗透作用的对象、实质渗透作用的对象、实质: :(1)(1)渗透对象渗透对象: :渗透作用的对象是指溶剂分子渗透作用的对象是指溶剂分子, ,而不是溶质分子。而不是溶质分子。(2)(2)扩散方向扩散方向: :渗透时溶剂分子的扩散是双向的。渗透时溶剂
5、分子的扩散是双向的。(3)(3)平衡实质平衡实质: :渗透平衡是指半透膜两侧的水分子移动到达平衡状态。渗透平衡是指半透膜两侧的水分子移动到达平衡状态。【思考思考讨论讨论】1.1.半透膜两侧溶剂分子的扩散方向取决于一种溶质浓度还是取半透膜两侧溶剂分子的扩散方向取决于一种溶质浓度还是取决于溶质的总浓度决于溶质的总浓度?(?(科学思维科学思维) )提示提示: :取决于半透膜两侧溶质的总浓度取决于半透膜两侧溶质的总浓度, ,也就是所有溶质的物质也就是所有溶质的物质的量浓度。的量浓度。 2.2.教材中渗透装置漏斗液面达到平衡状态时教材中渗透装置漏斗液面达到平衡状态时, ,试比较漏斗内外侧液试比较漏斗内外
6、侧液体浓度的高低体浓度的高低, ,并分析原因。并分析原因。( (科学思维科学思维) )提示提示: :(1)(1)漏斗内是蔗糖溶液漏斗内是蔗糖溶液, ,烧杯中是清烧杯中是清水水, ,蔗糖溶液浓度蔗糖溶液浓度 清水。清水。(2)(2)漏斗内的液体浓度高漏斗内的液体浓度高, ,保持向上的吸水力保持向上的吸水力, ,当吸水力与液柱的重当吸水力与液柱的重力相等时达到平衡。力相等时达到平衡。【素养案例素养案例】某同学为探究膜的通透性而设计了如图所示的渗透装某同学为探究膜的通透性而设计了如图所示的渗透装置置, ,开始时烧杯内的液面和长颈漏斗内的液面相平。在开始时烧杯内的液面和长颈漏斗内的液面相平。在长颈漏斗
7、内液面上升的过程中长颈漏斗内液面上升的过程中( () )A.A.液面上升的速率先加快后减慢液面上升的速率先加快后减慢, ,最终维持稳定最终维持稳定B.B.水分子通过半透膜从清水向蔗糖溶液扩散的速率水分子通过半透膜从清水向蔗糖溶液扩散的速率逐渐增大逐渐增大C.C.当半透膜两侧液体浓度相等时当半透膜两侧液体浓度相等时, ,水分子不再通过半水分子不再通过半透膜扩散透膜扩散D.D.当半透膜两侧水分子进出速率相等时当半透膜两侧水分子进出速率相等时, ,长颈漏斗内长颈漏斗内液面最高液面最高【解析解析】选选D D。液面上升的速率开始时最快。液面上升的速率开始时最快, ,随后逐渐减慢随后逐渐减慢,A,A项错误
8、项错误; ;水分子水分子通过半透膜由清水向蔗糖溶液扩散的速率逐渐减小通过半透膜由清水向蔗糖溶液扩散的速率逐渐减小,B,B项错误项错误; ;半透膜两侧液半透膜两侧液体浓度相等时体浓度相等时, ,水分子进出的速率相等水分子进出的速率相等, ,而不是不再通过半透膜扩散而不是不再通过半透膜扩散,C,C项错误项错误; ;当半透膜两侧水分子进出速率相等时当半透膜两侧水分子进出速率相等时, ,达到动态平衡达到动态平衡, ,长颈漏斗内液面达到长颈漏斗内液面达到最高最高,D,D项正确。项正确。【素养素养探究探究】母题追问母题追问(1)(1)科学思维科学思维演绎与推理演绎与推理若要使漏斗液面上升的更高若要使漏斗液
9、面上升的更高, ,可采取什么措施可采取什么措施? ?提示提示: :向漏斗中添加一些蔗糖或其他不能通过半透膜的溶向漏斗中添加一些蔗糖或其他不能通过半透膜的溶质。质。 (2)(2)科学思维科学思维演绎与推理演绎与推理若在平衡状态下向烧杯中添加少量葡萄糖若在平衡状态下向烧杯中添加少量葡萄糖( (不能通过半透不能通过半透膜膜),),漏斗液面会有什么变化漏斗液面会有什么变化? ?为什么为什么? ?提示提示: :漏斗液面下降。因为半透膜两侧的浓度差降低了。漏斗液面下降。因为半透膜两侧的浓度差降低了。【素养素养迁移迁移】向猪膀胱内注入一半质量分数为向猪膀胱内注入一半质量分数为30%30%的的蔗糖溶液蔗糖溶液
10、, ,扎紧入口扎紧入口, ,然后将其浸入质量然后将其浸入质量分数为分数为5%5%的蔗糖溶液中的蔗糖溶液中, ,每隔每隔10 min10 min称称一次猪膀胱的重量一次猪膀胱的重量, ,能正确表示测定结能正确表示测定结果的是图中的果的是图中的( () ) 【解析解析】选选B B。猪膀胱是半透膜。猪膀胱是半透膜, ,蔗糖不蔗糖不能通过能通过, ,水能通过。外界蔗糖溶液浓度水能通过。外界蔗糖溶液浓度小于猪膀胱中蔗糖溶液的浓度小于猪膀胱中蔗糖溶液的浓度, ,水分子水分子从低浓度溶液通过半透膜进入高浓度溶从低浓度溶液通过半透膜进入高浓度溶液液, ,即水从即水从5%5%的蔗糖溶液流向注有质量分的蔗糖溶液流
11、向注有质量分数为数为30%30%的蔗糖溶液的猪膀胱中的蔗糖溶液的猪膀胱中, ,膀胱中溶液的重量不断增加膀胱中溶液的重量不断增加, ,直到膀胱两侧直到膀胱两侧溶液浓度相当时溶液浓度相当时, ,水分进出处于相对平衡状态水分进出处于相对平衡状态, ,故膀胱的重量不发生变化故膀胱的重量不发生变化, ,即即B B正确。正确。【补偿训练补偿训练】 如图所示如图所示, ,在漏斗中加入的蔗糖溶液与蒸馏水液面齐平在漏斗中加入的蔗糖溶液与蒸馏水液面齐平, ,一段时间后一段时间后, ,待漏斗待漏斗内液面不再变化时内液面不再变化时, ,再向漏斗中加入一定量的蔗糖酶。下列坐标曲线中能正再向漏斗中加入一定量的蔗糖酶。下列
12、坐标曲线中能正确反映整个实验过程中漏斗内外溶液的液面高度差变化的是确反映整个实验过程中漏斗内外溶液的液面高度差变化的是( () )【解析解析】选选A A。据图分析。据图分析, ,该装置具有半透膜该装置具有半透膜, ,而漏斗内外溶液存在浓度差而漏斗内外溶液存在浓度差, ,能发生渗透作用能发生渗透作用, ,由于蔗糖溶液浓度大于蒸馏水由于蔗糖溶液浓度大于蒸馏水, ,因而开始时漏斗内液面上升因而开始时漏斗内液面上升; ;一段时间后一段时间后, ,向漏斗中加入一向漏斗中加入一定量的蔗糖酶定量的蔗糖酶, ,将蔗糖水解成单糖将蔗糖水解成单糖, ,浓度增大浓度增大, ,使得液面继续上升使得液面继续上升, ,随
13、着单糖逐渐进入烧杯随着单糖逐渐进入烧杯, ,而使得漏斗内溶液浓度下降而使得漏斗内溶液浓度下降, ,液面下降液面下降, ,高度差减小。由于浓度差越来越接近高度差减小。由于浓度差越来越接近, ,高度差减小高度差减小的趋势越来越慢。但由于漏斗内有蔗糖酶的趋势越来越慢。但由于漏斗内有蔗糖酶, ,所以漏斗内液体浓度始终大于烧杯内液体浓度。所以漏斗内液体浓度始终大于烧杯内液体浓度。因此因此, ,最后漏斗内的液面稍高于烧杯的液面。最后漏斗内的液面稍高于烧杯的液面。二、探究植物细胞的吸水和失水二、探究植物细胞的吸水和失水1.1.探究过程探究过程: :提出问题提出问题_实验设计思路实验设计思路_记录结果记录结果
14、分析结果分析结果, ,得出结论得出结论_进一步探究。进一步探究。 作出假设作出假设进行实验进行实验表达和交流表达和交流2.2.实验原理实验原理: :3.3.材料分析材料分析: :(1)(1)选择材料必须是活细胞选择材料必须是活细胞, ,因为因为_ _ _。(2)(2)要用含有要用含有_的成熟植物细胞。的成熟植物细胞。(3)(3)洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡为洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡为_,_,易于观察。易于观察。 只有活细胞的原生质层才具有选只有活细胞的原生质层才具有选择透过性择透过性, ,否则将不会出现质壁分离及质壁分离复原现象否则将不会出现质壁分离及质壁分离复原现象中央液泡中央液泡紫色紫色4
15、.4.实验过程实验过程: :知识点二探究细胞的吸水和失水知识点二探究细胞的吸水和失水1.1.实验过程分析实验过程分析: :(1)(1)细胞变化细胞变化: : 细胞变化细胞变化加蔗糖溶液加蔗糖溶液加清水加清水中央液泡大小中央液泡大小变小变小恢复原状恢复原状液泡颜色液泡颜色变深变深变浅变浅原生质层的位置原生质层的位置与细胞壁分离与细胞壁分离与细胞壁紧贴与细胞壁紧贴细胞大小细胞大小基本不变基本不变基本不变基本不变(2)(2)两组对照两组对照: :(3)(3)操作细节操作细节: :滴加蔗糖溶液或清水时滴加蔗糖溶液或清水时, ,应在实验台上操作应在实验台上操作, ,滴加液体不要太多滴加液体不要太多, ,
16、避免污染物镜镜头。避免污染物镜镜头。观察质壁分离的时间不宜过长观察质壁分离的时间不宜过长, ,以免细胞因长时间处于失水状态以免细胞因长时间处于失水状态而死亡而死亡, ,影响对复原现象的观察。影响对复原现象的观察。2.2.质壁分离及复原实验的应用质壁分离及复原实验的应用: :(1)(1)可确定植物细胞膜的存在。可确定植物细胞膜的存在。正常生理状态下正常生理状态下, ,植物的细胞膜与细胞壁紧贴在一起。通过光学显植物的细胞膜与细胞壁紧贴在一起。通过光学显微镜微镜, ,只能看到细胞壁。当质壁分离时只能看到细胞壁。当质壁分离时, ,由于原生质层的收缩由于原生质层的收缩, ,光学光学显微镜下会在细胞壁内侧
17、观察到一个边界。边界的存在显微镜下会在细胞壁内侧观察到一个边界。边界的存在, ,间接证明间接证明了细胞膜的存在。了细胞膜的存在。(2)(2)判断细胞的死活。判断细胞的死活。在一定浓度的蔗糖溶液中在一定浓度的蔗糖溶液中, ,植物细胞若发生质壁分离植物细胞若发生质壁分离, ,则证明细胞处则证明细胞处于存活状态。于存活状态。(3)(3)测量细胞液的浓度。测量细胞液的浓度。测量原理测量原理: :植物细胞在低渗溶液和等渗溶液中均不会发生质壁分植物细胞在低渗溶液和等渗溶液中均不会发生质壁分离离, ,只有在高渗溶液中才会发生质壁分离的现象。只有在高渗溶液中才会发生质壁分离的现象。测量关键测量关键: :配制一
18、系列浓度梯度的溶液配制一系列浓度梯度的溶液, ,分别镜检。分别镜检。 【思考思考讨论讨论】1.1.将植物细胞放在清水中将植物细胞放在清水中, ,当细胞表现为不再吸水时当细胞表现为不再吸水时, ,细胞内外浓度细胞内外浓度是否相等是否相等? ?为什么为什么?(?(科学思维科学思维) )提示提示: :不相等。因为细胞外是清水不相等。因为细胞外是清水, ,浓度为零浓度为零, ,肯定是细胞内浓度高。肯定是细胞内浓度高。细胞不再吸水的原因是细胞壁的束缚造成的。细胞不再吸水的原因是细胞壁的束缚造成的。 2.2.参照动物细胞在低浓度溶液中吸水涨破参照动物细胞在低浓度溶液中吸水涨破, ,若将植物细胞放入清若将植
19、物细胞放入清水中是否也会发生吸水涨破水中是否也会发生吸水涨破?(?(科学思维科学思维) )提示提示: :植物细胞在清水中不会涨破植物细胞在清水中不会涨破, ,细胞壁起到保护和支持作用。细胞壁起到保护和支持作用。【素养案例素养案例】(2017(2017全国卷全国卷)将某种植物的成熟将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质细胞放入一定浓度的物质A A溶液中溶液中, ,发发现其原生质体现其原生质体( (即植物细胞中细胞壁以即植物细胞中细胞壁以内的部分内的部分) )的体积变化趋势如图所示的体积变化趋势如图所示, ,下列叙述正确的是下列叙述正确的是( () )A.0A.04 h4 h内物质内物质A A没有
20、通过细胞膜进入细胞内没有通过细胞膜进入细胞内B.0B.01 h1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等内细胞体积与原生质体体积的变化量相等C.2C.23 h3 h内物质内物质A A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压溶液的渗透压小于细胞液的渗透压D.0D.01 h1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压【解析解析】选选C C。本题主要考查植物细胞质壁分离及其复原。依据曲线。本题主要考查植物细胞质壁分离及其复原。依据曲线先下降后上升的变化趋势可知先下降后上升的变化趋势可知, ,原生质体的体积先减小后增大原生质体的体积先减小后增大, ,即细即细胞发生质
21、壁分离后自动复原胞发生质壁分离后自动复原, ,原因是物质原因是物质A A通过细胞膜进入细胞内通过细胞膜进入细胞内, ,导导致细胞液浓度增加致细胞液浓度增加, ,开始吸水开始吸水, ,逐渐发生质壁分离的复原逐渐发生质壁分离的复原,A,A项错误项错误; ;0 01 h 1 h 内内, ,原生质体的体积减小原生质体的体积减小, ,即细胞发生质壁分离即细胞发生质壁分离, ,此时原生质此时原生质体和细胞壁都收缩体和细胞壁都收缩, ,但原生质体收缩得更快但原生质体收缩得更快, ,细胞体积与原生质体体细胞体积与原生质体体积的变化量不相等积的变化量不相等,B,B项错误项错误;2;23 h 3 h 内内, ,原
22、生质体的体积开始增大原生质体的体积开始增大, ,即细胞发生质壁分离的复原即细胞发生质壁分离的复原, ,物质物质A A溶液的渗透压低于细胞液的渗透溶液的渗透压低于细胞液的渗透压压,C,C项正确项正确;0;01 h1 h内内, ,细胞失水细胞失水, ,发生质壁分离发生质壁分离, ,则液泡中液体的渗则液泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压透压小于细胞质基质的渗透压,D,D项错误。项错误。【素养素养探究探究】母题追问母题追问(1)(1)生命观念生命观念物质与能量观物质与能量观上题中既然物质上题中既然物质A A和水分都可以进入细胞膜和水分都可以进入细胞膜, ,为什么还会发生质为什么还会发生质壁分离现象
23、壁分离现象? ?提示提示: :虽然物质虽然物质A A能进入细胞内能进入细胞内, ,但起初外界溶液浓度仍高于细胞但起初外界溶液浓度仍高于细胞液浓度液浓度, ,细胞仍渗透失水细胞仍渗透失水, ,发生质壁分离。发生质壁分离。 (2)(2)科学思维科学思维演绎与推理演绎与推理假如将某植物的成熟细胞放入清水中假如将某植物的成熟细胞放入清水中, ,原生质体的相对体积为曲原生质体的相对体积为曲线中线中100%100%时时, ,细胞液浓度与外界环境相等吗细胞液浓度与外界环境相等吗? ?为什么为什么? ?提示提示: :不相等不相等, ,植物细胞的液泡内液体为细胞液植物细胞的液泡内液体为细胞液, ,细胞液有一定的
24、细胞液有一定的溶质溶质, ,而细胞外界为清水而细胞外界为清水, ,所以细胞液的浓度一定大于外界环境。所以细胞液的浓度一定大于外界环境。【素养素养迁移迁移】把数条把数条5 cm5 cm长的马铃薯条分别浸在蒸馏水和不长的马铃薯条分别浸在蒸馏水和不同浓度的蔗糖溶液中同浓度的蔗糖溶液中, ,每隔一段时间测量马铃每隔一段时间测量马铃薯条的长度。如图显示马铃薯条在不同浓度溶薯条的长度。如图显示马铃薯条在不同浓度溶液中长度改变的百分率。下列相关叙述错误的液中长度改变的百分率。下列相关叙述错误的是是( () ) A.A.马铃薯条通过渗透吸马铃薯条通过渗透吸( (失失) )水改变其长度水改变其长度B.B.马铃薯
25、条在马铃薯条在0.10 M0.10 M蔗糖溶液中的吸水量小于蔗糖溶液中的吸水量小于在在0.20 M0.20 M蔗糖溶液中的吸水量蔗糖溶液中的吸水量C.C.马铃薯细胞液浓度相当于马铃薯细胞液浓度相当于0.30 M0.30 M的蔗糖溶液的蔗糖溶液D.D.在在0.40 M0.40 M蔗糖溶液中马铃薯细胞失水发生质蔗糖溶液中马铃薯细胞失水发生质壁分离壁分离【解析解析】选选B B。马铃薯条在蒸馏水和不同浓度的蔗糖溶液中。马铃薯条在蒸馏水和不同浓度的蔗糖溶液中, ,通过渗透吸通过渗透吸( (失失) )水水改变其长度改变其长度,A,A正确正确; ;马铃薯条在马铃薯条在0.10 M0.10 M蔗糖溶液中的吸水
26、量大于在蔗糖溶液中的吸水量大于在0.20 M0.20 M蔗糖蔗糖溶液中的吸水量溶液中的吸水量,B,B错误错误; ;由于马铃薯条在由于马铃薯条在0.30 M0.30 M蔗糖溶液中长度改变的百分率蔗糖溶液中长度改变的百分率为为0,0,说明马铃薯细胞液浓度相当于说明马铃薯细胞液浓度相当于0.30 M0.30 M的蔗糖溶液的蔗糖溶液,C,C正确正确; ;由于马铃薯条在由于马铃薯条在0.40 M0.40 M蔗糖溶液中长度改变的百分率为负值蔗糖溶液中长度改变的百分率为负值, ,说明马铃薯细胞失水说明马铃薯细胞失水, ,导致其长度导致其长度变短变短,D,D正确。正确。三、被动运输三、被动运输自由扩散和协助扩
27、散自由扩散和协助扩散1.1.特点特点: :物质进出细胞时物质进出细胞时,_,_浓度梯度进行的扩散。浓度梯度进行的扩散。顺顺2.2.两种被动运输的方式两种被动运输的方式: :(1)(1)自由扩散与协助扩散的图形。自由扩散与协助扩散的图形。甲属于甲属于_,_,也叫也叫_。判断理由判断理由:_:_。乙属于乙属于_,_,也叫也叫_。判断理由判断理由:_:_。自由扩散自由扩散简单扩散简单扩散顺浓度梯度、不需要转运蛋白顺浓度梯度、不需要转运蛋白协助扩散协助扩散易化扩散易化扩散顺浓度梯度、需要转运蛋白顺浓度梯度、需要转运蛋白(2)(2)自由扩散与协助扩散的比较。自由扩散与协助扩散的比较。下列属于自由扩散的是
28、下列属于自由扩散的是_,_,属于协助扩散的是属于协助扩散的是_。顺浓度运输顺浓度运输逆浓度运输逆浓度运输需要转运蛋白需要转运蛋白不需要转运蛋白不需要转运蛋白水、水、O O2 2、COCO2 2等物质通过细胞膜等物质通过细胞膜葡萄糖进入红细胞葡萄糖进入红细胞 3.3.细胞膜的选择透过性细胞膜的选择透过性: :结合细胞膜的功能特性结合细胞膜的功能特性, ,判断下列说法的正误判断下列说法的正误: :(1)(1)细胞膜可以让水分子自由通过。细胞膜可以让水分子自由通过。( )( )(2)(2)小分子、离子都可以通过细胞膜。小分子、离子都可以通过细胞膜。( )( )提示提示: :很多对细胞有害或细胞不需要
29、的小分子、离子不能通过细很多对细胞有害或细胞不需要的小分子、离子不能通过细胞膜。胞膜。(3)(3)甘油是极性分子甘油是极性分子, ,所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜。所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜。( )( )提示提示: :甘油是脂溶性分子甘油是脂溶性分子, ,能够以自由扩散的方式通过细胞膜。能够以自由扩散的方式通过细胞膜。(4)(4)具有半透性结构的都具有选择透过性。具有半透性结构的都具有选择透过性。( )( )提示提示: :玻璃纸这种半透膜没有生物活性玻璃纸这种半透膜没有生物活性, ,不具备选择透过性。不具备选择透过性。 知识点三自由扩散和协助扩散知识点三自由扩散和协助扩散1.1.被
30、动运输两种形式比较被动运输两种形式比较: :方式方式自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散运输方向运输方向高浓度高浓度低浓度低浓度是是否否需需要要转运转运蛋白蛋白不需要不需要需要需要能量能量不消耗不消耗不消耗不消耗模型模型2.2.转运蛋白的特性转运蛋白的特性: :(1)(1)专一性专一性: :一种转运蛋白在对细胞内外物质进行运输时只能对一种转运蛋白在对细胞内外物质进行运输时只能对应地运送唯一的一种或性质非常相近的一类物质。应地运送唯一的一种或性质非常相近的一类物质。(2)(2)饱和性饱和性: :细胞膜上的转运蛋白数量有限细胞膜上的转运蛋白数量有限, ,在运输过程中当所有在运输过程中当所有转运蛋白都已
31、承担相应的运输任务时转运蛋白都已承担相应的运输任务时, ,运输的速度不再因其他条运输的速度不再因其他条件而加快。件而加快。【思考思考讨论讨论】协助扩散的速率跟什么有关协助扩散的速率跟什么有关?(?(科学探究科学探究) )提示提示: :协助扩散的速率跟膜内外的浓度梯度和转运蛋白的数量有协助扩散的速率跟膜内外的浓度梯度和转运蛋白的数量有关。关。 【素养案例素养案例】如图表示物质出入细胞膜的两种方式如图表示物质出入细胞膜的两种方式, ,从图解可以看出从图解可以看出( () )A.A.甲、乙两种物质都能够自由出入细胞膜甲、乙两种物质都能够自由出入细胞膜B.B.细胞对甲物质的吸收也可以用蛋白质作载体细胞
32、对甲物质的吸收也可以用蛋白质作载体C.C.甲、乙两种物质都能从高浓度向低浓度运输甲、乙两种物质都能从高浓度向低浓度运输D.D.甲、乙两种物质都是细胞代谢所必需的物质甲、乙两种物质都是细胞代谢所必需的物质【解析解析】选选C C。细胞膜具有选择透过性。细胞膜具有选择透过性, ,甲、乙两种物质不能够自由出入细胞甲、乙两种物质不能够自由出入细胞,A,A错误错误; ; 细胞吸收甲物质的方式是自由扩散细胞吸收甲物质的方式是自由扩散, ,不需要用蛋白质作载体不需要用蛋白质作载体,B,B错误错误; ; 甲、乙两种物质都能从高浓度向低浓度运输甲、乙两种物质都能从高浓度向低浓度运输, ,属于被动运输属于被动运输,
33、C,C正确正确; ; 甲物质甲物质以自由扩散的方式进入细胞以自由扩散的方式进入细胞, ,乙物质以协助扩散的方式进入细胞乙物质以协助扩散的方式进入细胞, ,但不能说明但不能说明两种物质是细胞代谢所必需的物质两种物质是细胞代谢所必需的物质,D,D错误。错误。【素养素养探究探究】母题追问母题追问(1)(1)生命观念生命观念结构与功能观结构与功能观上题中的转运蛋白的合成与运输与什么细胞器有关上题中的转运蛋白的合成与运输与什么细胞器有关? ?提示提示: :膜上的转运蛋白的合成与运输过程与核糖体、内质网、高膜上的转运蛋白的合成与运输过程与核糖体、内质网、高尔基体、线粒体有关。尔基体、线粒体有关。 (2)(
34、2)科学思维科学思维演绎与推理演绎与推理温度能影响题目中的哪种物质的运输速率温度能影响题目中的哪种物质的运输速率? ?提示提示: :温度能够影响膜上磷脂和蛋白质分子的运动温度能够影响膜上磷脂和蛋白质分子的运动, ,从而影响物从而影响物质转运速率质转运速率, ,因此甲、乙两种物质的运输速率都受影响。因此甲、乙两种物质的运输速率都受影响。【素养素养迁移迁移】比较生物膜和人工膜比较生物膜和人工膜( (双层磷脂双层磷脂) )对多种物对多种物质的通透性质的通透性, ,结果如图。据此不能得出的结果如图。据此不能得出的推论是推论是( () )A.HA.H2 2O O通过生物膜不需要蛋白质的协助通过生物膜不需
35、要蛋白质的协助B.B.生物膜对生物膜对K K+ +、NaNa+ +、ClCl- -的通透具有选择性的通透具有选择性C.C.甘油以自由扩散的方式通过人工膜甘油以自由扩散的方式通过人工膜D.D.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率【解析解析】选选A A。由图中看出。由图中看出, ,生物膜对水分子的通透性大于人工膜生物膜对水分子的通透性大于人工膜, ,说明生说明生物膜上存在着协助物膜上存在着协助H H2 2O O通过的物质通过的物质,A,A错误错误; ;由图中看出由图中看出, ,人工膜对三种离子人工膜对三种离子的通透性相同的通透性相同, ,并且均处于较低值并且均处于较低值, ,而生物膜对三种离子的通透性不同而生物膜对三种离子的通透性不同, ,说说明生物膜对明生物膜对K K+ +、NaNa+ +、ClCl- -的通透具有选择性的通透具有选择性,B,B正确正确; ;由曲线可知由曲线可知, ,甘油运输甘油运输不需要转运蛋白参与不需要转运蛋白参与, ,以自以自由扩散的方式通过人工膜由扩散的方式通过人工膜,C,C正确正确; ;图中人工膜图中人工膜对不同分子的通透性不同对不同分子的通透性不同, ,可见分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率可见分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率, ,D D正确。正确。【课堂回眸课堂回眸】
