物质跨膜运输的实例和方式高中一轮复习精选文档

1、第四章,物质跨膜运输的实例和方式,基础梳理,一、细胞的吸水和失水,1,渗透作用发生的条件,具有,_,_,两侧的溶液具有浓度差,2,动物细胞,外界溶液浓度,_,细胞质浓度时，细胞吸水膨胀,外界溶液浓度,_,细胞质浓度时，细胞失水皱缩,外界溶液浓度,_,细胞质浓度时，细胞水分进出,平衡，形态不变,半透膜,半透膜,细胞膜,液泡膜,大液泡,质壁分离,质壁分离复原,3,植物细胞,细胞壁：全透性,结构,原生,质层,细胞质,具有选择透过性，相当于半透膜,条件：成熟植物细胞具有中央,_,是一个渗透系统,实验,细胞液浓度外界溶液浓度,验证,细胞液浓度外界溶液浓度,失水,吸水,特别提醒,1,溶液浓度指物质的量浓度

2、，而非质量浓度,2,原生质层仅存在于成熟的植物细胞中，相当于一,层半透膜,1,其他实例,1,植物对无机盐,不同植物,如番茄、水稻,对同一离子的,离子的吸收,吸收能力,同种植物对不同离子的吸收能力,2,人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点：逆浓度梯度,3,不同微生物对各种矿物质的需要量不同，吸收时各自都,有,_,选择性,不同,不同,二、物质跨膜运输的其他实例,2,结论,1,细胞膜和其他生物膜一样都是选择透过性膜,2,它具有的特点,a,可以自由通过,b,一些需要的,也可以通过,c,其他的,则不能通过,水分子,离子和小分子,离子、小分子和大分子,自由扩散,方向：物质分子从,一侧,运输到,一侧,原因：细

3、胞膜两侧存在物质分子浓度差,实例：水,CO,2,甘油、乙醇等,协助扩散,方向：物质分子从,一侧运,输到,一侧,原因,a,细胞膜两侧存在物质分子浓度差,b,细胞膜上,的协助,实例：葡萄糖进入红细胞,三、物质进出细胞的方式,1,被动,运输,高浓度,低浓度,高浓度,低浓度,载体蛋白,1,小分子进出细胞,2,主动运输,方向：物质分子从,一侧运输,到,一侧,原因,a,细胞膜上相应的,的协助,b,细胞新陈代谢产生的,实例,K,Na,Ca,2,氨基酸等,低浓度,高浓度,载体蛋白,能量,ATP,特别提醒,1,载体是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性,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量,也不

4、同,2,载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体达到饱和时，细胞吸,收该载体运载的物质的速率不再随物质的浓度的增大而增大,2,大分子进出细胞,1,胞吞,过程：大分子或颗粒附着在细胞膜上，这部,分,内陷形成小,囊泡，然后小囊泡从细胞膜,上分离下来，形成,进入细胞内部,实例：白细胞吞噬大肠杆菌、变形虫,吞食有机颗粒,2,胞吐,过程：大分子先在细胞内,形成,囊泡移到细胞膜处,与细胞膜,将大分子排出,实例：胰岛,B,细胞分泌胰岛素,细胞膜,囊泡,囊泡,融合,巧记渗透作用与物质出入细胞方式,水分子透过半,透膜时，由低,浓度溶液,水分,子多,向高浓度,溶液,水分子少,的扩散,半透膜,要点探究,考点一,渗透系统及

5、其应用,1,对比分析成熟植物细胞是一个渗透系统,渗透作用模型,植物细胞与外界溶,液形成的渗透系统,图解,原理,水分子通过,的扩散作用,细胞液通过,与外界,溶液之间发生渗透作用,水扩散,的方向,浓度溶液,浓度溶液,原生质层,低,高,漏斗内,烧杯内,溶液浓度,M,N,现象及,结论,若漏斗内液面上升，则,M,N,若漏斗内液面不变，则,M,N,若漏斗内液内下降，则,M,N,2,渗透作用原理的拓展应用,1,比较不同溶液浓度大小,注意,发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平,衡状态,既不可看做没有水分子移动,也不可看做两侧溶液浓度,相等,2,验证渗透作用发生的条件,半透膜,浓度差,3,探究物质能否

6、通过半透膜,以碘和淀粉为例,烧杯内盛,淀粉溶液,漏斗内,盛碘液,结论,变蓝,不变蓝,能通过半透膜，而,不能,不变蓝,变蓝,能通过半透膜，而,不能,变蓝,变蓝,都能通过半透膜,不变蓝,不变蓝,都不能通过半透膜,碘,淀粉,淀粉,碘,淀粉和碘,淀粉和碘,注意,渗透作用模型中特别强调溶质分子不能通过半透膜，达,到渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到动态平衡,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,植物分生区细胞和干种子细胞因无大液泡，不能发生渗,透作用，也不能发生质壁分离和复原现象,易,错,警,示,关于渗透系统中的,3,个“比较,1,半透膜与选择透过性膜的比较,区别：半透膜是无生命的

7、物理性薄膜，物质能否通过取决于分,子的大小,选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体蛋白的存在决定了其,对不同物质吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选,择透过性丧失,共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子物质通过,2,原生质层与原生质体的比较,原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜,液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的,细胞液。此结构仅存在于成熟的植物细胞中,原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物,细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分,3,吸胀吸水和渗透吸水,1,原理：吸胀吸水靠物质的亲水性起作用，亲水性越强，吸水,能力越

8、大；渗透吸水靠渗透作用的原理，即有浓度差和半透膜,2,实例,吸胀吸水：如蛋白质、淀粉、纤维素的吸水。并且三者的吸,水能力大小关系为：纤维素,淀粉,蛋白质。植物细胞在形成中,央液泡之前也靠吸胀作用吸水（如根尖分生区细胞,渗透吸水：如成熟植物细胞和动物细胞的吸水,命题设计,1,如图所示的渗透装置中，开始时的液面高度为,a,停止上升时,的高度为,b,若每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部,分吸出，则,a,b,液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数之间的,关系是,随着吸出次数的增加内外,浓度差越来越小，所以,a,b,液面高度差也越来越小,B,2,把数条,5 cm,长的马铃薯条分别浸在蒸馏水和不同浓度

9、的蔗,糖溶液中，每隔一段时间测量马铃薯条的长度。如图显示马铃,薯条在不同浓度溶液中长度改变的百分率。下列相关叙述错误,的是,A,马铃薯条通过渗透吸,失,水改变其长度,B,在,0.10M,蔗糖溶液中马铃薯细胞质壁分离,C,马铃薯细胞液浓度相当于,0.30M,的蔗糖溶液,D,在,0.40M,蔗糖溶液中马铃薯细胞失水皱缩,马铃薯条浸在,0.30M,的,蔗糖溶液中其长度基本,不变，说明马铃薯细胞,液浓度相当于,0.30M,的,蔗糖溶液,B,吸水,技法提炼,U,型管中水分子移动方向的分析,1,膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高，低的一侧,渗透压低，水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散,2,两侧溶液中的溶质是

10、否能通过半透膜，若不能,则只是高浓度一侧液面升高；若能，则先是高浓度一侧液面升,高，随后另一侧液面升高，最后两侧液面持平,3,如果溶质分子不能透过半透膜，在达到渗透平衡时，一般,两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压,会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散,要点探究,考点二,物质出入细胞的方式及影响因素,1,物质跨膜运输视频,2,根据图解确定物质跨膜运输方式,自由,协助,主动,被动,3,自由扩散、协助扩散和主动运输的比较,物质出入细胞,的方式,被动运输,主动运输,自由扩散,协助扩散,运输方向,高浓度,低浓度,高浓度,低浓度,低浓度,高浓度,是否需要载体,不需要,需要,需要,是否消

11、耗能量,不消耗,不消耗,消耗,图例,物质出入细,胞的方式,被动运输,主动运输,自由扩散,协助扩散,举例,O,2,CO,2,H,2,O,甘油,乙醇、苯等出,入细胞,红细胞吸收葡,萄糖,小肠上皮细胞,吸收葡萄糖,氨基酸、无机,盐等,表示曲,线,一定,浓度范,围内,4,大分子物质出入细胞的方式,膜泡运输,运输方向,图解,实例,备注,胞吞,细胞外,细胞内,白细胞吞,噬细菌等,结构基,础：细胞,膜的流动,性,需消耗,能量，不,需载体蛋,白的协助,胞吐,细胞内,细胞外,分泌蛋白,神经递质的,分泌、释放,等,蛋白质,类激素、消,化酶等,易,错,警,示,有关物质出入细胞的,11,个易错点,1,需要载体蛋白协助

12、的运输方式除主动运输外不要漏掉协助,扩散,2,消耗能量的运输方式除主动运输外不要漏掉胞吞和胞吐,3,从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩,散，有些主动运输也可以从高浓度到低浓度运输,4,影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外不要漏掉浓,度差,6,与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外不要漏掉载体蛋,白的合成场所,核糖体,5,同一种物质进出不同细胞时,运输方式可能不同,如红细,胞吸收葡萄糖为协助扩散,小肠上皮细胞吸收葡萄糖则是主,动运输,7,运输速率与,O,2,浓度无关的运输方式除自由扩散外不要漏掉,协助扩散,8,胞吞,吐,的大分子物质穿过细胞膜的层数为,0,因为该过程是,通

13、过膜的融合将物质转入或转出细胞的，与膜的流动性有关,靠,ATP,提供动力,9)RNA,和蛋白质等大分子物质进出细胞核，是通过核孔，而不,是通过胞吞、胞吐,10,植物吸收水分的方式是自由扩散，而对无机盐离子则以主动,运输方式吸收，因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个,11)Na,K,等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞，但也,可通过协助扩散或离子通道进出细胞,1,物质浓度,在一定浓度范围内,5,影响物质运输的因素及曲线图分析,2,氧气浓度,3,温度,1,载体蛋白是细胞膜上的一种蛋白质,它具有特异性,不同物,质的载体蛋白不同,不同细胞膜上载体蛋白的种类和数量也不,同,2,载体蛋白具有饱和性,

14、当细胞膜上的载体蛋白达到饱和时,细胞吸收该运载物质的速率不再随物质浓度的增大而增大,3,胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性,胞吞和胞吐,与主动运输一样也需要能量供应,如果细胞的,ATP,合成受阻,则,胞吞和胞吐作用不能继续进行,思维拓展,4,影响自由扩散、协助扩散、主动运输的因素,影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差,影响协助扩散的因素,a,细胞膜内外物质的浓度差,b,细胞,膜上载体的种类和数量,影响主动运输的因素,a,载体,核糖体,b,能量,细胞质基,质和线粒体,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,命题设计,1,将某活组织放入适宜的完全营养液中，

15、置于适宜的条件下培养,培养液中甲、乙两种离子的浓度保持相等且恒定，定期测得细胞,中两种离子的含量，得到如图所示曲线。据图分析下列叙述中正,确的是,A,该组织的细胞吸收甲、乙两种离子的方式分别是自由扩散,和主动运输,B,该组织细胞运输离子甲的载体蛋白数量比运输离子乙的数,量多,C,两种离子均只能从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧,D,曲线,m,n,段和,a,b,段表明两种离子浓度的升高抑制了细胞,的吸收,主动运输,根据曲线中的最大值判断,也可以从高向低运输,载体蛋白数量有限引起的,B,技法提炼,物质进出细胞的方式及特点的判断方法,1,判断物质进出细胞的方式,1,根据分子大小与是否需要载体蛋白、能量

16、,2,根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输,2,不同因素对主动运输的影响不同,由于主动运输需要载体蛋白参与和消耗呼吸作用释放的能量,因此抑制某载体蛋白活性，则只会导致以该载体蛋白转运的物,质运输停止，对其他物质运输不影响；但抑制呼吸作用，所有,以主动运输跨膜的物质运输都会受影响,要点探究,考点三,实验植物细胞的质壁分离和质壁分离复原,1,实验原理,1,成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用,2,当细胞液浓度外界溶液浓度时，失水，质壁分离,当细胞液浓度外界溶液浓度时，吸水，质壁分离复原,2,实验步骤,2,注意事项,1,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

17、期处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原现象的,观察,2,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；一般也不选择细菌细胞，它能发生,质壁分离，但现象不明显,3,本实验所用的方法为引流法，采用了自身对照,前测和后测,4,当以可吸收的物质做溶质,如甘油、尿素,KNO3,乙二醇等,时，可出现质壁分离和自动复原现象,5,质壁分离时，原生质层的外界面是细胞膜,6,发生质壁分离时在细胞壁和细胞膜之间充满的是外界溶液,原因是细胞壁具有全透性,7,质壁分离与复原过程中水分移动是双向的，总结果是单向,的,8,本实验用显微镜观察了三次，第一次与第二次形成对照，第,三次与第二次形成

18、对照，该对照方法为自身对照,1,1,细胞壁的伸缩性小于原生质层,易,错,警,示,2,C,细胞液,C,C,细胞液,C,2,原生质层和原生质体,1,原生质层是成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞,膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡,的细胞液。此结构仅存于成熟植物细胞中，不存于根尖,分生区等幼嫩的部位,2,原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植,物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，常用作植,3,实验试剂使用,1,使用浓度过高的蔗糖溶液,0.5 g/mL,质壁分离现象明显,但不能复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡,2,使用质量浓度为,1 mol

19、,L,1,的,KNO,3,溶液，因为,K,和,NO,可被,细胞吸收，使细胞液浓度增大，所以细胞先发生质壁分离后又,自动复原,尿素、甘油、乙二醇等现象同上,命题设计,1,为探究植物,A,能否移植到甲地生长，某生物学研究性学习小组,通过实验测定了植物,A,细胞液的浓度，实验结果如下表。为保证,植物,A,移植后能正常生存，则甲地土壤溶液的浓度应,A.0.15 mol/L,B,0.2 mol/L,C,0.2 mol/L D,0.3 mol/L,由表中信息可,知，该植物细,胞液的浓度介,于,0.15 mol/L,和,0.2 mol/L,之,间,A,植物细胞应该能正常吸水,2,右图是用藓类叶做的质壁分离实验观察到的一个显微镜视野,下列相关判断中错误的是,A,如果是细胞放在质量浓度为,3 g/mL,的,蔗糖溶液中出现的现象，则可能会导致细胞死亡,B,如果将该细胞放在,80,条件下处理一段时间,再放在清水中则不会发生质壁分离复原现象,C,B,的颜色是绿色,D,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,需要更换大光圈进行观察,浓度过高导致细胞失水过多，细胞可能死亡,温度过高细胞死亡,B,是叶绿体呈现绿色,视野变亮，不好观察，应调小,A,处透明,思维拓展,1,细胞是否能发生质壁分离及复原的判断,1,从细胞角度分析,具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质