第4章物质的跨膜运输

1、物质的跨膜运输、酶和 ATP4.1物质跨膜运输的实例一.渗透系统的组成分析及应用1. 渗透系统的组成(如图)(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2. 渗透作用的发生：(1) 、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 7 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 。S2。(2) 、在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差!,则S1溶液浓度仍大于3. 渗透作用:(1) .概念:(2) .渗透压30( 渗透压概念; 决定渗透压大小的因素

2、 实例分析：下图中液面高度变化分析(右图)二.植物细胞是渗透系统的证据(一) .实验过程细胞变化分析:(二) .质壁分离及质壁分离复原实验的扩展应用川逮罪一变ht网断细鞄死活待测如U腕十0.3打ml的滤椭溶液甦观发性质摭井离和显（、活细皑；刑症咔一质蟄站1膻七活状* B/rIH待测细艳+=泉列蔽度梯度的瓏訓溶液 鬱观察细胞序态细腿液浓度世阳杞未发也质分离fii便地 te刚发牛质墜*卜离的1_址細谊?#餓度之冏不同侬Jt的 i®郭溥椎比较不同植物削胞 的细胞臧彼度大小不同W物幽1胞+0.3XTBIJ的底W港織-黯 规察®袍发卞匣壁分离的程度粮|!不岡植物鄒胞发牛.就蟹分离的程

3、嵐来 判晰址胞槪旅ts大小不同會槪牯I 的）植物貓艷胞唯一忡縮性大小成怨杭物那胞+ 0. 3 K * ml.T的ilE掘藩 聖规察细胞雎垂 岌临航址分离观彖-细趟哦忡躺性小于 彳空生质樂汁离细胞哽怀歸性大于或 尊丁除临一质厘的呻曙性植物删胞翁 构神性度的大小同种杭物的相同成?31朋的站胞十未）31 度的幣液里遵记竝刚发住破吐分海所需时间根据所川时闻的1壬叛*|断帮液揪愷的大小5时越fib崇功瞎液曲餓度越大）未知繼攪的瘪则用同种类的幣 港（如KNCb曙灌和 聽轴解補）同种植物的相同黑度的轴胞+不同种类 若只发陀蚯壁分离一擀不能通过细 腕腔的解港1如at轴） 力质壁孙海后乂口动富駅 亠幣质能翅 过

4、细胞康的帶液（如KNC）3）希伺种类常 液（三）.细胞膜是选择透过性膜1. 跨膜运输三种方式的判别（非跨膜运输的方式）2.植物细胞对矿质元素选择吸收的分析胡运*冰貓,1 ,1 m物0&远输方畫I3. 膜活性实验：（略）一、细胞的吸水和失水：（一）原理：发生了渗透 作用，该作用必须具备两个条件：1、具有半透膜 。2、膜两侧溶液具有 浓度差 。（二）动物细胞的吸水和失水（以红细胞为例：红细胞膜相当于一层半透膜 ）:1、 当外界溶液浓度V细胞质浓度时，细胞吸水。2、 当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞失水。3、 当时，水分进出平衡。（三）植物细胞的吸水和失水：1、 在成熟的植物细胞中，原生质层

5、（细胞膜+液泡膜+二者之间的细胞质）相当于一层 半透膜 。外界溶液浓度2、 成熟植物细胞发生质壁分离的条件是外界溶液浓度细胞液浓度，发生质壁分离复原的条件是外界溶液浓度V细胞液浓度。三、物质跨膜运输的其他实例（右图分析）（一）对无机盐的吸收实例1、水稻和番茄对同一离子的吸收量 不同 。2、 水稻或番茄对 不同离子的吸收量不同。3、人体甲状腺滤泡上皮细胞可以 主动地 从血液中吸收碘。4、 不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异 。（二）生物膜的特性：细胞膜和其他生物膜可以让水分子 自由通过，一些 离子和小分子也可以通过，而膜。其他的离子、小分子和大分子则不能通过，因此它们都是选择透过性【思

6、考感悟】半透膜和选择透过性膜有哪些异同点？（1）相同点：某些物质可以通过，另一些物质不能通过（2）不同点：选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。选择透过性膜的生物活 性1所示。图2表例题.用相同的培养液培养水稻和番茄，一段时间后，测定培养液中各种离子的浓度，结果如图#jS培删中世3示番茄根细胞对离子的吸收速率与氧气供应量之间的关系。据图回答问题:驚 3 ItlE(1)图1说明植物细胞对离子的吸收具有选择性。(2)(4)在A点时，离子吸收速 率很低主要是受能量供应的限制，在BC段吸收速率没有明显增加主要是受【基础训练】1、下列实例中，最能体现植物细胞渗透失水和吸水原理的是（_C_

7、 ）将萎蔫的菠菜放入清水中， 不久变得硬挺；将大豆种子浸入清水后，载体数量的限制。Ca2*番茄生长需求量最大的离子是_Ca2 + ，水稻需求量最大的离子是 _SiO42-_ o水稻培养液里的 Mg"和Ca2"浓度高于初始浓度，原因是 _植物对水的吸收比例大于吸收离子的比例 根据图2可以判断，番茄细胞对 Ca2"的吸收方式是主动运输种皮变软，体积膨大；用糖拌西红柿，西红柿变软，渗出许多汁水；洋葱鳞片叶的表皮细胞发生质壁分 离和质壁分离复原蜂菲4+-备尹鸟+股A、B、C、D、2、用完全培养液在两个相同容器内分别培养水稻和番茄苗，假设两植物的吸水速率相同，一段时间后，测

8、定培养液中各种离子与实验开始时各种离子浓度之比如图所示。该实验的结果不能说明（D ）A、不同植物对各种离子的需要量是不同的B、 与番茄相比，水稻对 Si4+需要量大，对 Ca2+需要量小C、不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的D、植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关3、（2008上海生物20）量变化的关系如右图。 则该萝卜条的质量将A、不变在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质 若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入 a浓度溶液中,（ B ）B、增大C、减小D、先增后减4、（2006上海高考）将相同的四组马铃薯条分别浸入四种溶液中，一小时后测定薯条质量变化的百分率，结果 如

9、下表。下列叙述中正确的是溶液In出W质量变化率+ 8%6%4%0n的浓度较川低C、w的浓度最高A )A、1的浓度最低4.3物质跨膜运输的方式一、物质跨膜运输的方式：（一）被动运输：1、自由扩散：不需要载体和能量，如水、载体 ，但不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖。（二）主动运输：既需要 载体协助，又需要消耗能量，如细胞吸收D、W可能是蒸馏水C02、02、甘油、乙醇等。2、协助扩散：需要K +、Na +、Ca2十、氨基酸等。流动性 有关，但不属于跨膜运输。（三）物质跨膜运输的方式说明生物膜结构特征是流动性，功能特性是选择透过性（四）大分子物质以 胞吞 和胞吐 方式进出细胞，这与细胞膜的二、三种物质出

10、入细胞方式的图例比较外 细胞膜札:外,2细胞膜内外G细胞膜aTP体S*辛* * *协助扩散主动运输内:细胞膜内外物质的浓度差1、细胞膜内外物质的浓度差。2、细胞膜上运载物质的载体数量 。自由扩散三、影响跨膜运输的因素（一）影响自由扩散的因素：（二）影响协助扩散的因素：（三）影响主动运输的因素：1、 载体：是细胞膜上的一类蛋白质。（1）载体具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上载体的 种类和数目也不同。（2）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，细胞吸收该载体运载 的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。等。2、 能量 ：凡能影响细胞内产生 能量的因素，都能影响主动运

11、输，女口 氧气浓度 、温度（四）影响物质运输速度的曲线分析1、物质浓度（在一定浓度范围内）对运输速率的影响曲线：（1）自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧，其动力是 两侧溶液的浓度差 ，在一定浓度范围内，随 物质浓度的增大，其运输速率与 物质浓度成正比。（2）协助扩散或主动运输的共同点是都需要载体 协助，在物质浓度较低时，随物质浓度的增载体数量的限制，运输速率不再随浓度增大而大，运输速率也逐渐增大，到达一定物质浓度时，由于受膜上增大。2、氧气浓度对物质运输速率的影响曲线：（1 ）自由扩散和协助扩散统称为被动运输，其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧，其运输的动力都是浓度差，不需要能量

12、，因此与氧气浓度 无 关，运输速率不_随氧气浓度增大而改变。（2）主动运输方式既需要 载体 协助又需要 消耗能量。在氧气浓度为零时，通过细胞无氧呼吸 供能,但无氧呼吸 产生能量较少所以运输速率较 低，在一定范围内随氧气浓度升高，有氧呼吸加强，产生的能量逐渐 增多，所以运输速率不断 加快，当氧气浓度足够高时，能量供应充足，但由于受 到载体数量 的限制，运输速率不再随氧气浓度增大而加快。【思考感悟】要确定某种物质的运输方式，关键应该抓住那些方面？（1） 分析被运输的物质是否通过细胞膜；（2）明确被运输物质微粒的性质（大分子、小分子、离子）；（3）分析物质通过细胞膜的转运方向，是否需要载体协助，是否需要消耗能量。【基础训练】1、 神经细胞间可以通过一种特殊的介质来传递信息，含有传递分子的囊泡与神经细胞内的质膜融合之后再打开，将传递分子释放到神经细胞之外，这属于（_C ）A、主动运输B、协助扩散C、胞吐D、胞吞2、实验发现，葡萄糖进入红细胞时，如果使用药物限制蛋白质的活性，则葡萄糖的运输速率迅速下降，如果减少能量的供应，却对运输没有影响。由此推断葡萄糖进入红细胞的方式是（_C_ ）A、自由扩散B、主动运输C协助扩散D、逆浓度梯度运输3、（ 2008广东生物2）甲、乙两种物质分别依赖自由扩散（简单扩散）和协助扩散进入细胞，如果以人工合成的无蛋白质磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持