生物2013年高考复习课件：必修1-第4章-第1、2、3节-物质跨膜运输的实例和方式、生物膜的流动镶嵌模型

1、考纲内容能力要求2016 年高考风向标物质出入细胞的方式实验：(1)通过模拟实验探究膜的透性(2)观察植物细胞的质壁分离和复原创设新情境以实验探究、图表、图示、曲线等形式命制非选择题综合考查物质运输、代谢等相关内容第第3讲讲 物质跨膜运输的实例和方式物质跨膜运输的实例和方式一、细胞的吸水和失水2动动物细胞物细胞小于大于等于(1)外界溶液浓度外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞吸水膨胀。细胞质浓度时，细胞吸水膨胀。(2)外界溶液浓度外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞失水皱缩。细胞质浓度时，细胞失水皱缩。(3)外界溶液浓度外界溶液浓度_细胞质浓度时细胞质浓度时,细胞水分进出平衡，细胞水分进出平衡， 形态

2、不变。形态不变。 1 渗透作用渗透作用：指水分子（或其他溶剂分子）通过：指水分子（或其他溶剂分子）通过 的扩散。的扩散。 发生渗透作用的条件：一是具有发生渗透作用的条件：一是具有 ， 二是半透膜两侧具有二是半透膜两侧具有 半透膜半透膜半透膜半透膜浓度差浓度差3植植物细胞物细胞细胞膜液泡膜(1)原生质层：原生质层：_和和_以及两层膜之间的以及两层膜之间的_，相当于一层半透膜。，相当于一层半透膜。细胞质渗透作用(2)外界溶液的浓度外界溶液的浓度细胞液浓度时细胞液浓度时,细胞就通过细胞就通过_失水，植物细胞发生失水，植物细胞发生_现象现象。质壁分离(3)将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞

3、液将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度的浓度_外界清水，植物细胞就吸水，发生外界清水，植物细胞就吸水，发生_现象现象。质壁分离复原(4)质壁分离产生的原因：质壁分离产生的原因：内因：内因：外因：外因：（原生质层原生质层与与细胞壁细胞壁分离）分离）原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性外界溶液浓度外界溶液浓度细胞液浓度细胞液浓度漏斗管内液面为什漏斗管内液面为什 么会升高？么会升高？ 2、用纱布代替玻璃纸，、用纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面还会升高漏斗管内液面还会升高吗吗?为什么为什么? 3、清水换成同浓度的蔗、清水换成同浓度的蔗糖溶液，结果会怎么样呢？糖溶液

4、，结果会怎么样呢？ .由于单位时间内透过玻璃纸由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分多于从长颈漏斗渗出的水分子数量子数量, ,使得管内液面升高使得管内液面升高. .不会不会. .因纱布的孔隙很大因纱布的孔隙很大, ,蔗糖分子蔗糖分子也可以自由通过也可以自由通过, ,因而液面不会升高因而液面不会升高半透膜两侧溶液的浓度相等时半透膜两侧溶液的浓度相等时, ,单位单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量分子数量等于渗出的水分子数量, ,液面液面也不会升高也不会升高. .半透膜：半透膜是半

5、透膜：半透膜是一类可以让分子小一类可以让分子小的物质通过而分子的物质通过而分子大的物质不能通过大的物质不能通过的一类薄膜的总称的一类薄膜的总称一条件结果分析溶液浓度 S1S2单位时间内由 S2S1 的水分子数_S1S2，外观上表现为 S1 液面_溶液浓度 S1N不变下降，则 MN渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜(或原生质层)的溶液浓度的大小。半透膜是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质是否能通过取决于分子的大小。选择透过性膜是有生命的生物膜，由于膜上具有载体存在，决定了其对不同物质具有选择性吸收。细胞死亡后，其选择透过性丧失。U 型管形成的渗透装置的分析技巧如下图所示的

6、渗透装置图，半透膜允许溶液中的一些小分子通过，而溶液中的大分子则不能通过。判断两侧液面高度的变化：主要根据 U 型管两侧的溶液的摩尔浓度来判断，摩尔浓度高的一侧(或溶质分子多的一侧)从摩尔浓度低的一侧(或溶质分子少的一侧)吸水，导致液面升高。【典例 1】把体积与质量百分比浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半透膜(允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过)隔开(如下图所示)，一段时间后液面的情况是()A.甲高于乙C.先甲高于乙,后乙高于甲B.乙高于甲D.先甲低于乙，后乙低于甲C解题思路在体积与质量百分比浓度相同的情况下，因为葡萄糖分子是单糖，蔗糖分子是二糖，所以同样的体积内葡萄糖分子数目多于蔗糖分子，即单

7、位体积内半透膜甲侧的水分子数少于乙侧，水分整体表现为由乙向甲流动，导致甲侧液面越来越高；而甲侧的葡萄糖通过半透膜进入乙侧，导致乙侧溶液浓度越来越高，水分子又从甲侧流向乙侧，最终表现为乙液面高于甲液面。答案C【典例 2】下图表示渗透作用装置图(半透膜为膀胱膜)，蔗糖溶液 A、B、a、b 浓度分别用 M(A)、M(B)、M(a)、M(b)表示，且 M(A)M(B)、M(a)M(b) M(A)，则一段时间后()Ah1h2，M(a) M(b)Bh1h2，M(a) M(b)Ch1h2，M(a) M(b)Dh1h2，M(a) M(b)C 考点对应练1下图为渗透作用实验，开始时如图甲所示，A 代表清水，B、

8、C 代表蔗糖溶液，过一段时间后结果如图乙所示，漏斗管内液面不再发生变化，H1、H2 表示漏斗管内液面与清水的高度差。下列说法错误的是（ ）A图甲中 B 的浓度大于 C 的浓度B图乙中 B 的浓度等于 C 的浓度C图甲中 A 中水分子扩散到 B 的速率大于 A 中水分子扩散到 C 的速率D图乙中 A 中水分子扩散到 B 的速率等于 B 中水分子扩散到 A 的速率B 考点二、植物细胞的吸水和失水考点二、植物细胞的吸水和失水1 1、植物细胞是一个渗透系统、植物细胞是一个渗透系统细胞吸水的方式细胞吸水的方式吸胀吸水吸胀吸水渗透吸水渗透吸水实例：实例：未成熟植物细胞、干种子未成熟植物细胞、干种子原因：原

9、因：没有形成大的中央液泡没有形成大的中央液泡实例：实例：成熟的植物细胞成熟的植物细胞条件：条件：有中央液泡有中央液泡机理：机理：靠细胞内的亲水性物质（蛋靠细胞内的亲水性物质（蛋 白质、淀粉、纤维素）吸收水分白质、淀粉、纤维素）吸收水分主要的吸水方式主要的吸水方式液泡液泡原生质层原生质层由纤维素和果胶组成，由纤维素和果胶组成，是全透性的是全透性的实验材料实验材料：紫色的洋葱鳞片叶：紫色的洋葱鳞片叶外外表皮细胞表皮细胞 活细胞活细胞，液泡内有，液泡内有色素色素可供直接观察可供直接观察实验步骤：实验步骤：临时装片制作：清水临时装片制作：清水低倍镜观察低倍镜观察A A有个紫色的中央大液泡有个紫色的中央

10、大液泡 B B原生质层紧贴细胞壁原生质层紧贴细胞壁0.3g/ml0.3g/ml蔗糖溶液蔗糖溶液吸水纸吸引吸水纸吸引观察质壁分离观察质壁分离A A中央大液泡逐渐变小紫色加深中央大液泡逐渐变小紫色加深 B B原生质层与细胞壁逐渐分离原生质层与细胞壁逐渐分离A A中央液泡逐渐长大中央液泡逐渐长大 B B原生质层逐渐贴近细胞壁原生质层逐渐贴近细胞壁吸水纸吸引吸水纸吸引清水清水观察质壁分离复原观察质壁分离复原P62P62页页 实验过程实验过程外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞液的浓度细胞液的浓度 ，细胞，细胞失水失水植物细胞质壁分离现象植物细胞质壁分离现象外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞细胞液的

11、浓度，细胞吸水吸水植物细胞质壁分离复原现象植物细胞质壁分离复原现象注意颜色的变化注意颜色的变化植物细胞的原生质层相当于半透膜进一步探究进一步探究 1、植物细胞会由于吸水过多而涨破吗？、植物细胞会由于吸水过多而涨破吗？2、若用人的口腔上皮细胞代替洋葱表皮细、若用人的口腔上皮细胞代替洋葱表皮细胞，重复以上实验，结果会怎么样？胞，重复以上实验，结果会怎么样？不会不会3、用死的洋葱表皮细胞做实验，会成功吗？、用死的洋葱表皮细胞做实验，会成功吗？人和动物细胞没有细胞壁，将它们放入人和动物细胞没有细胞壁，将它们放入高浓度蔗糖溶液时会失水皱缩，放入清高浓度蔗糖溶液时会失水皱缩，放入清水中会吸水涨破。水中会吸

12、水涨破。不会不会细胞是否发生质壁分离、复原以及相关液体浓度的比较死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离现象。具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离现象。在一定浓度，且溶质不能通过半透膜的溶液中，可发生质壁分离现象(如蔗糖溶液)。在一定浓度，且溶质可通过半透膜的溶液中，可发生质壁分离后自动复原现象(如 KNO3、尿素、甘油等)。植物细胞在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象(如 50%蔗糖溶液)，原因是细胞失水过多死亡。在低浓度溶液中细胞会过度吸水，但由于植物细胞外有细胞壁而不致细胞破裂；而动物细胞由于没有细胞壁，会因过度吸水破裂。发生质壁分离时，充满在细胞膜

13、与细胞壁之间的溶液浓度稍比外界溶液浓度低。发生质壁分离时，植物细胞原生质体体积变小，吸水能力逐渐增强，细胞液浓度逐渐增大。质壁分离复原后，细胞液浓度还是大于外界溶液浓度。质壁分离实验的拓展应用(1)判断成熟植物细胞是否有活性判断成熟植物细胞是否有活性方法： 待测的成熟植物细胞 一定浓度的蔗糖溶液a.若发生质壁分离，则有生物活性分析：镜 检b.若不发生质壁分离，则无生物活性(2)测定细胞液浓度范围测定细胞液浓度范围方法： 待测细胞 一系列浓度梯度的蔗糖溶液细胞液浓度范围介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度范围之间分别 镜检分析：(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度比较不同植物细胞的

14、细胞液浓度方法： 不同植物细胞 同一浓度的蔗糖溶液刚发生质壁分离所需的时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大。镜 检分析：(4)鉴别不同种类的溶液鉴别不同种类的溶液(如如 KNO3 溶液和蔗糖溶液溶液和蔗糖溶液)方法： 成熟植物细胞 不同种类溶液a.质壁分离溶质不能通过半透膜的溶液(如蔗糖溶液)b.质壁分离后又自动复原溶质能通过半透膜的溶液(如KNO3 溶液)镜 检分析：【典例 1】 将紫色洋葱在完全营养液中浸泡一将紫色洋葱在完全营养液中浸泡一段时间，撕取外表皮，先用浓度为段时间，撕取外表皮，先用浓度为 0.3g/mL 的蔗糖溶液处理，的蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，立即将外表皮放

15、入蒸馏水中，细胞发生质壁分离后，立即将外表皮放入蒸馏水中，直到细胞直到细胞中的水分不再增加。在该实验中，蔗糖溶液处理前外表皮细胞中的水分不再增加。在该实验中，蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓度为甲，细胞中的水分不再增加时外表皮细胞液的浓度液的浓度为甲，细胞中的水分不再增加时外表皮细胞液的浓度为乙，则甲、乙的关系，以及实验过程中水分进出细胞的方式为乙，则甲、乙的关系，以及实验过程中水分进出细胞的方式为()A甲甲乙，主动运输乙，主动运输B甲甲乙，被动运输乙，被动运输D甲乙，主动运输甲乙，主动运输B2 ( 易错) 取一洋葱细胞放入大于该细胞细胞液浓度的KNO3 溶液中，一段时间后在显微镜下观察发现该细

16、胞未发生质壁分离，其原因可能是该细胞()B是死细胞 大量吸水 是根尖分生区细胞大量失水质壁分离后又自动复原ACBD1 紫色洋葱表皮细胞发生质壁分紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离后，离后，在显微镜下观察到在显微镜下观察到( )C ABCD.解析：质壁分离后，液泡的颜色变深，D 图中的细胞核不该在液泡中。考点对应练考点对应练2、a、b、c是三个相邻的细胞，已知是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度细胞液浓度 b细胞液浓度细胞液浓度 c细胞液浓度细胞液浓度,如图所示，能正确表示如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（水分在三者之间关系的是（ ）CacbacbacbacbABCD概念的区别原生质层、原生质

17、体和植物细胞原生质层、原生质体和植物细胞扩散与渗透扩散与渗透半透膜与选择透过性膜半透膜与选择透过性膜半透膜是没有活性的有孔的膜，而选择透过性膜有半透膜是没有活性的有孔的膜，而选择透过性膜有生物活性，两者都能控制物质进出生物活性，两者都能控制物质进出。 细细胞膜和其他生物膜具有选择透过性胞膜和其他生物膜具有选择透过性(1)可以让可以让_自由通过。自由通过。水分子离子和小分子(2)一些一些_也可以通过也可以通过。离子、小分子和大分子(3)其他的其他的_则不能通过。则不能通过。三、物质进出细胞的方式1物质跨膜运输的方式高浓度低浓度(1)自由扩散：物质分子从 _一侧运输到 _一侧，不需要能量和载体，如

18、水、CO2、甘油、乙醇等。1415(2)协助扩散：物质分子从 _一侧运输到 _一侧，需要 _的协助，但不需要 _，如葡萄糖进入红细胞。高浓度低浓度载体蛋白消耗能量(3)主动运输：物质分子从 _一侧运输到 _一侧，需要 _的协助，也需要消耗 _，如 K、Na、Ca2、氨基酸等。低浓度高浓度载体蛋白能量16171819202122232大大分子进出细胞的方式分子进出细胞的方式(1) _：如白细胞吞噬大肠杆菌，变形虫吞食有：如白细胞吞噬大肠杆菌，变形虫吞食有机颗机颗粒等。粒等。胞吞(2) _：胰腺细胞：胰腺细胞分泌胰岛素等。分泌胰岛素等。胞吐胞吞和胞吐不属于跨膜运输方式，但与细胞膜的流动胞吞和胞吐不

19、属于跨膜运输方式，但与细胞膜的流动性有关，性有关，且需要消耗能量。且需要消耗能量。( )1.自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？不用。都是顺浓度的梯度跨膜运输。不用。都是顺浓度的梯度跨膜运输。2.自由扩散与协助扩散有什么异同？自由扩散与协助扩散有什么异同？相同：相同：不同：不同：都是顺浓度的梯度跨膜运输，都是顺浓度的梯度跨膜运输，不需要消耗能量不需要消耗能量自由扩散不需要载体蛋白的参与；自由扩散不需要载体蛋白的参与；协助扩散需要载体蛋白的参与。协助扩散需要载体蛋白的参与。3.为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？为什么自由扩散和协助扩散被称为被

20、动运输？ 都是顺物质的浓度梯度进行的，不需要细胞消耗能量。所以，被称为被动运输。都是顺物质的浓度梯度进行的，不需要细胞消耗能量。所以，被称为被动运输。主动运输的生理意义：主动运输的生理意义： 主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，保证了活细胞能够按照生命活动的需中，保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。出代谢废物和对细胞有害的物质。1.物质进出细胞的各种方式的比较物质进出细胞的各种方式的比较方式方式运输方向运输方向（浓度）（浓度）是否需要载体是否需要载体是否消耗

21、能量是否消耗能量举例举例自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散主动运输主动运输高高低低高高低低低低高高不需要不需要需要需要需要需要不消耗不消耗不消耗不消耗消耗消耗O2、CO2 、H2O、甘油、甘油、脂肪酸、乙醇、脂肪酸、乙醇、苯等出入细胞苯等出入细胞葡萄糖葡萄糖进入进入红细胞红细胞无机盐、葡萄无机盐、葡萄糖、氨基酸、糖、氨基酸、进入小肠细胞进入小肠细胞胞吐胞吐不受浓度不受浓度影响影响不受浓度不受浓度影响影响被动运输被动运输胞吞胞吞不需要不需要不需要不需要消耗消耗消耗消耗大分子大分子物质进物质进入细胞入细胞大分子大分子物质排物质排出细胞出细胞分泌蛋白分泌蛋白2.影响跨膜运输的因素影响跨膜运输的因素(1

22、)影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。(2)影响协助扩散的因素影响协助扩散的因素细胞膜内外物质的浓度差。细胞膜内外物质的浓度差。细胞膜上运载物质的载体数量。细胞膜上运载物质的载体数量。(3)影响主动运输的因素影响主动运输的因素载体：载体具有特异性，不同物质的载体不同，不同生载体：载体具有特异性，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目也不同；载体具有饱和现象，物细胞膜上的载体的种类和数目也不同；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载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。能量：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。各种因素的影响如下