2015届《优化方案》高考生物（苏教版）一轮配套课件：第7讲物质的跨膜运输

1、第7讲物质的跨膜运输第二单元细胞的结构和功能2015高考导航考纲点击考情示例物质出入细胞的方式2013新课标全国3、浙江2、北京22012浙江1、海南112011新课标全国4、海南8、27实验：观察植物细胞的质壁分离和复原2013江苏27、福建2实验：通过模拟实验探究膜的透性2013江苏272011新课标全国11质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高()2细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性()3CO2和分子蛋白都能通过细胞膜()4植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成()5当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞一定会发生质壁分离()6海带细胞通过主动运输积累I等溶质，因而不会在海水中

2、发生质壁分离()一、被动运输1扩散高浓度低浓度脂溶性强乙醇载体蛋白载体蛋白葡萄糖顺能量2渗透(1)原理半透膜发生条件具有_膜两侧溶液具有_动物细胞_相当于半透膜_与细胞外溶液构成浓度差植物细胞_相当于半透膜_与外界溶液构成浓度差浓度差细胞膜细胞内溶液原生质层细胞液高于(2)验证项目细胞失水细胞吸水植物细胞动物细胞植物细胞动物细胞条件外界溶液浓度_细胞液浓度外界溶液浓度_细胞质浓度外界溶液浓度_细胞液浓度外界溶液浓度_细胞质浓度现象_皱缩质壁分离后复原膨胀甚至涨破结论细胞的吸水和失水是水分子_跨膜运输的过程高于低于低于质壁分离顺相对含量梯度解惑水分子在细胞膜上总是双向运动的。只不过在细胞吸水时，

3、由外向内扩散的水分子总数多于由内向外扩散的水分子总数。巧记 渗透作用的发生渗透作用要发生，满足条件来促成；半透膜和浓度差，缺少其一都不行。植物细胞需成熟，具备液泡有可能；细胞膜、质、液泡膜，原生质层来组成。放入外界环境中，渗透系统全形成；水分运动啥方向，全由两液浓度定。二、主动运输1主动运输的含义、意义(1)含义：某些物质能逆浓度梯度进出细胞，不仅需要膜上载体蛋白的参与，还需要消耗细胞代谢释放的能量，这种运输方式称为主动运输。(2)意义能保证活细胞按照生命活动的需要，主动选择并吸收营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。对于细胞完成各项生命活动有重要的意义。2物质的运输方式的实例连一连三、内

4、吞和外排1结构基础：细胞膜的流动性。2运输对象：大分子和颗粒性物质。3条件：不需要载体蛋白，需要能量(ATP)。巧记 物质进出细胞的方式跨膜运输三类型，简单、易化和主动，简单、易化高到低，主动运输逆着行；内吞、外排非跨膜，不需载体需耗能，大分子颗粒来进出，全靠膜的流动性。B1人体正常红细胞是呈两面凹陷的圆饼状，现将人体的红细胞分别浸入下列a、b、c三个不同浓度溶液的烧杯内，一段时间后，实验结果如图所示，则a、b、c溶液浓度大小比较正确的是()Aabc Baccb Dabc解析：由于a、b和c内的细胞分别处于膨大、皱缩和保持相对稳定状态，因此a、b、c溶液浓度大小比较是acb。A2(2014江苏

5、苏北四市调研)某同学在做植物细胞质壁分离实验时，观察到紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐缩小，这说明()A洋葱表皮细胞是活细胞B细胞液的溶质透出细胞C蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度D细胞壁收缩导致中央液泡失水解析：活细胞才会发生质壁分离；当细胞具有活性时，细胞膜具有选择透过性，不允许细胞液的溶质透出；由于外界蔗糖溶液的浓度高于细胞液的浓度，导致细胞失水，中央液泡逐渐缩小。B3(2012高考海南卷改编)在动物细胞的物质运输中，属于简单扩散的是()A红细胞中的Na进入血浆B细胞外液中的O2进入肌细胞C细胞外液中的K进入神经细胞D血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞解析：离子跨膜进出细胞的方式多是主动运输。能以

6、简单扩散方式跨膜运输的物质有：CO2、O2、甘油、酒精、苯等，故B选项正确。4(2014山东滨州模拟)据报道，一种被称做“瘦 素 穿肠 蛋白”的药物治疗肥胖，可口服使用，以减轻肥胖症患者肌肉注射的痛苦。小肠上皮细胞吸收该药物最可能的方式为()A渗透作用 B内吞C易化扩散 D主动运输解析：瘦素穿肠蛋白是一种蛋白质，属于生物大分子，其吸收方式最可能是内吞。B1物质跨膜运输方式的辨析 物质出入细胞的方式物质跨膜运输的方式被动运输主动运输简单扩散易化扩散物质运输方向是否需要载体是否消耗能量高浓度低浓度高浓度低浓度低浓度高浓度不需要需要需要不消耗不消耗消耗ATP物质跨膜运输的方式被动运输主动运输简单扩散

7、易化扩散图例模型举例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等红细胞吸收葡萄糖小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等2.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内吞外排细胞外细胞内白细胞、巨噬细菌等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)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 CA在图1 ae过程中，代表细胞排钠过程的是eB在图1所示的结构中，主要由A物质决定着不同生物膜的功能差异C与图2中曲线 相符的过程是图1中的过程a或eD细胞膜在结构上具有一定的流动性，功能上具有选择透过性尝试解答_解析细胞排钠过程为主动运输，需要载体和能量，可用图中e

8、表示，A项正确；生物膜的功能主要取决于其上蛋白质种类和数目的差异，B项正确；图2中曲线 代表主动运输，需要载体和能量，又因为细胞内浓度逐渐增大，只能表示图1中的过程a，C项错误；细胞膜的结构特点为流动性，功能特性是选择透过性，D项正确。知识延展 影响跨膜运输的因素分析(1)物质浓度(在一定的浓度范围内)(2)氧气浓度(3)温度温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会影响物质跨膜运输的速率。突破下列据图所作出的说明错误的是()DA图1说明该物质跨膜运输时会出现饱和现象B图2说明此物质进出细胞时需要消耗能量C图3说明该离子跨膜运输的方式为主动运输D图4说明该植物吸收K不需要载体协助思维导图尝试解

9、答_解析图1所示物质的运输方式需要载体蛋白，不消耗能量，为易化扩散，易化扩散受载体数目的限制，有饱和现象；当细胞外液浓度低于细胞内液浓度时，随时间的推移，细胞内液的浓度还在逐步增加，说明该物质可以从低浓度一侧进入高浓度一侧，所以此物质进入细胞的方式是主动运输，需要消耗能量；图3中矿质离子的跨膜运输有两个特点：一是逆浓度梯度，二是消耗ATP，故应为主动运输；O2浓度影响植物的呼吸作用，从而影响ATP的产生，从图中可以看出该物质的吸收速率受O2浓度的影响，说明吸收K需要耗能，O2浓度达到一定程度后，K吸收速率不再随着O2浓度的增加而增加，说明该过程需要载体协助。渗透系统的组成分析渗透作用的原理和应

10、用项目渗透作用模型植物细胞渗透系统图解组成条件半透膜种类：可以是生物性的选择透过性膜，也可以是物理性的过滤膜；特性：允许水分子及小分子通过，不允许蔗糖等大分子通过原生质层相当于半透膜浓度差半透膜两侧的溶液体系(S1，S2)细胞液(S1)与外界溶液(S2)之间项目渗透作用模型植物细胞渗透系统渗透作用发生发生特点S1S2漏斗内液面上升细胞吸水；可发生质壁分离复原S1S2水分进出平衡；液面不变细胞既不吸水也不失水(1)水分子总是由溶液浓度低的部位向浓度高的部位渗透；(2)半透膜两侧溶液浓度差是渗透作用发生的动力，既决定着渗透的方向，又决定着渗透的速度，即浓度差越大，渗透越快【高考警示】(1)漏斗内外

11、液面差 的大小取 决于起 始S1溶 液和S2溶液的浓度差。(2)达到平衡后，只要存在液面差，此时的S1溶液和S2溶液之间就存在浓度差，用于维持液面高度差产生的压强。(3)动物细胞与外界溶液也可以构成一个渗透系统，其中细胞膜相当于半透膜，当细胞液与外界溶液之间存在浓度差时，也会发生渗透失水(细胞皱缩)或吸水，甚至出现吸水涨破现象。DA图1体现了半透膜的选择透过性B图甲中水柱a先上升后下降C图乙中水柱b先上升后不变D平衡后水柱a的高度高于水柱b尝试解答_解析人工制成的半透膜如玻璃纸，没有生物活性，不具有选择透过性，A项错误；由于蔗糖不能透过半透膜，故水柱a表现为先上升，后保持不变，B项错误；葡萄糖

12、能透过半透膜，水柱b表现为先上升，后由于葡萄糖透过半透膜进入清水中，水柱b将下降，C项错误。(1)甲中水柱a上升的速率主要取决于什么？(2)若在乙中的清水中加入斐林试剂后，溶液的颜色有何变化？(1)蔗糖的浓度大小。(2)没发生变化。(没水浴加热，不变色)。方法探究 验证渗透作用发生的条件(1)具有半透膜：(2)半透膜两侧溶液具有浓度差：突破 如下图所示，溶液X中含有绿色染料，溶液Y中含有红色染料，溶液Z中含有蓝色染料。实验开始时，两支漏斗中溶液液面的高度一样，10 min后观察的结果是：溶液X液面上升，溶液Y液面下降；溶液X中只有绿色染料，溶液Y中含有了红色和蓝色染料，溶液Z中含有了绿色和蓝色

13、染料。下列有关描述中，正确的是()A溶液Z的浓度最高B溶液Y的浓度最低C溶液Y中的溶质分子能够通过半透膜进入溶液X中D溶液Z中的溶质分子能够通过半透膜进入溶液X中尝试解答_B解析从实验结果入手分析：由“溶液X液面上升，溶液Y液面下降”可知，三种溶液的浓度为XZY。从染料的情况看：可知，溶液X中的绿色染料能够通过半透膜进入溶液Z中，溶液Z中的蓝色染料能够通过半透膜进入溶液Y中。1实验原理(1)一个处于外界溶液中的成熟植物细胞和外界溶液构成一个渗透系统。原生质层相当于一层半透膜，细胞液具有一定的浓度，与外界溶液能够产生浓度差。(2)原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。(3)当外界溶液浓度大于细胞液

14、浓度时，细胞渗透失水，进而发生质壁分离。(4)当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞渗透吸水，发生质壁分离复原。观察植物细胞的质壁分离和复原2实验步骤3注意事项(1)实验选材：选用的植物细胞要有中央大液泡，质壁分离及复原现象明显。细菌细胞也能发生质壁分离，但现象不明显。动物细胞没有细胞壁，不发生质壁分离现象。(2)实验试剂的使用：若使用浓度过高的蔗糖溶液，则质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，使细胞过度失水而死亡。若使用质量浓度为1 molL1的KNO3溶液，因为K和NO均可被细胞吸收，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。若使用质量浓度为1 molL1的醋酸溶液，则

15、不发生质壁分离及复原现象。因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。(3)操作注意事项：观察细胞质壁 分离状态 时，时间不 要过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响复原现象的观察。(4)本实验是对照实验，无对照组，滴加溶液前的镜检与滴加溶液后的镜检形成自身对照。4拓展应用(1)判断成熟植物细胞的死活待测成熟植物细胞一定浓度的蔗糖溶液1某同学在实验室中做“观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原”实验时，在老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表：实战演练对上表的推断或解释不正确的是 ()Ax为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于原生质层By为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死Cz

16、为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅D组细胞大小无变化是因为细胞渗透吸水量等于失水量解析：由于细胞壁伸缩性弱于原生质层，植物细胞在一定浓度蔗糖溶液中发生质壁分离，但如果蔗糖溶液浓度过高(如0.5 gmL1)，可能导致植物细胞失水过多死亡，A、B项正确；在1 molL1 KNO3溶液中，细胞先发生质壁分离，后来细胞吸收K和NO使细胞液浓度升高而发生自动复原，再滴加清水，细胞会吸水，体积稍增大，C项正确；在1 molL1醋酸溶液中，植物细胞死亡，D项错误。D2.将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，1分钟后进行显微观察，结果见右图。下列叙述错误的是()A图中L是细胞壁，M是液泡，N是

17、细胞质B将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原C实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异D洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料A解析：题干所示图像为洋葱鳞片叶表皮 细 胞发生 质壁分 离 后的图像，L为细胞壁，M为液泡，N为细胞壁和细胞膜之间的物质，不是细胞质，A项错误。将该细胞浸润在清水中，清水浓度小于细胞液浓度，则细胞吸水，发生质壁分离复原现象，B项正确。质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液可透过细胞壁，但不能透过细胞膜，说明二者在物质透过性上存在显著差异，C项正确。洋葱根尖分生区细胞无大液泡，不能发生质壁分离现象，故不能作为该实验的实验材料，D项正确。典例示法(20

18、13高考江苏卷改编)如图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时的液面差为h，此时S1和S2浓度大小关系为_。(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的_，两者在物质透过功能上的差异是_。(3)为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。实验材料：紫色洋葱。实验器具： 如图所示的渗透装置(不含溶液)，光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。实验试剂： 蒸馏水，0.3 g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。部分实验步骤和结果如下：a选两套渗透装置，标上

19、代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有_(填代号)。b选两片洁净的载玻片，_，在载玻片中央分别滴加_，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。c观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是_。(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是_。错答分析序号错答展示错因分析“相等”不理解“渗透平衡”的含义，此时S1的浓度应大于S2。S2对半透膜产生的静水压应与h高的液柱对半透膜产生的压强相等“

20、细胞膜”或“原生质”对原生质层概念的理解不准确。原生质层是细胞膜、液泡膜及两层膜间的细胞质“后者具有活性”“Y”未审清题意。装置中漏斗封口上的膜为半透膜，离子如K、NO可以自由通过序号错答展示错因分析填不出内容或“清洗干净”未理解命题意图。分组须编号“清水”或“自来水”应根据所给材料进行答题“质壁分离自动复原”应注意所给材料的不同，即蔗糖溶液和KNO3溶液。两种溶液的浓度都高于细胞液，所以都应出现质壁分离现象“KNO3溶液中的细胞不会出现质壁分离”答题不到位。应把溶液中的细胞整个动态的变化过程描述出来正确答案(1)S1S2(2)原生质层原生质层能主动运输有关物质而半透膜不能(3)a.Xb标号蒸

21、馏水c质壁分离(4)KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原易错点1原生质层和原生质体的辨析点拨(1)原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜。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两部分，且仅存在于成熟的植物细胞中。(2)原生质体是去除了植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构。可以认为原生质体包括原生质层、细胞液和细胞核三部分。误区辨析易错点2半透膜和选择透过性膜的辨析点拨(1)区别：半透膜是无生命活性的物理性膜，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，物质能否通过取决于分子的大小。选择透过性膜是具有生命活性的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。(2)共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。易错点3渗透系统中水分子的运动方向点拨渗透系统半透膜两侧水分子不是单方向移动的。渗透平衡时，半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，不能认为没有水分子移动。渗透不平衡时，单位时间内水分子透过半透膜相互渗透，表现为净速度是水从自身含量高(低浓度溶液)一侧向自身含量低的一侧运动。易错点4Na、K跨膜运输的方式点拨Na、K等无机盐离子一般以主动运输的方式进出细胞，但也