高三一轮复习物质跨膜运输的实例与物质跨膜运输的方式 完整版课件PPT

1、 渗透吸水：（自由扩散）吸胀吸水：具有大液泡的植物细胞、动物细胞等，吸水原理：渗透装置。分生区等无大液泡的植物细胞、干种子。吸水原理：亲水性物质：蛋白质淀粉纤维素一、细胞的吸水和失水1、细胞吸水的方式2、渗透作用（1）概念：水分子（或其他溶剂）通过半透膜由低浓度向高浓度扩散。（2）条件：半透膜：玻璃纸、膀胱膜等。浓度差注：半透膜与选择透过性膜的辨析P32浓度差指单位体积中溶质分子数的差，即物质的量浓度差，而不是质量浓度差（3）实验装置、结果及分析实验装置一实验装置二溶液1溶液2溶液一溶液二(1)图中溶质可以是同一种物质，也可以是不同物质。 (2)两侧溶液中的溶质不能通过半透膜，则只是高浓度一侧

2、液面升高；注：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,所以，渗透平衡时液面高的一侧浓度大。(3)两侧溶液中的溶质能通过半透膜，则高浓度一侧液面先是升高，随后又下降，最后两侧液面持平。（4）渗透系统中水分子的运动方向P323渗透系统的应用(1)比较不同溶液浓度大小漏斗内烧杯内溶液浓度MN现象及结论若漏斗内液面上升，则MN若漏斗内液面不变，则MN若漏斗内液面下降，则MN(2)验证渗透作用发生的条件具有半透膜：具有浓度差：(3)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)：烧杯内盛淀粉溶液 漏斗内盛碘液

3、结论 变蓝 不变蓝 碘能通过半透膜，而淀粉不能 不变蓝 变蓝 淀粉能通过半透膜，而碘不能 变蓝 变蓝 淀粉和碘都能通过半透膜 不变蓝 不变蓝 淀粉和碘都不能通过半透膜 A二、动物细胞的吸水和失水半透膜：浓度差：细胞膜取决于外界溶液浓度与细胞质浓度外界溶液浓度细胞质浓度，细胞失水皱缩。外界溶液浓度细胞质浓度，细胞吸水膨胀，甚至涨破。外界溶液浓度=细胞质浓度，细胞水分进出平衡，形态不变。1、根尖的结构根尖:从根的顶端到生有根毛的一段。根冠分生区伸长区成熟区根尖三、植物细胞的吸水和失水421根冠分生区3伸长区成熟区ABCD名称特征功能根尖的结构：根冠分生区伸长区成熟区保护有丝分裂伸长（部分吸收功能）

4、吸收水分和无机盐（主要部位）细胞较大,排列不整齐细胞较小,呈正方形排列紧密细胞迅速伸长中央大液泡，形成导管和根毛2、植物细胞的结构成熟的植物细胞模式图细胞壁细胞膜细胞质液泡膜液泡全透性所含细胞液具一定浓度原生质层（相当于半透膜，具有选择透过性。）注：原生质、原生质层、原生质体 的辨析P32原生质是细胞内生命物质的总称，他的主要成分是蛋白质、核酸、脂质。原生质分化为细胞膜、细胞质和细胞核。 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

5、胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，常用作植物细胞融合的材料。成熟的植物细胞就是一个渗透系统内溶液外界溶液半透膜原生质层细胞膜液泡膜细胞质细胞液细胞壁（全透性、伸缩性小）三、植物细胞的吸水和失水半透膜：浓度差：原生质层取决于外界溶液浓度与细胞液浓度外界溶液浓度细胞液浓度，细胞失水发生质壁分离。外界溶液浓度细胞液浓度，细胞吸水发生质壁分离复原。3、注：1.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。2.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。【训练1】(2011上海理综，20)某同学拟选择一种半透性的膜材料，用于自制渗透计。他采用如图1所示的装

6、置(示意图)，对收集到的四种材料甲、乙、丙和丁进行试验，得到了倒置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线(如图2)。据图分析，该同学应选择的膜材料是()。A甲 B乙 C丙 D丁A1.实验原理：原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞渗透失水，进而发生质壁分离；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。成熟植物细胞原生质层相当于一层半透膜，成熟的植物细胞可以构成一个渗透系统，四、实验：观察植物细胞的质壁分离及复原注：(1)正确选择实验材料：具有大液泡的且液泡带有颜色成熟的活的植物细胞选择有紫色大液泡的洋葱鳞片叶外表皮细胞。若选择洋葱鳞片叶内表皮(无

7、紫色大液泡)进行实验，采用的外界溶液是一定浓度的大分子有颜色溶液，如胭脂红(水溶性大分子食用色素，呈红色)。一般不选择细菌细胞，它能发生质壁分离，但现象不明显。不能选择动物细胞，它无细胞壁，不能发生质壁分离现象。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。浓度过低，不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。使用质量浓度为1 molL-1的KNO3溶液，因为K+和NO3-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)使用质量浓度为1 molL-1的醋酸溶液，则不发生质壁分离及复原现

8、象。因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。0.3 g/mL蔗糖溶液(2)实验试剂使用：2.方法步骤：制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片低倍镜下观察有一个紫色的中央大液泡原生质层紧贴细胞壁滴0.3g/ml蔗糖溶液吸水纸吸引（重复几次）低倍镜下观察中央液泡逐渐变小（紫色加深）原生质层与细胞壁逐渐分离吸水纸吸引滴清水（重复几次）低倍镜下观察中央液泡逐渐变大（颜色变浅）原生质层逐渐贴近细胞壁 3.实验结论：成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用：当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞渗透失水，进而发生质壁分离；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。所以说，成熟的植物细胞与外界

9、溶液可以构成一个渗透系统。失水外界溶液内因：外因：原生质层相当于一层半透膜细胞壁伸缩性小于原生质层质壁分离外界溶液浓度大于细胞液浓度。表现宏观上：坚挺 萎蔫微观上：质 壁 分 离液泡：大小细胞液颜色：浅深原生质层与细胞壁分离4.质壁分离的原因分析：细胞大小基本不变渗透失水5.质壁分离与复原实验的拓展应用：(1)鉴定细胞死活待测成熟植物细胞+适宜浓度的蔗糖溶液(2)测定细胞液浓度范围待测细胞 + 一系列浓度梯度的蔗糖溶液细胞液浓度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之间。(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度不同植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液比较刚刚发生质壁分离时所需时间，判断细胞液浓

10、度大小：时间越短，细胞液浓度越小；时间越长，细胞液浓度越大。发生质壁分离现象活细胞不发生质壁分离现象死细胞鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)成熟相同植物细胞+ 不同种类的溶液只发生质壁分离溶质不能通过半透膜的溶液，如蔗糖质壁分离后又自动复原溶质能通过半透膜的溶液，如KNO3比较一系列溶液的浓度大小相同植物细胞+不同的未知浓度溶液比较刚刚发生质壁分离时所需时间判断未知浓度溶液的浓度大小：时间越短，浓度越大；时间越长，浓度越小。验证原生质层和细胞壁的伸缩性大小观察植物的细胞膜6.细胞吸水和失水原理的应用：合理灌溉：既满足作物对水分的需求，又降低土壤溶液浓度， 利于水分的吸收。盐碱地植物

11、不易成活，一次施肥过多易“烧苗”。糖渍、盐渍食品不易变质，原因是微生物不能在其中生存和繁殖，故能长时间保存。0.9%生理盐水的渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，能维持人体细胞的正常形态和功能。提醒(1)在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原现象的观察。(2)质壁分离时，原生质层的外界面是细胞膜。(3)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。（即实验前后对照）例：植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔结构如图。当组成气孔的细胞（保卫细胞）吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。请以放

12、置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并作出解释。确定实验目的：证明气孔具有开启和关闭功能。根据实验目的确定实验原理：解题思路：确定实验用具和试剂及控制条件：设立对照：设计合理步骤：实验结果的预期和实验分析：根据材料信息：保卫细胞吸水膨胀，气孔开启；保卫细胞失水皱缩，气孔关闭（题干中原理）。可确定本实验应依据渗透作用原理：即当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水皱缩，发生质壁分离；当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水膨胀，发生质壁分离复原（教材中原理）。菠菜叶片表皮。联系质壁分离和复原实验可确定为：清水、浓盐

13、溶液、载玻片、盖玻片、显微镜、吸水纸、滴管、镊子等。无需另设对照组，为自身前后对照。类似于质壁分离和复原实验。验证性实验的实验结果应与实验目的相符，实验分析应与实验原理相对应。根据实验原理确定实验对象：实验材料与主要用具： 菠菜、清水、浓盐水、载玻片、盖玻片、显微镜、吸水纸、滴管、镊子等。实验步骤： 取菠菜叶，用镊子剥取表皮；在载玻片上滴一滴清水，将表皮放入清水中，盖上盖玻片，制成临时装片；将临时装片放在显微镜载物台上，先在低倍镜下找到气孔，移到视野正中央，再换高倍镜进行观察，记录观察到的气孔状态；在盖玻片一侧滴上浓盐水，在另一侧用吸水纸吸取盖玻片下的液体，反复做几次；继续观察气孔的变化，并记

14、录。预测实验结果并作出解释： 在清水中气孔应开启，因为当细胞液浓度大于细胞外溶液浓度时，保卫细胞吸水膨胀变形，气孔开启；在浓盐水中气孔应关闭，因为当细胞液浓度小于细胞外溶液浓度时，保卫细胞失水收缩，气孔关闭。例：甲图为某同学进行实验的开始状态，乙图为实验结束状态，请在乙图所示实验结果的基础上继续进行实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。设计出继续实验的简要步骤： 实验步骤： 向a、b两试管分别加入等量的蔗糖酶溶液，水浴加热（或隔水加热）U形管 吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入斐林试剂，水至适宜温度，观察a、b两管内液面变化； 浴加热（6065），观察A、B试管内有无砖

15、红色沉淀。 如果a、b两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水 如果a、b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀，B试管有砖红色沉解产物能通过半透膜； 淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜。 五、物质跨膜运输的其他实例植物A.对无机盐的吸收B.植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程不同植物对同一离子的吸收能力不同同种植物对不同离子的吸收能力不同人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点：逆浓度梯度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。1、其它实例2、结论（1）细胞膜和其它生物膜一样都是选择透过性膜。（2）它具有的特点：水分子可以自由通过，一些需要的离子和小分

16、子也可以自由通过，其它的离子、小分子、大分子则不同通过。比较根对水和无机盐的吸收的关系区别吸收水分吸收无机盐吸收状态吸收方式选择性吸收动力运输方向1、联系： （1）无机盐的吸收和运输必须溶解在水中（2）无机盐溶于水中后，在导管中由下而上同时运输（3）吸收部位主要在成熟区、伸长区（4）吸收无机盐使细胞液浓度增大，对水的吸收有促进作用。物质出入细胞的方式及影响因素 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耗能量不消耗不消耗消耗图例举例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入细胞红细胞吸收葡萄糖小肠吸收葡萄糖、

17、氨基酸、无机盐等表示曲线(一定浓度范围内)2.大分子物质出入细胞的方式运输方式运输方向运输特点实 例胞吞细胞外细胞内需要能量，不需要载体蛋白白细胞吞噬病菌变形虫吞噬食物颗粒胞吐细胞内细胞外胰腺细胞分泌胰岛素物质跨膜运输具有选择性的原因（或机制）：直接原因：根本原因：不同细胞的细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同。由控制细胞膜上载体蛋白形成的基因（DNA分子）的特异性所决定。物质跨膜运输的影响因素 (2)氧气浓度(1)物质浓度(在一定浓度范围内)(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。【典例2】(2010山东理综，13)由图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种

18、方式，下列表述正确的是()。A脂溶性小分子物质不能通过方式a运输B与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面C方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关D抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响解析本题考查物质跨膜运输的方式的分析与坐标曲线的综合。分析坐标曲线可以看出，a为自由扩散，b为协助扩散(或主动运输)。脂溶性小分子物质通过自由扩散(即方式a)运输，因此A错误；方式a与载体无关，只与浓度有关，因此B错误；方式b的最大的转运速率与载体的种类和数量有关，因此C正确。抑制细胞呼吸，能量供应不足，导致主动运输受阻，而与自由扩散(协助扩散)无关，因此D错误。答案C知识拓展(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同；(2)载体具有饱和现象，当细