浙科版高中生物必修1第三章细胞的代谢第三节物质通过多种方式出入细胞课件

必修1·分子与细胞浙科版高中生物1.被动转运:物质由浓度较高的一侧转运至浓度较低的一侧。2.扩散与渗透第三节物质通过多种方式出入细胞知识点1被动转运不需要消耗能量必备知识清单破

扩散渗透概念扩散是分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象一般来说,水分子通过半透膜的扩散称为渗透举例氧、二氧化碳等气体分子,酒精、甘油等脂溶性物质的跨膜运输水分子通过渗透作用进入红细胞和植物细胞区别条件两处物质相对含量不等a.具有一层半透膜(或选择透过性膜);b.膜两侧溶液存在浓度差结果两处物质相对含量相等半透膜两侧的溶剂分子达到动态平衡联系渗透作用是扩散作用的一种特殊方式3.细胞的渗透吸水与失水

吸水水分子进出平衡失水条件外界溶液中溶质的浓度小于细胞质

(或细胞液)浓度外界溶液中溶质的浓度等于细胞质(或细胞液)浓度外界溶液中溶质的浓度大于细胞质(或细胞液)浓度现象动物细胞涨大甚至破裂

细胞无变化

细胞皱缩植物细胞膨胀

细胞无变化

细胞发生质壁分离特别提醒

a.渗透作用过程中,两溶液间水分子进行双向运动,但最终结果是从低浓度溶液流向高浓度溶

液的水分子数多,当达到动态平衡时,仍存在水分子的进出。b.渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。4.易化扩散(1)概念:需借助载体蛋白将物质从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧的过程。(2)特点①物质由高浓度一侧向低浓度一侧运输。②需要载体蛋白。③不消耗能量。(3)载体蛋白:载体蛋白分子与被转运的分子或离子结合后改变形状,把分子或离子转运至膜的另一侧。将分子或离子释放后,载体蛋白又恢复至原来的形状。载体蛋白具有高度的特异

性,即载体蛋白只与某种或某类溶质(一种分子或离子)进行暂时性、可逆性的结合和分离。特别提醒

a.介导易化扩散的蛋白质有两种,一种是载体蛋白,能够与特定的分子或离子等结合,通过自

身构象的变化,将与它结合的分子转移到膜的另一侧。另一种是通道蛋白,其分子中的多肽

链折叠成通道,通道内带电荷并充满水,形成类似“闸门”结构,当“闸门”开时,通道蛋白形

成一条通道,能允许特定的分子或离子通过。b.水分子通过扩散或易化扩散进出细胞。1.实验原理:植物细胞浸泡在不同浓度的溶液中,由于细胞液浓度与外界溶液中溶质的浓度的

差异,植物细胞可能因为吸水、失水引起细胞形态的变化,这些变化可以通过显微镜观察到。2.实验步骤

知识点2观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象3.实验现象与结论

(1)成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用,当外界溶液中溶质的浓度大于细胞液的浓度

时,细胞通过渗透作用失水,植物细胞出现质壁分离现象。细胞壁与细胞膜之间充满的是外

界溶液。(2)将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中,此时细胞液的浓度高于外界清水的浓度,植物

细胞通过渗透作用吸水,发生质壁分离复原现象。4.实验注意事项(1)必须选用活的成熟植物细胞为实验材料。(2)使用的蔗糖溶液的浓度要适宜。浓度过低,质壁分离不明显,影响观察;浓度过高,会使细胞

在短时间内因失水过多而死亡,无法观察质壁分离复原现象。(3)质壁分离时间不能过长,否则可能会导致不能发生质壁分离复原。(4)不需要设置对照实验。1.概念:细胞把离子或分子从低浓度处运到高浓度处,这类逆浓度梯度的转运称为主动转运。2.特点(1)物质从低浓度处向高浓度处运输。(2)需要消耗能量:主动转运所需的能量来自细胞中的ATP。(3)需要载体蛋白。3.意义:主动转运能够根据细胞的需要转运分子或离子,是细胞最重要的吸收或排出物质的方

式,它可以保持细胞内部某些物质的浓度与周围环境相比有较大的差别。知识点3主动转运需要载体蛋白,并且消耗能量知识点4有些物质通过胞吞、胞吐进出细胞

胞吞胞吐条件细胞摄取或排出某些固体或液体物质特点a.物质通过囊泡转移;b.需要消耗能量;c.不需要载体蛋白方向胞外→胞内胞内→胞外实例变形虫摄食消化腺分泌消化酶1.扩散和渗透都是分子或离子不断运动的现象,这种说法正确吗?2.渗透作用的方向是从水分子数相对较少的一侧进入水分子数相对较多的一侧,这种说法正

确吗?3.将人的成熟红细胞置于等渗溶液中,几乎无水分子进出细胞,这种说法正确吗?知识辨析提示提示提示不正确。扩散是分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象。一般来说,水分子通过半透膜的扩散称为渗透。不正确。渗透作用的方向是从水分子数相对较多的一侧进入水分子数相对较少的一侧。不正确。等渗溶液中出入细胞的水分子相对数相等。4.主动转运方式是将物质从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧,不需要消耗能量,但必须借助

载体蛋白,这种说法正确吗?5.性激素进入细胞的方式是胞吞,葡萄糖进入人红细胞的方式是易化扩散,这种说法正确吗?6.通过胞吐、胞吞方式出入细胞的只能是固体物质,这种说法正确吗?7.进出细胞的物质都通过跨膜转运来实现,这种说法正确吗?提示提示提示提示不正确。易化扩散方式是将物质从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧,不需要消耗能量,但必须借助载体蛋白。不正确。性激素是固醇类物质,进入细胞的方式是扩散,葡萄糖进入人红细胞的方式是易化扩散。不正确。通过胞吐、胞吞方式出入细胞的可以是固体物质,也可以是液体物质。不正确。进出细胞的物质不一定都通过跨膜转运来实现,如胞吞、胞吐。关键能力定点破定点1渗透作用现象及原理分析1.溶质不能通过半透膜的情况(1)初始S1、S2溶液液面等高,若S1溶液浓度大于S2溶液浓度,则单位时间内由S2→S1的水分子

数多于由S1→S2的,外观上表现为S1溶液液面高于S2溶液;若S1溶液浓度小于S2溶液浓度,则情

况相反,外观上表现为S1溶液液面低于S2溶液。(2)在达到渗透平衡后,若存在如图所示的液面差Δh,则S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度。液面

高的一侧形成的压强,会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。2.溶质能通过半透膜的情况

初始半透膜两侧S1、S2溶液液面等高,若S1溶液浓度大于S2溶液浓度,则最初单位时间内

由S2→S1的水分子数多于由S1→S2的。随着溶质的扩散,最终S1溶液和S2溶液浓度相等,外观

上表现为S1溶液液面先上升后下降,最终S1溶液和S2溶液液面持平。若S1溶液浓度小于S2溶液

浓度,则情况相反。典例如图所示渗透装置中,猪膀胱膜允许单糖通过,而蔗糖不能通过。倒置的长颈漏斗中

先装入蔗糖溶液,使其液面与烧杯中液面相平,一段时间后加入蔗糖酶(蔗糖酶能催化一分子

蔗糖水解成一分子葡萄糖和一分子果糖)。该实验过程中,最可能出现的是

(

)A.漏斗中液面开始时先上升,加酶后立即下降B.漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,一段时间后下降C.加酶前后,在烧杯中都可以检测出蔗糖D.加酶后可以在烧杯中检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶B思路点拨

解题关键是审清题意,题中葡萄糖和果糖都能通过猪膀胱膜(半透膜)进入烧杯。解析

长颈漏斗中先装入蔗糖溶液,由于蔗糖不能通过猪膀胱膜,漏斗中液面会上升;加入蔗

糖酶后,蔗糖发生水解反应,生成葡萄糖和果糖,漏斗中糖分子变多,而单糖分子进入烧杯需要

一定的时间,所以漏斗中液面继续上升;一段时间后随单糖分子进入烧杯,漏斗中液面下降,A

错误,B正确。加酶后蔗糖水解,且蔗糖不能通过猪膀胱膜,故在烧杯中不能检测出蔗糖,C错

误。蔗糖酶是蛋白质,不能通过猪膀胱膜,因此烧杯中不能检测出蔗糖酶,D错误。1.发生质壁分离及质壁分离复原的条件(1)活细胞。(2)有细胞壁和大液泡。(3)细胞液与外界溶液有浓度差。2.发生质壁分离及质壁分离复原的原因(1)发生质壁分离的原因①内因:细胞膜及其以内部分伸缩性>细胞壁的伸缩性。②外因:细胞液浓度<外界溶液溶质的浓度,细胞失水。(2)发生质壁分离复原的原因①内因:细胞膜及其以内部分伸缩性>细胞壁的伸缩性。定点2观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象②外因:细胞液浓度>外界溶液溶质的浓度,细胞吸水。3.细胞能否发生质壁分离及质壁分离复原的判断方法(1)从细胞角度分析①具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离及质壁分离复原现象。②死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及质壁分离

复原现象。(2)从溶液角度分析①在溶质可穿膜的溶液(如KNO3溶液、甘油)中,细胞可发生先质壁分离后自动复原现象。②在溶质不能穿膜的溶液中,细胞只会发生质壁分离现象,不能发生自动复原现象。③细胞在高浓度溶液中可发生质壁分离现象,但很可能会因过度失水而死亡,不能再发生质

壁分离复原现象。典例以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象,下列叙述错误的是

(

)A.实验时要观察细胞的大小、中央液泡的大小和细胞膜及其以内部分的位置B.从盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液,在盖玻片另一侧用吸水纸吸引C.用高浓度的乙醇代替蔗糖溶液,细胞质壁分离后一定会发生自动复原D.紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同C思路点拨

明确质壁分离的概念及原因➝明确选择的溶液➝了解高浓度的乙醇会杀死植物

细胞,不能观察到质壁分离现象。解析

质壁分离指的是细胞膜及其以内部分与细胞壁的分离,实验时需要观察细胞的大小、

中央液泡的大小和细胞膜及其以内部分的位置,A正确;从盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液,在盖

玻片另一侧用吸水纸吸引,重复几次使植物细胞浸润在蔗糖溶液中,B正确;高浓度的乙醇对

植物细胞有毒害作用,会杀死植物细胞,用高浓度的乙醇代替蔗糖溶液,不能观察到质壁分离

现象,也不能发生质壁分离的复原,C错误;紫色洋葱鳞片叶外表皮的不同部位细胞液的浓度

可能不同,因此观察到的质壁分离程度可能不同,D正确。1.物质出入细胞的方式的比较定点3物质转运方式的区别和联系运输方式典型图示运输特点被动转运扩散

a.运输方向:A(高浓度)→B(低浓度);b.不消耗能量易化扩散

a.运输方向:A(高浓度)→B(低浓度);b.不消耗能量;c.需要载体蛋白协助主动转运

a.运输方向:A(低浓度)→B(高浓度);b.需要消耗ATP;c.需要载体蛋白协助运输方式典型图示运输特点胞吞、胞吐

a.特点:运输物质需要被囊泡包裹,通过胞吞将物质运至细胞内,通过胞吐将物质运至细胞外;b.消耗能量;c.运输物质的性质:可以是固体,也可以是液体(1)需要载体蛋白:主动转运、易化扩散。(2)小分子物质的运输:被动转运(O2、K+等)、主动转运(葡萄糖、氨基酸、无机盐等)、胞吞

或胞吐(神经递质等)。(3)葡萄糖的转运方式:易化扩散(人体红细胞吸收葡萄糖)、主动转运(小肠绒毛上皮细胞吸

收葡萄糖)。(4)与主动转运有关的细胞器:线粒体、核糖体。2.“三看法”快速判定物质出入细胞的方式典例下列关于物质出入细胞的方式的叙述,错误的是

(

)A.被胞吞的物质不一定是固体物质B.氧气进入红细胞需要血红蛋白的帮助C.物质通过膜扩散,是因为膜两侧的物质存在浓度差D.载体蛋白与被转运的分子或离子结合后会改变形状思路点拨

明确各种物质出入细胞的方式和特点是解题的关键。一般来说,小分子物质跨膜

运输的方式为被动转运和主动转运。被胞吞或胞吐的物质可以是固体,也可以是液体。解析

被胞吞或胞吐的物质可以是固体,也可以是液体,A正确;氧气进入红细胞的方式是扩

散,不需要载体蛋白的帮助,且血红蛋白存在于红细胞中,B错误。B1.物质浓度对跨膜运输速率的影响

(1)图1表示的运输方式为扩散。(2)图2表示的运输方式是易化扩散或主动转运。①若表示易化扩散,则P点之后运输速率不变的原因是膜上载体蛋白的数量有限。②若表示主动转运,则P点之后运输速率不变的原因是载体蛋白的数量或能量供应有限。定点4影响主动转运和被动转运运输速率的因素2.ATP浓度和O2浓度对跨膜运输速率的影响(ATP浓度和O2浓度都与能量供应有关)(1)图1表示的运输方式为扩散或易化扩散,被动转运不需要细胞供能。(2)图2表示的运输方式为主动转运,P点之后运输速率不变的原因是载体蛋白的数量有限。(3)图3表示的运输方式为主动转运,P点之后运输速率不变的原因是载体蛋白的数量有限;Q点时运输速率不为0,是因为细胞在没有氧气的条件下,可通过无氧呼吸供能。典例图中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式,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C解析

由图