2025届高三生物一轮复习课件:细胞的物质输入与输出_第1页
2025届高三生物一轮复习课件:细胞的物质输入与输出_第2页
2025届高三生物一轮复习课件:细胞的物质输入与输出_第3页
2025届高三生物一轮复习课件:细胞的物质输入与输出_第4页
2025届高三生物一轮复习课件:细胞的物质输入与输出_第5页
已阅读5页,还剩82页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

细胞的基本结构第二单元一轮总复习第三讲:细胞的物质输入和输出考点一被动运输水进出细胞的原理——渗透作用上升的液面清水蔗糖溶液玻璃纸(半透膜)半透膜:一类只允许离子和小分子物质通过(如水分子、O2、CO2、甘油、葡萄糖、氨基酸),而较大分子物质(如蔗糖、淀粉、蛋白质等)不能通过的一类多孔性膜(如膀胱膜、玻璃纸、羊皮纸),物质能否通过只与孔径大小有关。辨析渗透作用与扩散作用渗透作用扩散作用区别概念水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散物质从相对含量多的地方到相对含量少的地方的自由运动物质是否穿膜方向联系水等溶剂分子所有物质(溶剂、溶质分子及气体分子)需穿过半透膜与半透膜无关宏观:低浓度溶液→高浓度溶液分子密度高→分子密度低渗透作用是扩散作用的一种特殊方式微观:水分子的移动是双向一直进行的辨析半透膜与选择性透过膜半透膜选择透过性膜概念物质透过取决于特点实例允许一部分物质通过,不允许另一部分物质通过的多孔性膜玻璃纸(赛璐玢)、卵壳膜、膀胱膜、生物膜根据生命活动的需要,决定物质分子是否通过的生物膜半透膜上的孔径大小①具有选择性②不具生物活性(由孔径大小决定)生物膜上载体蛋白的种类和数量①具有选择透过性②具生物活性(根据生命活动需要进行)表现:水分子可自由通过,一些离子和小分子也可以通过,而其他离子、小分子和大分子不能通过生物膜渗透系统分析由于蔗糖溶液渗透压越大,对水的吸引力越强,因此单位时间内,进入漏斗内的水分子数多于进入烧杯中的分子数,最终使漏斗管内的液面升高。不会。随着液面上升,水柱产生的静水压逐渐增大,当其等于蔗糖对水分子的渗透压时,该渗透系统达到渗透平衡,此时半透膜两侧水分子交换速率相等,液面不再升高。(1)漏斗管内的液面为什么会升高?(2)如果漏斗管足够长,管内的液面会无限升高吗?(3)渗透装置中,当漏斗内溶液不再上升时,半透膜两侧的溶液浓度相同吗?不同。渗透作用达到平衡时,水分子通过半透膜的双向扩散速率相等,漏斗内蔗糖溶液的浓度仍高于烧杯中清水的浓度。渗透系统分析(注:溶质分子不能通过半透膜)溶液浓度单位时间内水分子移动数外观表现S1>S2S1液面上升,上升速度为

,最终停止上升S1<S2S1液面下降,下降速度为

,最终停止下降在达到渗透平衡后,半透膜两侧仍有水分子的移动。若存在液面差Δh,则S1溶液浓度仍大于(或小于)S2。因为液面高的一侧形成的压强,会抑制水分子由低浓度一侧向高浓度一侧的扩散。S2→S1>S1→S2先快后慢S2→S1<S1→S2先快后慢验证渗透作用发生的两个条件渗透系统分析ABB液面更高。溶液体积大,吸收水多。液面一样高,A先于B平衡,A半透膜面积大,吸水快渗透系统分析:“U”型管问题10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大,因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液较多,右侧液面升高液面不变①半透膜只允许水分子通过右侧液面继续升高并达到新的平衡+蔗糖酶蔗糖被水解为两分子单糖,导致左侧浓度升高,水分子由10%葡萄糖溶液→10%蔗糖溶液较多,则左侧液面升高,最终高于右侧①半透膜只允许水分子通过液面稳定后,将右侧液面高出部分吸走渗透系统分析:“U”型管问题渗透系统分析:“U”型管问题②半透膜允许水分子和溶质通过A半透膜B如图U型管中,中央有一半透膜,允许水和葡萄糖分子通过,不允许蔗糖分子通过,试分析下列情况中A侧液面高度变化情况。④A侧为1mol·L-1淀粉溶液,B侧为1mol·L-1蔗糖溶液③A侧为质量分数10%葡萄糖溶液,B侧为10%蔗糖溶液①A侧为质量分数为10%蔗糖溶液,B侧为20%蔗糖溶液A侧液面下降、且最后保持不变,10%<A侧溶液浓度<B侧溶液浓度<20%先A高于B,后B高于AA侧液面不变②A侧为质量分数为20%蔗糖溶液,B侧为30%蔗糖溶液,一段时间后在A侧加微量蔗糖酶(不影响溶液浓度)。A侧液面先下降,后上升,最后又下降,最终低于B侧葡萄糖溶液葡萄糖溶液B侧液面先上升,后下降,最终与A侧持平渗透系统分析:“U”型管问题“U”形管中水分子移动方向的判断方法(1)膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高,低的一侧渗透压低,水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。(2)两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜,若不能,则只是高浓度一侧液面升高;若能,则先是高浓度一侧液面升高,随后另一侧液面升高,最后两侧液面持平。(3)如果溶质分子不能透过半透膜,则在达到渗透平衡时,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,会阻止溶剂分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。渗透原理的应用:(一)比较不同溶液浓度的大小漏斗内烧杯内溶液浓度MN现象及结论①若漏斗内液面上升,则M>N②若漏斗内液面不变,则M=N(无液面差时)③若漏斗内液面下降,则M<N渗透原理的应用:(二)探究物质能否通过半透膜烧杯内盛淀粉溶液漏斗内盛碘液结论变蓝不变蓝不变蓝变蓝变蓝变蓝不变蓝不变蓝碘能通过半透膜,而淀粉不能淀粉能通过半透膜,而碘不能淀粉和碘都能通过半透膜淀粉和碘都不能通过半透膜渗透原理的应用——即学即练例1.如图A所示的甲、乙、丙三个渗透装置中,三个漏斗颈的内径相等,漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液,且漏斗内液面高度相同,漏斗口均封以半透膜,置于同一个水槽的清水中。三个渗透装置半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积不同,如下表所示。图B中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。曲线1、2、3与甲、乙、丙三个装置的对应关系应是()装置编号甲乙丙半透膜面积SS/2S蔗糖溶液体积TT2TA.1—乙;2—甲;3—丙

B.1—丙;2—甲;3—乙C.1—甲;2—乙;3—丙

D.1—丙;2—乙;3—甲B水进出细胞的实例:动物细胞的吸水和失水原理:动物细胞与外界溶液构成一个渗透系统①半透膜:②浓度差:细胞膜细胞质与外界溶液具有浓度差医用生理盐水浓度为0.9%,其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当,可以使人体细胞保持正常的形态和功能。细胞吸水膨胀细胞失水皱缩细胞形态不变细胞吸水还是失水取决于:外界溶液浓度与细胞质浓度的差值水进出细胞的实例:植物细胞的吸水和失水成熟的植物细胞全透性,伸缩性小原生质层有一定浓度,与外界溶液能形成一定的浓度差伸缩性大,具有选择透过性成熟的植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液。水进出细胞的实例:植物细胞的吸水和失水当外界溶液浓度___细胞液浓度时,细胞发生质壁分离现象当外界溶液浓度___细胞液浓度时,细胞吸水膨胀,由于存在细胞壁,细胞不会涨破当外界溶液浓度___细胞液浓度时,细胞维持正常形态><=①半透膜:②浓度差:原生质层细胞液与外界溶液之间的浓度差原理:植物细胞与外界溶液构成一个渗透系统水进出细胞的实例:植物细胞的吸水和失水吸胀吸水渗透吸水举例:未成熟植物细胞、干种子等细胞结构特点:没有形成大的中央液泡条件:成熟的中央有液泡的植物细胞细胞结构特点:细胞质有大液泡;细胞壁具全透性;原生质层具选择透过性;细胞液具有一定浓度原理:靠细胞内的亲水性物质(蛋白质、淀粉、纤维素)吸收水分实例:成熟的植物细胞原理:具选择透过性膜和浓度差主要的吸水方式植物细胞水进出细胞的实例——即学即练例1.以下哪种情况会发生渗透作用()①干种子萌发时的吸水

②萎蔫的青菜放进清水中变得硬挺③根毛细胞吸水

④水由气孔进入外界环境⑤插在花瓶中的花枝由瓶中吸水⑥洋葱表皮细胞放在盐水中发生质壁分离⑦兔的血液红细胞放在盐水中发生皱缩①②③⑤⑦

B.②③⑤⑥⑦C.②③④⑥⑦ D.②③⑥⑦D水进出细胞的实例——即学即练例2.[2020·全国卷Ⅱ]取某植物的成熟叶片,用打孔器获取叶圆片,等分成两份,分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中,得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时,检测甲、乙两组的溶液浓度,发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的()A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高B.若测得乙糖溶液浓度不变,则乙组叶细胞的净吸水量为零C.若测得乙糖溶液浓度降低,则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离D.若测得乙糖溶液浓度升高,则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组D物质进出细胞的方式:(一)被动运输特点:物质顺浓度梯度跨膜运输,不消耗能量,无需膜转运蛋白协助。a.方向:高浓度→低浓度b.动力:浓度差c.实例:氧气、二氧化碳、氮气、水、尿素、甘油、乙醇、苯等(气体、水、脂溶性小分子)(1)自由扩散(简单扩散):物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式被动运输:物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量物质进出细胞的方式:(一)被动运输物质进出细胞的方式:(一)被动运输(2)协助扩散(易化扩散):借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式转运蛋白类型特点实例载体蛋白通道蛋白①只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过。②每次转运时都会发生自身构象的改变。分布在许多组织细胞膜上的葡萄糖转运蛋白。①只容许与自身通道直径和形状相适配,大小和电荷相适宜的分子或离子通过。②运输物质通过通道时,不需要与其结合。但通道蛋白具有开闭性。水通道离子通道水分子更多的的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞水通道蛋白的结构模式图物质进出细胞的方式——即学即练例1.毛细血管内被红细胞运输的O2进入组织细胞被利用需穿越几层生物膜()A.11B.9C.7D.6D例2.血浆中的葡萄糖分子被肾小球滤出形成原尿,原尿中葡萄糖分子被肾小管重吸收送回血浆共穿越几层生物膜()A.4B.8C.11D.16B教材课后习题P67

一、概念检测1.物质跨膜运输的方式与物质的特点和细胞膜的结构有关。判断下列有关物质跨膜运输的表述是否正确。(1)细胞膜和液泡膜都相当于半透膜。()(2)水分子进入细胞,是通过自由扩散方式进行的。()(3)载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时,其作用机制是一样的。()2.基于对植物细胞质壁分离原理的理解判断,下列各项无法通过质壁分离实验证明的是()A.成熟植物细胞的死活 B.原生质层比细胞壁的伸缩性大C.成熟的植物细胞能进行渗透吸水 D.水分子可以通过通道蛋白进入细胞×√×D教材课后习题3.假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中,两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高,在显微镜下连续观察,可以预测甲乙两细胞的变化是()A.甲乙两细胞发生质壁分离后,不发生质壁分离复原B.甲乙两细胞都发生质壁分离,但乙细胞很快发生质壁分离复原C.只有乙细胞发生质壁分离,但不会发生质壁分离复原D.甲乙两细胞发生质壁分离,随后都很快发生质壁分离复原B教材课后习题二、拓展应用1.细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。现提供紫色洋葱鳞片叶表皮细胞,请设计实验,测定该细胞的细胞液的浓度相当于多少质量分数的蔗糖溶液。写出你的实验思路,并分析其中的基本原理。2.温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率吗?请你提出假设,并设计检验该假设的实验方案。可以配制出一系列浓度梯度的蔗糖溶液。将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于配好的各种浓度的蔗糖溶液中适当时间后用显微镜观察细胞质璧分离情况。记录刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度,以及刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度。据此推算出细胞液浓度应介于这两个浓度之间。假设:温度变化会影响水分子通过半透膜的扩散速率。可以借用本节“问题探讨”中的渗透装置进行实验。将该渗透装置置于不同温度的环境中,通过比较不同温度下漏斗管内液面上升速度的快慢,判定温度是否影响水分子的扩散速率。实验中要注意排除各种无关变量的干扰,如置于不同温度中的漏斗内的蔗糖溶液的量和浓度必须相等,以确保实验的准确性。第三讲:细胞的物质输入和输出考点二实验:探究植物细胞的吸水和失水实验:探究植物细胞的吸水和失水(1)实验材料的选择:①

成熟的植物活细胞,保证细胞具有中央大液泡和原生质层。②

细胞液或细胞质应具有颜色,紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液为紫色。(2)外界溶液的选择:①对细胞无害。盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞,不适于用作实验试剂。②常选用质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液作为外界溶液,原因是该浓度的蔗糖溶液既能使细胞发生明显的质壁分离,又不会导致细胞过快死亡。实验:探究植物细胞的吸水和失水(3)实验原理:半透膜大液泡(大→小)细胞液颜色(浅→深)原生质层与细胞壁分离宏观上:植物由坚挺→萎蔫微观上:质壁分离表现实验:探究植物细胞的吸水和失水(4)实验步骤:紫色细胞壁质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液缩小变深原生质层分离清水变大变浅贴近显微镜载物台上操作观察细胞的正常形态观察质壁分离观察质壁分离的复原实验:探究植物细胞的吸水和失水(5)实验现象:滴加蔗糖溶液滴加清水质壁分离质壁分离复原对照组实验组对照组实验组第二次对照第一次对照形成两组自身前后对照实验实验:探究植物细胞的吸水和失水失水吸水

蔗糖溶液清水质壁分离内因:①原生质层伸缩性比细胞壁大②原生质层相当于半透膜具有选择透过性外因:外界溶液浓度>细胞液浓度质壁分离复原内因:同上外因:外界溶液浓度<细胞液浓度问:若用适宜浓度的KNO3溶液进行该实验,结果会发生质壁分离与复原吗?请简述原因。会。开始外界溶液浓度较大,细胞发生质壁分离;细胞主动运输形式吸收K+和NO3-后,随着细胞液浓度增大,质壁分离又会自动复原。实验:探究植物细胞的吸水和失水将若干生理状况基本相同,长度为3cm的鲜萝卜条分为四组,分别置于三种浓度的溶液(即0.3g/mL蔗糖溶液,0.3g/mLKNO3溶液及0.5g/mL蔗糖溶液)(实验组)和清水(对照组)中,测量每组萝卜条的平均长度,结果如图。(1)依据图示四条曲线变动趋势,推测a~d依次为哪种溶液?清水组a:萝卜条长度增加,说明细胞吸水b:清水处理前已自行发生质壁分离复原,说明细胞会主动吸收该溶液的溶质KNO3溶液c:清水处理后发生质壁分离复原,说明细胞不会主动吸收该溶液的溶质0.3g/mL蔗糖溶液d:清水处理后不发生质壁分离复原,说明细胞质壁分离过度而死亡0.5g/mL蔗糖溶液(2)对照组中萝卜条长度增加较少的原因是什么?细胞壁伸缩性较小,限制细胞胀大实验:探究植物细胞的吸水和失水(1)从细胞角度分析:

①具有

才可发生质壁分离现象

不发生质壁分离现象(2)从溶液角度分析:

①在溶质可穿膜的溶液中细胞会发生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,不能自动复原

③在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象,但会因过度失水而死亡不再复原

④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞,不适于做质壁分离实验的溶液(一定浓度的KNO3、尿素、甘油等)(3)质壁分离、质壁分离复原程度与植物细胞吸水能力关系?分离程度越大,吸水能力越强;复原程度越大,吸水能力越弱中央大液泡的成熟植物细胞死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞判断细胞是否发生质壁分离及复原时的规律实验:探究植物细胞的吸水和失水——原理应用(3)判断细胞的死活(1)证明原生质层是半透膜(2)证明原生质层的伸缩性大于细胞壁实验:探究植物细胞的吸水和失水——原理应用(4)比较不同植物细胞的细胞液浓度(5)比较未知浓度溶液的浓度大小实验:探究植物细胞的吸水和失水——原理应用(6)测定细胞液浓度范围(7)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)实验:探究植物细胞的吸水和失水——即学即练例1.持续观察在0.3g/mL蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞,发现中央液泡逐渐变小,说明()A.细胞壁是一层半透膜

B.洋葱表皮细胞已经死亡C.蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度

D.细胞液的浓度逐渐增大D例2.将洋葱鳞片叶放在0.45mol/L蔗糖溶液中,细胞发生质壁分离;放在0.35mol/L的蔗糖溶液中,细胞有胀大趋势,放在0.4mol/L的蔗糖溶液中,细胞几乎不发生变化,这表明()A.洋葱表皮细胞已经死亡

B.细胞膜不允许水分子自由通过C.蔗糖分子进入细胞导致渗透平衡

D.细胞液浓度为0.4mol/L左右D实验:探究植物细胞的吸水和失水——即学即练例3.将不同植物的三个未发生质壁分离的细胞置于同一蔗糖溶液中,形态不再变化后的细胞图像如下图。则有关各细胞实验前细胞液浓度的判断,正确的是()A.甲>乙>丙B.乙>甲>丙C.乙>丙>甲D.丙>甲>乙B实验:探究植物细胞的吸水和失水——即学即练例4.[2022·全国甲卷]植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞,分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中,当水分交换达到平衡时观察到:①细胞a未发生变化;②细胞b体积增大;③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换,下列关于这一实验的叙述,不合理的是()A.水分交换前,细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度B.水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞cC.水分交换平衡时,细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度D.水分交换平衡时,细胞c的细胞液浓度等于外界糖溶液的浓度C实验:探究植物细胞的吸水和失水——即学即练例5.[2023·长沙模拟]科研人员将A、B两种植物的成熟叶片置于不同浓度的蔗糖溶液中,培养相同时间后检测其重量变化,结果如图所示。下列相关描述错误的是()A.甲浓度条件下,A植物细胞的液泡体积变小B.乙浓度条件下,A、B两种植物的成熟细胞处于质壁分离状态C.两种植物细胞液浓度的大小关系为B>AD.五种蔗糖溶液浓度的大小关系为丙>戊>甲>丁>乙D乙>丁>甲>戊>丙第三讲:细胞的物质输入和输出考点三主动运输与胞吞、胞吐离子跨膜运输实例分析资料一:①该过程中水稻是否吸收Mg2+、Ca2+,番茄是否吸收SiO44-?培养一段时间后,水稻培养液中Ca2+和Mg2+浓度、番茄培养液中SiO44-离子浓度为何高于初始值?②该实验方案中自变量什么?探究目的是什么?水稻吸收Ca2+、Mg2+,番茄也吸收SiO44-,植物吸收离子同时也在吸收水,对水的吸收量比相应离子多,从而导致培养液中相应离子的浓度增大

。离子种类(Mg2+、Ca2+、SiO44-)植物种类(番茄与水稻)探究不同植物对同一离子吸收状况(不同)及同一植物对不同离子吸收状况(不同)离子跨膜运输实例分析资料一结论:①吸收水和无机盐是两个相对独立的过程。②同一植物吸收不同离子与不同植物吸收同种离子是有差异的。资料二结论:①碘的跨膜运输方向可以是逆相对含量梯度。资料三结论:①同一微生物吸收不同离子与不同微生物吸收同种离子是有差异的。离子跨膜运输实例分析(1)水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的。(2)其他物质的跨膜运输并不都是顺相对含量梯度,这取决于细胞生命活动的需要。(3)细胞对物质的输入与输出是有选择性的。细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜结构基础:细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同(生物膜的功能特点)①水分子可以自由通过;②一些离子和小分子也可以通过;③其他的离子、小分子和大分子则不能通过。物质进出细胞的方式:(二)主动运输主动运输:物质逆浓度梯度跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应释放所释放的能量。①

植物根部细胞吸收无机盐离子②

甲状腺细胞吸收碘离子③

动物细胞吸收钾离子和排出钠离子(Na-K泵)④小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖逆浓度运输物质进出细胞的方式:(二)主动运输Na+、K+和Ca2+等离子和其他物质在逆浓度梯度跨膜运输时,首先要与膜上载体蛋白的特定部位结合。由于不同离子或分子的大小和性质不同,不同蛋白质的空间结构差别也很大,所以一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。离子或分子与载体蛋白结合后,在细胞内化学反应释放的能量推动下,载体蛋白的空间结构发生变化,就将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来,载体蛋白随后又恢复原状,又可以去转运同种物质的其他离子或分子。像这样,物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输。物质进出细胞的方式:(二)主动运输Na+-K+泵H+泵ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶①ATP驱动泵【ATP直接供能】物质进出细胞的方式:(二)主动运输物质进出细胞的方式:(二)主动运输钠钾泵:每次转运三个Na+到细胞外,2个K+到细胞内,以维持细胞内高浓度的K+(低浓度的Na+)与细胞外高浓度的Na+,此过程需要消耗能量物质进出细胞的方式:(二)主动运输正常气管囊性纤维化气管囊性纤维病患者支气管被异常的黏液堵塞,常于幼年时死于肺部感染囊性纤维病患者CFTR蛋白(一种转运蛋白)异常物质进出细胞的方式:(二)主动运输②

协同(偶联)转运蛋白【ATP间接供能】如图:小肠上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时,没有直接消耗ATP,而是利用Na+浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的,而Na+—K+需要消耗ATP。物质进出细胞的方式:(二)主动运输③光驱动泵主要在细菌细胞中发现,对溶质的主动运输与光能的输入相偶联,如菌紫红质利用光能驱动H+的转运。因为光能驱动比较少见,在此不作赘述。物质进出细胞的方式:(二)主动运输载体蛋白:能够与特异性物质结合,通过自身构象的变化,将与它结合的物质转移到膜的另一侧。有高度的特异性有饱和现象有竞争抑制性载体上有结合位点,只能与某一种物质进行暂时、可逆的结合或分离。而且,一个特定的载体只运载一种类型的化学物质,甚至一种分子或离子。载体蛋白质分子的数目或每一载体分子上能与其物质结合的位点的数目是固定的,于是出现了饱和,不能使载运量随底物浓度增加而无限增加。两种物质的结构如果相似,它们会竞相与载体结合,甲多结合一个,乙就少结合一个。物质进出细胞的方式:(二)主动运输势能的作用分子本身存在势能,其大小主要决定于溶液浓度,平常所说的不消耗能量只是指分子势能以外的能量。ATP泵的作用离子泵直接消耗ATP完成主动运转。以钠泵为例,没有Na+由高浓度膜外进入膜内,就不会出现葡萄糖逆浓度梯度进入膜内。此过程所需能量来自膜内外Na+的势能差,但造成这种势能差的钠泵活动是要分解ATP的,即能量间接来自ATP。电势能的作用细胞膜在安静状态时,膜两侧存在一定的电位差,这种电位差一般能维持平衡状态。而离子泵、载体等的活动会造成膜内、外离子的分布不均,从而打破原有的平衡,造成膜对某些离子通透性改变,使离子大量出入细胞以恢复原有的平衡状态。物质进出细胞的方式:小结物质相应过程运输方式水进人细胞葡萄糖进入红细胞进入小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞Na+进入神经细胞运出神经细胞K+进入神经细胞运出神经细胞自由扩散协助扩散(水通道)协助扩散(葡萄糖载体)主动运输(Na+—葡萄糖共运输)协助扩散(Na+通道)主动运输(钠钾泵)主动运输(钠钾泵)协助扩散(K+通道)物质进出细胞的方式:与生产生活的联系(1)吃腌制咸菜时,口腔和唇的黏膜有何感觉?为什么?因土壤溶液浓度过高,超过根细胞液浓度,导致根不易吸水或因失水而造成“烧苗”。(3)白菜剁碎放盐会有水渗出,为什么?在食品外面形成很高浓度的溶液,使微生物大量失水死亡。外界溶液浓度高于动物细胞质浓度,动物细胞失水。外界溶液浓度高于植物细胞液浓度,植物细胞失水。轮作是针对不同作物根系对矿质元素的选择性吸收而采取的生产措施,如长期在同一块田里种同种植物,地力下降,产量下降。(2)盐碱地植物不易成活;一次施肥过多造成“烧苗”原因?(4)盐渍食品不易变质,为什么?(5)轮作与作物根系对矿质元素的选择性吸收有什么关系吗?物质进出细胞的方式:与生产生活的联系桐花树的泌盐现象海鸟(海鸥)的盐腺盐腺盐液主动运输的意义: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,排出代谢废物和对细胞有害的物质。物质进出细胞的方式——即学即练例1.水盐调节过程中,抗利尿激素与肾小管、集合管细胞上受体结合后,通过调节作用导致顶端膜上水通道蛋白(AQP)的数量增加,增加对水的通透性(如图),引起细胞外液渗透压下降。下列有关说法正确的是()A.抗利尿激素由垂体释放,通过体液定向运输到肾小管、集合管发挥作用B.当细胞外液渗透压升高时,水进入肾小管、集合管的方式属于协助扩散C.当细胞外液渗透压降低到正常水平后,抗利尿激素的合成量会明显增加D.抗利尿激素通过催化细胞内一系列酶促反应,增加了水通道蛋白的数量B例2.美国科学家阿格雷和麦金农因研究细胞膜中的通道蛋白获得诺贝尔奖。通道蛋白分为两大类:水通道蛋白和离子通道蛋白。阿格雷成功分离了水通道蛋白,麦金农测得K+通道蛋白的立体结构。如图为肾小管上皮细胞重吸收水分和K+通道蛋白的立体结构的示意图。下列与通道蛋白有关的叙述错误的是()A.通道蛋白或贯穿、或嵌入、或覆盖于磷脂双分子层B.K+通道蛋白运输物质的方式为协助扩散,不需要消耗ATPC.抗利尿激素对肾小管上皮细胞上水的通透性具有调节作用D.机体可通过调节细胞膜上通道蛋白的数量或开关来调节物质的运输A物质进出细胞的方式——即学即练例3.钠-葡萄糖共转运蛋白(SGLT2)是一类葡萄糖转运蛋白,可将肾小管腔中的葡萄糖转运到肾小管上皮细胞中(如下图)。研究发现,Ⅱ型糖尿病患者肾小管上皮细胞膜上的SGLT2数量增加。科学家据此推测,特异性的抑制SGLT2可以有效降低血糖,成为治疗糖尿病的新途径。下列说法错误的是()A.Ⅱ型糖尿病患者的病因是胰岛素分泌不足,患者的血浆渗透压较正常人偏低B.SGLT2和GLUT2运输葡萄糖的方式不相同C.Na+由肾小管腔到组织间隙的整个转运过程需要消耗能量D.患者服用SGLT2抑制剂后尿糖现象会更加严重A物质进出细胞的方式——即学即练物质进出细胞的方式——即学即练例4.[2022·山东]NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源,NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动,NO3-的吸收由H+浓度梯度驱动,相关转运机制如图。铵肥施用过多时,细胞内NH4+的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是()A.NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATPB.NO3-通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输C.铵毒发生后,增加细胞外的NO3-会加重铵毒D.载体蛋白NRT1.1转运NO3-和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关B物质进出细胞的方式:(三)胞吞、胞吐(1)概念①胞吞:当细胞摄取大分子时,首先是大分子与细胞膜上的

结合,从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子。然后,小囊从细胞膜上分离下来,形成

,进入细胞内部。蛋白质囊泡物质进出细胞的方式:(三)胞吞、胞吐实例:吞噬细胞吞噬病原体,单细胞动物(草履虫、变形虫)吞噬食物颗粒。(婴儿)物质进出细胞的方式:(三)胞吞、胞吐(1)概念②胞吐:细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,囊泡移动到

处,并与之融合将大分子排出细胞。细胞膜物质进出细胞的方式:(三)胞吞、胞吐接收信号刺激后分泌实例:分泌蛋白的分泌、变形虫排出食物残渣和废物。物质进出细胞的方式:(三)胞吞、胞吐(2)特点:①主要运输生物大分子,如蛋白质、多糖,也运输小分子,如神经递质等。②需要消耗能量。③不需要转运蛋白协助,但需要特定的膜蛋白参与。④依赖膜的流动性。物质的跨膜运输方式:小结项目自由扩散协助扩散主动运输胞吞胞吐概念物质通过简单的扩散作用进出细胞进出细胞的物质借助转运蛋白的扩散物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时也需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的方式大分子附着在细胞膜表面,这部分细胞膜内陷形成小囊包围着大分子,小囊从细胞膜上分离形成囊泡进入细胞内部,为胞吞,反之为胞吐特点方向顺浓度梯度顺浓度梯度逆浓度梯度胞外→胞内胞内→胞外是否需要转运蛋白不需要需要需要不需要不需要是否耗能不耗能不耗能耗能耗能耗能影响因素浓度差浓度差、载体能量、载体能量能量代表例子气体、水、脂溶性分子葡萄糖进入红细胞、K+外流、Na+内流葡萄糖进入小肠上皮细胞大多数离子进入细胞白细胞吞噬细菌、细胞碎片分泌蛋白分泌神经递质释放判断物质的跨膜运输方式:(一)根据运输特点主动运输胞吞、胞吐(不需载体、不穿膜、体现膜的流动性)主动运输性激素、甘油、脂肪酸、乙醇、苯水(若有信息说要借助水通道蛋白进出则为协助扩散)主动运输进入红细胞:协助扩散进入肾小管上皮细胞、小肠上皮细胞:主动运输神经调节中K+外流、Na+内流:协助扩散判断物质的跨膜运输方式:(二)根据图示a:b:c:d:e:主动运输主动运输协助扩散协助扩散自由扩散影响物质跨膜运输的因素:(一)转运蛋白数量与载体蛋白无关转运蛋白数量转运蛋白数量限制因素:载体蛋白数量限制因素:主要是能量有限转运蛋白数量浓度差不设限影响物质跨膜运输的因素:(二)物质浓度运输速率仅与浓度差有关影响物质跨膜运输的因素:(三)氧气浓度影响有氧呼吸强度,进而影响供能氧气含量对物质跨膜运输的影响:与氧气(能量)无关无氧呼吸提供能量限制因素:能量限制因素:主要是膜上载体蛋白数量有限哺乳动物成熟红细胞的主动运输不受氧气浓度影响影响物质跨膜运输的因素:(四)温度流动性与物质跨膜运输有关的六个“不要漏掉”(1)需要转运蛋白协助的运输方式除主动运输外,不要漏掉协助扩散。(2)消耗能量的运输方式除主动运输外,不要漏掉胞吞和胞吐。(3)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外,不要漏掉协助扩散。(4)影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外,不要漏掉浓度差。(5)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外,不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。(6)运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外,不要漏掉协助扩散。设计实验探究物质跨膜运输方式主动运输被动运输协助扩散自由扩散(1)探究是主动运输还是被动运输:(自变量:有无能量供应)(自变量:有无载体蛋白)(2)探究是自由扩散还是协助扩散:物质进出细胞的方式——即学即练例1.人的某些细胞膜上的CFTR蛋白与Na+和Cl-的跨膜运输有关。当CFTR蛋白结构异常时,会导致患者支气管中黏液增多,肺部感染,引发囊性纤维病。如图为某人体细胞内外不同离子的相对浓度示意图。下列说法正确的是(多选)(

)A.由图可知,Na+和K+进入细胞都属于主动运输B.囊性纤维病说明基因是通过控制蛋白质分子结构直接控制生物的性状C.如果大量Cl-进入神经细胞,将抑制神经元动作电位的产生D.CFTR蛋白与两种离子的跨膜运输有关,说明载体蛋白不具特异性BC例2.研究发现,耐盐植物藜麦的表皮盐泡细胞中无叶绿体,其体积可达普通表皮细胞的1000倍左右,相关细胞之间Na+和Cl-的转运过程如图所示,下列叙述错误的是()A.藜麦的表皮盐泡细胞的细胞膜上不存在葡萄糖转运蛋白B.Na+、Cl-进入藜麦的表皮盐泡细胞的运输方式是主动运输C.Na+、Cl-进入藜麦的表皮盐泡细胞后,会被运送到液泡中储存D.在盐碱地上大面积种植藜麦等耐盐植物,能减缓土壤盐碱化程度A物质进出细胞的方式——即学即练物质进出细胞的方式——即学即练例3.[2023·太原模拟]动物细胞靠ATP水解供能驱动Na+—K+泵工作,结果使细胞膜两侧的K+、Na+不均匀分布,有助于维持动物细胞的渗透平衡,细胞的生命活动需要这种特定和相对稳定的离子浓度。如图为Na+—K+泵的结构(左半部分)与工作模式(右半部分)示意图。下列相关描述正确的是()A.Na+—K+泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白B.在细胞内侧β亚基与Na+结合促进

ATP水解,将Na+泵出细胞C.图中K+、Na+顺浓度梯度进行输入和输出的跨膜运输方式为协助扩散D.使用乌苯苷取代K+后,不会影响到Na+—K+泵的功能A教材课后习题P72

一、概念检测1.一种物质进行跨膜运输的方式与该物质的分子大小等性质有关。判断下列有关物质跨膜运输的相关表述是否正确。(1)相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内。()(2)大分子有机物要通过转运蛋白的作用才能进入细胞内,并且要消耗能量。()(3)被动运输都是顺浓度梯度进行的,既不需要消耗能量,也不需要借助膜上的转运蛋白。()(4)主动运输都是逆浓度梯度进行的,既要消耗细胞的能量,也需要借助膜上的载体蛋白。()×√××教材课后习题2.下列有关物质跨膜运输的叙述,错误的是()A.果脯在腌制中慢慢变甜,是细胞通过主动运输吸收糖分的结果B.脂溶性物质较易通过自由扩散进出细胞C.葡萄糖进入红细胞需要借助转运蛋白但不消耗能量,属于协助扩散D.大肠杆菌吸收K+既消耗能量,又需要借助膜上的载体蛋白,属于主动运输3.细胞内的生物大分子(如胃蛋白酶原)运出细胞的方式是()A.胞吐 B.协助扩散C.自由扩散 D.被动运输AA教材课后习题二、拓展应用1.淡水中生活的原生动物,如草履虫,能通过伸缩泡排出细胞内过多的水,以防止细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水或海水中,推测其伸缩泡的伸缩情况,分别会发生什么变化?2.柽柳是强耐盐植物,它的叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的无机盐排出体外。柽柳的根部吸收无机盐离子是

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论