细胞的物质输入与输出 教案及同步练习

细胞的物质输入与输出一、学习目标与考点分析：1.举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点。2.说出被动运输和主动运输的异同点。考点：主动运输、被动运输的特点、区别及举例。二、学习重点：物质跨膜运输的方式：自由扩散、协助扩散、主动运输的特点及举例。三、知识点梳理：（一）细胞膜的流动镶嵌模型细胞膜的结构特点:一定的流动性；功能特点：选择透过性。磷脂分子层对某些物质具有不透性；运输物质的载体具有专一性。【思考】什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能通过？【例】细胞膜既能使细胞吸收所需的物质，又能排除细胞内的有害物质。这种特性叫（）A流动性B保护性C选择透过性 D透过性（二）物质的跨膜运输方式1、扩散（被动运输）分子从高浓度处向低浓度处运动的现象。如：一滴红墨水滴到一杯水中，一段时间后，整杯水都变成红色。⑴渗透：水分子（或其他熔剂分子）透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。半透膜：一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。1.漏斗管内的液面为什么会升高？2.如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？3.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？渗透发生的条件：①具有半透膜。②半透膜的两侧的溶液具有浓度差。水分渗透方向：低浓度溶液→高浓度溶液【例】在U形管中部c处装有半透膜，在a侧加入红色的细胞色素x（相对分子质量为13000的蛋白质）的水溶液，b侧加入清水，并使a、b两侧液面高度一致。经过一段时间后，实验结果将是（）A．a、b两液面高度一致，b侧为无色B．a、b两液面高度一致，b侧为红色C．a液面低于b液面，b侧为红色D．a液面高于b液面，b侧为无色⑵扩散的分类：A、自由扩散特点：①从高浓度到低浓度；②不需要载体蛋白的协助；③不消耗能量。如：水、氧气、二氧化碳、脂溶性小分子（甘油、乙醇等）。（气体分子和脂溶性小分子物质）B、协助扩散特点：①从高浓度到低浓度；②需要载体蛋白的协助；③不需要能量。如：葡萄糖进入红细胞等。半透膜：一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。物质顺浓度梯度扩散进出细胞，统称为被动运输\转运。【例】物质出入细胞的方式中，自由扩散区别于协助扩散的特点是（）A由高浓度向低浓度扩散B需要载体C由低浓度向高浓度扩散D不需要载体结果分析：单位体积清水中水分子数比单位体积蔗糖溶液中水分子数（水的物质的量浓度）多，因此，根据扩散作用的原理，在单位时间内，水分子由烧杯透过半透膜进入漏斗内的数量，多于水分子由漏斗透过半透膜进入烧杯内的数量，导致漏斗内液面上升。如果细胞膜上不含有蛋白质，细胞还可以进行哪些种类的物质运输？葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？2、主动运输为了能维持生命活动的正常进行，生物体可以依靠细胞膜的选择透过性主动从周围环境中逆浓度梯度吸收营养物质，即主动运输。特点：①从低浓度到高浓度；②需要载体蛋白的协助；③需要能量（ATP)。如：Na+、K+、Ca2+、Mg2+等离子通过细胞膜；葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞。（葡萄糖进入红细胞时属于协助扩散）主动运输具有重要的意义：细胞膜的主动运输是活细胞的特性，它保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需的营养物质，主动排出代谢废物和对细胞有害的物质。【例】①水稻吸收Si4+多，番茄吸收Ca2+多，原因是（）A．土壤中Si4+和Ca2+的多少B．细胞液中Si4+和Ca2+的多少C．细胞提供的能量多少D．细胞膜上载体种类和数量不同②若用呼吸酶抑制剂处理小肠绒毛上皮，则会明显影响其细胞吸收的物质是（）A．氧气B．脂肪酸、水C．葡萄糖、水D．钾离子、氨基酸③主动运输和协助扩散的相同点是（）A．都需要消耗ATPB．都顺浓度梯度进行C．都需要借助载体D．都能按生命活动需要吸收物质总结：小分子物质跨膜运输三种方式的比较【例】下列物质以不同运输方式通过细胞膜的是（）。A甘油、二氧化碳 B钾离子、水C氨基酸、钾离子 D二氧化碳、氧气3、生物大分子的跨膜运输方式①外排作用＝胞吐有些物质在细胞膜内被一层膜所包围，形成小囊泡，小囊泡逐渐移到细胞表面，囊泡膜与细胞膜融合在一起，并且向细胞外张开，使内含物质排出细胞外，这种现象叫做外排作用。如：分泌蛋白的合成与运输。②内吞作用=胞吞大分子物质和颗粒性物质附着在细胞膜上，细胞膜内陷形成小囊，这些物质就被包入小囊内，然后，小囊从细胞膜上脱离下来形成小囊泡，进入细胞内部，这种现象叫做内吞作用。如：巨噬细胞对细菌、细胞碎片及衰老的红细胞的吞噬；人体小肠上皮细胞摄取蛋白质、脂肪等。三种运输方式速率的比较：简单扩散协助扩散主动运输载体有专一性和数量是有限的→在协助扩散和主动运输中，具有“饱和效应”。【例】物质出入细胞膜的方式如下图，请根据图回答下面的问题：（1）A代表

分子；B代表

；（2）从功能上来说，细胞膜是一层

膜；（3）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有

；（4）在a～e的五种过程中，代表被动运输的是

；（5）可能代表氧气运输过程的是

；葡萄糖从小肠腔进入小肠上皮细胞的过程是

。（三）细胞的吸水和失水：1.动物细胞的吸水和失水：①红细胞的细胞膜是不是相当于“渗透装置”中的半透膜？②红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？③当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？④红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？⑤青菜细胞的失水与吸水与红细胞相同吗？如果不同，不同又在哪里呢？【例】人红细胞的渗透压与X浓度的盐水相当，而浸在Y浓度食盐水中的红细胞破裂，浸在Z浓度食盐水中的红细胞皱缩，则这三种食盐水的浓度大小依次为（）A．X>Y>ZB．Y>X>ZC．Z>Y>XD.Z>X>Y2.植物细胞的吸水和失水：植物细胞与动物细胞的区别成熟的植物细胞（中央液泡）原生质层：细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质。细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液①一个成熟的植物细胞可构成一个渗透系统，发生渗透作用②植物细胞吸水和失水的条件细胞吸水：细胞液浓度大于外界溶液浓度。细胞失水：细胞液浓度小于外界溶液浓度。3、植物体的吸水根毛细胞的细胞液浓度大于土壤溶液浓度，根毛细胞吸水。4、植物细胞——质壁分离质壁分离:植物细胞因为失水收缩，细胞膜与细胞壁发生分离的现象。质壁分离复原：发生质壁分离的植物细胞因吸水膨胀。当外界蔗糖溶液浓度﹥细胞液的浓度，细胞失水当外界溶液浓度﹤细胞液的浓度，细胞吸水【思考】为什么田间一次施肥过多会引起“烧苗”现象？【例】把洋葱表皮浸在一定浓度的尿素（小分子物质）溶液中，开始表皮细胞发生质壁分离，然后又自动复原，发生自动复原的原因是(）A．原生质层被破坏B．尿素分子进入细胞C．细胞壁被破坏D．尿素溶液浓度低于细胞液浓度【例】一学生做质壁分离和复原实验时，显微镜下只有一个细胞没有发生质壁分离，其他细胞都出现了明显的质壁分离现象，这可能是因为（）A.该细胞是正在发育过程中的细胞B.该细胞是死细胞C.蔗糖溶液浓度太小D.实验操作不正确四、课内练习与训练1、我国民间用盐渍法保存食物的原理是（）A．NaCl可分解细菌产生的毒素B．NaCl可抑制细菌产生毒素C．Cl—被细菌吸收，可杀死细菌D．NaCl使细菌失水死亡2、对细胞膜的选择性起主要作用的物质是（）A、胆固醇B、多糖C、蛋白质D、磷脂3、下列哪些物质进出细胞时与细胞中的蛋白质和ATP密切相关（）①尿素通过细胞膜②人的红细胞从血浆中吸收葡萄糖③肾小管上皮细胞吸收原尿中的Na+④小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸A①②B③④C②③D①②③④4、大肠杆菌在生长时，细胞内钾离子的质量分数是培养液的3000倍。如果在培养液中加入不影响细胞呼吸作用的药物，大肠杆菌细胞内钾离子的量分数立即下降，这种药物的作用是（）A．破坏了线粒体的结构 B．抑制了细胞内呼吸酶的活性C．破坏了细胞内的遗传物质 D．抑制了细胞膜上载体的活性5、下列关于主动运输意义的论述，不合理的是（）A．使细胞吸收营养物质和排出废物时摆脱了浓度的限制B．使细胞可以主动地选择吸收营养物质和排出废物。C．使细胞吸收所有营养物质大大加快D．主动运输对于活细胞完成各项生命活动有重要意义。图A、B、C表示的是物质运输的三种方式，6、以下说法中错误的是（）A．图A是自由扩散B．图B运输速度的限制因素是能量C．图C是主动运输D．图C细胞内物质浓度不断升高，说明该物质进行逆浓度运输7、在哺乳动物体内，葡萄糖进出红细胞的跨膜运输方式为（）A．自由扩散B．协助扩散C．被动运输D．主动运输透析型人工肾起关键作用的是人工合成的血液透析膜，其作用是能把病人血液中的代谢废物透析掉，这是模拟了生物膜的（）A．流动性特点B．选择功能C．选择透过功能D．主动运输8、若对离体的心肌细胞施用某种毒素，可使心肌细胞对Ca2+吸收量明显减少，而对K+吸收则不受影响。这种毒素的作用是（）A．抑制呼吸酶的活性B．抑制Ca2+载体的活动C．改变了细胞膜的结构D．改变了细胞膜两侧的Ca2+浓度9、下列物质进出细胞的过程与线粒体密切相关的是（）