2019-2020学年高中生物 第三章 细胞的结构和功能 第三节 物质的跨膜运输课件 苏教版必修1.ppt

1、第三章细胞的结构和功能 第三节物质的跨膜运输,一、物质进出细胞的方式 1被动运输 (1)概念：物质_浓度梯度进出细胞，不需要_，这样的扩散称为物质的被动运输。 (2)扩散 概念：扩散是由于物质运动而产生的物质迁移现象，即一种物质从_浓度区域向_浓度区域迁移的过程。,顺,消耗能量,高,低,类型：,脂溶性强,乙醇,甘油,载体蛋白,载体蛋白,物质的浓度差,葡萄糖,水分子,半透膜,浓度差,特别提醒 扩散和渗透的关系如图 渗透是指溶剂分子的扩散，因而H2O的扩散过程可称为渗透，而CO2、O2等物质的扩散则不能称为渗透。,逆浓度,载体蛋白,能量,矿质元素,葡萄糖,氨基酸,生命活动,营养物质,代谢废物,3胞

2、吞和胞吐 (1)胞吞：主要指_或_物质进入细胞的方式。 (2)胞吐：主要指_或_物质排出细胞的方式。,大分子,颗粒性,大分子,颗粒性,特别提醒 胞吞作用和胞吐作用的原理是利用了膜的流动性，不属于跨膜运输，需要消耗能量。,水,离子,2植物细胞的质壁分离及复原现象 (1)质壁分离：指当把具有_的植物细胞放入高浓度的溶液中时，由于_作用，细胞会因失水而出现_与_分离的现象。 (2)质壁分离的复原：当把已经发生质壁分离的植物细胞放入_的溶液中时，由于渗透作用细胞会因吸水恢复原状的现象。,液泡,渗透,原生质层,细胞壁,低浓度,(3)质壁分离及复原的条件,细胞膜,液泡膜,半透膜,细胞液,特别提醒 植物细胞

3、发生质壁分离后，在细胞壁和原生质层之间充满浓度略微降低的外界溶液，这缘于细胞壁的全透性和渗出的水对外界溶液的稀释。,3植物细胞在不同浓度溶液中的变化 (1)实验设计步骤,逐渐变小,逐渐变大,(2)实验结论 当细胞液浓度_外界溶液浓度时，细胞失水，原生质层和细胞壁分离，发生_。 发生质壁分离的细胞，当细胞液浓度_外界溶液浓度时，细胞吸水，发生_。,质壁分离,质壁分离复原,一、物质出入细胞的方式 (一)自由扩散和协助扩散 有什么异同？二者为何称为被动运输？它们与主动运输又有什么区别？ 1识图(黑点代表物质分子),图中表示物质进入细胞的三种方式模式图 图A表示_，图B表示_，图C表示_。,自由扩散,

4、协助扩散,主动运输,2据上图比较三种方式的区别,高,低,载体蛋白,载体蛋白,低,高,顺,逆,特别提醒 (1)表中“高浓度”“低浓度”是指运输的离子或小分子本身浓度，而不是它们所处溶液的浓度。 (2)跨膜运输的物质是离子、小分子；大分子物质进出细胞是胞吞、胞吐，不属于跨膜运输。,(二)影响物质跨膜运输的因素有哪些？ 1影响自由扩散、协助扩散的因素,2.影响主动运输的因素 (1)内因：载体的种类和数量,(2)外因：由于主动运输消耗细胞代谢释放的能量，因此凡是影响细胞代谢的因素都影响主动运输，如氧气、温度或pH等因素。 归纳： 据以上内容进行图表信息解读：,(1)A表示的方式是_，转运速率主要取决于

5、物质的_。 (2)图B表示的方式可能是_，ab段主要受_的影响，bc段受到_的限制，运输速率不能再上升。,自由扩散,浓度差,协助扩散或主动运输,浓度差,载体蛋白数量,特别提醒 关于物质出入细胞方式的几点误区 (1)需要载体蛋白协助的跨膜运输不一定是主动运输，协助扩散也需要载体蛋白。 (2)物质进出细胞时消耗能量的不一定是主动运输，胞吞、胞吐也消耗能量。 (3)只有既需要载体蛋白，又需要能量的才是主动运输。 (4)载体具有特异性：即运载不同物质所需载体不同。,1如图是几种物质进出细胞方式中运输速度与影响因素间的关系曲线图，请结合细胞膜的有关知识回答下列问题：,(1)物质进入细胞都通过细胞膜，在用

6、呼吸抑制剂处理细胞后，脂肪酸、葡萄糖进入小肠上皮细胞的速度会明显减慢的是_；大分子和颗粒状物质，如胰岛素通过细胞膜的方式是_。 (2)图可能表示的物质运输方式是_；图物质运输速度受到限制的原因是_。 (3)分析图中曲线可知与水进出细胞相符的曲线有_；能够表示红细胞吸收葡萄糖的有_。 (4)能表示物质最大运输速度与载体蛋白数量无关的图是_。 (5)在研究具体的物质X时，发现与曲线、和相符，则细胞膜运输物质X的方式是_。,解析：图中物质的运输速度与物质浓度成正比，应表示自由扩散；图中在起始段内，物质的运输速度与物质浓度呈正相关，达到饱和点后随浓度增大运输速度不再上升，这可能是受到载体蛋白或能量的限

7、制，因此该图可以表示协助扩散或主动运输；图中物质的运输速度与能量无关，因此可以表示自由扩散或协助扩散；图中在起始段内，物质的运输速度与能量呈正相关，说明该物质运输需要消耗能量，可表示主动运输；图中物质的运输速度与载体数量无关，说明该物质运输与载体无关，因此可以表示自由扩散；图中在起始段内物质的运输速度与载体数量呈正相关，饱和点后运输速度不再随载体数量增加而上升，说明该物质运输需要载体协助，可表示主动运输或协助扩散。 答案：(1)葡萄糖胞吐(2)协助扩散或主动运输载体数量有限(3)(4)(5)主动运输,二、观察植物细胞的质壁分离与复原 (一)植物质壁分离和复原实验中如何选择材料和试剂？ 1材料选

8、择 现有a.紫色洋葱的根尖，b.紫色洋葱的鳞片叶，c.白色洋葱鳞片叶。 应选择_，理由：成熟植物细胞有_，并且液泡呈紫色，便于观察。 归纳： 实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察。 死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离现象。,b,中央大液泡,2试剂选择 现有a.0.3 g/mL的蔗糖溶液，b.10 g/mL的蔗糖溶液，c.5 g/mL的KNO3溶液或尿素。 应选择_，理由：(1)溶液的浓度不能过大、过小，如果溶液浓度过大，细胞失水过多而_，细胞发生质壁分离后不能复原；浓度太小，则质壁分离速度过慢，甚至不分离。 (2)若用尿素、乙醇、

9、KNO3、NaCl做实验会出现自动复原现象，因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。,a,死亡,(二)植物细胞失水发生质壁分离的原因是什么？ 1发生质壁分离的原因,选择透过性,失水,小,大,大于,2发生质壁分离后的表现,2在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如下图所示)。下列有关叙述正确的是() A第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域 B第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处 C吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头 D为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤,解析：第一次观察

10、时紫色大液泡充满了整个细胞，原生质层中的无色细胞质基质紧紧贴合细胞膜依附细胞壁无法辨别，A项错误。第二次观察是在用蔗糖溶液处理后，液泡失水原生质体慢慢与细胞壁分离，首先分离的是在细胞角隅处，B项正确。本实验的吸水纸主要用来吸引蔗糖溶液或清水使细胞浸润其中，引起质壁分离或者质壁分离复原，C项错误。第一次观察到的是正常细胞形态，第二次观察到的是细胞质壁分离现象，第三次观察到的是质壁分离的复原现象，通过前后相互对比能更形象的理解质壁分离及其复原现象，因此第一次观察不能省略，D项错误。 答案：B,类型一物质出入细胞的方式 例1新生儿小肠上皮细胞通过消耗能量，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖，这两

11、种物质分别被吸收到血液中的方式是() A主动运输主动运输 B胞吞主动运输 C主动运输胞吞 D被动运输主动运输,解析细胞膜是一种选择透过性膜，这种膜可以让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子可以通过自由扩散和主动运输等方式通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。免疫球蛋白属于大分子物质，以胞吞的方式进入细胞。 答案B,物质出入细胞方式的判断,类型二植物细胞的吸水和失水 例2下图所示为处于不同生理状态的三个洋葱鳞片叶表皮细胞，请回答下列问题：,(1)图中A所处的生理状态是_。 (2)图中各细胞的细胞液浓度依次是_。 (3)图中A、B、C三个细胞处于不同浓度的溶液中，则A细胞与B细胞所

12、处的外界溶液浓度是_。 (4)图中各细胞抵抗失水的能力，依次是_。 (5)三个细胞中最有可能先死亡的是_。 (6)假设将洋葱鳞片叶表皮细胞制成装片并使之处于高渗溶液中而发生质壁分离。用显微镜观察一个细胞形态的变化顺序是图中_。 (7)在实验中，怎样操作才能使盖玻片下的A细胞状态变成B细胞状态？_。 (8)图中标号指的物质是_。,解析由图可知A细胞发生质壁分离，B细胞还没有发生质壁分离，C细胞已完全发生了质壁分离。因为当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水而发生质壁分离，且外界溶液浓度与细胞液浓度差值越大，质壁分离越明显，所以C细胞所处外界溶液的浓度最大，其次是A，再次为B。发生质壁分离后，由

13、于失去了水分子，所以细胞液浓度增大，质壁分离越明显，失水越多，细胞液浓度越高，抗失水的能力越大。细胞失水过多易死亡。 答案(1)质壁分离(2)CAB(3)AB(4)CAB(5)C(6)BAC(7)在盖玻片的一侧滴入清水，在另一侧用吸水纸吸引，反复几次，使细胞发生质壁分离复原(8)外界溶液,类型三影响跨膜运输的因素 例3如图表示培养液中K浓度及溶氧量对小麦根系细胞吸收K速率的影响。下列有关两曲线形成机理的解释正确的是(),A曲线ab段的形成是由于细胞膜上K载体数量未达到饱和且能量充足 B曲线cd段的形成是由于细胞内K过多，细胞大量排出K Ce点表明植物根系可以通过自由扩散的方式吸收K D曲线bc

14、、fg段的形成是由于细胞膜上K载体数量有限 解析图一中横坐标是培养液中K浓度，纵坐标是K吸收速率，因此曲线ab段限制因素是培养液中K浓度，则载体、能量均充足。bc段限制因素不再是培养液中K浓度，限制因素可能是载体数量，也可能是能量供应，cd段形成的原因可能是由于细胞外界溶液浓度过高，细胞失水，细胞呼吸速率下降，影响了对K的吸收。图二中横坐标是培养液中氧气的相对含量，因此曲线ef段限制因素是能量，fg段限制因素可能是载体数量，也可能是培养液中K浓度。 答案A,影响主动运输的因素曲线分析,(1)图1中，ab段限制因素是细胞外物质浓度，在一定范围，随着外界溶液浓度增大，物质运输速率增大；bc段的限制

15、因素可能是载体能量，即发生载体饱和现象，也可能是能量。 (2)图2中，d点不为0的原因是无氧呼吸也能供能，de段限制因素是能量，ef段限制因素可能是载体数量，也可能是外界物质浓度。 (3)图2表示的跨膜运输肯定是主动运输；图1表示的跨膜运输可能是主动运输，也可能是协助扩散。,随堂检测 1细胞膜在功能上的特性是() A具有一定的流动性B具有选择透过性 C具有渗透性 D具有半透性 答案：B,2关于下面的概念图的分析正确的是() A和所示的过程都需要消耗细胞内线粒体产生的能量 B只有所示的过程能逆浓度梯度运输物质 C大分子只有通过所示的过程才能进入细胞 D腌制蜜饯时蔗糖进入细胞与过程和有关,解析：被

16、动运输包括自由扩散和协助扩散，两者均不消耗能量。被动运输与主动运输都是指小分子物质跨膜方式，主动运输可以由低浓度运向高浓度。在腌制蜜饯时细胞已死亡，细胞膜失去了选择透过性，蔗糖以扩散方式进入细胞膜，与膜上的载体无关，即与过程无关。 答案：B,3观察植物细胞的质壁分离与复原，常用紫色洋葱做材料，这是因为() A紫色洋葱容易发生质壁分离 B细胞液呈紫色便于观察 C液泡较大便于观察 D细胞膜呈紫色便于观察 解析：紫色洋葱的细胞液呈紫色，失水颜色会变深，吸水颜色会变浅，便于观察实验结果。 答案：B,4比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性，结果如图。据此不能得出的推论是() A生物膜上存在着

17、协助H2O通过的物质 B生物膜对K、Na、Cl的通透具有选择性 C离子以易化(协助)扩散方式通过人工膜 D分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率,解析：比较H2O在生物膜和人工膜上的通透性大小，可看出在生物膜上的通透性大于人工膜上的通透性，生物膜上存在着协助H2O通过的物质，A项正确。K、Na、Cl在人工膜上的通透性相同，而在生物膜上的通透性不同，说明生物膜对3种离子具有选择透过性，B项正确。曲线图能看出3种离子在人工膜中的通透性相同，但离子的运输方式不能看出，不能确定离子以易化(协助)扩散方式通过人工膜，C项错误。通过比较甘油、CO2和O2的通透性大小，可看出分子的大小影响其通过人工膜的扩散速

18、率，D项正确。 答案：C,5下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是() A与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察 B用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察 C用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 D紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察,解析：红色花瓣细胞的液泡呈红色，比白色花瓣更便于观察质壁分离现象，A项正确。黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现象的观察，B项错误。紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度不一定相同，用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时观察到的质壁分离程度可

19、能不同，C项正确。紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡含有色素，呈紫色，有利于实验现象的观察，D项正确。 答案：B,6细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中，以(自由)扩散方式通过细胞膜的是() ANa B二氧化碳 CRNA D胰岛素 解析：物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。自由扩散不需要载体蛋白、不消耗ATP，以自由扩散方式通过细胞膜的物质有水、气体、脂溶性物质等，B项符合题意；Na通过细胞膜的方式有协助扩散和主动运输，A项不符合题意；RNA是生物大分子，一般不能以自由扩散的方式通过细胞膜，C项不符合题意；胰岛素是蛋白质，以胞吐的方式运出细胞，D项不符合题意。 答案

20、：B,7有关细胞内囊泡运输的描述，正确的是() A细胞核内的RNA通过囊泡运输到细胞质 B蛋白质类激素经囊泡运输分泌到细胞外 C细胞器之间都能通过囊泡进行物质运输 D囊泡运输依赖膜的流动性且不消耗能量 解析：细胞核内的RNA通过核孔由细胞核内运输到细胞质，不通过囊泡，A项错误。蛋白质类激素在核糖体上合成后进入内质网和高尔基体加工，由高尔基体形成囊泡包裹，通过囊泡运输分泌到细胞外，B项正确。大多数细胞器之间的物质运输方式不是囊泡运输，如线粒体和叶绿体之间O2和CO2的交换，C项错误。囊泡运输依赖膜的流动性，也需要消耗能量，D项错误。 答案：B,8关于植物根系吸收矿质元素离子的叙述，正确的是() A植物根系吸收各种矿质元素离子的速率相同 B土壤温度不影响植物根系对矿质元素离子的吸收 C植物根细胞吸收矿质元素离子主要依靠渗透作用 D植物根细胞能逆浓度梯度吸收土壤中的矿质元素离子 解析：植物根系吸收各