物质跨膜运输的实例与 物质跨膜运输的方式.pptx
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1、物质出入细胞的方式()实验:观察植物细胞的质壁分离和复原第1页/共87页知识点一细胞的吸水和失水1渗透作用发生的条件具有_;_两侧的溶液具有浓度差2动物细胞外界溶液浓度_细胞质浓度时,细胞吸水膨胀外界溶液浓度_细胞质浓度时,细胞失水皱缩外界溶液浓度_细胞质浓度时,细胞水分进出平衡,形态不变半透膜 半透膜 第2页/共87页细胞膜 液泡膜 大液泡 质壁分离 质壁分离复原 第3页/共87页想一想:细胞吸水时,水分子跨膜运输的状态如何?答案:水分子在细胞膜上总是双向运动的。只不过在细胞吸水时,由外向内扩散的水分子总数多于由内向外扩散的水分子总数。第4页/共87页不同 不同 选择性 第5页/共87页水分
2、子 离子和小分子 离子、小分子和大分子 第6页/共87页议一议:半透膜与选择透过性膜有哪些异同点?答案:相同点:某些物质可以通过,另一些物质不能通过。不同点:选择透过性膜一定是半透膜,半透膜不一定是选择透过性膜。第7页/共87页知识点三物质进入细胞的方式1物质跨膜运输的方式(1)被动运输 高浓度 低浓度 高浓度 低浓度 载体蛋白 第8页/共87页低浓度 高浓度 载体蛋白 能量(ATP)第9页/共87页细胞膜 囊泡 囊泡 融合 第10页/共87页比一比:自由扩散、协助扩散和主动运输与胞吞、胞吐有何主要区别?答案:前三种物质运输方式是小分子和离子的运输方式,不包括大分子,且他们是穿膜运输。胞吞、胞
3、吐是大分子或颗粒性物质的运输方式,运输是通过膜融合实现转移的,被运输的物质不直接穿过生物膜。第11页/共87页细胞吸水和失水哺乳动物成熟的红细胞第12页/共87页成熟的植物细胞第13页/共87页第14页/共87页闪记:渗透作用与物质出入细胞方式渗透装置两条件,水分过膜梯度行,成熟植胞也具备,半透膜是原生质层,质壁分离或复原,全由两侧浓度定,跨膜运输三类型,自由、协助和主动,自由、协助高到低,主动运输可逆行,主动协助需载体,主动运输还耗能;胞吞、胞吐非跨膜,不需载体需耗能,大分子颗粒来进出,全靠膜的流动性。水分子透过半透膜时,由低浓度溶液(水分子多)向高浓度溶液(水分子少)的扩散。第15页/共8
4、7页第16页/共87页渗透系统的组成分析及应用 高考地位:5年13考(2012北京卷、广东卷,2011全国新课标卷、大纲版卷、天津卷)第17页/共87页1对比分析渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成渗透系统图解基本组成或条件半透膜两侧的溶液具有浓度差原生质层选择透过性膜浓度差细胞液与外界溶液之间第18页/共87页原理水分子通过半透膜的扩散作用细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透水扩散的方向低浓度溶液高浓度溶液第19页/共87页2.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M外界溶液 B细胞液外
5、界溶液C细胞液外界溶液 D都有可能第25页/共87页(3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中,发现细胞液泡体积增大,说明 细 胞 在 渗 透 吸 水,细 胞 能 否 无 限 吸 水?_,原 因 是_。(4)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中,发现细胞液泡体积在增大。当液泡体积不再增大时,细胞液浓度是否一定和外界溶液浓度相等?_。第26页/共87页解析(1)漏斗内液面的上升是由细胞吸水引起的,水从溶液浓度低的一侧向浓度高的一侧移动,因此,由图甲中漏斗内液面上升可知,a侧液体的浓度小于b侧;图乙反映的是随吸水时间的延长,漏斗内液面升高的速率逐渐下降,这是由浓度差缩小造成的。考
6、虑到漏斗内液柱压力的作用,当液面不再上升时,a侧的浓度小于b侧。(2)图甲中c为半透膜,在图丙中可将细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质视作一层半透膜,结构当中充满的液体是外界溶液;第27页/共87页由于无法判断图丙的细胞是在吸水还是失水,因此,无法确定此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系。(3)对于植物细胞而言,由于细胞壁的存在,且细胞壁的弹性有限,因此,细胞不可能无限吸水,当细胞因吸水体积增大到细胞壁所能膨大的最大限度时,细胞将不再吸水。(4)液泡体积不再增大时,细胞液浓度不一定和外界溶液的浓度相等,原因与(3)小题相同。答案(1)小于下降小于(2)外界溶液D(3)不能细胞壁对原生质层有
7、支持和保护的作用(4)不一定第28页/共87页【训练1】某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置,实验开始时长颈漏斗内外液面平齐,记为零液面。实验开始后,长颈漏斗内部液面的变化趋势为()。第29页/共87页解析掌握渗透作用发生的条件(半透膜和膜两侧存在浓度差)、水分子扩散的方向(顺浓度梯度扩散)和扩散的速率是解题的关键。仔细观察图示,长颈漏斗内为蔗糖溶液,实验开始后长颈漏斗内部液面将上升,由于实验初始阶段半透膜内外溶液浓度差较大,液面上升速率较大。答案B第30页/共87页1自由扩散、协助扩散和主动运输的比较物质出入细胞的方式及影响因素 高考地位:5年14考(2012安徽卷、浙江卷、海南卷,201
8、1重庆卷、江苏卷)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第31页/共87页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第32页/共87页举例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、氨基酸、无机盐等表示曲线(一定浓度范围内)第33页/共87页知识拓展(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,当细胞膜上的载体达到饱和时,细胞吸收该载体运载的物质的速率不再随物质的浓度的增大而增大。第34页/共87页
9、2大分子物质出入细胞的方式膜泡运输运输方向图解实例备注胞吞细胞外细胞内白细胞吞噬细菌等结构基础:细胞膜的流动性需消耗能量,不需载体蛋白的协助胞吐细胞内细胞外分泌蛋白、神经递质的分泌、释放等(蛋白质类激素、消化酶等)第35页/共87页此考点是高考的常考点,考查各种运输方式的特点时,多以选择题形式出现;侧重能力考查时,往往以图表分析、曲线分析或实验分析形式进行综合考查,大题及选择题均有命题出现。第36页/共87页【典例2】下列据图所作出的说明错误的是()。第37页/共87页A图1说明该物质跨膜运输时会出现饱和现象B图2说明此物质进出细胞时需要消耗能量C图3说明该离子跨膜运输的方式为主动运输D图4说
10、明该植物吸收K不需要载体协助破题关键第38页/共87页解析图1所示物质的运输方式需要载体蛋白,不消耗能量,为协助扩散,协助扩散受载体数目的限制,有饱和现象;当细胞外液浓度低于细胞内液浓度时,随时间的推移,细胞内液的浓度还在逐步增加,说明该物质可以从低浓度一侧进入高浓度一侧,所以此物质进入细胞的方式是主动运输,需要消耗能量;图3中矿质离子的跨膜运输有两个特点:一是逆浓度梯度,二是消耗ATP,故应为主动运输;O2浓度影响植物的呼吸作用,从而影响ATP的产生,从图中可以看出该物质的吸收速率受O2浓度的影响,说明吸收K需要耗能,O2浓度达到一定程度后,K吸收速率不再随着O2浓度的增加而增加,说明该过程
11、需要载体协助。答案D第39页/共87页影响跨膜运输的因素分析(1)物质浓度(在一定的浓度范围内)(2)氧气浓度第40页/共87页(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。第41页/共87页【训练2】(2012浙江理综,1)人体肝细胞内CO2分压和K浓度高于细胞外,而O2分压和Na浓度低于细胞外,上述四种物质中通过主动转运进入该细胞的是()。ACO2 BO2CK DNa第42页/共87页解析此题考查物质进出细胞的方式。O2、CO2等气体通过自由扩散的方式进出细胞,A、B不符合题意;许多离子和一些较大的分子如葡萄糖等,可以借助载体蛋白的协助,顺浓度梯度进出细胞,称
12、为协助扩散,本题中的Na就可以通过协助扩散顺浓度梯度进入细胞,D不符合题意;K从细胞外进入细胞内,逆浓度梯度运输,需消耗能量,为主动运输,C正确。答案C第43页/共87页易混点1原生质、原生质层、原生质体的辨析点拨(1)原生质是细胞内生命物质的总称,它的主要成分是蛋白质、核酸、脂质。原生质分化产生细胞膜、细胞质和细胞核。一个动物细胞就是一小团原生质。植物细胞由原生质和细胞壁组成。(2)原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜。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两部分,且仅存在于成熟的植物细胞中。(3)原生质体是去除了植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构。可以认
13、为原生质体包括原生质层、细胞液和细胞核三部分。规避2组易混概念、辨析3个思维误区第44页/共87页易混点2半透膜和选择透过性膜的辨析点拨(1)区别:半透膜是无生命活性的物理性膜,是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜,物质能否通过取决于分子的大小。选择透过性膜是具有生命活性的生物膜,载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后,其选择透过性丧失。(2)共性:都允许水分子自由通过,而不允许大分子物质通过。第45页/共87页误区1渗透系统中水分子的运动方向点拨渗透系统半透膜两侧水分子不是单方向移动的渗透平衡时,半透膜两侧水分子移动达到平衡状态,不能认为
14、没有水分子移动。渗透不平衡时,单位时间内水分子透过半透膜相互渗透,表现为净速度是水从自身含量高(低浓度溶液)一侧向自身含量低的一侧运动。误区2Na、K跨膜运输的方式点拨Na、K等无机盐离子一般以主动运输进出细胞,但也可通过协助扩散或离子通道进出细胞。(参见上面2012浙江理综1。)第46页/共87页误区3植物吸收水分和吸收无机盐离子是完全独立的点拨植物吸收水分的方式是自由扩散,而对无机盐离子则以主动运输方式吸收,吸收原理是不一样的;但离子的吸收和运输必须溶解在水中,因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。第47页/共87页纠错演练1(原创题)下列关于生物学概念及原理的描述正确的
15、是()。A原生质层就是原生质的外层,核心是细胞核B处于渗透平衡状态时的大田作物,才能正常生长C植物对水分和矿质离子的吸收原理不同,是相对独立的过程D选择透过性膜具有半透膜的某些性质,半透膜上的载体也具有选择透过性答案C第48页/共87页2(2011安徽百校第一次联考,31)下图是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图,其中离子通道是一种通道蛋白,通道蛋白是横跨质膜的亲水性通道,具有离子选择性。请仔细观察图示回答有关问题。第49页/共87页(1)很多研究成果有力支持“脂溶性物质易透过生物膜,不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一事实。这证明组成细胞膜的主要成分中有_。(2)鲨鱼体内能积累大量的盐
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