【高中生物】2023-2024学年 人教版必修一被动运输 课件.pptx

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1、第第1节被动运输节被动运输目标素目标素1.通过对渗透现象的分析通过对渗透现象的分析,理解水进出细胞的原理理解水进出细胞的原理,归纳动植归纳动植物细胞吸水、失水的条件。物细胞吸水、失水的条件。2.通过探究植物细胞吸水和失水通过探究植物细胞吸水和失水,学会探究实验的基本步骤。学会探究实验的基本步骤。3.通过比较自由扩散和协助扩散通过比较自由扩散和协助扩散,归纳二者的异同点归纳二者的异同点,阐述被阐述被动运输的特点动运输的特点,并联系生活实际理解被动运输的意义。并联系生活实际理解被动运输的意义。目目 标 素素 养养知知 识 概概 览一、水进出细胞的原理一、水进出细胞的原理1.渗透作用渗透作用(1)概

2、念概念:是指是指水水分子分子(或其他溶剂分子或其他溶剂分子)通过通过半透膜半透膜的扩散。的扩散。(2)发生渗透作用应具备的条件发生渗透作用应具备的条件:2.动物细胞的吸水和失水动物细胞的吸水和失水(连线连线)3.植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水(1)成熟植物细胞的结构成熟植物细胞的结构:(2)质壁分离及质壁分离复原的原理和现象质壁分离及质壁分离复原的原理和现象:外界溶液的浓度外界溶液的浓度大于大于细胞液的浓度时细胞液的浓度时,细胞失水细胞失水,发生发生质质壁分离壁分离现象。现象。外界溶液的浓度外界溶液的浓度小于小于细胞液的浓度时细胞液的浓度时,细胞吸水细胞吸水,发生发生质质壁分离复原壁

3、分离复原现象。现象。微微思考思考1如果渗透实验中如果渗透实验中,烧杯内不是清水烧杯内不是清水,而是同浓度的蔗而是同浓度的蔗糖溶液糖溶液,漏斗管内液面还会升高吗漏斗管内液面还会升高吗?请说明理由。请说明理由。提示提示:漏斗管内液面不会升高漏斗管内液面不会升高,因为半透膜两侧溶液没有浓因为半透膜两侧溶液没有浓度差。度差。微微判断判断1基于水分进出细胞的原理基于水分进出细胞的原理,判断下列表述是否正确。判断下列表述是否正确。1.达到渗透平衡时达到渗透平衡时,半透膜两侧的水分子进行的是双向运动。半透膜两侧的水分子进行的是双向运动。()2.动物细胞和植物细胞放在蒸馏水中都会吸水涨破。动物细胞和植物细胞放

4、在蒸馏水中都会吸水涨破。()3.植物细胞的细胞壁是全透性的植物细胞的细胞壁是全透性的,其作用主要是支持和保护其作用主要是支持和保护细胞。细胞。()4.原生质层由细胞壁、细胞膜、液泡膜及细胞质组成。原生质层由细胞壁、细胞膜、液泡膜及细胞质组成。()5.水会从溶质浓度高的一侧向浓度低的一侧转运。水会从溶质浓度高的一侧向浓度低的一侧转运。()6.将红细胞放入生理盐水中将红细胞放入生理盐水中,红细胞不与生理盐水进行水分红细胞不与生理盐水进行水分子的交换。子的交换。()微微训练11.下列关于生物膜和半透膜的说法下列关于生物膜和半透膜的说法,正确的是正确的是()A.半透膜是生物膜的一种半透膜是生物膜的一种

5、B.植物细胞发生质壁分离时植物细胞发生质壁分离时,细胞壁细胞壁相当于半透膜相当于半透膜C.生物膜和半透膜的主要成分都是脂质和蛋白质生物膜和半透膜的主要成分都是脂质和蛋白质D.半透膜可以让离子和小分子通过半透膜可以让离子和小分子通过,生物膜只可以让部分离生物膜只可以让部分离子和部分小分子通过子和部分小分子通过答案答案:D解析解析:生物膜相当于半透膜生物膜相当于半透膜,半透膜不是生物膜。植物细胞半透膜不是生物膜。植物细胞发生质壁分离时发生质壁分离时,原生质层相当于半透膜。原生质层相当于半透膜。2.植物体内有三个相邻的细胞植物体内有三个相邻的细胞a、b、c,已知它们的细胞液已知它们的细胞液浓度大小关

6、系是浓度大小关系是abc,那么它们三者之间水分渗透那么它们三者之间水分渗透的的方向是方向是()答案答案:C解析解析:a的细胞液浓度最大的细胞液浓度最大,所以所以b和和c都失水都失水,a吸水吸水;b的细胞的细胞液浓度液浓度c的细胞液浓度的细胞液浓度,所以所以b又从又从c中中吸水。吸水。二、被动运输二、被动运输1.概念概念物质以物质以扩散扩散方式进出细胞方式进出细胞,不需要不需要消耗细胞内化学反应所释消耗细胞内化学反应所释放的能量放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输。这种物质跨膜运输方式称为被动运输。2.类型类型微思考微思考2水分子和性激素进出细胞的方式有何不同水分子和性激素进出细胞的方式有

7、何不同?提示提示:水分子可以通过自由扩散进出细胞水分子可以通过自由扩散进出细胞,但更多的是通过但更多的是通过协助扩散的方式进出细胞协助扩散的方式进出细胞;性激素通过自由扩散进出细胞。性激素通过自由扩散进出细胞。微微判断判断2基于对被动运输的认识基于对被动运输的认识,判断下列表述是否正确。判断下列表述是否正确。1.自由扩散和协助扩散都是被动运输自由扩散和协助扩散都是被动运输,分子从高浓度一侧通分子从高浓度一侧通过细胞膜进入低浓度一侧。过细胞膜进入低浓度一侧。()2.水分子和气体分子进出细胞的方式是自由扩散水分子和气体分子进出细胞的方式是自由扩散,脂肪酸进脂肪酸进出细胞的方式是协助扩散。出细胞的方

8、式是协助扩散。()3.自由扩散和协助扩散都不需要转运蛋白和能量。自由扩散和协助扩散都不需要转运蛋白和能量。()4.随物质浓度的增大随物质浓度的增大,协助扩散的速率与膜两侧的浓度差成协助扩散的速率与膜两侧的浓度差成正比。正比。()微微训练2在物质进出细胞的方式中在物质进出细胞的方式中,自由扩散区别于协助扩自由扩散区别于协助扩散的特点是散的特点是()A.由高浓度向低浓度扩散由高浓度向低浓度扩散B.需要转运蛋白需要转运蛋白C.由低浓度向高浓度扩散由低浓度向高浓度扩散D.不需要转运蛋白不需要转运蛋白答案答案:D解析解析:自由扩散与协助扩散的相同之处是物质顺浓度梯度自由扩散与协助扩散的相同之处是物质顺浓

9、度梯度(高浓度高浓度低浓度低浓度)跨膜运输跨膜运输,不消耗能量不消耗能量;不同之处表现在自不同之处表现在自由扩散不需要转运蛋白由扩散不需要转运蛋白,而协助扩散需要转运蛋白。而协助扩散需要转运蛋白。一一 渗透现象及原理分析渗透现象及原理分析问题探究资料资料1某中学生物兴趣小组的同学用三套简易渗透系统某中学生物兴趣小组的同学用三套简易渗透系统装置分别进行装置分别进行A、B、C三组实验。装置三组实验。装置A如右图所示如右图所示,漏斗内漏斗内是质量浓度为是质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液的蔗糖溶液(蔗糖分子不能通过半透膜蔗糖分子不能通过半透膜)。装置。装置B和装置和装置A相同相同,但用针在半透膜上扎

10、了多个小孔。装但用针在半透膜上扎了多个小孔。装置置 C与装置与装置A的差别是漏斗内外都是质量浓度为的差别是漏斗内外都是质量浓度为0.3g/mL的的蔗糖溶液。三组实验在初始时需保持内外液面相平。蔗糖溶液。三组实验在初始时需保持内外液面相平。资料资料2病理性细胞水肿病理性细胞水肿,又称又称“水样变性水样变性”,是细胞可逆性损是细胞可逆性损伤的一种形式伤的一种形式,常是细胞损伤中最早出现的改变。其机制为常是细胞损伤中最早出现的改变。其机制为线粒体受损线粒体受损,最终导致细胞内钠离子和水过多积聚最终导致细胞内钠离子和水过多积聚,细胞内液细胞内液增多。增多。(1)资料资料1中中,装置装置A漏斗中液面升高

11、了漏斗中液面升高了,这是什么原因这是什么原因?提示提示:蔗糖溶液中水的相对含量比烧杯中水的相对含量低蔗糖溶液中水的相对含量比烧杯中水的相对含量低,因此烧杯中的水通过半透膜扩散到漏斗中的速率比漏斗中的因此烧杯中的水通过半透膜扩散到漏斗中的速率比漏斗中的水通过半透膜扩散到烧杯中的速率大水通过半透膜扩散到烧杯中的速率大,导致漏斗中水量增加导致漏斗中水量增加,液面上升。液面上升。(2)装置装置B和和C中漏斗液面没有升高中漏斗液面没有升高,为什么为什么?这说明渗透作用这说明渗透作用发生必须具备什么条件发生必须具备什么条件?提示提示:装置装置B中半透膜被针扎了多个小孔中半透膜被针扎了多个小孔,说明半透膜被

12、破坏说明半透膜被破坏了。装置了。装置C中漏斗内外都是质量浓度为中漏斗内外都是质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液的蔗糖溶液,说明半透膜两侧无浓度差。因此说明半透膜两侧无浓度差。因此,二者均没有发生渗透作用。二者均没有发生渗透作用。渗透作用发生必须具备两个条件渗透作用发生必须具备两个条件:有半透膜有半透膜;半透膜两侧半透膜两侧溶液有浓度差。溶液有浓度差。(3)细胞水肿说明细胞内外的液体浓度不同细胞水肿说明细胞内外的液体浓度不同,肿胀程度与何种肿胀程度与何种因素有关因素有关?提示提示:肿胀程度取决于细胞膜内外溶液的浓度差大小肿胀程度取决于细胞膜内外溶液的浓度差大小,浓度浓度差越大差越大,水肿程度越高

13、。水肿程度越高。(4)从原理上分析从原理上分析,细胞水肿的发生与资料细胞水肿的发生与资料1中渗透装置中渗透装置A中中液面的升高有哪些异同点液面的升高有哪些异同点?提示提示:细胞的吸水与渗透装置细胞的吸水与渗透装置A中液面的升高都符合渗透作中液面的升高都符合渗透作用的原理用的原理,即存在半透膜和浓度差。细胞水肿现象中水分子即存在半透膜和浓度差。细胞水肿现象中水分子通过的半透膜为细胞膜通过的半透膜为细胞膜,有生物活性有生物活性;渗透装置中的半透膜没渗透装置中的半透膜没有生物活性。有生物活性。归纳总结1.渗透作用的原理渗透作用的原理(1)渗透装置图解渗透装置图解:(2)当液面上升到一定程度时当液面上

14、升到一定程度时,液面不再升高的原因液面不再升高的原因:分析下图可知分析下图可知,当液面不再升高时当液面不再升高时,漏斗中漏斗中的液面高于烧杯中的液面的液面高于烧杯中的液面,液面差为液面差为h1。由。由于烧杯中的液体与漏斗中的液体具有浓度于烧杯中的液体与漏斗中的液体具有浓度差差,即具有渗透压差即具有渗透压差,所以烧杯中的水分子所以烧杯中的水分子有进入漏斗的趋势有进入漏斗的趋势;而而h1产生的压强使漏产生的压强使漏斗中的水分子有进入烧杯的趋势。当两种斗中的水分子有进入烧杯的趋势。当两种趋势达到平衡时趋势达到平衡时,液面不再升高液面不再升高,此时此时,半透半透膜两侧仍有水分子进出。膜两侧仍有水分子进

15、出。2.三种渗透模型的比较三种渗透模型的比较3.渗透作用的应用渗透作用的应用(1)比较不同溶液浓度的大小比较不同溶液浓度的大小:项目项目漏斗内漏斗内烧杯内烧杯内溶液浓度溶液浓度mn现象及现象及结论结论若漏斗内液面上升若漏斗内液面上升,则则mn若漏斗内液面不变若漏斗内液面不变,则则m=n若漏斗内液面下降若漏斗内液面下降,则则mbC.实验过程中漏斗内的液面先上升后保持稳定实验过程中漏斗内的液面先上升后保持稳定D.当漏斗内的液面停止上升时当漏斗内的液面停止上升时,水分子进出水分子进出漏斗达到动态平衡漏斗达到动态平衡答案答案:B解析解析:由题图可知由题图可知,漏斗中液面的高度高于烧杯中液面的高漏斗中液

16、面的高度高于烧杯中液面的高度度,故实验开始时故实验开始时,c两侧的溶液浓度大小是两侧的溶液浓度大小是ba。学以致用如如下下图所示图所示,U形管底部中央放置一半透膜形管底部中央放置一半透膜(不允许溶质分子不允许溶质分子透过透过)。a液和液和b液最初在液最初在U形管中的高度相同形管中的高度相同,二者浓度不同二者浓度不同,一段时间后一段时间后,两侧液面产生一个高度差两侧液面产生一个高度差H。请问。请问H主要取决主要取决于于()A.a液和液和b液的溶质分子大小液的溶质分子大小B.a液和液和b液所在管的粗细液所在管的粗细C.a液和液和b液的质量大小液的质量大小D.a液和液和b液的浓度差大小液的浓度差大小

17、D解析解析:半透膜两侧溶液的浓度差越大半透膜两侧溶液的浓度差越大,水分子进入浓度高的水分子进入浓度高的一侧的数量越多一侧的数量越多,产生的高度差越大。产生的高度差越大。二二探究植物细胞的吸水和失水探究植物细胞的吸水和失水问题探究植物细胞的结构与动物细胞的结构有明显的区别植物细胞的结构与动物细胞的结构有明显的区别,因此因此,由由植物细胞吸水和失水后发生的变化与动物细胞有所不同。可植物细胞吸水和失水后发生的变化与动物细胞有所不同。可利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞做以下探究。首先利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞做以下探究。首先,取材制取材制成临时装片成临时装片,放在显微镜下观察放在显微镜下观察,将会观察到

18、原生质层与细胞将会观察到原生质层与细胞壁紧密贴合在一起壁紧密贴合在一起;然后然后,取下装片取下装片,用引流法用引流法,将质量浓度为将质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液滴加在盖玻片一侧的蔗糖溶液滴加在盖玻片一侧,用吸水纸在另一侧引用吸水纸在另一侧引流流,重复几次重复几次,让细胞浸润在蔗糖溶液中让细胞浸润在蔗糖溶液中,而后将装片放在显微而后将装片放在显微镜下观察镜下观察;稍后在盖玻片一侧滴加清水稍后在盖玻片一侧滴加清水,用吸水纸在另一侧引用吸水纸在另一侧引流流,重复几次重复几次,再进行观察。再进行观察。(1)在上述实验中在上述实验中,第二次和第三次用显微镜观察到的现象分第二次和第三次用显微镜观察到

19、的现象分别是什么别是什么?提示提示:第二次用显微镜观察到液泡体积变小第二次用显微镜观察到液泡体积变小,颜色变深颜色变深,原生原生质层与细胞壁发生了分离质层与细胞壁发生了分离;第三次用显微镜观察到液泡体积第三次用显微镜观察到液泡体积变大变大,颜色变浅颜色变浅,原生质层与细胞壁紧贴在一起原生质层与细胞壁紧贴在一起,恢复原状。恢复原状。(2)是不是所有植物细胞在质量浓度为是不是所有植物细胞在质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液的蔗糖溶液中都会发生明显的质壁分离现象中都会发生明显的质壁分离现象?发生质壁分离后的植物细发生质壁分离后的植物细胞在低渗溶液中都能复原吗胞在低渗溶液中都能复原吗?提示提示:并非所

20、有的植物细胞都能发生质壁分离。只有成熟的并非所有的植物细胞都能发生质壁分离。只有成熟的具有大液泡的植物细胞能发生质壁分离具有大液泡的植物细胞能发生质壁分离,未成熟的植物细胞未成熟的植物细胞不能不能;细胞液浓度大于外界溶液浓度时细胞液浓度大于外界溶液浓度时,植物细胞也不能发生植物细胞也不能发生质壁分离。发生质壁分离后的植物细胞不一定都能复原质壁分离。发生质壁分离后的植物细胞不一定都能复原,如如果细胞失水过多果细胞失水过多,则会死亡则会死亡,不再发生质壁分离复原。不再发生质壁分离复原。(3)与洋葱鳞片叶外表皮细胞相比与洋葱鳞片叶外表皮细胞相比,内表皮细胞液泡中无色素内表皮细胞液泡中无色素,若用其代

21、替外表皮细胞进行质壁分离与复原的实验若用其代替外表皮细胞进行质壁分离与复原的实验,应如何应如何操作方可观察到明显的实验现象操作方可观察到明显的实验现象?提示提示:可在蔗糖溶液中滴加适量的红墨水可在蔗糖溶液中滴加适量的红墨水(含红色染料含红色染料),其余其余操作不变。由于细胞膜具有控制物质进出细胞的功能操作不变。由于细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,故原故原生质层为无色生质层为无色,而细胞壁是全透性的而细胞壁是全透性的,原生质层和细胞壁之间原生质层和细胞壁之间为红色。为红色。(4)探究植物细胞的吸水和失水实验中探究植物细胞的吸水和失水实验中,若用尿素、乙二醇、若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl

22、做实验做实验,会出现什么现象会出现什么现象?原因是什么原因是什么?提示提示:若用尿素、乙二醇、若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验做实验,会出现质壁会出现质壁分离后自动复原现象分离后自动复原现象,因为外界物质会转移到细胞内而引起因为外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。细胞液浓度升高。归纳总结1.实验原理实验原理(1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,细胞壁与原生质细胞壁与原生质层均具有一定的伸缩性层均具有一定的伸缩性,但原生质层的伸缩性大于细胞壁的但原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。伸缩性。(2)外界溶液浓度外界溶液浓度细胞液浓度细胞液浓度细

23、胞失水细胞失水,原生质层收缩程原生质层收缩程度比细胞壁大度比细胞壁大发生质壁分离。发生质壁分离。(3)外界溶液浓度外界溶液浓度b,细胞渗透吸水细胞渗透吸水B.a=b,渗透系统保持动态平衡渗透系统保持动态平衡C.ab,则细胞吸收的水分子比失去的水分子多则细胞吸收的水分子比失去的水分子多,从而表从而表现为细胞渗透吸水现为细胞渗透吸水;若若a=b,则细胞吸收的水分子与失去的水分则细胞吸收的水分子与失去的水分子相当子相当,渗透系统处于动态平衡状态渗透系统处于动态平衡状态;若若ab,则细胞吸收的水则细胞吸收的水分子比失去的水分子少分子比失去的水分子少,从而表现为细胞渗透失水。因此从而表现为细胞渗透失水。

24、因此,上上述三种情况都有可能。述三种情况都有可能。学以致用2.下列各图下列各图,能正确表示显微镜下观察到的紫色洋葱鳞片叶能正确表示显微镜下观察到的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离现象的是外表皮细胞质壁分离现象的是()D解析解析:紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中的色素分布在细胞液中紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中的色素分布在细胞液中,故其液泡呈紫色故其液泡呈紫色,细胞质无色。当发生质壁分离时细胞质无色。当发生质壁分离时,细胞失水细胞失水,细胞液浓度增大细胞液浓度增大,紫色变深。紫色变深。三三被动运输被动运输问题探究科学研究表明科学研究表明,在动物肾脏内在动物肾脏内,水分子的跨膜运输速率远大水分子的跨膜运输速

25、率远大于自由扩散速率于自由扩散速率,这是因为有水通道蛋白存在。科学家在人这是因为有水通道蛋白存在。科学家在人体细胞中已发现体细胞中已发现13种水通道蛋白种水通道蛋白,在模式生物拟南芥的细胞在模式生物拟南芥的细胞中已发现中已发现35种水通道蛋白。事实证明种水通道蛋白。事实证明,水通道蛋白广泛存在水通道蛋白广泛存在于各类细胞的细胞膜上于各类细胞的细胞膜上,水的运输方式不能再简单地归为自水的运输方式不能再简单地归为自由扩散由扩散,而更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散而更多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。后续又在植物、动物细胞中检测出多种离的方式进出细胞。后续又在植物、动

26、物细胞中检测出多种离子通道。通道蛋白和载体蛋白是协助物质跨膜运输的两种转子通道。通道蛋白和载体蛋白是协助物质跨膜运输的两种转运蛋白运蛋白,其中通道蛋白的转运速率比载体蛋白快得多。请回其中通道蛋白的转运速率比载体蛋白快得多。请回答下列问题。答下列问题。(1)水分子通过自由扩散进入细胞的速率低于通过水通道蛋水分子通过自由扩散进入细胞的速率低于通过水通道蛋白进入细胞的速率白进入细胞的速率,请从细胞膜的结构角度解释其原因。请从细胞膜的结构角度解释其原因。提示提示:从细胞膜的结构分析从细胞膜的结构分析,由于细胞膜的磷脂双分子层内由于细胞膜的磷脂双分子层内部具有疏水性部具有疏水性,水分子通过自由扩散的方式

27、进出细胞膜时会水分子通过自由扩散的方式进出细胞膜时会受到一定程度的阻碍。受到一定程度的阻碍。(2)通过协助扩散运输到细胞内的物质在细胞膜两侧有什么通过协助扩散运输到细胞内的物质在细胞膜两侧有什么差异差异?协助扩散的速率只由膜内外的浓度差决定吗协助扩散的速率只由膜内外的浓度差决定吗?提示提示:细胞膜两侧的物质浓度不相等细胞膜两侧的物质浓度不相等,细胞外浓度高于细胞细胞外浓度高于细胞内内,物质从高浓度一侧向低浓度一侧运输。不是物质从高浓度一侧向低浓度一侧运输。不是,协助扩散的协助扩散的速率还与转运蛋白的数量有关。速率还与转运蛋白的数量有关。(3)为什么通道蛋白的转运速率比载体蛋白快得多为什么通道蛋

28、白的转运速率比载体蛋白快得多?这两种这两种转运蛋白在转运分子或离子时都有特异性吗转运蛋白在转运分子或离子时都有特异性吗?提示提示:物质通过通道蛋白时物质通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合不需要与通道蛋白结合,从而导从而导致通道蛋白转运速率大大超过载体蛋白转运速率。这两种转致通道蛋白转运速率大大超过载体蛋白转运速率。这两种转运蛋白均具有特异性。运蛋白均具有特异性。归纳总结1.扩散与被动运输扩散与被动运输(1)扩散扩散:物质从高浓度区域向低浓度区域转移物质从高浓度区域向低浓度区域转移,直到均匀分直到均匀分布的现象。布的现象。(2)被动运输被动运输:物质以扩散方式进出细胞物质以扩散方式进出细胞,不

29、需要消耗细胞内不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运这种物质跨膜运输方式称为被动运输。输。2.被动运输的类型被动运输的类型自由扩散和协助扩散自由扩散和协助扩散特别提醒特别提醒 (1)被动运输的速率还与该物质分子的大小、脂被动运输的速率还与该物质分子的大小、脂溶性溶性程度程度等有关等有关,如分子越小、脂溶性越强如分子越小、脂溶性越强,运输速率越快。运输速率越快。(2)表中表中“高浓度高浓度”和和“低浓度低浓度”是指被运输的离子或小分子本是指被运输的离子或小分子本身的浓度身的浓度,而不是所处溶液的浓度。而不是所处溶液的浓度。(3)两种运输方式的动力

30、均来自细胞内外物质的浓度差。两种运输方式的动力均来自细胞内外物质的浓度差。典例剖析【例【例3】下图表示细胞膜结构下图表示细胞膜结构,图中图中a、b、c表示物质跨膜表示物质跨膜运输方式。请据图回答下列问题。运输方式。请据图回答下列问题。(1)A代表代表;B代表代表,它构成了它构成了细胞膜细胞膜的的基本支架。基本支架。(2)在在ac的三种跨膜运输过程中的三种跨膜运输过程中,代表协助扩散的是代表协助扩散的是(填填字母字母),这二者的区别是这二者的区别是通过通道蛋白运输物质通过通道蛋白运输物质,通过载体蛋白运输物质。通过载体蛋白运输物质。(3)由图示分析由图示分析,自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗自由

31、扩散和协助扩散需要消耗能量吗?为什为什么么?(4)试从物质运输动力角度分析试从物质运输动力角度分析,为什么自由扩散和协助扩散为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输被称为被动运输?答案答案:(1)转运蛋白磷脂双分子层转运蛋白磷脂双分子层(2)b、cbc(3)都不需要消耗能量都不需要消耗能量,因为二者都是顺浓度梯度进行跨膜运因为二者都是顺浓度梯度进行跨膜运输的。输的。(4)自由扩散和协助扩散的运输动力都是膜两侧物质的浓度自由扩散和协助扩散的运输动力都是膜两侧物质的浓度差差,即都是顺浓度梯度进行的即都是顺浓度梯度进行的,不需要消耗能量不需要消耗能量,所以统称为被所以统称为被动运输。动运输。解析解析:

32、细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子组成细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子组成,磷脂双分磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架子层构成了细胞膜的基本支架;协助扩散的特点是顺浓度梯协助扩散的特点是顺浓度梯度进行度进行,需要借助转运蛋白的协助需要借助转运蛋白的协助,因此图中因此图中b、c都属于协助都属于协助扩散扩散,但但b利用的是通道蛋白利用的是通道蛋白,c利用的是载体蛋白。被动运输利用的是载体蛋白。被动运输是指顺浓度梯度进行是指顺浓度梯度进行,不需要消耗细胞内化学反应所释放的不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质跨膜运输方式。能量的物质跨膜运输方式。学以致用3.影响被动运输的影响被动运输的因素有很多因

33、素有很多,下图甲、下图甲、乙是两种被动运输乙是两种被动运输方式的运输速率与方式的运输速率与细胞外溶液浓度之细胞外溶液浓度之间的关系曲线。请间的关系曲线。请据图回答下列问题。据图回答下列问题。(1)图甲表示的方式是图甲表示的方式是,转运速率主要取决于膜转运速率主要取决于膜两侧物质的两侧物质的。(2)图乙表示的方式是图乙表示的方式是,OA段主要受段主要受的的影响影响,AB段受到段受到的限制的限制,运输速率不再上升。运输速率不再上升。(3)请在图丙中画出被动运输的运输速率与细胞能量供应的请在图丙中画出被动运输的运输速率与细胞能量供应的关系曲线。关系曲线。答案答案:(1)自由扩散浓度差自由扩散浓度差(

34、2)协助扩散浓度差转运蛋白数量协助扩散浓度差转运蛋白数量(3)见下图见下图1.下图中甲、乙为两个渗透装置。图甲是发生渗透作用时的下图中甲、乙为两个渗透装置。图甲是发生渗透作用时的初始状态初始状态,图乙是较长时间之后图乙是较长时间之后,漏斗内外的水分子达到动态漏斗内外的水分子达到动态平衡时的状态。下列有关叙述错误的是平衡时的状态。下列有关叙述错误的是()A.图甲中图甲中为半透膜为半透膜B.图甲中溶液图甲中溶液的浓度大于溶液的浓度大于溶液的浓度的浓度C.图乙中溶液图乙中溶液的浓度与溶液的浓度与溶液的的浓度相等浓度相等D.图甲中溶液图甲中溶液和和浓度差越大浓度差越大,则图乙中的水柱越高则图乙中的水柱

35、越高C解析解析:在图乙中在图乙中,漏斗内溶液漏斗内溶液的浓度应比漏斗外溶液的浓度应比漏斗外溶液的浓的浓度高。度高。2.在质壁分离和质壁分在质壁分离和质壁分离复原过程中离复原过程中,能正确能正确表示洋葱鳞片叶外表皮表示洋葱鳞片叶外表皮细胞的吸水能力变化的细胞的吸水能力变化的示意图是示意图是()答案答案:A解析解析:在植物细胞质壁分离过程中在植物细胞质壁分离过程中,细胞不断失水细胞不断失水,细胞液浓度细胞液浓度不断升高不断升高,细胞的吸水能力逐渐增强细胞的吸水能力逐渐增强;而在质壁分离复原过程而在质壁分离复原过程中中,细胞不断吸水细胞不断吸水,细胞液浓度逐渐降低细胞液浓度逐渐降低,细胞的吸水能力逐

36、渐细胞的吸水能力逐渐减弱。减弱。3.将同一植物的相同细胞分别浸在蒸馏水、质量浓度为将同一植物的相同细胞分别浸在蒸馏水、质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液和质量浓度为的蔗糖溶液和质量浓度为0.4g/mL的的KNO3溶液中溶液中,测得测得原生质体的体积随时间的变化曲线如下图所示原生质体的体积随时间的变化曲线如下图所示,则曲线则曲线a、b、c代表细胞所处的溶液分别是代表细胞所处的溶液分别是()A.蒸馏水、蔗糖溶液、蒸馏水、蔗糖溶液、KNO3溶液溶液B.KNO3溶液、蒸馏水、蔗糖溶液溶液、蒸馏水、蔗糖溶液C.蒸馏水、蒸馏水、KNO3溶液、蔗糖溶液溶液、蔗糖溶液D.蔗糖溶液、蔗糖溶液、KNO3溶液、蒸馏水溶液、蒸馏水答案答案:C解析解析:题中所述几种溶液中题中所述几种溶液中,蒸馏水的浓度最低蒸馏水的浓度最低,远小于细胞液远小于细胞液的浓度的浓度,细胞吸水细胞吸水,有膨胀的趋势有膨胀的趋势,对应曲线对应曲线a。在质量浓度为。在质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中的蔗糖溶液中,细胞失水发生质壁分离细胞失水发生质壁分离,对应曲线对应曲线c。在质量浓度为在质量浓度为0.4g/mL的的KNO3溶液中溶液中,细胞先发生质壁分离细胞先发生质壁分离,然后由于细胞吸收然后由于细胞吸收K+和和,细胞液浓度增大细胞液浓度增大,细胞吸水细胞吸水,发生发生质壁分离复原质壁分离复原,对应曲线对应曲线b。