第4章物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸

1、物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸、酶和 ATP4.1物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例一.滲透系統(tǒng)的組成分析及應(yīng)用1. 滲透系統(tǒng)的組成(如圖)(1).半透膜?？梢允巧镄缘倪x擇透過性膜，如細(xì)胞膜，也可以是物理性的過濾膜，如玻璃紙。(2).半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差2. 滲透作用的發(fā)生：(1) 、若S1溶液濃度大于S2,則單位時(shí)間內(nèi)由S2 S1的水分子數(shù) 多于S1 7 S2,外觀上表現(xiàn)為S1液面上升若S1溶液濃度小于S2，則情況相反，外觀上表現(xiàn)為S1液面下降 。S2。(2) 、在達(dá)到滲透平衡后，若存在如圖所示的液面差!,則S1溶液濃度仍大于3. 滲透作用:(1) .概念:(2) .滲透壓30( 滲透壓概念; 決定滲透壓大小的因素

2、 實(shí)例分析：下圖中液面高度變化分析(右圖)二.植物細(xì)胞是滲透系統(tǒng)的證據(jù)(一) .實(shí)驗(yàn)過程細(xì)胞變化分析:(二) .質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)展應(yīng)用川逮罪一變ht網(wǎng)斷細(xì)鞄死活待測如U腕十0.3打ml的濾橢溶液甦觀發(fā)性質(zhì)摭井離和顯（、活細(xì)皚；刑癥咔一質(zhì)蟄站1膻七活狀* B/rIH待測細(xì)艷+=泉列蔽度梯度的瓏訓(xùn)溶液 鬱觀察細(xì)胞序態(tài)細(xì)腿液濃度世陽杞未發(fā)也質(zhì)分離fii便地 te剛發(fā)牛質(zhì)墜*卜離的1_址細(xì)誼?#餓度之冏不同儂Jt的 i®郭溥椎比較不同植物削胞 的細(xì)胞臧彼度大小不同W物幽1胞+0.3XTBIJ的底W港織-黯 規(guī)察®袍發(fā)卞匣壁分離的程度糧|!不岡植物鄒胞發(fā)牛.就蟹分離的程

3、嵐來 判晰址胞槪旅ts大小不同會槪牯I 的）植物貓艷胞唯一忡縮性大小成怨杭物那胞+ 0. 3 K * ml.T的ilE掘藩 聖規(guī)察細(xì)胞雎垂 岌臨航址分離觀彖-細(xì)趟哦忡躺性小于 彳空生質(zhì)樂汁離細(xì)胞哽懷歸性大于或 尊丁除臨一質(zhì)厘的呻曙性植物刪胞翁 構(gòu)神性度的大小同種杭物的相同成?31朋的站胞十未）31 度的幣液里遵記竝剛發(fā)住破吐分海所需時(shí)間根據(jù)所川時(shí)聞的1壬叛*|斷幫液揪愷的大小5時(shí)越fib崇功瞎液曲餓度越大）未知繼攪的癟則用同種類的幣 港（如KNCb曙灌和 聽軸解補(bǔ)）同種植物的相同黑度的軸胞+不同種類 若只發(fā)陀蚯壁分離一搟不能通過細(xì) 腕腔的解港1如at軸） 力質(zhì)壁孫海后乂口動(dòng)富駅 亠幣質(zhì)能翅 過

4、細(xì)胞康的帶液（如KNC）3）希伺種類常 液（三）.細(xì)胞膜是選擇透過性膜1. 跨膜運(yùn)輸三種方式的判別（非跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑?.植物細(xì)胞對礦質(zhì)元素選擇吸收的分析胡運(yùn)*冰貓,1 ,1 m物0&遠(yuǎn)輸方畫I3. 膜活性實(shí)驗(yàn)：（略）一、細(xì)胞的吸水和失水：（一）原理：發(fā)生了滲透 作用，該作用必須具備兩個(gè)條件：1、具有半透膜 。2、膜兩側(cè)溶液具有 濃度差 。（二）動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水（以紅細(xì)胞為例：紅細(xì)胞膜相當(dāng)于一層半透膜 ）:1、 當(dāng)外界溶液濃度V細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，細(xì)胞吸水。2、 當(dāng)外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，細(xì)胞失水。3、 當(dāng)時(shí)，水分進(jìn)出平衡。（三）植物細(xì)胞的吸水和失水：1、 在成熟的植物細(xì)胞中，原生質(zhì)層

5、（細(xì)胞膜+液泡膜+二者之間的細(xì)胞質(zhì)）相當(dāng)于一層 半透膜 。外界溶液濃度2、 成熟植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的條件是外界溶液濃度細(xì)胞液濃度，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原的條件是外界溶液濃度V細(xì)胞液濃度。三、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例（右圖分析）（一）對無機(jī)鹽的吸收實(shí)例1、水稻和番茄對同一離子的吸收量 不同 。2、 水稻或番茄對 不同離子的吸收量不同。3、人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞可以 主動(dòng)地 從血液中吸收碘。4、 不同微生物對不同礦物質(zhì)的吸收表現(xiàn)出較大的差異 。（二）生物膜的特性：細(xì)胞膜和其他生物膜可以讓水分子 自由通過，一些 離子和小分子也可以通過，而膜。其他的離子、小分子和大分子則不能通過，因此它們都是選擇透過性【思

6、考感悟】半透膜和選擇透過性膜有哪些異同點(diǎn)？（1）相同點(diǎn)：某些物質(zhì)可以通過，另一些物質(zhì)不能通過（2）不同點(diǎn)：選擇透過性膜一定是半透膜，半透膜不一定是選擇透過性膜。選擇透過性膜的生物活 性1所示。圖2表例題.用相同的培養(yǎng)液培養(yǎng)水稻和番茄，一段時(shí)間后，測定培養(yǎng)液中各種離子的濃度，結(jié)果如圖#jS培刪中世3示番茄根細(xì)胞對離子的吸收速率與氧氣供應(yīng)量之間的關(guān)系。據(jù)圖回答問題:驚 3 ItlE(1)圖1說明植物細(xì)胞對離子的吸收具有選擇性。(2)(4)在A點(diǎn)時(shí)，離子吸收速 率很低主要是受能量供應(yīng)的限制，在BC段吸收速率沒有明顯增加主要是受【基礎(chǔ)訓(xùn)練】1、下列實(shí)例中，最能體現(xiàn)植物細(xì)胞滲透失水和吸水原理的是（_C_

7、 ）將萎蔫的菠菜放入清水中， 不久變得硬挺；將大豆種子浸入清水后，載體數(shù)量的限制。Ca2*番茄生長需求量最大的離子是_Ca2 + ，水稻需求量最大的離子是 _SiO42-_ o水稻培養(yǎng)液里的 Mg"和Ca2"濃度高于初始濃度，原因是 _植物對水的吸收比例大于吸收離子的比例 根據(jù)圖2可以判斷，番茄細(xì)胞對 Ca2"的吸收方式是主動(dòng)運(yùn)輸種皮變軟，體積膨大；用糖拌西紅柿，西紅柿變軟，滲出許多汁水；洋蔥鱗片葉的表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分 離和質(zhì)壁分離復(fù)原蜂菲4+-備尹鳥+股A、B、C、D、2、用完全培養(yǎng)液在兩個(gè)相同容器內(nèi)分別培養(yǎng)水稻和番茄苗，假設(shè)兩植物的吸水速率相同，一段時(shí)間后，測

8、定培養(yǎng)液中各種離子與實(shí)驗(yàn)開始時(shí)各種離子濃度之比如圖所示。該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不能說明（D ）A、不同植物對各種離子的需要量是不同的B、 與番茄相比，水稻對 Si4+需要量大，對 Ca2+需要量小C、不同植物根尖細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量是不同的D、植物對各種離子的吸收速率與溶液中離子的濃度有關(guān)3、（2008上海生物20）量變化的關(guān)系如右圖。 則該蘿卜條的質(zhì)量將A、不變在保持細(xì)胞存活的條件下，蔗糖溶液濃度與蘿卜條質(zhì) 若將處于b濃度溶液中的蘿卜條移入 a濃度溶液中,（ B ）B、增大C、減小D、先增后減4、（2006上海高考）將相同的四組馬鈴薯?xiàng)l分別浸入四種溶液中，一小時(shí)后測定薯?xiàng)l質(zhì)量變化的百分率，結(jié)果 如

9、下表。下列敘述中正確的是溶液In出W質(zhì)量變化率+ 8%6%4%0n的濃度較川低C、w的濃度最高A )A、1的濃度最低4.3物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞揭?、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑海ㄒ唬┍粍?dòng)運(yùn)輸：1、自由擴(kuò)散：不需要載體和能量，如水、載體 ，但不需要能量，如紅細(xì)胞吸收葡萄糖。（二）主動(dòng)運(yùn)輸：既需要 載體協(xié)助，又需要消耗能量，如細(xì)胞吸收D、W可能是蒸餾水C02、02、甘油、乙醇等。2、協(xié)助擴(kuò)散：需要K +、Na +、Ca2十、氨基酸等。流動(dòng)性 有關(guān)，但不屬于跨膜運(yùn)輸。（三）物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞秸f明生物膜結(jié)構(gòu)特征是流動(dòng)性，功能特性是選擇透過性（四）大分子物質(zhì)以 胞吞 和胞吐 方式進(jìn)出細(xì)胞，這與細(xì)胞膜的二、三種物質(zhì)出

10、入細(xì)胞方式的圖例比較外 細(xì)胞膜札:外,2細(xì)胞膜內(nèi)外G細(xì)胞膜aTP體S*辛* * *協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸內(nèi):細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差1、細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差。2、細(xì)胞膜上運(yùn)載物質(zhì)的載體數(shù)量 。自由擴(kuò)散三、影響跨膜運(yùn)輸?shù)囊蛩兀ㄒ唬┯绊懽杂蓴U(kuò)散的因素：（二）影響協(xié)助擴(kuò)散的因素：（三）影響主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊蛩兀?、 載體：是細(xì)胞膜上的一類蛋白質(zhì)。（1）載體具有特異性，不同物質(zhì)的載體不同，不同生物細(xì)胞膜上載體的 種類和數(shù)目也不同。（2）載體具有飽和現(xiàn)象，當(dāng)細(xì)胞膜上的載體全部參與物質(zhì)的運(yùn)輸時(shí)，細(xì)胞吸收該載體運(yùn)載 的物質(zhì)的速度不再隨物質(zhì)濃度的增大而增大。等。2、 能量 ：凡能影響細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生 能量的因素，都能影響主動(dòng)運(yùn)

11、輸，女口 氧氣濃度 、溫度（四）影響物質(zhì)運(yùn)輸速度的曲線分析1、物質(zhì)濃度（在一定濃度范圍內(nèi)）對運(yùn)輸速率的影響曲線：（1）自由擴(kuò)散的運(yùn)輸方向是由高濃度一側(cè)到低濃度一側(cè)，其動(dòng)力是 兩側(cè)溶液的濃度差 ，在一定濃度范圍內(nèi)，隨 物質(zhì)濃度的增大，其運(yùn)輸速率與 物質(zhì)濃度成正比。（2）協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸?shù)墓餐c(diǎn)是都需要載體 協(xié)助，在物質(zhì)濃度較低時(shí)，隨物質(zhì)濃度的增載體數(shù)量的限制，運(yùn)輸速率不再隨濃度增大而大，運(yùn)輸速率也逐漸增大，到達(dá)一定物質(zhì)濃度時(shí)，由于受膜上增大。2、氧氣濃度對物質(zhì)運(yùn)輸速率的影響曲線：（1 ）自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散統(tǒng)稱為被動(dòng)運(yùn)輸，其運(yùn)輸方向都是從高濃度一側(cè)到低濃度一側(cè)，其運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力都是濃度差，不需要能量

12、，因此與氧氣濃度 無 關(guān)，運(yùn)輸速率不_隨氧氣濃度增大而改變。（2）主動(dòng)運(yùn)輸方式既需要 載體 協(xié)助又需要 消耗能量。在氧氣濃度為零時(shí)，通過細(xì)胞無氧呼吸 供能,但無氧呼吸 產(chǎn)生能量較少所以運(yùn)輸速率較 低，在一定范圍內(nèi)隨氧氣濃度升高，有氧呼吸加強(qiáng)，產(chǎn)生的能量逐漸 增多，所以運(yùn)輸速率不斷 加快，當(dāng)氧氣濃度足夠高時(shí)，能量供應(yīng)充足，但由于受 到載體數(shù)量 的限制，運(yùn)輸速率不再隨氧氣濃度增大而加快。【思考感悟】要確定某種物質(zhì)的運(yùn)輸方式，關(guān)鍵應(yīng)該抓住那些方面？（1） 分析被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)是否通過細(xì)胞膜；（2）明確被運(yùn)輸物質(zhì)微粒的性質(zhì)（大分子、小分子、離子）；（3）分析物質(zhì)通過細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)運(yùn)方向，是否需要載體協(xié)助，是否需要消耗能量?！净A(chǔ)訓(xùn)練】1、 神經(jīng)細(xì)胞間可以通過一種特殊的介質(zhì)來傳遞信息，含有傳遞分子的囊泡與神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的質(zhì)膜融合之后再打開，將傳遞分子釋放到神經(jīng)細(xì)胞之外，這屬于（_C ）A、主動(dòng)運(yùn)輸B、協(xié)助擴(kuò)散C、胞吐D、胞吞2、實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞時(shí)，如果使用藥物限制蛋白質(zhì)的活性，則葡萄糖的運(yùn)輸速率迅速下降，如果減少能量的供應(yīng)，卻對運(yùn)輸沒有影響。由此推斷葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞的方式是（_C_ ）A、自由擴(kuò)散B、主動(dòng)運(yùn)輸C協(xié)助擴(kuò)散D、逆濃度梯度運(yùn)輸3、（ 2008廣東生物2）甲、乙兩種物質(zhì)分別依賴自由擴(kuò)散（簡單擴(kuò)散）和協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞，如果以人工合成的無蛋白質(zhì)磷脂雙分子膜代替細(xì)胞膜，并維持