第2單元第6講物質(zhì)跨膜運輸

1、第二單元細胞的基本結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的輸入和輸出第六講物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗c方式【考綱備考】1.物質(zhì)進入細胞的方式()。2.實驗：觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原。【考點精析】一、滲透作用的原理和應(yīng)用(5年10考)1滲透作用的條件(1)有一層半透膜(2)膜兩側(cè)溶液具有濃度差2動物細胞的吸水和失水(1)(2)細胞吸水或失水的多少取決于細胞膜兩側(cè)溶液中水的相對含量的差值。3植物細胞的吸水和失水(1)細胞的結(jié)構(gòu)易混易錯 發(fā)生滲透平衡只意味著半透膜兩側(cè)水分子移動達平衡狀態(tài)，既不可看作沒有水分子移動也不可看作兩側(cè)溶液濃度相等。4.與滲透作用模型對比分析成熟植物細胞是一個滲透系統(tǒng)滲透作用模型植物細胞與外界溶液形成的滲透

2、系統(tǒng)圖解原理水分子通過半透膜的擴散作用細胞液通過原生質(zhì)層與外界溶液之間發(fā)生滲透作用水擴散的方向低濃度溶液高濃度溶液5.物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗?1)不同物質(zhì)的跨膜運輸特點水分子：順相對含量梯度(高低)。離子和小分子：依據(jù)細胞生命活動需要進行 吸收。(3)水稻和番茄吸收不同離子的特點：同種生物細胞對不同物質(zhì)的吸收具有選擇性，與載體蛋白的種類和數(shù)量不同有關(guān)。不同生物細胞對同種物質(zhì)的吸收具有差異性。(4)人體甲狀腺濾泡上皮細胞對碘的吸收是逆(逆、順)濃度梯度進行的。結(jié)論：水和無機鹽的吸收是相互獨立的。細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜。解惑半透膜與選擇透過性膜相同點：某些物質(zhì)可以通過，另一些物質(zhì)不能通

3、過。不同點：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?！練w納提升】1.比較不同溶液濃度大小半透膜兩側(cè)，液面高的濃度大S1 >S22.驗證滲透作用發(fā)生的條件【易錯清零】易錯點1發(fā)生滲透平衡只意味著半透膜兩側(cè)水分子移動達平衡狀態(tài)，既不可看作沒有水分子移動也不可看作兩側(cè)溶液濃度相等。溶液濃度指物質(zhì)的量濃度而非質(zhì)量濃度。易錯點2半透膜是無生命的物理性薄膜，物質(zhì)能否通過取決于分子的大小。選擇透過性膜是具有生命的生物膜，載體蛋白的存在決定了其對不同物質(zhì)吸收的選擇性。細胞死亡或膜載體蛋白失活后，其選擇透過性喪失。易錯點4不同細胞的細胞膜中各組分的含量不同，這與細胞的功能有關(guān)，如功能復(fù)雜的膜

4、中，蛋白質(zhì)數(shù)量多。易錯點3原生質(zhì)層在成熟的植物細胞內(nèi)相當于半透膜的結(jié)構(gòu)，由細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)組成，不包括細胞核和液泡內(nèi)的細胞液。此結(jié)構(gòu)僅存在于成熟的植物細胞中。易錯點4原生質(zhì)體是去除了植物細胞壁后所剩下的具有生物活性的植物細胞結(jié)構(gòu)，包括細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核三部分。二、物質(zhì)出入細胞的方式及影響因素(5年13考)1物質(zhì)跨膜方式圖解 2完成小分子和離子的跨膜運輸方式比較物質(zhì)出入細胞的方式被動運輸主動運輸自由擴散協(xié)助擴散圖例(媒體更形象)運輸方向高濃度低濃度一般為低濃度高濃度特點不需要載體不消耗能量需要載體不消耗能量需要載體消耗能量舉例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯的跨膜運輸

5、人的紅細胞吸收葡萄糖小腸上皮細胞吸收葡萄糖、氨基酸、無機鹽等影響因素細胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差細胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差；膜載體的種類和數(shù)量膜載體的種類和數(shù)量；能量(溫度、氧濃度)特別提醒 a載體是一類蛋白質(zhì)，具有特異性，不同物質(zhì)的載體不同，不同生物細胞膜上的載體的種類和數(shù)目也不同。b載體具有飽和現(xiàn)象，當細胞膜上的載體全部參與物質(zhì)的運輸時，細胞吸收該載體運輸?shù)奈镔|(zhì)的速度不再隨物質(zhì)濃度的增大而增大。3.大分子和顆粒性物質(zhì)進出細胞的方式 胞吞、胞吐：不跨膜，消耗能量3.影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩?1)物質(zhì)濃度(一定范圍內(nèi))(2)氧氣濃度(3)溫度【易錯清零】易錯點1胞吞和胞吐不是跨膜運輸。胞吞和胞吐是借助于膜

6、的融合完成的，與膜的流動性有關(guān)，是大分子和顆粒性物質(zhì)進出細胞的物質(zhì)運輸方式，消耗能量。易錯點2從高濃度到低濃度的運輸方式除自由擴散外還有協(xié)助擴散，有些主動運輸也可以從高濃度到低濃度運輸。易錯點3Na、K等無機鹽離子一般以主動運輸進出細胞，但也可通過協(xié)助擴散(或離子通道)進出細胞。易錯點4與主動運輸有關(guān)的細胞器除供能的線粒體外，還有載體蛋白的合成場所核糖體。易錯點5植物吸收水分的方式是自由擴散，而吸收無機鹽離子的方式是主動運輸，因此可以說植物對水分和無機鹽的吸收是兩個相對獨立的過程。易錯點6胞吞(吐)的大分子物質(zhì)穿過細胞膜的層數(shù)為0，因為該過程是通過膜的融合將物質(zhì)轉(zhuǎn)入或轉(zhuǎn)出細胞的。易錯點7物質(zhì)進

7、出細胞核并非都通過核孔。核孔是RNA和蛋白質(zhì)等大分子進出細胞核的通道；小分子物質(zhì)進出細胞核是通過跨膜運輸實現(xiàn)的，不通過核孔。 三、實驗六觀察植物細胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原1實驗原理 成熟的植物細胞構(gòu)成滲透系統(tǒng)可發(fā)生滲透作用。2質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗流程3質(zhì)壁分離的原因(1)外因：外界溶液濃度>細胞液濃度(2)內(nèi)因4. 質(zhì)壁分離實驗的拓展應(yīng)用(1)判斷成熟植物細胞是否有生物活性：(2)測定細胞液濃度范圍：細胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離的蔗糖溶液濃度之間(3)比較不同植物細胞的細胞液濃度：發(fā)生質(zhì)壁分離所需時間越短，細胞液濃度越小，反之則細胞液濃度越大(4)鑒別不同種類的溶液(如KNO3和

8、蔗糖溶液)：【易錯清零】易錯點1在實驗中，當質(zhì)壁分離現(xiàn)象出現(xiàn)后，觀察時間不宜過長，以免細胞因長期處于失水狀態(tài)而死亡，影響質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象的觀察。易錯點2不選動物細胞做實驗材料是因為動物細胞無細胞壁，不會在失水時發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。易錯點3本實驗所用的方法為引流法，采用了自身對照(前測和后測)。易錯點4當以可吸收的物質(zhì)做溶質(zhì)(如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等)時，可出現(xiàn)質(zhì)壁分離和自動復(fù)原現(xiàn)象。易錯點5質(zhì)壁分離時，原生質(zhì)層的外界面是細胞膜。易錯點1原生質(zhì)、原生質(zhì)層、原生質(zhì)體的辨析點撥(1)原生質(zhì)是細胞內(nèi)生命物質(zhì)的總稱，它的主要成分是蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)。原生質(zhì)分化產(chǎn)生細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核。一個動物細

9、胞就是一小團原生質(zhì)。植物細胞由原生質(zhì)和細胞壁組成。(2)原生質(zhì)層在成熟的植物細胞內(nèi)相當于半透膜。由細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)組成，不包括細胞核和液泡內(nèi)的細胞液兩部分，且僅存在于成熟的植物細胞中。(3)原生質(zhì)體是去除了植物細胞壁以后所剩下的植物細胞結(jié)構(gòu)?？梢哉J為原生質(zhì)體包括原生質(zhì)層、細胞液和細胞核三部分。易錯點2半透膜和選擇透過性膜的辨析點撥(1)區(qū)別：半透膜是無生命活性的物理性膜，是指某些物質(zhì)可以透過而另一些物質(zhì)不能透過的多孔性薄膜，物質(zhì)能否通過取決于分子的大小。選擇透過性膜是具有生命活性的生物膜，載體蛋白的存在決定了其對不同物質(zhì)是否吸收的選擇性。細胞死亡或膜載體蛋白失活后，其選擇透

10、過性喪失。(2)共性：都允許水分子自由通過，而不允許大分子物質(zhì)通過。易錯點3如何根據(jù)影響跨膜運輸因素的曲線來確定運輸方式誤區(qū)1滲透系統(tǒng)中水分子的運動方向點撥滲透系統(tǒng)半透膜兩側(cè)水分子不是單方向移動的滲透平衡時，半透膜兩側(cè)水分子移動達到平衡狀態(tài)，不能認為沒有水分子移動。滲透不平衡時，單位時間內(nèi)水分子透過半透膜相互滲透，表現(xiàn)為凈速度是水從自身含量高(低濃度溶液)一側(cè)向自身含量低的一側(cè)運動。誤區(qū)2Na、K跨膜運輸?shù)姆绞近c撥Na、K等無機鹽離子一般以主動運輸進出細胞，但也可通過協(xié)助擴散或離子通道進出細胞。(參見上面2012浙江理綜1。)誤區(qū)3植物吸收水分和吸收無機鹽離子是完全獨立的點撥植物吸收水分的方式

11、是自由擴散，而對無機鹽離子則以主動運輸方式吸收，吸收原理是不一樣的；但離子的吸收和運輸必須溶解在水中，因此可以說植物對水分和無機鹽的吸收是兩個相對獨立的過程?！緦c訓(xùn)練】1. 一U形管中裝有兩種不同的溶液R和S，并被一半透膜(X)隔開。與S相比，R溶液濃度較低。圖1中陰影的深淺即代表濃度高低。當U形管內(nèi)達到平衡時，溶液表面與濃度的關(guān)系是(B)A右側(cè)較高，兩溶液濃度相等B右側(cè)較高，且右側(cè)濃度較高C左側(cè)較高，且右側(cè)濃度較低D兩側(cè)高度相等，濃度相等2. (2015·吉林模擬)圖中曲線a、b表示分子跨膜運輸速率與O2濃度的關(guān)系，下列分析不正確的是(B)A曲線a代表被動運輸，曲線b代表主動運輸

12、B曲線a代表的分子跨膜運輸一定不需要載體蛋白C曲線b轉(zhuǎn)運速率達到飽和的原因是細胞膜上載體蛋白數(shù)量有限D(zhuǎn)溫度可影響生物膜的流動性從而對曲線a、b的轉(zhuǎn)運速率均有影響注：a可代表紅細胞的主動運輸3. 下圖為動物細胞的細胞膜轉(zhuǎn)運部分物質(zhì)的示意圖，下列分析不正確的是(C)A根據(jù)乙側(cè)耗能的情況可知，甲側(cè)為細胞外，乙側(cè)為細胞內(nèi)B圖中a和b不是靜止的，其運動的特性有利于物質(zhì)的跨膜運輸C圖示中葡萄糖的跨膜運輸方式與細胞吸收水分的方式相同D用胰蛋白酶處理細胞膜，會影響葡萄糖、Na等物質(zhì)的運輸4. (2014·課標卷， 4)下列關(guān)于植物細胞質(zhì)壁分離實驗的敘述，錯誤的是(B)A與白色花瓣相比，采用紅色花瓣有

13、利于實驗現(xiàn)象的觀察B用黑藻葉片進行實驗時，葉綠體的存在會干擾實驗現(xiàn)象的觀察C用紫色洋蔥鱗片葉外表皮不同部位觀察到的質(zhì)壁分離程度可能不同D紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的液泡中有色素，有利于實驗現(xiàn)象的觀察5. (2014·江蘇卷， 15)在“觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”實驗中，對紫色洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片進行了三次觀察(如下圖所示，)。下列有關(guān)敘述正確的是(B)A第一次觀察時容易看到紫色大液泡和較大的無色細胞質(zhì)基質(zhì)區(qū)域B第二次觀察時可以發(fā)現(xiàn)細胞質(zhì)壁分離首先發(fā)生在細胞的角隅處C吸水紙的主要作用是吸除滴管滴加的多余液體，以免污染鏡頭D為了節(jié)約實驗時間，通?？梢允÷缘谝淮物@微觀察步驟6.典例1某同學設(shè)計滲透裝置如右圖所示(開始時狀態(tài))，燒杯中盛放有蒸餾水，圖中豬膀胱膜允許單糖透過。倒置的長頸漏斗中先裝入蔗糖溶液，一定時間后再加入蔗糖酶。該實驗過程中最可能出現(xiàn)的是(B)A漏斗中液面開始時先上升，加酶后即下降B漏斗中液面先上升，加酶后繼續(xù)上升，然后下降C加酶前后，在燒杯中都可以檢測出蔗糖D加酶后可以在燒杯中檢測出葡萄糖、果糖和蔗糖酶7.典例3(2014·課標卷， 4)將某植物花冠切成大