高中生物3-1-2細胞膜的物質(zhì)運輸功能.ppt

1、第二節(jié)細胞膜的物質(zhì)運輸功能,學習目標 1.觀察植物細胞質(zhì)壁分離和復原的過程，發(fā)展獨立完成實驗的能力。 2.說明物質(zhì)進出細胞的方式，能區(qū)別穿膜運輸和膜泡運輸、被動運輸和主動運輸、單純擴散和協(xié)助擴散及內(nèi)吞和外排作用。 關(guān)鍵術(shù)語 1.自由水、結(jié)合水 2.質(zhì)壁分離及復原 3.滲透作用與半透膜 4.被動運輸與主動運輸 5.膜泡運輸(內(nèi)吞與外排),1存在形式 (1)自由水：細胞中絕大部分的水是以 狀態(tài)存在的，可以自由流動，叫做自由水。 (2)結(jié)合水：一部分水與細胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合，不能自由流動，叫做 。,細胞內(nèi)水的存在形式及功能,游離,結(jié)合水,2水的功能 (1)自由水是細胞內(nèi)的 ，作為各種代謝反應的介質(zhì)

2、。代謝旺盛的細胞中 含量高。 (2)結(jié)合水是 成分。 思維激活1 失去結(jié)合水的種子還能萌發(fā)嗎？ 提示活細胞中自由水含量降低時，其代謝會減弱，但當其失去結(jié)合水時，會導致結(jié)構(gòu)的破壞，從而使細胞代謝停止。,良好溶劑,自由水,構(gòu)成細胞的結(jié)構(gòu),1水的存在形式、含量、生理功能及聯(lián)系,2.自由水和結(jié)合水的含量對細胞或器官的影響 (1)可以根據(jù)細胞中自由水與結(jié)合水的相對含量高低，判斷細胞的代謝強弱，自由水比例越高，細胞代謝越旺盛。 (2)細胞中兩種形式的水的含量不同，可以影響器官的形態(tài)特點，如心肌和血液的含水總量相當，但是心肌中結(jié)合水含量相對較高，而血液中自由水含量相對較高。 3在生產(chǎn)實踐中的應用 (1)種子

3、儲存前，曬干是為了減少自由水含量，降低種子的代謝速率，以延長壽命。 (2)越冬作物減少灌溉，可提高作物對低溫的抗性。,【鞏固1】 當生物體新陳代謝旺盛、生長迅速時，生物體內(nèi) ()。 A結(jié)合水/自由水的值與此無關(guān) B結(jié)合水/自由水的值會升高 C結(jié)合水/自由水的值會降低 D結(jié)合水/自由水的值不變 解析細胞中的水有兩種存在形式：結(jié)合水和自由水，并且它們之間可以相互轉(zhuǎn)化。自由水是新陳代謝中生化反應的介質(zhì)，并擔負著物質(zhì)運輸?shù)闹匾δ?，有時能參與新陳代謝的生化反應，因此，新陳代謝越旺盛，生化反應就越活躍，所需自由水就越多。由此可知，結(jié)合水與自由水的比值會減小。 答案C,1實驗原理 (1)成熟的植物細胞放到

4、 構(gòu)成一個滲透系統(tǒng)。 (2) 的伸縮性比細胞壁的伸縮性大。 (3)當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞失水，發(fā)生 。 (4)當細胞液濃度大于外界溶液的濃度時，細胞吸水，發(fā)生 。,洋蔥鱗片葉表皮細胞的質(zhì)壁分離和 質(zhì)壁分離復原的實驗,一定濃度的溶液中,原生質(zhì)層,質(zhì)壁分離,質(zhì)壁分離復原,2實驗步驟,思維激活2 什么是滲透作用，發(fā)生的條件是什么？ 提示(1)滲透作用：水分子或者其他溶劑分子通過半透膜的擴散。 (2)發(fā)生滲透作用的條件：一是要有半透膜；二是半透膜兩側(cè)的溶液有濃度差。,1滲透作用的原理,(1)裝置說明 甲圖表示裝滿清水的燒杯中放置了一只用半透膜封口的長頸漏斗，漏斗中裝有蔗糖溶液。 實驗開始

5、時燒杯液面與漏斗中液面平齊。半透膜只允許水分子通過，不允許蔗糖分子通過。 (2)現(xiàn)象原因分析 蔗糖溶液液面上升的原因 半透膜下方單位體積內(nèi)水分子數(shù)多于上方，水分子有向上運動的趨勢，水分子穿過半透膜向上運動的速度大于向下運動的速度，漏斗內(nèi)液面開始上升。,當液面上升到一定程度不再上升的原因 液面上升，重力作用使水分子向下運動速度加快，最終水分子的上下運動達到平衡，漏斗內(nèi)的液面不再上升。,2動植物細胞具備滲透系統(tǒng)條件 提醒半透膜兩側(cè)的水分子進行的是雙向運動，觀測到的現(xiàn)象是由雙向水分子運動的差別所導致的液面改變。 當達到平衡時，半透膜兩側(cè)的液體有液面高度差，兩側(cè)的水分子運動達到平衡，但兩側(cè)液體的濃度并

6、不相同。,3植物細胞與滲透裝置的比較 據(jù)圖分析可知，一個植物細胞類似于一個滲透裝置。,5實驗操作中注意的問題 (1)實驗成功的關(guān)鍵之一是實驗材料的選擇。要選取成熟的、液泡帶有一定顏色的植物組織進行實驗，便于觀察實驗現(xiàn)象。 (2)滴加蔗糖溶液或清水時，應在載物臺上操作。 (3)選用的蔗糖溶液濃度要適宜。過低，不足以引起質(zhì)壁分離或質(zhì)壁分離所需時間過長；過高，可能造成植物細胞失水過多、過快而死亡。 (4)當溶質(zhì)分子為葡萄糖、KNO3、乙二醇等時，細胞主動或被動吸收溶質(zhì)微粒而使細胞液的濃度增加，從而使細胞發(fā)生質(zhì)壁分離后能夠自動復原。,提醒只有成熟的植物細胞原生質(zhì)層和細胞壁可以分離，而未成熟的植物細胞細

7、胞膜和細胞壁是緊貼在一起的，無法正常分離。 質(zhì)壁分離時，在細胞壁和細胞膜間充滿了濃度較低的外界溶液。,【鞏固2】 紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，在顯微鏡下觀察到的正確圖示是()。 解析紫色洋蔥鱗片葉的表皮細胞細胞液呈紫色，原生質(zhì)層相當于半透膜，正常狀況下色素不能通過原生質(zhì)層進出細胞。 答案C,【鞏固3】 如右圖所示，燒杯內(nèi)裝有蒸餾水， 下部封有半透膜的長頸漏斗內(nèi)裝有淀粉和 食鹽溶液，漏斗內(nèi)的液面與燒杯內(nèi)蒸餾水的 液面相平。過一段時間后，用碘水和硝酸銀溶液分別檢驗蒸餾水中的物質(zhì)。在整個實驗過程中所能觀察到的現(xiàn)象是()。 漏斗內(nèi)液面下降漏斗內(nèi)液面上升燒杯內(nèi)液體遇硝酸銀溶液有白色沉淀生成燒杯

8、內(nèi)液體遇碘水變藍 A B C D 解析淀粉分子不能透過半透膜，但Cl可透過半透膜，故漏斗內(nèi)液面應升高且燒杯內(nèi)液體遇硝酸銀溶液有白色氯化銀沉淀生成。 答案B,1有些物質(zhì)進出細胞是直接穿過 完成的，稱為穿膜運輸，它包括 和 。 2被動運輸,穿膜運輸,細胞膜結(jié)構(gòu),被動運輸,主動運輸,擴散作用,載體,紅細胞,3.主動運輸 物質(zhì)穿過細胞膜時，可以 物質(zhì)的密度進行，不僅需要 協(xié)助，而且消耗細胞代謝產(chǎn)生的 ，這種運輸方式稱為 。 4細胞膜的功能特點 ，是指 、被選擇吸收的 和 可以通過細胞膜，而其他的 、 及 物質(zhì)不能通過。,逆著,載體,能量,主動運輸,選擇透過性,水分子,小分子,離子,離子,小分子,大分子

9、,5無機鹽的存在形式和功能,離子狀態(tài),化合物,結(jié)構(gòu)成分,調(diào)節(jié)作用,單純擴散、協(xié)助擴散和主動運輸?shù)奶攸c及比較,提醒細胞膜的基本骨架是磷脂雙分子層，根據(jù)相似相溶原理，脂溶性的小分子很容易穿過細胞膜，所以它們的穿膜運輸方式是單純擴散。但大分子的脂溶性物質(zhì)如脂肪不能穿膜。,【鞏固4】 人的小腸絨毛上皮細胞和血液中的紅細胞吸收葡萄糖的方式分別是()。 A主動運輸、單純擴散 B單純擴散、協(xié)助擴散 C主動運輸、協(xié)助擴散 D協(xié)助擴散、協(xié)助擴散 解析由于人的成熟的紅細胞沒有線粒體，細胞中提供的能量少，只能依靠協(xié)助擴散吸收葡萄糖，其他的體細胞都通過主動運輸吸收葡萄糖。 答案C,1大分子物質(zhì)進出細胞的方式 有些 和

10、 不能以穿膜運輸方式進出細胞，而是通過 和 兩種膜泡運輸?shù)姆绞酵瓿伞?2內(nèi)吞的大致過程 大分子和顆粒物質(zhì)首先與 結(jié)合，隨著 ，這些物質(zhì)被包圍起來形成 ，然后 脫離細胞膜進入細胞中。可分為： 作用：吞入較大的固體顆粒。 作用：吞入較小的顆?；蛞后w物質(zhì)。,膜泡運輸,大分子,顆粒物質(zhì),內(nèi)吞,外排,細胞膜,細胞膜內(nèi)陷,小囊泡,小囊泡,吞噬,胞飲,3外排的大致過程 細胞內(nèi)的 等，在細胞內(nèi)形成 后，移動到 .并與之融合，繼而釋放到細胞外。,大分子分泌物,囊泡,細胞膜,【鞏固5】 如右圖是細胞對大分子物質(zhì) “內(nèi)吞”和“外排”的過程。下列與此 有關(guān)的敘述不正確的是()。 Aa與b均要以膜的流動性為基礎(chǔ)才可能發(fā)

11、生 Ba要有細胞表面識別和內(nèi)部供能才可能完成 Cb示細胞分泌的同時導致膜成分的更新 Db與a分別是細胞排泄廢物和攝取養(yǎng)分的基本方式,解析內(nèi)吞和外排是膜流動性的具體體現(xiàn)，內(nèi)吞是通過膜外表面的糖蛋白識別，消耗能量進入細胞內(nèi)；細胞分泌是高爾基體“出芽”形成的囊泡與細胞膜融合，將大分子物質(zhì)排到膜外，因此，有部分高爾基體的膜成分轉(zhuǎn)移到細胞膜；細胞排出廢物和攝取養(yǎng)分的基本方式是利用膜的選擇透過性直接通過細胞膜，以被動運輸，主動運輸?shù)确绞竭M行。 答案D,【例1】 水是生命的源泉，人體中水的含量約占65%。下列有關(guān)水的敘述，錯誤的是()。 A參與運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的水為自由水 B結(jié)合水是構(gòu)成細胞結(jié)構(gòu)的組成

12、成分之一 C心肌中含水量約為79%，具有很強的韌性；而血液中含水量約為82%，卻是流動狀態(tài)，原因是前者只含結(jié)合水，后者只含自由水 D自由水與結(jié)合水的比例影響新陳代謝的強弱,水和無機鹽的存在形式及作用,思維導圖： 答案C,反思 1關(guān)于細胞內(nèi)的水需注意幾點：(1)結(jié)合水是細胞的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，自由水是細胞的功能物質(zhì)。 (2)水對生命活動的影響 對代謝的影響：自由水含量高代謝強度強。 對抗性的影響：結(jié)合水含量高抗寒、抗旱性強。 2無機鹽的存在形式及功能,【變式突破1】 人的紅細胞必須生活在含有0.9%的氯化鈉溶液中；醫(yī)生常給脫水病人注射0.9%的生理鹽水；紅細胞在蒸餾水中會因吸水過多而漲破，在濃鹽水中會因

13、失水過多而皺縮，從而失去輸送氧氣的功能。這說明()。 A水分子容易進出細胞 B無機鹽離子容易進出細胞 C細胞的特性造成的 D無機鹽對維持細胞的形態(tài)和功能有重要作用,解析此題考查無機鹽的功能。題干中的事例均圍繞細胞的形態(tài)和功能描述，說明無機鹽離子具有維持細胞的形態(tài)和功能的重要作用。 答案D,【例2】 假設將標號為A、B、C的同一個植物細胞分別放在a、b、c三種不同的蔗糖溶液中一段時間后得到如圖所示狀態(tài)(原生質(zhì)層不再變化)。據(jù)圖分析推理不正確的是()。 A實驗前蔗糖溶液濃度為：cba B實驗后蔗糖溶液濃度為：cba C實驗后細胞的吸水能力：CBA D實驗后細胞液濃度：CBA,植物細胞質(zhì)壁分離及復原

14、的實驗,思維導圖： 答案B,【規(guī)律方法】細胞的狀態(tài)與吸水和失水的判斷 (1)當處于質(zhì)壁分離的過程中時，細胞失水量大于吸水量，此時外界溶液濃度高于細胞液的濃度。 (2)當細胞處于質(zhì)壁分離復原的過程中時，細胞失水量小于吸水量，此時外界溶液濃度低于細胞液濃度。 (3)當細胞處于平衡狀態(tài)時，細胞失水量等于吸水量。,【變式突破2】 假定將甲、乙兩個同種植物的成熟細胞分別放入蔗糖溶液和甘油溶液中，兩種溶液均比細胞液的濃度高，蔗糖分子不能透過膜，甘油分子可以較快地透過膜。在顯微鏡下連續(xù)觀察，甲、乙兩細胞的變化是()。 A甲、乙兩細胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，不再發(fā)生質(zhì)壁分離復原 B甲、乙兩細胞發(fā)生質(zhì)壁分離，但乙細胞隨

15、后又發(fā)生質(zhì)壁分離復原 C甲、乙兩細胞發(fā)生質(zhì)壁分離，但隨后甲細胞又發(fā)生質(zhì)壁分離復原 D甲、乙兩細胞均發(fā)生質(zhì)壁分離，后又均發(fā)生質(zhì)壁分離復原,解析成熟植物細胞的原生質(zhì)層相當于一層半透膜，可發(fā)生滲透作用。甲乙兩細胞均處在外界溶液濃度大于細胞液濃度的環(huán)境中，開始時，甲、乙兩細胞都要發(fā)生質(zhì)壁分離，但蔗糖分子不能透過原生質(zhì)層，所以甲細胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離復原，而甘油分子可以較快地穿過原生質(zhì)層，到達細胞液，細胞液的濃度升高，細胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復原。 答案B,【例3】 下圖為物質(zhì)進出細胞的兩種方式，對該圖的正確理解是 ()。 A和分別表示協(xié)助擴散和主動運輸 B和分別表示內(nèi)吞和外排 C葡萄糖、性激素是以方式進入

16、細胞的 D水、二氧化碳、氧氣是以方式進入細胞的,物質(zhì)出入細胞的方式,思維導圖： 答案D,反思總結(jié) (1)判斷物質(zhì)運輸方式的方法： (2)根據(jù)運輸方向：逆濃度梯度的穿膜運輸方式是主動運輸。,【變式突破3】 新生兒小腸上皮細胞通過消耗能量，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白(大分子物質(zhì))和半乳糖。這兩種物質(zhì)被吸收到血液中的方式是()。 A主動運輸、主動運輸 B內(nèi)吞、主動運輸 C主動運輸、內(nèi)吞 D被動運輸、主動運輸,解析新生兒可直接吸收免疫球蛋白，免疫球蛋白是大分子物質(zhì)，不能正常通過細胞膜，必須先與膜結(jié)合，然后內(nèi)陷形成小泡與細胞膜分離，這樣才能進入細胞內(nèi)部，該運輸方式為內(nèi)吞；半乳糖為小分子物質(zhì)，進入小腸

17、上皮細胞，消耗能量，為主動運輸。 答案B,1人體中水的含量約占65%，下列有關(guān)水的說法正確的是 ()。 A水和糖類、脂肪一樣，為人體提供能量 B人體中的水只是構(gòu)成細胞結(jié)構(gòu)的一部分 C沒有水，人體內(nèi)許多生化反應根本不會發(fā)生 D人體中的細胞全部浸潤在水溶液中 解析水是良好溶劑，許多物質(zhì)必須溶解在水中才能反應，水是生化反應的介質(zhì)。 答案C,2放在質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液中，不會發(fā)生質(zhì)壁分離的一組細胞是()。 洋蔥根尖分生區(qū)細胞人的口腔上皮細胞洋蔥鱗片葉表皮細胞干種子細胞蛔蟲卵細胞洋蔥根尖的根冠細胞 A B C D 解析洋蔥根尖分生區(qū)細胞、干種子細胞雖然是植物細胞，但沒有大液泡；人的口腔上

18、皮細胞和蛔蟲卵細胞都是動物細胞，所以以上細胞不會發(fā)生質(zhì)壁分離；洋蔥鱗片葉表皮細胞和根冠細胞是成熟的植物細胞，會發(fā)生質(zhì)壁分離。 答案A,3在觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復原的過程中，某同學在視野中看到生活著的洋蔥表皮細胞正處于如下圖所示狀態(tài)。a、b表示該部位的溶液濃度，由此可推測() Aab，細胞滲透吸水 Bab，滲透系統(tǒng)保持動態(tài)平衡 Cab、ab或ab均有可能。 答案D,4甲()、乙()兩種物質(zhì)在細胞膜兩側(cè) 的分布情況如右圖所示(顆粒的多少表示 濃度的高低)，在進行穿膜運輸時，下列 說法正確的是()。 A甲進入細胞一定需要能量 B甲運出細胞一定不需要能量 C乙進入細胞一定有載體蛋白的參與 D乙運出細胞一定有載體蛋白的參與,解析物質(zhì)直接穿過細胞膜進出細胞的形式有三種：單純擴散、協(xié)助擴散和主動運輸，乙物質(zhì)在細胞膜外濃度低，在細胞膜內(nèi)濃度高，按照主動運輸?shù)亩x，進入細胞時應為主動運輸，必須有載體的參與。這三種方式有明顯的區(qū)別：單純擴散和協(xié)助擴散都是從高濃度向低濃度運輸，不同的是協(xié)助擴散需要載體，而主動運輸可從低濃度向高濃度運輸，需要載體和能量。 答案C,5在紫色洋蔥表皮細胞臨時裝片的蓋玻片 一側(cè)滴加質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液后，