南方新课堂 金牌学案2017年高考生物一轮总复习 第4章 第13节 物质跨膜运输的实例和方式生物膜的流动镶嵌模型课件（必修1）

第4章,细胞的物质输入和输出,第1、2、3节,物质跨膜运输的实例和,方式、生物膜的流动镶嵌模型,一、物质跨膜运输的实例,1渗透作用的原理：,半透膜,浓度差,(1)渗透作用的产生条件： 具有_。 半透膜两侧的溶液具有_。 (2)渗透作用的实质：单位时间由清水进入蔗糖溶液中的水 分子_由蔗糖溶液进入清水中的水分子，导致蔗糖溶液,液面_。,多于,升高,2细胞的吸水和失水：,半透膜,细胞膜,液泡膜,细胞质,半透膜,（续表）,渗透作用,质壁分离,已发生质壁分离,3.物质跨膜运输的其他实例：水分子自由通过，一些离子 和小分子也可以通过，其他的离子、小分子和_则不能 通过。说明细胞膜和其他生物膜都是_。,二、生物膜的流动镶嵌模型,1对生物膜结构的探索历程：,大分子,选择透过性膜,（续表）,2.流动镶嵌模型的基本内容：,(1)结构模型： (2)结构特点：,糖蛋白,磷脂双分子层,蛋白质,特点：具有一定的_。 原因：组成膜的_和_大都是运动的。,流动性,磷脂分子,蛋白质分子,高浓度 低浓度,细胞外 细胞内,(1)糖被只分布在细胞膜外表面，是否跨越这个界限，是判,断物质进出细胞膜的标志。,浓度差,能量(ATP),需要,(2)除细胞膜外，其他生物膜的内、外两侧均没有糖被。,三、物质跨膜运输的方式,不需要,（续表）,判断正误,1载体蛋白的种类决定细胞主动运输物质的种类。(,),2 午餐后氨基酸以主动运输方式进入小肠上皮细胞。,( (,) 3同一种物质进出不同的细胞时，运输方式可能不同。 ),答案：1.,2.,3.,考点一,渗透系统的组成及原理分析,1渗透系统的组成条件： (1)半透膜：允许水分子等小于半透 膜孔径的物质通过，不允许蔗糖等大于 半透膜孔径的物质通过。如玻璃纸、动 物膀胱等。 (2)浓度差：半透膜两侧的溶液具有浓度差。,两侧溶液的物质的量浓度，大的一侧渗透压高，小的一,侧渗透压低，水分子由低浓度一侧高浓度一侧。,两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是 高浓度一侧液面升高；若能，则先是高浓度一侧液面升高，随 后另一侧液面升高，最后两侧液面相平。,在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因 为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高 浓度一侧扩散。,2验证渗透作用发生的条件： (1)具有半透膜：,(2)具有浓度差：,3渗透作用原理的应用：,(1)比较不同溶液的浓度大小：,(2)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)：, 高考探究 ,考向1,渗透作用的原理和条件,例1(2015年海南卷)取生理状态相同的某种植物新鲜叶片 若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之 后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定时间后 测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗糖 分子不进出细胞，则关于这一实验结果，下列说法正确的是,(,) A实验前，丙的浓度乙的浓度甲的浓度 B乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等,C实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散 D甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动,引起的,解析根据题干分析，生理状态相同的叶片其细胞液浓度 是相同的，甲浓度细胞液浓度，乙浓度细胞液浓度，丙浓 度细胞液浓度，则实验前甲的浓度乙的浓度丙的浓度， A 错误；乙的浓度不变是因为细胞内细胞液浓度与乙的浓度相 等，B 错误；水分移动属于自由扩散，C 错误；甲、丙的浓度 变化是由渗透作用引起的，是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动 引起的，D 正确。,答案D,(1)水分子的移动方向是双向移动，但最终结果是由低浓度,溶液流向高浓度溶液的水分子数多。,(2)实验中观察指标为漏斗内液面变化，但不能用烧杯液面,变化作描述指标，因现象不明显。,(3)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度，而非质量浓度，,实质是指渗透压。,(4)渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状 态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝 对相等。,考向2 渗透作用原理的应用 例2(2014年新课标卷)将某植物花冠切成大小和形状相 同的细条，分为 a、b、c、d、e 和 f 组(每组的细条数相等)，取 上述 6 组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间 后测量各组花冠细条的长度，结果如下图所示。假如蔗糖溶液,与花冠细胞之间只有水分交换，则(,),A实验后，a 组液泡中的溶质浓度比 b 组的高 B浸泡导致 f 组细胞中液泡的失水量小于 b 组的,Ca 组细胞放在蔗糖溶液中失水或吸水所耗 ATP 大于 b,组,D使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于 0.4,0.5 molL1 之间,解析实验前长度/实验后长度的比值为1 时，水分进出细 胞达到平衡；比值小于1 表明细胞吸水，且比值越小花冠吸水 越多；比值大于1 表明细胞失水，且比值越大，花冠失水越多。 据图可推知a 组吸水多于b 组，因此实验后a 组液泡中溶质浓 度低于b 组；f 组比值大于b 组，因此失水量大于b 组；水分子 进出细胞的方式是自由扩散，不消耗能量；由c 组吸水，d 组 失水可知细条细胞液浓度介于0.40.5 molL1 之间。,答案D,【考点练透】 1下图 1 表示物质扩散的图解，图 2 是设计证明图 1 物质,),扩散成立的实验装置。下列有关叙述，正确的是( A图甲中水柱 a 将持续上升 B图甲中水柱 a 将先上升后下降 C图乙中水柱 b 将持续上升 D图乙中水柱 b 将先上升后下降,解析：甲漏斗淀粉不能通过半透膜到达清水，漏斗淀粉溶 液浓度高于清水，一开始清水往漏斗溶液流动，水柱 a 将上升， 一段时间后，由于水柱压力，水柱不再上升，处于平衡，AB 错误。乙漏斗葡萄糖溶液浓度高于清水，一开始清水流向漏斗， 水柱 b 上升，由于葡萄糖能通过半透膜来到清水，故一段时间 后，漏斗葡萄糖溶液浓度下降，水槽溶液浓度上升，水柱 b 下 降，C 错误，D 正确。,答案：D,2(2015 年湖南长沙模拟)某生物兴趣小组利用下图所示的 渗透装置进行了下列的验证实验，装置中半透膜只允许水分子 自由穿过，所有实验起始时 AB 两侧液面齐平，若实验涉及多 组装置，则每组标记为 A1B1、A2B2请回答以下问题：,(1)为验证“浓度差是渗透现象发生的必要条件”，取上图 装置 3 个，A1B1 均为质量分数为 3%的淀粉溶液，A2B2分别为 质量分数为 3%和5%的淀粉溶液，A3B3分别为质量分数为 3% 的淀粉溶液和 5%葡萄糖溶液，静置一段时间后，各组液面高度 情况为 A1_B1 ，A2_B2 ，A3_B3(填“等 于”“高于”或“低于”)。,(2)为验证“酶具有专一性”，AB 两侧分别加入质量分数 为 3%的蔗糖溶液和麦芽糖溶液，在 30 水浴锅中保温一段时 间后，向两侧加入等量的_，继续保温一段时间，待反应 完全后，可观察到 B 侧液面高于 A 侧；若将水浴锅温度调节至 80 再重复上述实验，则观察不到液面变化，原因是_。,(3)若半透膜只允许水分子和单糖分子自由穿过，在 30 水 浴 锅 中 再 重 复 (2) 实 验 过 程 ， 则 可 观 察 到 B 侧 液 面 _，达到平衡时 A 侧液面_(填“等于”“高 于”或“低于”)B 侧液面。,解析：(1)当半透膜两侧溶液浓度相同时，单位时间内半透 膜两侧扩散的水分子数相同，所以液面高度 A1 等于 B1；当半 透膜两侧溶液浓度不同时，单位时间内由低浓度一侧通过半透 膜扩散到高浓度一侧的水分子数多于由高浓度一侧扩散到低浓 度一侧的水分子数，所以液面高度 A2 低于 B2，A3 低于 B3。,(2)根据题意可知，反应完全后，可观察到B 侧液面高于 A 侧， 说明加入酶后B 侧溶液浓度变大，导致水分子由A 侧扩散到B 侧，由于B 侧加入的是麦芽糖溶液，可知两侧加入的是麦芽糖 酶，催化B 侧的麦芽糖水解使B 侧溶液浓度变大，但不能催化 A 侧的蔗糖水解。80 的高温导致酶变性失活，因此AB 两侧 都不发生水解反应，两侧溶液浓度仍然相同，所以观察不到液 面变化。(3)若半透膜只允许水分子和单糖分子自由穿过，在 30水浴锅中再重复(2)实验过程，由于B侧麦芽糖被水解为单糖， 溶液浓度变大，则可观察到 B 侧液面升高；随后由于水分子和 单糖分子都可以自由穿过半透膜，又会导致B 侧液面下降；达 到平衡时A 侧液面高于B 侧液面。,答案：(1)等于,低于,低于,(2)麦芽糖酶,高温导致酶变性失活,(3)先上升后下降,高于,考点二,影响物质跨膜运输的因素,1物质跨膜运输方式图解：,2影响物质跨膜运输的因素： (1)物质浓度：,(2)氧气浓度：,(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。,(4)载体： 3不同因素对主动运输的影响不同： (1)内因遗传因素：,(2)外因主要是影响呼吸作用的因素：,方法技巧,物质进出细胞的方式判断,(1)根据分子大小与是否需要能量、载体蛋白：,(2)根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运,输。,生物或细胞培养液对某一物质吸收是否改,生物或细胞培养液对物质吸收速率是否改,探究物质跨膜方式的实验设计,(1)探究是主动运输还是被动运输：,呼吸抑制剂,变，改变为主动运输，没有改变为被动运输。,(2)探究是自由扩散还是协助扩散：,蛋白抑制剂 (或蛋白酶),变，若改变为协助扩散，不改变为自由扩散。, 高考探究 ,考向1,物质出入细胞的方式,例1(2014年浙江卷)下列关于物质出入细胞方式的叙述，,正确的是(,),A被细胞胞吞的一定是固体物质 B突触前膜释放乙酰胆碱属于协助扩散 C通过载体蛋白的物质转运属于主动运输 D胞吐过程一定会产生分泌泡与质膜的融合,解析胞吞作用包括吞噬作用和胞饮作用，吞噬作用是以 大的囊泡形式，内吞较大的固体颗粒，而胞饮作用则是将滴状 液体吞入细胞内的过程，故A 错。突触前膜释放乙酰胆碱属于 胞吐作用，B项错误。通过载体蛋白的物质转运包括主动运输 和协助扩散，C项错误。胞吐的过程一定会产生分泌泡与质膜(细 胞膜)融合，故D项正确。,答案D,考向2,影响物质出入细胞方式的因素,例2 (2015年新课标卷)将三组生理状态相同的某植物幼 根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测 定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：,下列分析正确的是(,),A有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收 B该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关,C氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗 ATP D与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的,吸收,解析由表格信息可知，同样温度条件下，空气瓶中离子 相对吸收量大，说明有氧条件有利于根对离子的吸收，A 正确。 同样的空气，不同温度条件下离子的相对吸收量不同，说明温 度变化影响根对离子的吸收，B 错误。同样的温度条件下，氮 气环境中根对离子的相对吸收量少，说明根对离子的吸收需要 消耗能量(ATP)，且氮气环境中不利于根对该离子的吸收，C、 D 错误。,答案A,【考点练透】 3(2016 年河南郑州二模)下列关于物质跨膜运输的叙述，,错误的是(,),A主动运输需要载体蛋白和 ATP B胃蛋白酶需载体蛋白的协助才能进入消化道 C氧气以自由扩散的方式进入肺泡上皮细胞 D水盐调节过程中，肾小管上皮细胞对水的重吸收属于 被动运输 解析：胃蛋白酶为生物大分子，进出细胞的方式为胞吞胞 吐，不需要载体蛋白的协助。 答案：B,4下图为体内部分细胞的物质运输情况，下列分析错误的,是(,),A图表示小肠绒毛上皮细胞吸收甘油的速度随消化道 内甘油浓度变化的情况 B图表示神经元兴奋时，Na+流入神经元的速度随细胞 内外浓度差的影响 C图表示小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖的速度随消化 道内葡萄糖浓度变化的情况,Na+流入神经元是协助扩散，可表示影响因素为浓度和载体,D图表示胰岛 B 细胞分泌胰岛素的速度随细胞内O2 浓,度变化的情况,解析：甘油进出细胞方式为自由扩散，运输动力为浓度差， 图横坐标可表示浓度，运输方式为自由扩散；神经元兴奋时，,蛋白数量，运输方式为协助扩散或主动运输；小肠绒毛上皮细 胞吸收葡萄糖是主动运输，可表示影响因素为浓度和载体蛋 白数量，运输方式为协助扩散或主动运输；胰岛B 细胞分泌胰 岛素是胞吐作用，不需要载体，需要能量，分泌速度在一定范 围内可随着O2 浓度而增加。,答案：D,实验探究植物细胞的吸水和失水,1实验原理：成熟(有明显液泡)的植物细胞能够与外界溶 液组成一个渗透系统，通过渗透作用的方式吸水或失水。,2方法步骤与现象：,(1)自身对照的概念：指实验组与对照组在同一对象上进,行，不另设对照组。,对照组：实验操作前的状态、现象。 实验组：实验操作后的状态、现象。,(2)在“植物细胞的吸水和失水”实验中存在自身对照，分,析如下：,实验对象：同一成熟的植物细胞。 观察对象：液泡大小和颜色的变化。,a 过程：第一次对照 b 过程：第二次对照,操作：高浓度溶液处理 对照：自然状态与质壁分离状态 操作：低浓度溶液处理 对照：复原后状态与质壁分离状态,典例某同学在实验室中做“植物细胞的吸水和失水”实 验时，在实验室教师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实 验步骤和现象如下表：,对上表的推断或解释，不正确的是(,),Ax 为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于细胞膜 By 为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡 Cz 为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅 D组无变化是因为细胞吸水量等于失水量,答案D,举一反三(2015 年湖南长沙模拟)下图为某种植物幼苗(大 小、长势相同)均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度的 KNO3 溶液中培养时鲜重的变化情况(其他条件相同且不变)。下列有,关叙述，错误的是(,),A3 h 时，两组幼苗均已出现萎蔫现象，直接原因是蒸腾 作用和根细胞失水,解析：6 h 前，鲜重变化已逐渐减缓，说明已开始吸收离子，,细胞液浓度增大，但由于蒸腾快，鲜重还在减少。,答案：B,1下列各项中不可以通过质壁分离与复原实验加以鉴定的,有(,) A成熟植物细胞的死活 B蛋白质、淀粉、纤维素的亲水性依次递减 C能进行渗透吸水 D原生质层和细胞壁伸缩性大小,解析：死亡的成熟植物细胞的细胞膜丧失了选择透过性， 不会发生质壁分离及其复原，A 正确；质壁分离与复原实验的 原理是渗透作用，而蛋白质、淀粉、纤维素的亲水性是通过吸 胀吸水实现的，因此无法通过实验鉴定其亲水性，B 错误；质 壁分离利用的是渗透作用原理，因此能够证明植物细胞能进行 渗透吸水，C 正确；由于原生质层比细胞壁伸缩性大，所以原 生质层收缩的多，从而出现了质壁分离及复原现象，D 正确。,答案：B,2在一个新鲜萝卜中挖一凹槽，在凹槽中加入浓盐水，一 段时间后，萝卜变软，凹槽中水分增多。下列图示的实验与此,),B D,实验原理差异最大的是( A C 答案：B,3图中表示物质浓度或氧气浓度与物质跨膜运输速,度的关系，下列有关叙述错误的是(