2019_20学年高中生物3.3物质的跨膜运输课件苏教版必修.pptx

第三节 物质的跨膜运输,一,二,三,一、被动运输 1.影响物质进出细胞的关键因素 (1)细胞膜的结构。 (2)构成物质的基本微粒的大小及所带的电荷。,一,二,三,2.扩散 (1)含义 物质从高浓度区域向低浓度区域迁移的过程,称为扩散。 (2)类型 自由扩散:一些相对分子质量较小或脂溶性强的物质,如O2、 乙醇、甘油等,可直接通过扩散进出细胞,不需要载体蛋白参与。 协助扩散:需要载体蛋白参与的扩散,称为协助扩散。如葡萄糖就是通过载体蛋白运输进入红细胞的。 渗透:水分子从溶质分子相对较少的区域向溶质分子相对较多的区域扩散的现象。 渗透作用发生的条件: a.具有半透膜; b.半透膜两侧的溶液存在浓度梯度。,一,二,三,(3)示例:植物细胞质壁分离和复原。 质壁分离:由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,随着细胞不断地失水,原生质层与细胞壁分离的现象。 质壁分离的复原:当细胞液的浓度大于外界溶液浓度时,外界溶液中的水分子会透过原生质层进入细胞液中,原生质层会逐渐恢复原状,发生质壁分离复原现象。,自主思考把萎蔫的黄瓜放在清水中,一段时间后会发现黄瓜变得坚挺,你知道这是为什么吗? 提示:黄瓜细胞失水使细胞液浓度升高,当放在清水中时,由于存在浓度差,细胞吸水,从而使黄瓜恢复坚挺状态。,一,二,三,二、主动运输 1.概念 物质能逆浓度梯度进出细胞,需要载体蛋白的参与,同时还需要消耗细胞代谢释放的能量的运输方式。 2.功能 主动运输能保证活细胞按照生命活动的需要,主动地选择并吸收营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质。 3.意义 主动运输对于活细胞完成各项生命活动具有重要的意义。,一,二,三,三、细胞的胞吞作用和胞吐作用 1.胞吞的过程,2.胞吐的过程,一,二,三,自主思考 变形虫摄食过程和分泌蛋白分泌过程分别是哪种物质运输方式?完成该过程的结构基础是什么? 提示:变形虫是单细胞动物,摄取食物时是由细胞膜内陷形成小囊,然后包裹着食物进入细胞,所以食物是以胞吞的形式进入体内的。分泌蛋白在细胞内经高尔基体加工后以小泡的形式运输到细胞外,此过程是胞吐。胞吞和胞吐完成的结构基础都是细胞膜的流动性。,探究点,一,二,被动运输 问题导引 葡萄糖进入红细胞的过程与O2、CO2进出红细胞的过程相同吗?有何异同点? 提示:不同。葡萄糖进入红细胞是协助扩散的方式,O2和CO2进出红细胞的方式是自由扩散。 相同点:物质从高浓度区域向低浓度区域扩散,都不消耗能量,运输的动力是物质的浓度差。 不同点:自由扩散不需要载体蛋白的参与,而协助扩散需要载体蛋白的参与。,实验设计,当堂检测,探究点,一,二,名师精讲 1.自由扩散 (1)特点:顺浓度梯度扩散;不消耗能量;不需要载体蛋白的参与。 (2)举例:气体(如O2、CO2等)、脂溶性物质(如甘油、乙醇、苯)、尿素等。 自由扩散是细胞膜的一种简单的运输方式,通过这种方式吸收是被动的,主要取决于膜两侧的浓度差(图甲)。自由扩散的速率与膜两侧该物质的浓度差成正比(图乙)。,实验设计,当堂检测,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,特别提醒大量实验表明,许多物质通过膜的扩散都和它们在脂质中的溶解度成正比。溶解度越大,通过的速度就越快,所以脂溶性物质很容易通过细胞膜。,探究点,一,二,2.协助扩散 (1)特点:顺浓度梯度扩散;不消耗能量;需要载体蛋白的协助。 (2)举例:血液中的葡萄糖进入红细胞。 (3)协助扩散的动力也来自于膜内外物质的浓度差,物质分子从高浓度一侧向低浓度一侧扩散。但自由扩散与协助扩散有所不同。其原因是通过协助扩散进出细胞的物质需要载体蛋白的参与,其运输速率还与载体的种类和数量有关。,实验设计,当堂检测,探究点,一,二,3.辨析自由扩散和协助扩散的异同点,实验设计,当堂检测,探究点,实验设计,当堂检测,一,二,易错点排查,4.影响被动运输的因素 对于自由扩散,物质运输的速率主要取决于浓度差,也与该物质分子的大小有关;协助扩散还与载体的种类和数量有关。如下图所示,自由扩散随外界物质浓度升高,运输速率随之加快;而协助扩散需要载体蛋白的协助,当超过一定限度时,随着外界物质浓度增加,运输速率不再加快,这是由于细胞膜上载体蛋白的数量有限,即具有载体饱和效应。,探究点,一,二,典例剖析 【例题1】下图表示一种物质的跨膜运输方式,下列叙述正确的是( ) A.该膜中载体也能运输蔗糖 B.图示过程也可以表示脂溶性物质进出细胞过程 C.该方式不会出现饱和现象 D.该方式发生在被运输物质从高浓度到低浓度时,实验设计,当堂检测,探究点,一,二,解析:据图可知,葡萄糖从胞外到胞内需载体蛋白协助但不消耗ATP,故其跨膜运输方式为协助扩散;该运输方式是由高浓度到低浓度,因载体具有专一性,且数量是一定的,所以会出现饱和现象;运输葡萄糖的载体不能运输蔗糖;脂溶性物质进出细胞的方式是自由扩散,不需要载体蛋白。 答案:D,实验设计,当堂检测,探究点,一,二,主动运输 问题导引,实验设计,当堂检测,海带细胞中碘的浓度比海水中的高,请分析海带细胞是以什么方式吸收碘的? 提示:主动运输。,探究点,一,二,名师精讲 1.特点:逆浓度梯度运输;需要能量;需要载体蛋白,具有选择性。 2.意义:主动运输能够按照细胞生命活动的需要,主动地有选择地吸收所需要的物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,是物质跨膜运输的主要方式。,实验设计,当堂检测,探究点,一,二,3.被动运输与主动运输的比较 (1)适应条件:离子、小分子通过膜的方式。 (2)区别,实验设计,当堂检测,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,探究点,一,二,4.影响物质跨膜运输的因素 (1)物质浓度(在一定的浓度范围内),实验设计,当堂检测,探究点,一,二,(2)O2浓度,(3)温度,实验设计,当堂检测,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,特别提醒载体蛋白具有专一性,载体蛋白的种类和数量决定了细胞膜的选择透过性。主动运输和被动运输是小分子和离子的运输方式,大分子颗粒状物质以胞吞和胞吐方式运输。,探究点,一,二,典例剖析 【例题2】下图表示植物从土壤中吸收某种矿质离子的过程。下列相关叙述不正确的是( ) A.该矿质离子的运输既需要载体蛋白也需要能量,所以为主动运输 B.该矿质离子可以从低浓度向高浓度运输 C.该过程能保证植物细胞根据生命活动的需要从外界吸收营养物质 D.随着O2浓度的增加,植物吸收该矿质离子的速率一直增加,实验设计,当堂检测,探究点,一,二,解析:影响主动运输速率的因素还有载体蛋白的数量,所以O2浓度增大到一定程度后,主动运输速率将不再增加。 答案:D,实验设计,当堂检测,探究点,一,二,实验设计,当堂检测,典型方法判断物质运输方式的方法 (1)据分子大小判断 (2)根据运输方向判断:逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。,探究点,一,二,变式训练 在研究某种物质的运输时,发现与下面曲线相符,最可能是下列哪一过程?( ) A.葡萄糖从血浆进入人的成熟红细胞 B.果脯腌制时蔗糖进入细胞 C.小肠上皮细胞从小肠内吸收氨基酸 D.组织细胞从组织液中吸收氧气,实验设计,当堂检测,探究点,一,二,解析:由图示可以看出,该物质的运输方式是主动运输,因为该物质运输速率与O2浓度有关。A选项为协助扩散;B选项果脯腌制时细胞已死亡,失去选择透过性;D选项为自由扩散。 答案:C,实验设计,当堂检测,探究点,实验设计,当堂检测,渗透作用原理和植物细胞渗透作用实例 【实验指导】 1.渗透作用的条件、原理,探究点,实验设计,当堂检测,(2)渗透系统的组成(如下图)及分析,若S1溶液浓度大于S2,则单位时间内由S2S1的水分子数多于由S1S2的水分子数,外观上表现为S1的溶液液面上升。 在达到渗透平衡后,若存在液面差h,则S1溶液浓度仍大于S2。液柱的升高所形成的静水压,就是漏斗中溶液的渗透压,溶液浓度越高,渗透压就越高。,探究点,实验设计,当堂检测,2.半透膜与选择透过性膜的比较 (1)区别:半透膜是无生命活性的,是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜,物质是否能通过取决于分子的大小。选择透过性膜是生物膜,载体的存在,决定了细胞对不同物质的吸收具有选择性。细胞死亡后,其选择透过性丧失。 (2)共性:都允许水分子等自由通过,都不允许大分子物质通过。,探究点,实验设计,当堂检测,3.探究植物细胞的吸水和失水 (1)探究的一般过程 提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果,得出结论表达和交流进一步探究。 (2)实验原理 成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,细胞液具有一定的浓度,细胞能够渗透失水和吸水。,探究点,实验设计,当堂检测,(3)实验流程图示,探究点,实验设计,当堂检测,(4)质壁分离的原因分析,探究点,实验设计,当堂检测,【设计体验】 下图为某同学利用紫色洋葱鳞片叶作为实验材料,观察植物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤。下列相关叙述错误的是( ) A.第二次观察(D)和第一次观察(B)形成对照,第三次观察(F)和第二次观察(D)形成对照 B.该实验用显微镜主要观察原生质层和细胞壁的位置、液泡的颜色和大小等 C.第三次观察(F)与第二次观察(D)相比,液泡颜色变深 D.一定范围内适当增加蔗糖溶液的浓度,实验效果会更明显,探究点,实验设计,当堂检测,解析:与第二次观察相比,第三次观察时,质壁分离复原,液泡颜色变浅。 答案:C,1,2,3,4,5,探究点,实验设计,当堂检测,1.如右图所示,在U形管中部d处装有半透膜,在a侧加入细胞色素c(相对分子质量为1.3万道尔顿的蛋白质)的水溶液(红色)。b侧加入清水,并使a、b两侧液面高度一致。经过一段时间后,实验结果是( ) A.a、b两液面高度一致,b侧为无色 B.a、b两液面高度一致,b侧为红色 C.a液面低于b液面,b侧为红色 D.a液面高于b液面,b侧为无色 解析:细胞色素c为大分子,不能通过半透膜。U形管中a侧浓度高于b侧,水分子透过半透膜向a侧渗透,经过一段时间后a侧液面高于b侧,b侧仍为无色。 答案:D,1,2,3,4,5,探究点,实验设计,当堂检测,2.原生质层包括( ) 细胞膜 核膜 液泡膜 细胞膜和液泡膜之间的细胞质 细胞液 A. B. C. D. 解析:原生质层包括细胞膜、液泡膜以及它们之间的细胞质。 答案:B,1,2,3,4,5,探究点,实验设计,当堂检测,3.O2、CO2、乙醇通过细胞膜的方式是( ) A.主动运输 B.自由扩散 C.胞吞 D.胞吐 解析:O2、CO2、乙醇、甘油等物质可以从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运,且不需载体,这种物质出入细胞的方式叫自由扩散。 答案:B,1,2,3,4,5,探究点,实验设计,当堂检测,4.红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是( ) A.都可以从低浓度到高浓度一边 B.都需要消耗能量 C.都需要载体蛋白协助 D.既需要载体蛋白协助又需要消耗能量 解析:葡萄糖进入红细胞是协助扩散,无机盐进入红细胞是主动运输,两者都需要