福建省福清元洪高级中学高中生物 第四章《物质跨膜运输的实例》复习课件 新人教版必修1.ppt

物质跨膜运输的实例 第四章细胞的物质输入和输出 复习纲要 1细胞失水和吸水的原理2质壁分离实验 半透膜 一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称 渗透系统装置 概念 水分子 或其他溶剂分子 透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散 称为渗透作用 条件 具有半透膜 半透膜两侧的溶液浓度不同 一 渗透作用 浓度差 蔗糖溶液 清水 高 低 水流方向 水分子量多 水分子量少 水往处流 在渗透作用中 水分是从溶液浓度的一侧向溶液浓度的一侧渗透 高 低 高 二 动物细胞的吸水和失水 动物细胞的细胞膜是半透膜 把红细胞看作一个渗透装置 细胞质 蔗糖溶液 清水 细胞膜 半透膜 动物细胞吸水和失水的原因 内因 细胞膜是半透膜外因 细胞内外存在着浓度差 动物细胞相当于一个渗透系统 外界溶液浓度 细胞内浓度 细胞失水 皱缩 外界溶液浓度 细胞内浓度 细胞吸水 膨胀 水分子是顺相对含量梯度进出细胞膜的 其它动物细胞的吸水和失水的原理与红细胞是一样的 浓度差越大细胞吸水或失水越多 三 植物细胞的吸水和失水 植物细胞吸水的方式 吸胀吸水 渗透吸水 实例 未成熟植物细胞 干种子 原因 没有形成大的中央液泡 条件 有中央液泡 机理 靠细胞内的亲水性物质 蛋白质 淀粉 纤维素 吸收水分 成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统 质壁分离复原 2 滴入清水时 又出现的现象 质壁分离 1 滴入0 3g ml蔗糖溶液时 出现的现象 实验现象 变小 逐渐恢复原来大小 原生质层恢复原来位置 原生质层脱离细胞壁 基本不变 基本不变 得出结论 成熟的植物细胞靠渗透作用吸水 植物细胞原生质层相当于一层半透膜 细胞液与细胞外界溶液存在浓度差发生了渗透作用 发生质壁分离的条件 条件 1 外界溶液浓度细胞液浓度 外因 2 原生质层具有选择性 3 细胞壁与原生质层的收缩能力不同 内因 外界溶液浓度 细胞液浓度 细胞失水 质壁分离 外界溶液浓度 细胞内浓度 细胞吸水 质壁分离复原 思考 1 当植物细胞质壁复原后 仍将细胞继续放置水中 植物细胞会涨破吗 2 若植物细胞能发生质壁分离及其复原 那这个细胞是死细胞还是活细胞 一般实验的过程 比较动物 植物细胞渗透作用的不同 细胞膜 原生质层 细胞质 液泡中的细胞液 待测细胞 蔗糖溶液 发生质壁分离和复原 不发生质壁分离 活细胞 死细胞 质壁分离说明以下问题 1 判断细胞的死活 2 测定细胞液的浓度范围 待测细胞 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 细胞液浓度范围 未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围 3 比较不同植物细胞的细胞液浓度 4 比较未知溶液浓度的大小 5 验证原生质层和细胞壁伸缩性的大小 四 物质跨膜运输的其他实例 1 在培养过程中 水稻吸收水分及si4 离子较多 吸收ca2 mg2 较少 结果导致水稻培养液里的ca2 mg2 浓度增高 2 在番茄的培养液中 ca2 mg2 的浓度下降 而si4 的浓度升高 证明番茄吸收的ca2 mg2 比si4 多 3 不同作物对无机盐的吸收是有差异的 根据资料分析 结论 物质 如碘 的跨膜运输并不都是和水一样顺相对含量梯度的运输的 物质跨膜运输的其他实例二 20 25倍甲状腺滤泡上皮细胞 人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力 250mg l 血液中碘的浓度 i 水分子的运输是顺相对含量梯度的 其他物质的跨膜运输也是这样的吗 由此你能得出什么结论 水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的其他物质的跨膜运输并不都是这样 这取决于细胞生命活动的需要 细胞对物质的吸收是有选择的 结论 细胞膜不仅是半透膜还是选择透过性膜 本节课小结 一 渗透作用条件 1 具有半透膜2 半透膜两侧有浓度差二 动物细胞的吸水和失水原理 渗透作用三 植物细胞的吸水和失水原理 渗透作用质壁分离和复原现象四 实验探究过程 观察现象 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果得出结论 表达与交流 1 将新鲜的苔藓植物叶片 放入其中加有少量红墨水的质量浓度为0 3g ml的蔗糖溶液中 在显微镜下观察 你会看到苔藓细胞的状态如图4 2所示 此时 部位 和 的颜色分别是 a 无色 绿色b 红色 绿色c 红色 无色d 红色 红色 b 2 a b c是三个相邻的细胞 已知a细胞液浓度 b细胞液浓度 c细胞液浓度 如图所示 能正确表示水分在三者之间关系的是 c a b c d 3 用蔗糖浸渍冬瓜 能使冬瓜变甜 这是因为a 蔗糖分子通过渗透作用进入细胞b 蔗糖分子分解为葡萄糖分子进入细胞c 蔗糖分子进入细胞间隙d 细胞脱水死亡 细胞膜失去选择透过性 蔗糖分子进入细胞 d 4 利用高浓度盐水 nacl溶液 杀菌防腐的原理是 a 盐水中的cl 有杀菌防腐的作用b 盐水中的na 不利于细菌的生活c 盐水是中性的 不适于细菌的生活d 由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡 d 5 根毛细胞的细胞液浓度最大的植物 分布在 a 热带雨林b 荒漠c 草原d 森林 6 将人类的红血球置于不同浓度蔗糖液中 浸泡半小时之后的结果如图4 3 依照血球外形的变化判断蔗糖液的浓度 由高到低排列 正确的是 a 甲 乙 丙 丁b 丁 甲 乙 丙c 丙 丁 甲 乙d 丙 乙 丁 甲 d b 7 利用高浓度盐水 nacl溶液 杀菌防腐的原理 a 盐水中的cl 有杀菌防腐的作用b 盐水中的na 不利于细菌的生活c 盐水是中性的 不适于细菌的生活d 由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡 d 8 田间一次施肥过多 作物变得枯萎发黄 俗称 烧苗 其原因是 a 根细胞从土壤中吸收的养分过多b 根细胞不能从土壤中吸水c 根系不能将水向上运输d 根系被肥料分解释放的热能烧毁 b 生物膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输的方式 第四章细胞的物质输入和输出 一 对生物膜结构的探索历程 资料1 1895年 欧文顿发现细胞膜对不同物质的通透性不一样 脂溶性物质比非脂溶性物质更易透过细胞膜进入细胞中 资料2 20世纪初 科学家们第一次将细胞膜从红细胞中分离出来 并且发现细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解 也会被蛋白酶分解 结论 结论 膜是由脂质组成的 细胞膜主要由脂质和蛋白质构成 1925年 两位荷兰的科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质 在空气 水界面上铺展成单分子层 测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍 资料3 结论 细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层 连续两层排列 膜中脂质分子排列为连续两层 磷脂分子 1959年 罗伯特森利用电镜 获得了清晰的细胞膜照片 显示暗 明 暗的三层结构 资料4 结论 蛋白质 脂质 蛋白质 三明治模型 小鼠细胞和人细胞融合实验 资料5 结论 细胞膜具有流动性 细胞膜研究的拓展 1 细胞膜成分的实验探究 用溶脂剂处理细胞膜 膜被破坏 说明细胞膜中含有脂质成分 用蛋白酶处理细胞膜 膜被破坏 说明细胞膜中含有蛋白质成分 2 细胞膜具有识别作用的实验探究可将大量的同种生物和亲缘关系较远的生物的精子和卵细胞混合在一起 发现只有同种生物的精子与卵细胞才能结合 3 设计实验探究细胞膜的选择透过性可利用细胞液有颜色的植物组织 放入无色溶液中 然后用高温或强酸 碱等处理 观察处理前后无色溶液的颜色变化 1 膜的基本支架 磷脂双分子层 磷脂分子是可以运动的 具有流动性 2 蛋白质分子有的镶 有的嵌入 有的横跨在磷脂双分子层 二 流动镶嵌模型的基本内容 3 在细胞膜的外表 有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白 叫做糖被 有保护和润滑 信息识别等作用 7 膜的结构特性 具有流动性 6 膜的功能特性 选择透过性 2 膜蛋白的运动性 1 磷脂分子的运动性 4 不对称性 膜两侧的分子性质和结构不相同 如糖蛋白只分布在细胞膜的外表面 在细胞膜的内表面没有糖被 5 影响因素 主要受温度影响 适当温度范围内 随外界温度升高 膜的流动性增强 但温度高出一定范围 则导致膜的破坏 5 细胞膜的流动性与选择透过性 1 区别 流动性是细胞膜结构方面的特性 选择透过性体现了细胞膜功能方面的特性 主动运输能充分说明选择透过性 2 联系 细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础 因为只有细胞膜具有流动性 细胞才能完成其各项生理功能 才能表现出选择透过性 相反 如果细胞膜失去了选择透过性 细胞可能已经死亡了 总之 膜的组成 结构和功能可表示为下图 练一练1 下列哪项叙述不是细胞膜的结构特点 a 细胞膜是选择透过性膜b 细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成c 细胞膜的分子结构具有流动性d 有些蛋白质分子可在膜的内外之间移动2 人体某些白细胞能进行变形运动 穿出小血管壁 吞噬侵入人体内的病菌 这个过程的完成依靠细胞膜的 a 选择透过性b 保护作用c 流动性d 自由扩散3 一位细胞学家发现 当温度升高到一定程度时 细胞膜的面积增大而厚度变小 其决定因素是细胞膜的 a 结构特点具有流动性b 选择透过性c 专一性d 具有运输物质的功能 a c a 4 据研究发现 胆固醇 小分子脂肪酸 维生素d等物质较容易优先通过细胞膜 这是因为 a细胞膜具有一定流动性b细胞膜是选择透过性c细胞膜的结构是以磷脂分子层为基本骨架d细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子 c 5 下列物质中 不能横穿细胞膜进出细胞的是 a维生素d和性激素b水和尿素c氨基酸和葡萄糖d酶和胰岛素 d 5 细胞膜的结构特点是具有一定的流动性 下列实例中能反映该特点的是 高尔基体形成的囊泡与细胞膜融合 变形虫能伸出伪足 小肠绒毛上皮细胞对na k 的吸收 核糖体中合成的蛋白质进入细胞核 吞噬细胞吞噬病菌a b c d c 某研究性学习小组欲研究细胞膜的结构和成分 如果你是课题组成员 请你回答下列问题 1 应选取人的哪种细胞做实验 a 成熟的红细胞b 口腔上皮细胞c 神经细胞d 白细胞 2 将选取的上述材料放入 由于渗透作用 一段时间后细胞将破裂 然后再用法获得纯净的细胞膜 3 若将细胞膜的磷脂提取后放入盛有水的容器中 经过充分搅拌后 下列能正确反应其分布的图是 4 脂质单分子层的面积是细胞表面积的2倍 说明 a a 蒸馏水 离心 磷脂分子在细胞膜中成双层排列 二 物质出入细胞的方式1 自由扩散 协助扩散和主动运输的比较 高浓度 低浓度 高浓度 低浓度 一般为低浓度 高浓度 不需要 需要 需要 不消耗 不消耗 消耗 o2 co2 h2o甘油 乙醇 苯等出入细胞的方式 红细胞吸收葡萄糖 小肠吸收葡萄糖 氨基酸 无机盐等 运输速率 细胞外溶液浓度 2 影响自由扩散的因素 细胞膜内外物质的浓度差 3 影响协助扩散的因素 细胞膜内外物质的浓度差 细胞膜上运载物质的载体数量 1 判定主动运输的有效依据 1 从运输方向 只要从低浓度到高浓度运输 则一定为主动运输 2 消耗能量 atp 的一定是主动运输 大分子的运输除外 且该过程因与呼吸作用有关 故温度可通过影响呼吸作用中酶的活性而影响主动运输 4 影响主动运输的因素 载体 是细胞膜上的一类蛋白质 载体具有特异性 不同物质的载体不同 不同生物细胞膜上的载体的种类和数目也不同 载体具有饱和现象 当细胞膜上的载体已经达到饱和 细胞吸收该载体运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大 能量 凡能影响细胞内产生能量的因素 都能影响主动运输 如氧气浓度 温度等 例 2008年江苏生物 线粒体dna上的基因所表达的酶与线粒体功能有关 若线粒体dna受损伤 则下列细胞的功能受影响最大的是 a 红细胞吸收葡萄糖b 小肠上皮细胞吸收水c 神经细胞吸收k d 肺泡细胞吸收氧气 c 例 甲 乙 两种物质在细胞膜两侧的分布情况如下图 颗粒的多少表示浓度的高低 在进行跨膜运输时 下列说法正确的是 a 甲进入细胞一定需要能量b 甲运出细胞一定不需要能量c 乙进入细胞一定有载体蛋白的参与d 乙运出细胞一定有载体蛋白的参与 c 2 大分子物质出入细胞的方式三种物质运输方式是小分子和离子的运输方式 不包括大分子物质 大分子物质的运输是通过胞吞与胞吐来运输的 1 胞吞是通过膜外表面的糖被识别 消耗能量进入细胞内 2 胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性 伴随着膜成分的更新 3 胞吞和胞吐与主动运输一样也需要能量供应 如果分泌细胞中的atp合成受阻 则胞吐作用不能继续进行 例 2010年海淀模拟 如右图表示细胞对大分子物质 胞吞 和 胞吐 的过程 下列与此有关的叙述错误的是 a a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生b a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成c b表示细胞分泌的同时会导致膜成分的更新d b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式 d 1 2009年北京卷 细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用 下列相关叙述不正确的是 a 细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用b 细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性c 细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异d 载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质 d 2009年辽宁 宁夏卷 下列关于物质跨膜运输的叙述 错误的是 a 植物细胞吸收k 需消耗能量b 细胞对离子的吸收具有选择性c 海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁分离d 液泡中积累大量离子 故液泡膜不具有选择透过 d 1 2009年浙江卷 对某动物细胞进行荧光标记实验 如下面示意图所示 其基本过程 用某种荧光材料标记该动物细胞 细胞表面出现荧光斑点 用激光束照射该细胞表面的某一区域 该区域荧光淬灭 消失 停止激光束照射一段时间后 该区域的荧光逐渐恢复 即又出现了斑点 上述实验不能说明的是 a 细胞膜具有流动性b 荧光染料能与细胞膜组成成分结合c 根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率d 根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率 解析 不能根据荧光恢复的速率推算物质跨