流动镶嵌模型、物质的跨膜运输.doc

第3讲流动镶嵌模型、物质跨膜运输的实例与物质跨膜运输的方式细胞膜的流动镶嵌模型（B）物质进入细胞的方式(B)实验：观察植物细胞的质壁分离和复原(b)一、回归课本知识点一细胞膜的探索历程和结构1细胞膜的探索历程时间实例(实验)结论(假说)19世纪末脂溶性物质更易通过细胞膜欧文顿认为膜是由_组成的20世纪初将膜分离提纯，并进行化学分析膜的主要成分是_1925年红细胞膜中脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的2倍细胞膜中的脂质分子_1959年电镜下细胞膜呈清晰的暗亮暗三层结构罗伯特森认为生物膜由蛋白质_蛋白质三层结构构成1970年人鼠细胞杂交实验细胞膜具有_1972年桑格和尼克森提出了生物膜的_2流动镶嵌模型(1)结构特点：_(2)原因：组成膜的磷脂分子和_大都是运动的知识点二细胞的吸水和失水1渗透作用发生的条件：具有_；_两侧的溶液具有浓度差2动物细胞外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞吸水膨胀外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞失水皱缩外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞水分进出平衡，形态不变细胞壁：全透性3植物细胞结构具有选择透过性，相当于半透膜。 原生质层 细胞质 条件：成熟植物细胞具有中央_，是一个渗透系统实验验证想一想：细胞吸水时，水分子跨膜运输的状态如何？知识点三物质跨膜运输的其他实例1其他实例(1)植物对无机盐例子的吸收：不同植物（如番茄、水稻）对同一离子的吸收能力 ，同种植物对不同离子的吸收能力 。(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点：逆浓度梯度(3)不同微生物对各种矿物质的需要量不同，吸收时各自都有_2结论(1)细胞膜和其他生物膜一样都是选择透过性膜(2)它具有的特点议一议：半透膜与选择透过性膜有哪些异同点？知识点四物质进入细胞的方式自由扩散被动运输方向：物质分子从 一侧运输到 一侧。原因：细胞膜两侧存在物质分子浓度差。实例：水、CO2、甘油、乙醇等。方向：物质分子从 一侧运输到 一侧。原因：a、细胞膜两侧存在物质分子浓度差。 b、细胞膜上 的协助。实例：葡萄糖进入红细胞。方向：物质分子从 一侧运输到 一侧。原因：a、细胞新陈代谢产生的 。 b、细胞膜上 的协助。实例：K+、Na+、Ca2+、氨基酸等。协助扩散主动运输1物质跨膜运输的方式(1)过程：大分子或颗粒附着在细胞膜上，这部分 内陷形成小囊泡，然后小囊泡从细胞膜上分离下来，形成 进入细胞内部。实例：白细胞吞噬大肠杆菌、变形虫吞食有机颗粒。过程：大分子先在细胞内形成 ，囊泡移到细胞膜处，与细胞膜 ，将大分子排出。实例：胰岛B细胞分泌胰岛素。胞吞胞吐2大分子进出细胞比一比：自由扩散、协助扩散和主动运输与胞吞、胞吐有何主要区别？物质运输的方式(连一连) 闪记：渗透作用与物质出入细胞方式渗透装置两条件，水分过膜梯度行，成熟植胞也具备，半透膜是原生质层，质壁分离或复原，全由两侧浓度定，跨膜运输三类型，自由、协助和主动，自由、协助高到低，主动运输可逆行，主动协助需载体，主动运输还耗能；胞吞、胞吐非跨膜，不需载体需耗能，大分子颗粒来进出，全靠膜的流动性。二、核心突破 渗透系统的组成分析及应用1对比分析渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成渗透系统图解基本组成或条件半透膜两侧的溶液具有浓度差原生质层选择透过性膜浓度差细胞液与外界溶液之间原理水分子通过半透膜的扩散作用细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透水扩散的方向低浓度溶液高浓度溶液2.渗透系统的应用(1)比较不同溶液浓度大小漏斗内烧杯内溶液浓度MN现象及结论若漏斗内液面上升，则MN若漏斗内液面不变，则MN若漏斗内液面下降，则M外界溶液 B细胞液细胞液浓度 内因：原生质层相当于一层半透膜；细胞壁的伸缩性小于原生质层。4表现 (1)在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原现象的观察。(2)不选动物细胞做实验材料是因为动物细胞无细胞壁，不会在失水时发生质壁分离现象。(3)本实验所用的方法为引流法，采用了自身对照(前测和后测)。(4)当以可吸收的物质做溶质(如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等)时，可出现质壁分离和自动复原现象。(5)质壁分离时，原生质层的外界面是细胞膜。质壁分离实验的拓展应用及方法1判断细胞的死活待测细胞蔗糖溶2测定细胞液浓度范围待测细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。3比较不同植物细胞的细胞液浓度大小不同植物细胞同一浓度的蔗糖溶液 刚刚发生质壁分离时所需时间的比较判断细胞液浓度大小(时间越短，细胞液浓度越小)。4比较一系列溶液的浓度的大小同一植物的相同成熟细胞未知浓度的溶液 记录刚刚发生质壁分离所需时间比较所用时间长短判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。5鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)只发生质壁分离现象 溶质不能通过原生质层的溶液（如蔗糖溶液）质壁分离后自动复原 溶质能通过原生质层的溶液（如KNO3溶液）相同成熟植物细胞不同种类溶液本考点的命题规律为：一是通过联系水的渗透作用，全面考查对该实验所用试剂、原理、操作步骤、结果等的掌握情况；二是以实验操作过程图的形式，考查对操作步骤的理解，或考查该实验的拓展应用。【典例】将浸润在质量浓度为0.3 g/L蔗糖溶液中的紫色洋葱表皮制成装片，放在显微镜下观察，结果如图所示。请据图回答下列问题。(1)洋葱表皮细胞通过渗透作用失水，导致细胞发生质壁分离，原生质层在该过程中充当了_。以下属于原生质层的是_。A液泡膜 B线粒体 C液泡色素D细胞核 E细胞壁(2)请在坐标系中绘出细胞吸水力随质壁分离程度变化曲线。(3)若将装片放在80 的条件下处理一段时间(装片中的溶液仍保持0.3 g/L)后，放在显微镜下观察，在清晰看到细胞结构后为了更准确判断A处颜色，应该如何操作显微镜？_。(4)藓类小叶是否是观察线粒体的理想实验材料？_，为什么？_。【训练】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()。 两组幼苗在KNO3溶液中的鲜重变化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B6 h时，甲组幼苗因根系开始吸收K、NO，吸水能力增强，使鲜重逐渐提高C12 h后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过处理前，乙组幼苗将死亡D实验表明，该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程四、高考真题：渗透作用原理1.撕去紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。然后，两组外表皮都用质量浓度为0.3 g/ mL的蔗糖溶液里处理，一段时间后外表皮细胞中的水分不再减少。则甲、乙两组细胞水分渗出量的大小及水分运出细胞的方式分别是()。A甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输B甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输C甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输D甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输物质跨膜运输的方式2.在动物细胞的物质运输中，属于自由扩散的是()。A红细胞中的Na进入血浆 B细胞外液中的O2进入肌细胞C细胞外液中的K进入神经细胞 D血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞3蛙的神经元内、外Na浓度分别是15 mmol/L和120 mmol/L。膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有Na流入细胞，膜电位恢复过程中有Na排出细胞。下列正确的是()。ANa流入是被动运输、排出是主动运输BNa流入是主动运输、排出是被动运输CNa流入和排出都是被动运输DNa流入和排出都是主动运输4原尿中葡萄糖、氨基酸等物质的浓度与血浆中的基本相同。原尿经肾小管上皮细胞的选择性重吸收和分泌作用后形成尿液。正常情况下尿液中不含葡萄糖。肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液。下图为肾小管壁及相关结构示意图。回答问题。(1)肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度_(高于、低于、等于)组织液中的。(2)原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞的运输方式是_，需要_的参与。(3)肾小管上皮细胞重吸收水分的原理是_，原尿中葡萄糖未能被完全重吸收从而导致尿量增加的原因是_。综合应用及实验分析5.科学家为了研究蛋白A的功能，选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验，处理及结果见下表。实验组号在等渗溶液中进行的处理在低渗溶液中测定卵母细胞的水通透速率(cm/s104)向卵母细胞注入微量水(对照)27.9向卵母细胞注入蛋白A的mRNA210.0将部分组细胞放入含HgCl2的等渗溶液中80.7将部分组细胞放入含试剂M的等渗溶液中188.0(1)将组卵母细胞放入低渗溶液后，水分子经自由扩散(渗透)穿过膜的_进入卵母细胞。(2)将蛋白A的mRNA注入卵母细胞一定时间后，该mRNA_的蛋白质进入细胞膜，使细胞在低渗溶液中体积_。(3)与组细胞相比，组细胞对水的通透性_，说明HgCl2对蛋白A的功能有_作用。比较、组的结果，表明试剂M能够使蛋白A的功能_。推测HgCl2没有改变蛋白A的氨基酸序列，而是破坏了蛋白A的_。(4)已知抗利尿激素通过与细胞膜上的_结合，可促进蛋白A插入肾小管上皮细胞膜中，从而加快肾小管上皮细胞对原尿中水分子的_。(5)结合上述结果，可以得出_的推论。考向借鉴他山之石6相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需要关注培养基的渗透压，这是因为动物细胞()。A没有细胞壁，对培养基的渗透压更敏感B渗透压远高于细菌或植物细胞的渗透压C没有成熟大液泡，渗透压调节能力差D生长缓慢，各生长阶段对环境的渗透压要求不同五、限时训练： 一、单项选择题(每小题6分，共48分)1用酶解法除去新鲜紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞的细胞壁得到原生质体，将其置于质量浓度为0.3g/ mL的蔗糖溶液中，一段时间后，一定不发生()。A质壁分离 B渗透失水 C颜色加深 D吸水力增大2市场上流行的直饮机的核心部件是逆渗透膜，它利用逆渗透原理，通过水压使水由较高浓度的一侧渗透至较低浓度一侧，理论上在较高浓度侧的所有细菌及不纯杂物、可溶性固体物和对人体有害的有机物和无机物均不能渗入高精密的逆渗透膜，示意图如图所示。根据上述信息判断，下列有关叙述正确的是()。A逆渗透过程与渗透作用的差异是前者需要消耗能量B逆渗透膜也具有细胞膜的识别功能C逆渗透膜上有载体蛋白，可以选择性控制有害物质D逆渗透膜祛除有害物质的能力胜过生物膜，可放心饮用3NaK泵是一种特殊的载体蛋白，该载体既可催化ATP水解和合成，又能促进Na、K的转运。每消耗1分子ATP，逆浓度梯度将3分子的Na泵出细胞外，将2分子K泵入细胞内，(如图)。下列有关叙述不正确的是()。ANa和K出入细胞是主动运输的过程BNaK泵是一个可同时反向转运两种离子的载体蛋白，该过程与细胞膜的选择透过性无关C说明细胞膜具有一定的流动性D这一过程可能会造成细胞膜内外产生电位差4下面能发生质壁分离的一组细胞是()。食用的糖醋蒜细胞蚕豆叶的表皮细胞植物的根毛细胞人的口腔上皮细胞用盐酸解离的洋葱根尖细胞根尖分生区细胞A B C D5下列有关物质跨膜运输的叙述正确的是()。A肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体蛋白B激素必须通过主动运输进入细胞内才能完成对细胞代谢的调节C相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞D协助扩散和自由扩散都不需要膜上载体蛋白的协助6污水净化中应用的超滤膜技术指的是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术。超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到将溶液净化、分离与浓缩的目的。下列说法中合理的是()。A超滤膜技术中使用的“滤膜”实质上是一种人造生物膜B超滤膜技术中使用的“滤膜”实质上是一种人造半透膜C超滤膜技术可以滤去污水中的各种污染物D透过超滤膜的水，已被除去了臭味7某科学家在研究物质运输时发现有下列四种曲线关系，在研究某种物质的运输时，发现与曲线和相符，最可能是下列哪一过程()。A糖从血浆进入人的成熟红细胞BNa通过离子通道进入神经细胞C小肠上皮细胞从小肠内吸收氨基酸D组织细胞从组织液吸收氧气8如图所示，图乙是图甲发生渗透作用之后的示意图，图丙是根毛细胞示意图，图丁表示细胞体积随时间变化的曲线。下列叙述错误的是()。A图甲中处溶液浓度小于处溶液浓度B图甲和图丙中都有半透膜，两者的本质区别是图丙细胞膜上有载体蛋白，使其具有选择透过性C若把图丙所示细胞放在质量分数为5%的NaCl溶液中，在显微镜下连续观察一段时间发现其发生了质壁分离D若把图丙所示细胞放在质量浓度为0.3 g/ mL的蔗糖溶液中，则图丁表示细胞体积随时间推移而变化的曲线二、多项选择题(每小题8分，共16分)9细胞与外界进行物质和能量交换是细胞进行正常生命生活的必要条件，下列关于这种交换的说法中，错误的是()。A大分子物质进出细胞的方式是内吞或外排B随着细胞的生长，细胞表面积与细胞体积的比值增大，细胞与外界进行物质交换的速率降低C人体红细胞吸收水分、葡萄糖的方式相同D生长素在植物体内的运输需要消耗能量10将某活组织放入适宜的完全营养液中，置于适宜的条件下培养。培养液中甲、乙两种离子的浓度保持相等且恒定，定期测得细胞中两种离子的含量，得到如图所示曲线。据图分析下列叙述中正确的是()。A该组织的细胞吸收甲、乙两种离子的方式都是主动运输B该组织细胞运输离子甲的载体数量比运输乙的数量多C两种离子均只能从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧D曲线mn段和ab段表明两种离子浓度的升高抑制了细胞的吸收三、非选择题(共36分)11(18分)图甲是物质A通过细胞膜的示意图。请回答以下问题。(1)物质A跨膜运输的方式 是_，判断理由是_。其运输方式也可用图乙中的曲线_ 表示。如果物质A释放到细胞外，则转运方向是_(填“”或“”)。(2)图甲中细胞膜是在_(填“光学显微镜”或“电子显微镜”)下放