第七讲物质跨膜运输的实例和方式

1、第七讲物质跨膜运输的实例和方式外因：浓度差内因：质壁 伸缩性不同植物细胞质壁条分离和复原件原生质层相当于半透膜细胞液与外界溶液存在浓度差选择透过性功能特性细胞吸水和失水其他物质的跨膜运输实例物质跨膜运输主动运输r协助扩散方式V自由扩散物质跨膜运输的实例活细胞的标志具講鵰性水的跨膜运输顺相对含量梯JS低浓度溶液嘀浓度溶液其他物质的跨膜运输渗透作用 概念发生条件动物纟田胞的 矣水和吸水植物细胞的 失水和吸水匿丕廳）帧相对含量梯废厂半透膜nig质壁分离 和复原一成熟的植物细胞考纲要求:项目内容考纲要求考点通过模拟实验探究膜的透性n物质出入细胞的实例和方式n重点物质出入细胞的实例和方式难点1. 通过模

2、拟实验探究膜的透性；2. 物质跨膜运输的方式知识网络:10、细胞的吸水和失水（一）列举生活中动植物细胞吸水和失水的现象。（让学生对细胞的吸水和失水有感性认识）（二）渗透作用1、渗透系统的组成分析及应用:pi,渗透系统的组成（如图）及特点:半透膜，可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜, 也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。半透膜两侧的溶液具有浓度差。半透膜2、渗透作用的发生: 若Si溶液浓度大于S,则单位时间内由S2TS1的水分子数多于SitS2，外观上表现为Si液面上升；若S溶液浓度小于S2,则情况相反，外观上表现为 Si液面下降。在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差 h,则Si溶液浓度仍大

3、于S。（3）概念： 注：溶液浓度指物质的量浓度。发生渗透平衡时，半透膜两侧的水分移动达平衡状态。（三）动物细胞的吸水和失水（以红细胞为例：红细胞膜相当于一层半透膜） 当外界溶液浓度V细胞质浓度时，细胞吸水。 当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞失水。 当外界溶液浓度=细胞质浓度时，水分进出平衡。（四）、植物细胞的吸水和失水： 在成熟的植物细胞中，原生质层（细胞膜+液泡膜+二者之间的细胞质）相当于一层 半透膜。成熟植物细胞发生质壁分离的条件是外界溶液浓度细胞液浓度，发生质壁分离复原 的条件是外界溶液浓度V细胞液浓度。（五）、渗透作用的应用: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

4、斗内液面上升，则 M N, 若漏斗内液面不变，则 M= N 若漏斗内液面下降，则 MV N验证渗透作用发生的条件具半透膜:具有浓度差湯斗口密井+透綾一漏斗液而上升漏斗口密封紡布一漏斗液面不上升漏斗口 封半透膜漏斗内盛蔗糖溶液，烧杯内盛清水f漏斗液面上升漏斗和烧杯内相同浓度蔗糖溶液f漏斗液面不上升思维拓展：半透膜、选择透过性膜(1)区别 半透膜可以是生物性的选择透过性膜，也可以是无生命的物理性膜，即指某些物质可 以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否吸收的 选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选

5、择透过性丧失。(2)共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。、物质跨膜运输的其他实例 1、对无机盐的吸收(1) 资料分析：(见教材) 水稻和番茄对同一离子的吸收量不同；水稻或番茄对不同离子的吸收量不同 人体甲状腺上皮细胞可以主动地从血液中吸收;不同微生物对不同矿物质的吸收表现较大的差异 强调: 矿质元素必须溶解在水中呈离子状态，才能被细胞吸收。吸收矿质元素离子的多少可以调节细胞液的浓度，影响对水分的吸收。矿质元素离子被吸收后随水分在导管中运输，蒸腾作用在促进水分运输的同时也促进矿 质元素离子的运输。植物对离子的吸收具有选择性 原因：遗传性一决定 载体蛋白种类、数量一决定 选择性。2

6、、生物膜的特性：细胞膜和其他生物膜可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也 可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过，因此它们都是选择透过性膜。思考：半透膜和选择透过性膜有哪些异同点?相同点：某些物质可以通过，另一些物质不能通过。不同点：选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。思考：联系细胞膜的化学组成想一想决定生物膜功能特性的主要膜分子是什么?蛋白质分子三、实验探究：植物细胞的吸水和失水（一）实验探究:1.实验原理：成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。外界溶液于（失水、质壁分离）细胞液浓度 小于（吸水、质壁分离复原）浓度2.质壁分离与复原实验流程制作紫色洋葱鳞片叶

7、外表皮的装片低倍显微镜：有一个紫色的中央液泡；原生质层紧贴细胞壁0.3g/ml蔗糖溶液吸水纸吸引低倍显微镜：中央液泡逐渐变小；原生质层与细胞壁逐渐分离清水吸水纸吸引低倍显微镜：中央液泡逐渐变大；原生质层逐渐紧贴细胞壁3.质壁分离的原因（1）外因：外界溶液浓度细胞液浓度（2）内因原生质层相当于一层半透膜 ）内因I细胞壁的伸缩性小于原生质层质壁 j渗透失水I分离宏观：坚挺-萎蔫液泡：大f小4 表现I微观细胞液颜色：浅-深II原生质层：与细胞壁分离思维拓展在实验中，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。另若用50沁糖溶液做实验，能发生质

8、壁分离但不能复原，因细胞过度失水而死亡。（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。 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时（如甘油、尿素、KNOX乙二醇等），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。（二）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+蔗糖溶液一镜检发发质壁壁离和囂胞细胞 自变量：细胞生活状态 2.测定细胞液浓度范围 待测细胞+系列浓度梯度的蔗糖溶液分别检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。自变量：不同浓度

9、的蔗糖溶液 如：将细胞液浓度相同的某种植物细胞（如右图所示），置于不同浓度的蔗糖溶液中，出 现ad四种细胞状态，则细胞液浓度最精确的范围在下列哪两个细胞所处的蔗糖溶液浓度之间（A. C bC. a dB. aCD. d c愆旦r4答案：C解析：做此题的关键是一定要注意参照图像，看a、b、c、d与参照图像相比液泡大小有何改变，若液泡增大，则说明细胞吸 水，若液泡变小则说明细胞失水。根据液泡变小的程度，可判断出细胞失水的程度，从而可判断出细胞液浓度最精确的范围是ado3. 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比较刚刚发生质壁分离时所需时间一-判断细胞液浓度大小（时间越短

10、，细胞液浓度越小）o 自变量：不同植物细胞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+未知浓度的溶液镜检记录刚刚发生质壁分离所需时间一-比较所用时间长短一-判断溶液浓度的大小 （时间越短，未知溶液的浓度越大）。自变量：不同浓度的蔗糖溶液5.鉴别不同种类的溶液（如KNO溶液和蔗糖溶液）相同成熟不同种镜检 植物细胞+类溶液只发生质壁分离现象-溶质不能通过原生质层的溶液亍壁分离后自动复原7溶质能通过原生质层的溶液自变量：溶液的种类二、物质运输的方式及影响因素（一）小分子物质通过膜的方式一一跨膜运输1.观察分析，完成表格:外 细胞膜外 * * * *细炉”膜载体n外:P主动运输囱 * -O-

11、 运输方式方向载体蛋白能量实例被动运输自由扩散由高浓度到低浓度不需要不需要水、0、CO、甘油、乙醇、苯等协助扩散需要葡萄糖进入红细胞主动运输由低浓度到高浓度需要需要葡萄糖、无机盐离子、氨基酸等物质运跨膜输方式的比较2、物质跨膜运输方式图解:协a扩散自由扩散细16内巾甲细#4外 an：lO3、主动运输的意义：在细胞的生命活动过程中，主动运输起到了重要作用，它使细胞 能主动地从外界吸收被选择的物质，供生命活动利用。同样，细胞也能利用主动运输把 新陈代谢产物排出细胞外。总之，细胞通过主动运输，摄取、积累物质以及不断排出代 谢废物，从而维持细胞组成成分的动态稳定，保证生命活动的正常进行。4、影响跨膜运

12、输的因素 影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。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。影响主动运输的因素: 载体：是细胞膜上的一类蛋白质。a、载体具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上载体的种类和数目也不 同。b载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时，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。运输速牢051至动运输5、影响物质运输速度的曲线分析协型扩散或主动运输自由扩故咸协助扩饭0自由扩散物质浓度（在一定浓度范围内）对运输速率的影响曲线

13、: 自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧，其动力是两侧溶液的浓度差，在 一定浓度范围内，随物质浓度的增大，其运输速率与物质浓度成正比。协助扩散或主动运输的共同点是都需要载体协助，在物质浓度较低时，随物质浓度的 增大，运输速率也逐渐增大，到达一定物质浓度时，由于受膜上载体数量的限制，运输 速率不再随浓度增大而增大。氧气浓度对物质运输速率的影响曲线: 自由扩散和协助扩散统称为被动运输，其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧, 其运输的动力都是浓度差，不需要能量，因此与氧气浓度无关，运输速率不随氧气浓度 增大而改变。主动运输方式既需要载体协助又需要消耗能量。在氧气浓度为零时，通过细胞无氧呼 吸供能，但无氧呼吸产生能量较少所以运输速率较低，在一定范围内随氧气浓度升高, 有氧呼吸加强，产生的能量逐渐增多，所以运输速率不断加快，当氧气浓度足够高时, 能量供应充足，但由于受到载体数量的限制，运输速率不再随氧气浓度增大而加快。思考：要确定某种物质的运输方式，关键应该抓住那些方面?(1) 分析被运输的物质是否通过细胞膜；(2) 明确被运输物质微粒的性质(大分子、小分子、离子)(3) 分析物质通过细胞膜的转运方向，是否需要载体协助，是否需要消耗(二)小