物质跨膜运输的实例和方式 (2)

1、专题二专题二细胞的基本结构与物质的跨膜运输细胞的基本结构与物质的跨膜运输第第3讲讲 物质跨膜运输的实例和方式物质跨膜运输的实例和方式知识内容知识内容要求要求(1)(1)物质出入细胞的方式物质出入细胞的方式(2)(2)观察植物细胞的质壁分离和复原观察植物细胞的质壁分离和复原高考复习目标高考复习目标考点解析考点解析：1 、细胞的吸水和失水、细胞的吸水和失水2 、物质跨膜运输的其他实例、物质跨膜运输的其他实例3 、物质跨膜运输的方式、物质跨膜运输的方式一、细胞的吸水和失水一、细胞的吸水和失水例题回顾：例题回顾：向猪膀胱注入一半向猪膀胱注入一半0.3g/mL的蔗糖溶液，扎紧口后，的蔗糖溶液，扎紧口后，

2、将其浸入将其浸入0.05g/mL的蔗糖溶液中，每隔半小时称一次的蔗糖溶液中，每隔半小时称一次重量（重量（W），在图中能正确表示测定结果的是（），在图中能正确表示测定结果的是（）A B C D1.原理原理（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，称为渗透作用条件（1）半透膜）半透膜 （2）膜两侧的溶）膜两侧的溶液具有浓度差液具有浓度差(玻璃纸、细胞膜、玻璃纸、细胞膜、原生质层原生质层)（渗透压差）（渗透压差）从低浓度到高浓度方向：一、细胞的吸水和失水一、细胞的吸水和失水渗透作用渗透作用半透膜等于选择透过性膜吗？半透膜等于选择透过性膜吗？半透膜是一类可以让小分子物质（分子直径小于半透膜是一类可以让小分子

3、物质（分子直径小于“孔孔”）通过（如水分子），而较大分子物质（分子直径大于通过（如水分子），而较大分子物质（分子直径大于“孔孔”）不能通过（如蔗糖）的一类多孔性膜。）不能通过（如蔗糖）的一类多孔性膜。半透膜包括半透膜包括物理性过滤膜（无生物活性，如动物膀胱、物理性过滤膜（无生物活性，如动物膀胱、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜）玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜）和和选择透过性膜（具有选择透过性膜（具有生物活性，如细胞膜、原生质层等），可以说生物活性，如细胞膜、原生质层等），可以说“选择透选择透过性膜属于半透膜过性膜属于半透膜”水分子只进不出吗？水分子只进不出吗？半透膜两侧溶液的水分子是进行半透膜两侧溶液的

4、水分子是进行双向运动双向运动的，我们只是观察由的，我们只是观察由双向水分子运动快慢的差异所导致的液面改变。双向水分子运动快慢的差异所导致的液面改变。水分子水分子进入的进入的速率大于出来的速率，速率大于出来的速率，液面升高，当二者速率液面升高，当二者速率相等相等时，液面不时，液面不再升高。再升高。液面停止上升后，漏斗内外溶液浓度相等吗？液面停止上升后，漏斗内外溶液浓度相等吗？内部（蔗糖溶液）浓度高于外部（清水）浓度内部（蔗糖溶液）浓度高于外部（清水）浓度。随着液面升高液注产生的压力（静水压）逐渐增大使水分子随着液面升高液注产生的压力（静水压）逐渐增大使水分子向外出速率逐渐增加，同时由于内外溶液浓

5、度差逐渐减小导向外出速率逐渐增加，同时由于内外溶液浓度差逐渐减小导致水分子向内进的速率（渗透压）逐渐减小，直到进出速率致水分子向内进的速率（渗透压）逐渐减小，直到进出速率相等时，液面不再升高。相等时，液面不再升高。条件条件有半透膜有半透膜半透膜两侧的溶液存在浓度差半透膜两侧的溶液存在浓度差渗渗透透作作用用：水分子或其他：水分子或其他溶剂分子透过半透溶剂分子透过半透膜膜的扩散，称渗透作用的扩散，称渗透作用. .概念概念方向：方向：高浓度高浓度 低浓度低浓度小结：小结：玻璃纸、细胞膜、原生质层玻璃纸、细胞膜、原生质层渗透：渗透：指指溶剂溶剂分子（如水、酒精、丙酮等）穿过半透膜分子（如水、酒精、丙酮

6、等）穿过半透膜从从低浓度一侧向高浓度一侧移动低浓度一侧向高浓度一侧移动的过程。的过程。扩散：扩散：指一些小分子物质（如水、指一些小分子物质（如水、O O2 2、COCO2 2、苯、乙醇、苯、乙醇、甘油等）甘油等）从浓度高的一侧向浓度低的一侧运输从浓度高的一侧向浓度低的一侧运输的过程。的过程。 半透膜半透膜（单位体积分子数（单位体积分子数多）多）（单位体积分子数（单位体积分子数少）少） 半透膜两侧的溶液浓度差是指半透膜两侧的溶液浓度差是指单位体单位体积中溶质分子数的差积中溶质分子数的差，即，即物质的量物质的量浓度差，浓度差，而非质量浓度而非质量浓度二者质量浓度相同，但物质的量浓度二者质量浓度相同

7、，但物质的量浓度（单位为（单位为mol/Lmol/L）是）是0.3g/mL0.3g/mL蔗糖小。蔗糖小。 C动植物细胞吸水和失水原理都是渗透作用吗？动植物细胞吸水和失水原理都是渗透作用吗？YES!【补充补充吸胀吸水吸胀吸水：实际上，：实际上，幼嫩的植物细胞幼嫩的植物细胞（如分生区细胞）（如分生区细胞）和干种子和干种子由于没有大液泡，而由于没有大液泡，而是靠细胞内的是靠细胞内的亲水性物质亲水性物质（如蛋白质、淀粉、纤（如蛋白质、淀粉、纤维素）吸收水分，这种方式称为维素）吸收水分，这种方式称为吸胀吸水吸胀吸水。成熟。成熟的植物细胞靠的是渗透吸水，如不特别说明，我的植物细胞靠的是渗透吸水，如不特别说

8、明，我们都指的是成熟植物细胞，所以渗透吸水是植物们都指的是成熟植物细胞，所以渗透吸水是植物细胞吸水的主要方式细胞吸水的主要方式】一、细胞的吸水和失水一、细胞的吸水和失水失水失水 皱缩皱缩外界浓度外界浓度细胞质浓度细胞质浓度 水分进出处动态平衡水分进出处动态平衡外界浓度外界浓度细胞质浓度细胞质浓度= =外界浓度外界浓度细胞质浓度细胞质浓度 吸水吸水 膨胀膨胀动物细胞的什么结构相当于半透膜？动物细胞的什么结构相当于半透膜？细胞膜细胞膜动物细胞的膜两侧溶液是什么？动物细胞的膜两侧溶液是什么？ 细胞质与外界溶液细胞质与外界溶液（人：细胞内液与细胞外液）（人：细胞内液与细胞外液）动物细胞什么条件下失水，

9、什么条件下吸水？动物细胞什么条件下失水，什么条件下吸水？动物细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？动物细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？细胞内外浓度差细胞内外浓度差2.动物细胞的吸水和失水动物细胞的吸水和失水成熟的植物细胞就是一个渗透系统成熟的植物细胞就是一个渗透系统内溶液内溶液外界溶液外界溶液半透膜半透膜原生质层原生质层细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜细胞质细胞质细胞液细胞液细胞壁细胞壁（全透性、（全透性、伸缩性小）伸缩性小）所以：原生质层相当于半透膜所以：原生质层相当于半透膜原生质层与原生质体的区别原生质层与原生质体的区别 细胞膜、细胞质、细胞核细胞膜、细胞质、细胞核统称为原生质；统称为原生质；去

10、掉细胞壁的植物细胞特称去掉细胞壁的植物细胞特称为原生质体。为原生质体。3.植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水质壁分离：质壁分离：当外界溶液浓度当外界溶液浓度细胞液浓度时，植物细胞液浓度时，植物通过渗透作用通过渗透作用失水，失水，体积体积缩小缩小条件、外因：条件、外因：内因内因：细胞壁和原生质层收缩性不同细胞壁和原生质层收缩性不同( (细胞壁和原生质层分离）细胞壁和原生质层分离）现象现象：液泡液泡( )( )；液泡体积；液泡体积( );( );液泡颜色液泡颜色( )( )失水失水缩小缩小变小变小变深变深3.植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水质壁分离的原因分析 （1）原因观察质壁分离的

11、三个指标特别提醒 1、质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，因细胞壁是全透性且有水分通过原生质层渗出来。2、若用50%（或0.5g/ml）蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因细胞过度失水而死亡。3、若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验会出现自动复原现象，因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。 质壁分离复原：质壁分离复原：现象：现象：液泡液泡( )( )；液泡体积；液泡体积( )( )；液泡颜色；液泡颜色( )( )。当外界溶液浓度当外界溶液浓度细胞液浓度，植物细胞细胞液浓度，植物细胞通过渗透作用通过渗透作用吸水吸水，发生发生质壁分离的细胞质壁分离的细胞

12、会出现会出现质壁分离复原现象质壁分离复原现象条件、原因：条件、原因：吸水吸水变大变大变浅变浅变大变大3.植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水对相近易混淆概念理解辨析模糊 1.扩散作用和渗透作用的关系 物质从高浓度区域向低浓度区域的运动称为扩散作用。 渗透作用是一种特殊方式的扩散，它是指水或其他溶剂分子通过半透膜（或选择透过性膜）进行的扩散。 2.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，载体的存在决定了其对不同物质是否吸收

13、的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。 （2）共性 都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。 3.原生质层、原生质体 （1）原生质层是成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟的植物细胞中。 （2）原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，常作为植物细胞融合的材料。练一练 下列哪些细胞能发生质壁分离并总结发生质壁分 离的条件。 a.叶肉细胞 b.根毛成熟区细胞 c.分生区细胞 d.洋葱表皮细胞 e.干种子细胞 f.动物细胞 g.导管

14、细胞 答案 （1）能发生质壁分离的细胞：a、b、d （2）有大液泡（成熟）的活的植物细胞，才能发 生质壁分离。动物细胞、无大液泡的或死的植物 细胞不能发生质壁分离。提醒 分生区细胞和干种子细胞因无大液泡， 不能发生渗透作用，无质壁分离和复原现象。 若有细胞壁的存在，不管失水还是吸水，细胞体 积变化不大。但动物细胞体积会发生明显变化。1.将新鲜的苔藓植物叶片放入有少 量红墨水、含量为30%的蔗糖溶 液中，在显微镜下观察，你会看 到细胞的状态如图所示，此时部 位的颜色分别是 A.无色绿色 B.红色绿色 C.红色无色 D.红色红色 实例点拨2.（2008上海卷，20）在保持 细胞存活的条件下，蔗糖溶

15、液 浓度与萝卜条质量变化的关系 如右图。若将处于b浓度溶液中 的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量 将 A.不变 B.增大 C.减小 D.先增后减 解析 b浓度溶液中，萝卜条质量减小，说明萝 卜条在失水，重新放在浓度小于b的a浓度溶液 中，萝卜条会吸水，质量将增大。 实例点拨3、如图为渗透作用实验，开始时如图(一)，A代表清水，B、C代表蔗糖溶液，过一段时间后结果如图(二)，漏斗管内液面不再变化，H1、H2表示漏斗管内液面与清水的液面差。下列说法错误的是（ ） A图(二)中B的浓度等于C的浓度 B图(一)中A中水分子扩散到B的速度大于A中水分子扩散到C的速度 C图(二)中A中水分子扩散到

16、B的速度等于B中水分子扩散到A的速度 D图(一)中B浓度大于C的浓度 实例点拨一、细胞的吸水和失水一、细胞的吸水和失水细胞膜细胞膜细胞质与外界溶液细胞质与外界溶液原生质层原生质层细胞液与外界溶液细胞液与外界溶液二、物质跨膜运输的其他实例二、物质跨膜运输的其他实例 科学家将番茄和水稻分别放在含有科学家将番茄和水稻分别放在含有CaCa2+2+、MgMg2+2+ 和和SiOSiO4 44-4-的培养液中培养，结果及分析如下：的培养液中培养，结果及分析如下： 不同植物对不同植物对 的吸收有差异的吸收有差异, , 同一种植物对同一种植物对 的吸收也有差异的吸收也有差异, , 说明植物细胞膜对无机盐离子的

17、吸收具有说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有 。 同一种无机盐离子不同种无机盐离子选择性二、物质跨膜运输的其他实例二、物质跨膜运输的其他实例所有生物膜都是选择透过性膜所有生物膜都是选择透过性膜1.细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，它具细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，它具有的特点是：有的特点是：1）水分子可以自由通过）水分子可以自由通过2）细胞需要的离子和小分子也可以通过）细胞需要的离子和小分子也可以通过3）其他的离子、小分子和所有大分子则不能通过）其他的离子、小分子和所有大分子则不能通过2.物质通过生物膜的跨膜运输，并非都是顺相对物质通过生物膜的跨膜运输，并非都是顺相对含量梯度的。含量梯

18、度的。3.选择透过性是选择透过性是“活细胞活细胞”的一个重要特征。的一个重要特征。选择选择自由扩散自由扩散主动运输主动运输协助扩散协助扩散三、物质跨膜运输的方式三、物质跨膜运输的方式物质物质出入出入细胞细胞的方的方式式运输运输方向方向是否是否需要需要载体载体蛋白蛋白是是否否消消耗耗能能量量图象图象图例图例举例举例被被动动运运输输自由自由扩散扩散协助协助扩散扩散主动运主动运输输顺浓顺浓度梯度梯度度( (高高低低) )顺浓顺浓度梯度梯度度( (高高低低) )逆浓逆浓度梯度梯度度( (低低高高) )不需不需需要需要需要需要不不消消耗耗不不消消耗耗消消耗耗水、气体、脂水、气体、脂溶性小分子溶性小分子葡

19、萄糖进入葡萄糖进入红细胞红细胞离子、氨基酸、离子、氨基酸、葡萄糖等进入小葡萄糖等进入小肠上皮细胞肠上皮细胞【例例2】甲()乙()两种物质在细胞膜两侧的分布情况如右图(颗粒的多少表示浓度的高低)，在进行跨膜运输时，下列说法不正确的是( )（多选）（多选） A乙进入细胞一定有载体蛋白的参与 B甲进入细胞一定需要能量 C乙运出细胞一定有载体蛋白的参与 D甲运出细胞一定不需要能量BCD三、物质跨膜运输的方式三、物质跨膜运输的方式协助扩散协助扩散自由扩散自由扩散跨膜运输（小跨膜运输（小分子和离子）分子和离子）主动运输主动运输被动运输被动运输判断跨膜运输方式的方法：判断跨膜运输方式的方法：据是否据是否需能

20、量需能量需要需要不需要不需要据是否据是否需载体需载体不需要不需要需要需要（2）根据运输方向：逆浓度梯度的跨）根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输膜运输方式是主动运输2、影响自由扩散、协助扩散和主动运输的因素、影响自由扩散、协助扩散和主动运输的因素1、影响自由扩散的因素：细胞内、外物质的浓度差。、影响自由扩散的因素：细胞内、外物质的浓度差。2、影响协助扩散的因素：、影响协助扩散的因素：细胞内、外物质的浓度差；细胞内、外物质的浓度差；细胞膜上载体的种类和数量。细胞膜上载体的种类和数量。3、影响主动运输的因素：、影响主动运输的因素： 细胞膜上载体的种类和数量能细胞膜上载体的种类和数量能量

21、：凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如量：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。氧气浓度、温度等。曲线分析 物质浓度(在一定浓度梯度范围内)对运输速率的影响曲线：运输速率运输速率浓度差浓度差运输速率运输速率浓度差浓度差自由扩散自由扩散协助扩散或协助扩散或主动运输主动运输P点之后运输速点之后运输速率不变原因？率不变原因？载体蛋白的载体蛋白的数量有限数量有限. P氧气浓度对物质运输速率的影响曲线：运输速率运输速率氧气浓度氧气浓度运输速率运输速率自由扩散或自由扩散或协助扩散协助扩散主动运输主动运输氧气浓度氧气浓度O点由无氧呼吸提供能量点由无氧呼吸提供能量P

22、点之后运输速点之后运输速率不变原因？率不变原因？载体蛋白的载体蛋白的数量有限数量有限. P. O温度： 影响膜的流动性影响膜的流动性 影响酶的活性影响酶的活性主动运输主动运输3、非跨膜运输、非跨膜运输胞吞和胞吐胞吞和胞吐 物质跨膜运输的三种方式是小分子和离子的运输方式，不包括大分物质跨膜运输的三种方式是小分子和离子的运输方式，不包括大分子物质，子物质，大分子和颗粒性物质进出细胞是靠胞吞和胞吐作用完成大分子和颗粒性物质进出细胞是靠胞吞和胞吐作用完成。胞吞胞吞：一些大分子和颗粒性物质，先附一些大分子和颗粒性物质，先附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，这些物质就被包围在小囊内。成小囊，这些物质就被包围在小囊内。然后小囊从细