2012高考生物总复习学案集 必修1物质跨膜运输的实例和方式生物膜的流动镶嵌模型4

1、第4章细胞的物质输入和输出考纲内容能力要求命题展望1.物质出入细胞的方式2通过模拟实验探究膜的透性3观察植物细胞的质壁分离和复原创设新情境以实验探究、图表、图示、曲线等形式命制非选择题综合考查物质运输、代谢等相关内容第1、2、3节物质跨膜运输的实例和方式、生物膜的流动镶嵌模型一、细胞的吸水和失水1动物细胞(1)外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞失水皱缩。(3)外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞水分进出平衡，形态不变。2植物细胞(1)外界溶液的浓度细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞发生质壁分离现象。(2)将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度外界清水，植物细胞就吸水，发生

2、质壁分离复原现象。3结论细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜(1)即可以让水分子自由通过。(2)一些离子和小分子也可以通过。(3)其他的离子、小分子和大分子则不能通过。二、物质跨膜运输的方式1被动运输(1)自由扩散：物质分子从高浓度一侧运输到低浓度一侧，不需要能量和载体，如水、CO2、甘油、乙醇等。(2)协助扩散：物质分子从高浓度一侧运输到_低浓度一侧，需要载体蛋白，但不需要消耗能量，如葡萄糖进入红细胞。2主动运输：物质分子从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，也需要消耗能量，如K+、Na+、Ca2+、氨基酸等。3大分子进出细胞(1)胞吞：如白细胞吞噬大肠杆菌，变形虫吞食有机颗粒等。

3、(2)胞吐：胰腺细胞分泌胰岛素等。三、流动镶嵌模型的基本内容1膜的基本支架：_磷脂双分子层，该支架是轻油般的流体，具有流动性。2蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的嵌入其中间，有的横跨整个磷脂双分子层，大多数蛋白质分子是可以运动的。渗透系统及应用1渗透系统的组成及特点图411渗透系统模型(1)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。(2)半透膜两侧的溶液具有浓度差。(3)渗透作用的发生若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2S1的水分子数多于S1S2，外观上表现为S1液面上升。若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。在达到渗

4、透平衡后，若存在如图所示的液面差h，则S1溶液浓度仍大于S2。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MN2渗透系统的应用(1)比较不同溶液浓度大小(2)验证渗透作用发生的条件具有半透膜：自变量为半透膜(用纱布作对照)，因变量为漏斗液面的变化。具有浓度差：自变量为浓度差(漏斗内外各盛有不同浓度的蔗糖溶液)，因变量为漏斗液面的变化。【易错易混】渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的大小。如果溶质能主动运输进入细胞内，会出现质壁分离后自动复原现象；不能用淀粉等不溶于水的大分子物质来进行渗透作用实验。半透膜是无生命的，是指某些物

5、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。选择透过性膜是有生命的生物膜，由于膜上载体的存在，决定了对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡后，其选择透过性丧失。【突破题1】图412表示渗透作用装置图(半透膜为膀胱膜)，蔗糖溶液A、B、a、b浓度分别用M(A)、M(B)、M(a)、M(b)表示，且M(A)M(B)，M(a)M(b)M(A)。则一段时间后()图412Ah1h2M(a)M(b)Bh1h2M(a)M(b)Ch1h2M(a)M(b)Dh1h2M(a)M(b)【解题指导】蔗糖溶液浓度M(A)M(B)，M(a)M(b)M(A)，推知a与A浓度差小，a从A中吸水少

6、，b与B浓度差大，b从B中吸水多，所以h1h2。a与b开始时浓度相等，a吸水少，b吸水多，所以后来浓度M(a)M(b)。【答案】B生物膜的流动镶嵌模型及生物膜的结构特点和功能特性1组成成分及其在膜中的分布图413(1)膜的基本结构是以磷脂双分子层为基本骨架，镶嵌着蛋白质。(2)膜两侧的分子性质和结构不相同，如糖蛋白只分布于细胞膜的外表面，在细胞膜的内表面没有分布；内外膜的蛋白质种类和数量也不同；各种膜所含的蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关，活动相对旺盛的细胞，其膜上的蛋白质含量较多。2结构特点流动性(为细胞吸收、分泌、修复、融合、运动、捕食、变形、分裂提供了基础)(1)原因：膜结构中的蛋白质分

7、子和脂质分子是可以运动的。(2)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。(3)实例：质壁分离和复原；变形虫捕食和运动时伪足的形成；白细胞吞噬细菌；胞吞与胞吐；受精时细胞的融合过程；动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；细胞杂交时的细胞融合(如人鼠细胞融合)。3功能特性选择透过性(1)原因：遗传物质决定载体种类、数量从而决定其吸收的选择性。(2)实例：植物根对矿质元素的选择性吸收；神经细胞对K+的吸收和对Na+的排出；肾小管的重吸收和分泌；小肠的吸收等。4.细胞膜的流动性与选择透过性的比较(1)区别：流动性是细胞膜结构方面的特性，选

8、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。如果细胞膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。【易错易混】决定糖蛋白识别作用的是糖类的不同。膜上蛋白质具有物质运输（载体蛋白）、信息传递（受体）、识别等作用。【突破题2】图414中的X、Y、Z是细胞中的三种化合物，X为细胞生命活动所需要的主要能源物质，Y、Z是构成细胞膜的主要成分。下列有关说法中，正确的是()A如果X被人的红细胞吸收，不需要消耗ATPB维生素D可优先通过细胞膜扩散到细胞内部与Y有关

9、C细胞膜会被蛋白酶分解，说明组成细胞膜的物质中有ZD构成细胞膜的Y可以运动，而Z是静止的图414【解题指导】X为葡萄糖，进入人的红细胞吸收为协助扩散，不需要消耗ATP；Y是蛋白质，Z是磷脂，维生素D可优先通过细胞膜扩散到细胞内部与Z有关；细胞膜会被蛋白酶分解，说明组成细胞膜的物质中有Y；Y、Z都可以运动的。【答案】A物质出入细胞的方式及影响因素1自由扩散、协助扩散、主动运输及胞吞胞吐的比较2.主动运输在细胞的生命活动过程中起重要作用(1)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。(2)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

10、成成分的动态稳定，保证生命活动的正常进行。3影响跨膜运输的因素(1)影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。(2)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。(3)影响主动运输的因素载体：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，当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时，细胞吸收该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。各种因素的影响如图415所示：图415【突破题3】(2011年东莞统考)某物质跨膜运输的方式如图416所示，则与该过程相符的数

11、学模型是()图416【解题指导】小分子和离子的跨膜运输方式有三种：自由扩散、协助扩散、主动运输；从图中看出，需要消耗能量和载体的协助，则为主动运输；当外界氧气为零时依靠无氧呼吸产生的能量来维持物质运输，但运输速率低，随氧气量的增多，有氧呼吸加强，运输速率加快，但运输速率不随氧气量的增加而无限增加。【答案】D实验探究植物细胞吸水和失水1原理：成熟(有明显液泡)的植物细胞能够与外界溶液组成一个渗透系统，通过渗透作用的方式吸水或失水。2方法步骤3实验结论成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离

12、复原。4实验中注意事项(1)选材选取紫色洋葱鳞片叶外表皮。其细胞液为紫色，在显微镜下与无色透明的细胞壁容易区分，观察到的质壁分离和复原效果明显。另外，取新鲜水绵、黑藻叶亦可。(2)试剂选用0.3g/mL蔗糖溶液。浓度过高，细胞质壁分离速度虽然很快，但不久细胞失水死亡，不能进行质壁分离复原；若浓度过低，则不能引起细胞质壁分离或速度太慢。另外，8%的食盐溶液、5%的硝酸钾溶液、一定浓度的尿素、甘油也可使用，但后面三种在引起质壁分离后可自动复原。(3)时间的控制做好质壁分离的实验后，不久就要做质壁分离复原实验。避免使质壁分离的细胞长时间处于较高浓度的外界溶液中，细胞过度失水而导致死亡，从而观察不到质

13、壁分离复原的现象。(4)滴加蔗糖溶液和清水时，必须在实验桌上进行，不能在显微镜的载物台上进行，避免污染镜头。5细胞吸水和失水原理的应用(1)对农作物的合理灌溉，既满足了作物对水分的需要，同时也降低了土壤溶液的浓度，有利于水分的吸收。(2)盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成“烧苗”现象，都是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过了根细胞液浓度，导致根细胞不易吸水甚至失水造成的。(3)糖渍、盐渍食品不易变质的原因，是在食品外面和内部形成很高浓度的溶液，使微生物不能在其中生存和繁殖，所以能较长时间的保存。(4)医用的生理盐水浓度为0.9%，其渗透压与人体细胞外液渗透压相当，可以使人体细胞保持正常的形态和功能。【突破题4】(双选)利用0.5g/mL蔗糖溶液、0.3g/mL蔗糖溶液、一定浓度的尿素溶液分别处理洋葱鳞片叶外表皮细胞，10min中三组细胞体积变化如图417所示。下列有关分析正确的是()图417Aa曲线为0.5g/mL蔗糖溶液处理组Ba、b、c三组洋葱细胞失水的方式相同C若将细胞转移到清水中，只有一组能够发生质壁分离复原