物质跨膜运输的实例和方式2022年高考生物大一轮复习精讲课件

ByXiaomoLee第3讲物质跨膜运输的实例

物质跨膜运输的方式第二单元细胞的结构与物质的输入和输出解读课标能力层级素养目标1.通过归纳记忆常见物质运输方式的实例和判断方法，建立起生命结构与功能相统一的观点；理解能力生命观念2.通过分析影响渗透作用和物质跨膜运输的因素，培养利用逻辑思维分析问题的能力；信息获取能力科学思维3.通过“观察质壁分离与复原”和“探究物质跨膜运输的方式”的实验，掌握探究性实验设计的一般程序；实验探究能力科学探究4.通过对渗透作用和质壁分离应用等有关问题分析，能学以致用、关注生产生活实际综合运用能力社会责任细胞的吸水和失水物质进出细胞的方式观察植物细胞质壁分离和复原知识点一细胞的吸水和失水细胞的吸水和失水渗透作用过程：细胞的吸水和失水1.1渗透作用a.概念：指水分子（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。水分子的跨膜运输方式为自由扩散。b.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。1.2渗透系统（1）组成：一个完整的渗透系统由两种不同浓度的溶液体系（A和B）以及两者间的半透膜组成。（2）渗透作用发生的条件：①具有半透膜；②半透膜两侧的溶液存在浓度差。细胞的吸水和失水半透膜和选择透过性膜的区别(1)半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。(2)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吸收的选择性，细胞死亡、载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。细胞的吸水和失水1.3常见渗透作用装置

1.4结果：液面出现△h，S1溶液浓度

S2溶液浓度，但由于

和

的影响，高浓度一侧依旧

低浓度一侧。此时，半透膜两侧水分交换的数量达到

。≈半透膜的阻隔大气压强略大于动态平衡细胞的吸水和失水1.5原因分析：①液面变化的原因：单位时间内由低浓度溶液单位时间内由高浓度溶液一侧通过半透膜进入高浓度

一侧通过半透膜进入低浓度溶液一侧的水分子数

溶液一侧的水分子数②液面不会一直变化的原因：当高浓度一侧的

=

时，液面不再变化。吸水力大气压＞细胞的吸水和失水1.6渗透系统的应用(1)比较不同溶液浓度大小项目漏斗内烧杯内溶液浓度MN现象及结论①若漏斗内液面上升，则M>N；②若漏斗内液面不变，则M＝N；③若漏斗内液面下降，则M<N细胞的吸水和失水1.6渗透系统的应用细胞的吸水和失水(3)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)烧杯内盛淀粉溶液漏斗内盛碘液结论变蓝不变蓝碘能通过半透膜，而淀粉不能不变蓝变蓝淀粉能通过半透膜，而碘不能变蓝变蓝淀粉和碘都能通过半透膜不变蓝不变蓝淀粉和碘都不能通过半透膜1.6渗透系统的应用细胞的吸水和失水1.7动物细胞的吸水和失水(1)人成熟的红细胞中发生渗透作用的条件：①________相当于半透膜；②____________________之间存在浓度差。(2)引起细胞失水和吸水的条件：外界溶液与细胞质之间存在________。细胞膜细胞质与外界溶液浓度差细胞的吸水和失水1.8植物细胞的吸水和失水(1)成熟植物的细胞结构全透性小原生质层半透膜大细胞的吸水和失水(2)原理和现象①外界溶液浓度______细胞液浓度时，细胞失水，发生__________现象。②外界溶液浓度______细胞液浓度时，细胞吸水，发生_______________现象。(3)质壁分离的原因①外因：________浓度<外界溶液浓度，细胞通过渗透作用失水。②内因：细胞壁的伸缩性______原生质层的伸缩性。大于质壁分离小于质壁分离复原细胞液小于1.8植物细胞的吸水和失水细胞的吸水和失水1.9细胞的吸水和失水比较细胞类型动物细胞植物细胞原理渗透作用条件半透膜细胞膜原生质层半透膜两侧有浓度差细胞质与外界溶液有浓度差（浓度分别为a、b）细胞液与外界溶液有浓度差现象a>b吸水膨胀甚至涨破吸水膨胀但不会涨破a=b细胞形态不变（动态平衡）a<b细胞皱缩注：①渗透作用中半透膜两侧水分子的移动方向是双向的。②渗透系统中的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。

③细胞膜为选择透过性膜，载体蛋白决定了其对不同物质吸收的选择性。细胞的吸水和失水知识点二

观察植物细胞的质壁分离和复原2.1实验原理（1）成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。（2）细胞液具有一定的浓度。（3）原生质层比细胞壁的伸缩性大的多。实验：观察植物细胞的质壁分离和复原2.2实验现象①外界溶液浓度______细胞液浓度时，细胞失水，发生__________现象。②外界溶液浓度______细胞液浓度时，细胞吸水，发生_______________现象。2.3质壁分离的原因①外因：________浓度<外界溶液浓度，细胞通过渗透作用失水。②内因：细胞壁的伸缩性______原生质层的伸缩性。大于质壁分离小于质壁分离复原细胞液小于实验：观察植物细胞的质壁分离和复原实验：观察植物细胞的质壁分离和复原2.4实验流程制作紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片低倍显微镜下观察①表皮细胞中有个紫色的中央大液泡②原生质层紧贴细胞壁0.3g/ml的蔗糖溶液吸水纸吸引重复几次低倍显微镜下观察①紫色的中央大液泡逐渐变小（紫色加深）②原生质层与细胞壁逐渐分离滴放清水吸水纸吸引低倍显微镜下观察①表皮细胞中紫色的中央大液泡逐渐变大②原生质层逐渐贴近细胞壁重复几次实验：观察植物细胞的质壁分离和复原2.5植物细胞的质壁分离和复原的条件（1）活细胞，有细胞壁；（2）细胞液与外界溶液存在浓度差；（3）细胞必须有大的液泡，最好细胞液中含有色素，这样便于观察。紫色洋葱外表皮的液泡是紫色的，而内表皮细胞的液泡接近无色。（4）自动发生质壁分离复原的物质：尿素、KNO3、NaCl、甘油（它们必须是细胞需要的物质）实验：观察植物细胞的质壁分离和复原2.6植物细胞吸水、失水几种现象分析：（1）0.5g/ml的蔗糖溶液：质壁分离现象明显但不能复原。因为溶液浓度过高，细胞过度失水，导致死亡。（2）KNO3等无机盐溶液：能质壁分离，并能自动复原。因为细胞能主动吸收溶液中的K+和NO3-，使细胞液浓度增大，细胞渗透吸水。（3）醋酸溶液：无质壁分离及复原现象，因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。（盐酸、酒精溶液类似）实验：观察植物细胞的质壁分离和复原【2021年深圳一模】2.下列关于紫色洋葱鳞片叶细胞的叙述，正确的是（）A.细胞质基质的色素导致其呈现紫色B.DNA存在于细胞内双层膜结构中C.紫色的深浅不会因失水而发生改变D.不适合观察原生质层的伸缩性答案:B【2021广东一模】4.右图为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞进行失水或吸水的实验图像，下列叙述错误的是（）A.结构①上存在胞间连丝，可进行细胞间信息交流B.图中②所指部位是细胞质基质C.随着细胞逐渐失水，结构③紫色加深D.图中细胞内的渗透压较未质壁分离时高答案：B知识点三物质进出细胞的方式3.1小分子和离子的跨膜运输物质出入细胞的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散图例运输方向高浓度→低浓度(顺浓度梯度)低浓度→高浓度（逆浓度梯度）特点不需要载体，不消耗能量需要载体，不消耗能量需要载体，消耗能量举例O2,CO2,H2O,甘油，乙醇，苯等红细胞吸收葡萄糖神经纤维上K+外流、Na+内流小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等物质进出细胞的方式3.2大分子和颗粒性物质出入细胞的方式物质出入细胞的方式胞吞胞吐图例运输方向细胞外→细胞内细胞内→细胞外特点物质通过囊泡转移，不需要载体，但消耗能量原理细胞膜的流动性举例吞噬细胞吞噬抗原胰岛素、消化酶、抗体、神经递质的分泌物质进出细胞的方式3.3物质出入细胞方式的判断物质进出细胞的方式3.4影响物质跨膜运输的因素(1)物质浓度(在一定的范围内)物质进出细胞的方式(2)氧气浓度(哺乳动物成熟红细胞的主动运输与O2浓度无关)(3)温度物质进出细胞的方式【2021年广东卷】13.保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是（

）比较保卫组胞细胞液浓度，③处理后>①处理后B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③答案：A【2021年广东卷】19.人体缺乏尿酸氧化酶，导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸（存在形式为尿酸盐）。尿酸盐经肾小球滤过后，部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URATL和GLUT9重吸收，最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前，E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物，研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠（有尿酸氧化酶）灌服尿酸氧化酶抑制剂，获得了若干只高尿酸血症大鼠，并将其随机分成数量相等的两组，一组设为模型组，另一组灌服F设为治疗组，一段时间后检测相关指标，结果见下图。回答下列问题：（1）与分泌蛋白相似，URATI和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要____________________________及线粒体等细胞器（答出两种即可）共同参与，肾小管细胞通过上述蛋白重吸收——尿酸盐。体现了细胞膜具有________________的功能特性，原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜，这类跨膜运输的具体方式有_____________________。（2）URAT1分布于肾小管细胞刷状缘（下图示意图），该结构有利于尿酸盐的重吸收，原因是___________________________________________________。核糖体、内质网、高尔基体选择透过性协助扩散、主动运输肾小管细胞刷状缘形成很多突起，增大吸收面积【2021全国卷】7.植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K+。回答下列问题：（1）细胞外的K+可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统，生物膜的结构特点是______________________。（2）细胞外的K+能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由_______复合物构成的，其运输的特点是_______________（答出1点即可）。（3）细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下，根细胞对K+的吸收速率降低，原因是_______。具有一定的流动性蛋白质顺浓度或选择性细胞逆浓度梯度吸收K+是主动运输过程，需要能量，呼吸抑制剂会影响细胞呼吸供能，故使细胞主动运输速率降低【2021山东卷】2.液泡是植物细胞中储存Ca2+的主要细胞器，液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H+，建立液泡膜两侧的H+浓度梯度。该浓度梯度驱动H+通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输，从而使Ca2+以与H+相反的方向同时通过CAX进行进入液泡并储存。下列说法错误的是（

）A.Ca2+通过CAX的跨膜运输方式属于协助扩散B.Ca2+通过CAX的运输有利于植物细胞保持坚挺C.加入H+焦磷酸酶抑制剂，Ca2+通过CAX的运输速率变慢D.H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输答案：A【2021广东一模】2.人进食后，胃壁细胞的细胞质中含有H+-K泵的囊泡会转移到细胞膜上。胃