生物必修ⅰ蘇教物質(zhì)的跨膜運輸

生物必修ⅰ蘇教物質(zhì)的跨膜運輸?shù)?頁/共48頁2第2頁/共48頁3課程標準1.說明物質(zhì)進出細胞的方式。2.通過模擬實驗探究膜的透性。3.觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復原。課標解讀1.通過模擬實驗，觀察滲透現(xiàn)象。2.嘗試探究細胞吸水或失水的條件。3.舉例說明細胞膜是選擇透過性膜。4.舉例說明物質(zhì)跨膜運輸方式的類型及特點。

第3頁/共48頁4一些分子質(zhì)量相對較小或脂溶性強的物質(zhì)，如

、

、

等，不需要載體蛋白參與的擴散稱為簡單擴散。一些物質(zhì)的擴散則需要

的參與，如

，這種擴散稱為易化擴散或協(xié)助擴散。被動運輸

O2乙醇甘油載體蛋白葡萄糖通過載體蛋白運輸進入紅細胞第4頁/共48頁5[思維激活1]

如何區(qū)分自由擴散和協(xié)助擴散？提示自由擴散(簡單擴散)不需要載體。協(xié)助擴散(易化擴散)需要載體。第5頁/共48頁61．自由擴散和協(xié)助擴散的比較運輸方式自由擴散(簡單擴散)協(xié)助擴散(易化擴散)跨膜方向高→低高→低第6頁/共48頁7載體協(xié)助不需要需要消耗能量不消耗不消耗物質(zhì)舉例氧氣、二氧化碳、氮氣、苯等小分子(苯還是脂溶性的)，水、甘油、乙醇等較小的分子葡萄糖進入紅細胞圖例第7頁/共48頁82.影響被動運輸?shù)囊蛩?1)簡單擴散：物質(zhì)的運輸速率主要取決于濃度差，也與該物質(zhì)分子大小和脂溶性有關(guān)，其關(guān)系如圖甲。(2)易化擴散：物質(zhì)運輸速率除與濃度差有關(guān)外，還與載體的種類和數(shù)量有關(guān)。當載體達到飽和后，外界物質(zhì)濃度增加，運輸速率不再加快，其關(guān)系如圖乙。第8頁/共48頁9【鞏固1】

下列屬于易化擴散的是(

)。A．葡萄糖進入小腸上皮細胞B．O2由肺泡進入血液C．細胞代謝產(chǎn)生的尿素從細胞內(nèi)排出D．C6H12O6進入紅細胞解析葡萄糖進入小腸上皮細胞屬于主動運輸；O2由肺泡進入血液是簡單擴散；尿素通過細胞膜是簡單擴散。答案

D第9頁/共48頁101．水分子從濃集區(qū)域通過細胞膜等結(jié)構(gòu)，向水分子稀少的區(qū)域的擴散現(xiàn)象稱為

。2．滲透作用具備的條件(1)具有

。(2)半透膜兩側(cè)的溶液具有

。滲透作用與細胞的吸水和失水

滲透半透膜濃度差第10頁/共48頁113．動物細胞的吸水和失水(1)動物細胞的

相當于半透膜。(2)條件及現(xiàn)象①外界溶液濃度

細胞質(zhì)濃度時，細胞吸水膨脹。②外界溶液濃度大于細胞質(zhì)濃度時，細胞

。③外界溶液濃度

細胞質(zhì)濃度時，水分子進出細胞處于動態(tài)平衡。細胞膜小于失水皺縮等于第11頁/共48頁124．植物細胞的吸水和失水(1)成熟植物細胞的結(jié)構(gòu)(2)原理和現(xiàn)象①外界溶液濃度

細胞液濃度時，細胞失水，發(fā)生

現(xiàn)象。②外界溶液濃度

細胞液濃度時，細胞吸水，發(fā)生

現(xiàn)象。大于質(zhì)壁分離小于質(zhì)壁分離復原第12頁/共48頁13[思維激活2]

如何設計實驗證明滲透作用發(fā)生的兩個必備條件是半透膜和濃度差？提示用紗布代替半透膜；用同濃度的蔗糖溶液代替清水，觀察液面是否發(fā)生變化。第13頁/共48頁14[思維激活3]

如何設計實驗證明滲透作用發(fā)生的兩個必備條件是半透膜和濃度差？提示

動物細胞植物細胞半透膜細胞膜原生質(zhì)層濃度差細胞質(zhì)基質(zhì)與外界溶液細胞液與外界溶液第14頁/共48頁151．細胞吸水和失水的原理——滲透作用(1)滲透作用與植物細胞吸水和失水比較滲透作用模型植物細胞與外界溶液形成滲透系統(tǒng)圖解第15頁/共48頁16基本條件半透膜、濃度差原生質(zhì)層——選擇透過性膜濃度差——細胞液與外界溶液之間的濃度差值原理水分子通過半透膜的擴散作用水分子通過原生質(zhì)層在細胞液與外界溶液之間發(fā)生擴散水擴散方向低濃度溶液→高濃度溶液第16頁/共48頁17名師指津：滲透作用停止即漏斗內(nèi)液面不再上升時，水分子通過半透膜的雙向擴散速度相等，但漏斗內(nèi)溶液濃度仍高于燒杯中溶液濃度。這是因為漏斗內(nèi)液面升高阻止燒杯中水向漏斗擴散的作用力加大的緣故。第17頁/共48頁18(2)滲透和擴散的比較滲透擴散方向物質(zhì)都是由高濃度向低濃度區(qū)域移動是否通過膜一定不一定能量不需要載體不需要不一定動力濃度差實例水O2、CO2、乙醇關(guān)系滲透是一種特殊的擴散第18頁/共48頁19【鞏固2】如右圖所示，溶液X中含有綠色染料，溶液Y中含有紅色染料，溶液Z中含有藍色染料。實驗開始時，兩支漏斗中溶液液面的高度一樣。10min后觀察的結(jié)果是：溶液X液面上升，溶液Y液面下降；溶液X中只有綠色染料，溶液Y中含有紅色和藍色染料，溶液Z中含有綠色和藍色染料。下列有關(guān)敘述中，正確的是

(

)。A．溶液Z的濃度最高B．溶液Y的濃度最低C．溶液Y中的溶質(zhì)分子能夠通過半透膜進入溶液X中D．溶液X中的溶質(zhì)分子不能夠通過半透膜進入溶液Z中第19頁/共48頁20解析溶液X液面上升，且只有綠色染料，表明Z中的溶劑進入了X，溶質(zhì)沒有進入X，溶液X的濃度較高；溶液Y液面下降，且Y中含有紅色和藍色染料，表明Z中的藍色染料進入了Y，溶液Y的濃度較低，則溶液Y的濃度最低。答案

B第20頁/共48頁212．植物細胞的質(zhì)壁分離與復原(1)質(zhì)壁分離實驗的原因分析及表現(xiàn)第21頁/共48頁22第22頁/共48頁23(2)實驗結(jié)果分析及拓展①質(zhì)壁分離后，在原生質(zhì)層和細胞壁之間，充滿的液體為外界溶液(如蔗糖溶液)。②質(zhì)壁分離過程中，外界溶液濃度大于細胞液濃度，隨著質(zhì)壁分離程度增大，植物細胞吸水力增強；質(zhì)壁分離復原過程中，外界溶液濃度小于細胞液濃度，隨著質(zhì)壁分離復原的進行，植物細胞吸水力漸弱。③發(fā)生質(zhì)壁分離復原需要將植物再置于低濃度的溶液或蒸餾水中，但如果所用溶液為葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，質(zhì)壁分離后因細胞主動或被動吸收溶質(zhì)微粒而使細胞液濃度增大，植物細胞會吸水引起質(zhì)壁分離后的自動復原。第23頁/共48頁24(3)質(zhì)壁分離實驗的應用①測定細胞液的濃度(介于不發(fā)生和初始發(fā)生質(zhì)壁分離的兩種外界溶液濃度之間)，比較外界溶液濃度大小。②判斷細胞的生活情況：只有活的植物細胞才能發(fā)生質(zhì)壁分離。③防腐殺菌：在高濃度的溶液中，細菌等微生物將因失水過多而死亡，從而有效防止了食品腐爛變質(zhì)。第24頁/共48頁25④判斷細胞壁和原生質(zhì)層伸縮性的大小。⑤了解具有液泡的植物細胞能發(fā)生滲透作用，原生質(zhì)層相當于半透膜。⑥觀察植物細胞膜(光學顯微鏡下)：發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞，其細胞膜與細胞壁之間發(fā)生不同程度的分離，此時可用光學顯微鏡觀察到。第25頁/共48頁26【鞏固3】假定將甲乙兩個同種植物的成熟細胞分別放入蔗糖溶液和甘油溶液中，兩種溶液濃度均比細胞液的濃度高，蔗糖分子不能透過細胞膜，甘油分子可以較快地透過細胞膜。在顯微鏡下連續(xù)觀察，甲乙兩細胞的變化是(

)。A．甲乙兩細胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，不再發(fā)生質(zhì)壁分離復原B．甲乙兩細胞發(fā)生質(zhì)壁分離，但乙細胞隨后又發(fā)生質(zhì)壁分離復原C．甲乙兩細胞發(fā)生質(zhì)壁分離，但甲細胞隨后又發(fā)生質(zhì)壁分離復原D．甲乙兩細胞在發(fā)生質(zhì)壁分離后，又發(fā)生質(zhì)壁分離復原第26頁/共48頁27解析成熟植物細胞的原生質(zhì)層相當于一層半透膜，可發(fā)生滲透作用。甲乙兩細胞均處在外界溶液濃度大于細胞液濃度的環(huán)境中，開始時，甲乙兩細胞都要發(fā)生質(zhì)壁分離，但蔗糖分子不能透過原生質(zhì)層，所以甲細胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離復原，而甘油分子可以較快地透過原生質(zhì)層，進入細胞液，細胞液的濃度升高，細胞吸水，導致質(zhì)壁分離復原。答案

B第27頁/共48頁28【例1】

下列現(xiàn)象屬于滲透作用的是(

)。A．水分子通過細胞壁B．葡萄糖分子通過細胞膜C．K＋通過原生質(zhì)層D．水分子通過原生質(zhì)層思維導圖：滲透作用與細胞吸水和失水

第28頁/共48頁29深度剖析滲透作用是指水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜的擴散。在選項D中，水是溶劑分子，原生質(zhì)層可以看做半透膜。答案

D第29頁/共48頁30[點撥]滲透作用指的是溶劑分子通過半透膜的擴散，一是強調(diào)“溶劑分子”，不是溶質(zhì)；二是強調(diào)“半透膜”，只有這兩個條件都符合，才是滲透作用。第30頁/共48頁31【例2】

利用質(zhì)量濃度為0.5g/mL蔗糖溶液、質(zhì)量濃度為0.3g/mL蔗糖溶液、一定濃度的尿素溶液分別處理洋蔥鱗片葉外表皮細胞，10min中三組細胞體積變化如圖所示。下列有關(guān)分析不正確的是(

)。A．a(chǎn)曲線為質(zhì)量濃度為0.5g/mL蔗糖溶液處理組B．a(chǎn)、b、c三組洋蔥細胞失水的方式相同C．若將細胞轉(zhuǎn)移到蒸餾水中，有兩組能夠發(fā)生質(zhì)壁分離復原D．若實驗持續(xù)，只有一組細胞能夠發(fā)生質(zhì)壁分離復原質(zhì)壁分離及其復原

第31頁/共48頁32思維導圖：第32頁/共48頁33深度剖析圖示可知，a、b、c的細胞體積依次減小，說明失水量依次增大，質(zhì)量濃度為0.5g/mL的蔗糖溶液中洋蔥表皮細胞比質(zhì)量濃度為0.3g/mL中的失水多，故a曲線不是質(zhì)量濃度為0.5g/mL蔗糖溶液的處理組；在較高濃度的外界溶液中，洋蔥細胞失水的方式都是滲透失水；將細胞轉(zhuǎn)移到蒸餾水中，質(zhì)量濃度為0.3g/mL蔗糖溶液、一定濃度的尿素溶液處理的細胞，能夠吸收外界的水分發(fā)生質(zhì)壁分離復原，而質(zhì)量濃度為0.5g/mL蔗糖溶液濃度過高，細胞失水過多而死亡；尿素是小分子，可進入細胞，從而發(fā)生質(zhì)壁分離后的自動復原，蔗糖不能被吸收進入細胞液，細胞不會自動復原。答案

A第33頁/共48頁34[規(guī)律方法]判斷細胞發(fā)生質(zhì)壁分離及其復原的條件(1)從細胞角度分析①死細胞、動物細胞及未成熟的植物細胞不發(fā)生質(zhì)壁分離，但不會自動復原。②具有中央大液泡的成熟植物細胞可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。(2)從溶液角度分析①在一定濃度(溶質(zhì)不能透膜)的溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離，但不會自動復原。②在一定濃度(溶質(zhì)可透膜)的溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復原。如甘油、尿素、乙二醇、KNO3等。③在高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，但不能發(fā)生質(zhì)壁分離復原現(xiàn)象。第34頁/共48頁35【例3】

植物葉片表皮上分布有大量氣孔，如圖為氣孔結(jié)構(gòu)示意圖，氣孔兩側(cè)的細胞稱為保衛(wèi)細胞，決定著氣孔的開閉。有人提出氣孔的開閉與保衛(wèi)細胞的吸水與失水有關(guān)。請你根據(jù)所給的材料和用具設計一個實驗，探究保衛(wèi)細胞吸水和失水與氣孔開閉之間的關(guān)系，并得出相應的結(jié)論。細胞的吸水和失水

第35頁/共48頁36(1)實驗原理：___________________________________________。(2)材料用具：顯微鏡，鑷子，刀片，吸管，載玻片，蓋玻片，吸水紙，蒸餾水，質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液，蠶豆葉片。(3)實驗步驟：①取載玻片2片，分別在中央滴加蒸餾水和蔗糖溶液各一滴。②______________________________________________________；③將裝片分別置于顯微鏡下觀察。(4)實驗結(jié)果預測及結(jié)論：①______________________________________________________；②______________________________________________________。第36頁/共48頁37深度剖析本題利用活細胞滲透吸水與失水的原理，考查實驗探究的一般過程，即提出問題→作出假設→設計方案→進行實驗→分析結(jié)果，得出結(jié)論。此實驗中應分析兩種狀態(tài)：一是在蒸餾水中細胞吸水時氣孔的開閉情況；二是在質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中細胞失水時氣孔的開閉情況。對比兩種狀態(tài)便可得出相應結(jié)論。答案

(1)活細胞在不同濃度的溶液中會發(fā)生滲透失水或吸水(3)②用鑷子撕取蠶豆葉片下表皮兩塊，分別置于載玻片中央的液滴中，蓋上蓋玻片(4)①如果蒸餾水中氣孔開放，蔗糖溶液中氣孔關(guān)閉，說明失水使氣孔關(guān)閉，吸水使氣孔開放②如果蒸餾水中氣孔關(guān)閉，蔗糖溶液中氣孔開放，說明失水使氣孔開放，吸水使氣孔關(guān)閉第37頁/共48頁381．下列物質(zhì)中，通過簡單擴散方式進入小腸絨毛上皮細胞的是(

)。A．氨基酸 B．膽固醇C．鈉離子 D．葡萄糖解析膽固醇為脂溶性物質(zhì)。答案

B第38頁/共48頁392．組織細胞從組織液中吸收O2的數(shù)量，主要決定于(

)。A．細胞外溶液的O2的濃度B．細胞膜上O2載體的數(shù)量C．組織液中CO2的濃度D．細胞中產(chǎn)生能量的多少解析氧氣的運輸方式是簡單擴散。答案

A第39頁/共48頁403．膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)以簡單擴散的方式優(yōu)先通過細胞膜，這是因為(

)。A．細胞膜具有一定的流動性B．細胞膜是選擇透過性膜C．細胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂雙分子層為基本骨架D．細胞膜上鑲嵌有各種形態(tài)的蛋白質(zhì)分子解析細胞膜是以磷脂雙分子層為基本骨架形成的，根據(jù)相似相溶原理，脂質(zhì)小分子物質(zhì)能以自由擴散的方式優(yōu)先通過細胞膜。答案

C第40頁/共48頁414．將馬鈴薯塊挖個凹槽，放在內(nèi)外兩種液體中間。已知一種是清水，一種是質(zhì)量分數(shù)為30%的蔗糖溶液，開始時，兩個液面是平的(如圖甲)，過了一段時間后液面如圖乙：(1)液體A是________，B是________。(2)在圖乙中，C處細胞______水，D處細胞______水。第41頁/共48頁42解析本題考查細胞滲透作用原理。滲透作用發(fā)生的條件：一是半透膜，二是濃度差。馬鈴薯細胞原生質(zhì)層可以看做半透膜，外界溶液和細胞液之間存在濃度差，可以發(fā)生滲透作用吸水或失水。當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，植物細胞就會通過滲透作用失水，反之植物細胞就吸水。從甲、乙兩圖分析，液體B的量，過一段時間后減少了，只能是被馬鈴薯細胞吸收了，說明其濃度小于細胞液，為清水；液體A的量表現(xiàn)出增加，增加的水只能來自馬鈴薯細胞丟失的水，說明其濃度大于細胞液的濃度，所以A為蔗糖溶液。在甲、乙圖中C、D處的細胞看其所處的外界溶液濃度即可判斷其吸水或失水。答案

(1)質(zhì)量分數(shù)為30%的蔗糖溶液清水(2)