生物必修ⅰ蘇教版物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸課件

1、1 第三節(jié)物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸?shù)谌?jié)物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸?shù)谝徽n時(shí)被動(dòng)運(yùn)輸?shù)谝徽n時(shí)被動(dòng)運(yùn)輸 23課程標(biāo)準(zhǔn)1.說(shuō)明物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式。2.通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)探究膜的透性。3.觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原。課標(biāo)解讀1.通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，觀察滲透現(xiàn)象。2.嘗試探究細(xì)胞吸水或失水的條件。3.舉例說(shuō)明細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜。4.舉例說(shuō)明物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的類型及特點(diǎn)。 4一些分子質(zhì)量相對(duì)較小或脂溶性強(qiáng)的物質(zhì)，如一些分子質(zhì)量相對(duì)較小或脂溶性強(qiáng)的物質(zhì)，如 、 、 等，不需要載體蛋白參與的擴(kuò)散稱為簡(jiǎn)單擴(kuò)散。一些物質(zhì)等，不需要載體蛋白參與的擴(kuò)散稱為簡(jiǎn)單擴(kuò)散。一些物質(zhì)的擴(kuò)散則需要的擴(kuò)散則需要 的參與，如的參與，如 ，這種擴(kuò)散稱為易化擴(kuò)散，這

2、種擴(kuò)散稱為易化擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散?；騾f(xié)助擴(kuò)散。被動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸 O2乙醇乙醇甘油甘油載體蛋白載體蛋白葡萄糖通過(guò)載體蛋白運(yùn)輸進(jìn)入紅細(xì)胞葡萄糖通過(guò)載體蛋白運(yùn)輸進(jìn)入紅細(xì)胞5思維激活1 如何區(qū)分自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散？提示自由擴(kuò)散(簡(jiǎn)單擴(kuò)散)不需要載體。協(xié)助擴(kuò)散(易化擴(kuò)散)需要載體。61自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的比較運(yùn)輸方運(yùn)輸方式式自由擴(kuò)散自由擴(kuò)散(簡(jiǎn)單擴(kuò)散簡(jiǎn)單擴(kuò)散) 協(xié)助擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散(易化擴(kuò)散易化擴(kuò)散)跨膜方跨膜方向向高高低低高高低低7載體協(xié)載體協(xié)助助不需要不需要需要需要消耗能消耗能量量不消耗不消耗不消耗不消耗物質(zhì)舉物質(zhì)舉例例氧氣、二氧化碳、氮?dú)?、氧氣、二氧化碳、氮?dú)?、苯等小分子苯等小分?苯還是脂溶性苯還是脂溶

3、性的的)，水、甘油、乙醇等較，水、甘油、乙醇等較小的分子小的分子葡萄糖進(jìn)入紅葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞細(xì)胞圖例圖例82.影響被動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊蛩?1)簡(jiǎn)單擴(kuò)散：物質(zhì)的運(yùn)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(kuò)散：物質(zhì)運(yùn)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(dāng)載體達(dá)到飽和后，外界物質(zhì)濃度增加，運(yùn)輸速率不再加快，其關(guān)系如圖乙。9【鞏固1】 下列屬于易化擴(kuò)散的是()。A葡萄糖進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞BO2由肺泡進(jìn)入血液C細(xì)胞代謝產(chǎn)生的尿素從細(xì)胞內(nèi)排出DC6H12O6進(jìn)入紅細(xì)胞解析葡萄糖進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞屬于主動(dòng)運(yùn)輸；O2由肺泡進(jìn)入血液是簡(jiǎn)單擴(kuò)散；尿素通過(guò)細(xì)胞膜是簡(jiǎn)單擴(kuò)散。

4、答案D101水分子從濃集區(qū)域通過(guò)細(xì)胞膜等結(jié)構(gòu)，向水分子稀少的區(qū)域的擴(kuò)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(xì)胞的吸水和失水滲透作用與細(xì)胞的吸水和失水 滲透滲透半透膜半透膜濃度差濃度差113動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水(1)動(dòng)物細(xì)胞的 相當(dāng)于半透膜。(2)條件及現(xiàn)象外界溶液濃度 細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，細(xì)胞吸水膨脹。 外 界 溶 液 濃 度 大 于 細(xì) 胞 質(zhì) 濃 度 時(shí) ， 細(xì)胞 。外界溶液濃度 細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，水分子進(jìn)出細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡。細(xì)胞膜細(xì)胞膜小于小于失水皺縮失水皺縮等于等于124植物細(xì)胞的吸水和失水(1)成熟植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)(2)原理和現(xiàn)象外界溶液濃度 細(xì)

5、胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水，發(fā)生 現(xiàn)象。外界溶液濃度 細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水，發(fā)生 現(xiàn)象。大于大于質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離小于小于質(zhì)壁分離復(fù)原質(zhì)壁分離復(fù)原13思維激活2 如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明滲透作用發(fā)生的兩個(gè)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。14思維激活3 如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明滲透作用發(fā)生的兩個(gè)必備條件是半透膜和濃度差？提示動(dòng)物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞植物細(xì)胞植物細(xì)胞半透膜半透膜細(xì)胞膜細(xì)胞膜原生質(zhì)層原生質(zhì)層濃度差濃度差細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與外界溶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與外界溶液液細(xì)胞液與外界溶細(xì)胞液與外界溶液液151細(xì)胞吸水和失水的原理滲透作用(1)滲透作用與植物細(xì)胞吸水和失水比較滲透

6、作用模型滲透作用模型植物細(xì)胞與外界植物細(xì)胞與外界溶液形成滲透系統(tǒng)溶液形成滲透系統(tǒng)圖解圖解16基本基本條件條件半透膜、濃度差半透膜、濃度差原生質(zhì)層原生質(zhì)層選擇透過(guò)選擇透過(guò)性膜性膜濃度差濃度差細(xì)胞液與外細(xì)胞液與外界溶液之間的濃度差界溶液之間的濃度差值值原理原理水分子通過(guò)半透水分子通過(guò)半透膜的擴(kuò)散作用膜的擴(kuò)散作用水分子通過(guò)原生質(zhì)層水分子通過(guò)原生質(zhì)層在細(xì)胞液與外界溶液在細(xì)胞液與外界溶液之間發(fā)生擴(kuò)散之間發(fā)生擴(kuò)散水?dāng)U散方水?dāng)U散方向向低濃度溶液低濃度溶液高濃度溶液高濃度溶液17名師指津：滲透作用停止即漏斗內(nèi)液面不再上升時(shí)，水分子通過(guò)半透膜的雙向擴(kuò)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?yàn)槁┒?/p>

7、內(nèi)液面升高阻止燒杯中水向漏斗擴(kuò)散的作用力加大的緣故。18(2)滲透和擴(kuò)散的比較滲透滲透擴(kuò)散擴(kuò)散方向方向物質(zhì)都是由高濃度向低濃度區(qū)域移動(dòng)物質(zhì)都是由高濃度向低濃度區(qū)域移動(dòng)是否通過(guò)是否通過(guò)膜膜一定一定不一定不一定能量能量不需要不需要載體載體不需要不需要不一定不一定動(dòng)力動(dòng)力濃度差濃度差實(shí)例實(shí)例水水O2、CO2、乙、乙醇醇關(guān)系關(guān)系滲透是一種特殊的擴(kuò)散滲透是一種特殊的擴(kuò)散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(lán)色染料。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，兩支漏斗中溶液液面的高度一樣。面的高度一樣。10 min后觀察的結(jié)果是：溶液后觀察的結(jié)果是：溶液X液面上液面上升，溶液升，溶液Y液面下

8、降；溶液液面下降；溶液X中只有綠色染料，溶液中只有綠色染料，溶液Y中中含有紅色和藍(lán)色染料，溶液含有紅色和藍(lán)色染料，溶液Z中含有綠色和藍(lán)色染料。下中含有綠色和藍(lán)色染料。下列有關(guān)敘述中，正確的是列有關(guān)敘述中，正確的是 ()。A溶液溶液Z的濃度最高的濃度最高B溶液溶液Y的濃度最低的濃度最低C溶液溶液Y中的溶質(zhì)分子能夠通過(guò)半透膜進(jìn)入溶液中的溶質(zhì)分子能夠通過(guò)半透膜進(jìn)入溶液X中中D溶液溶液X中的溶質(zhì)分子不能夠通過(guò)半透膜進(jìn)入溶液中的溶質(zhì)分子不能夠通過(guò)半透膜進(jìn)入溶液Z中中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(jìn)入了X，溶質(zhì)沒(méi)有進(jìn)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(lán)色染料，

9、表明Z中的藍(lán)色染料進(jìn)入了Y，溶液Y的濃度較低，則溶液Y的濃度最低。答案B212植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原(1)質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的原因分析及表現(xiàn)2223(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及拓展質(zhì)壁分離后，在原生質(zhì)層和細(xì)胞壁之間，充滿的液體為外界溶液(如蔗糖溶液)。質(zhì)壁分離過(guò)程中，外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度，隨著質(zhì)壁分離程度增大，植物細(xì)胞吸水力增強(qiáng)；質(zhì)壁分離復(fù)原過(guò)程中，外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度，隨著質(zhì)壁分離復(fù)原的進(jìn)行，植物細(xì)胞吸水力漸弱。發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)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(xì)胞主動(dòng)或被動(dòng)吸收溶質(zhì)微粒而使細(xì)胞液濃度增大，植物細(xì)胞

10、會(huì)吸水引起質(zhì)壁分離后的自動(dòng)復(fù)原。24(3)質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用測(cè)定細(xì)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。判斷細(xì)胞的生活情況：只有活的植物細(xì)胞才能發(fā)生質(zhì)壁分離。防腐殺菌：在高濃度的溶液中，細(xì)菌等微生物將因失水過(guò)多而死亡，從而有效防止了食品腐爛變質(zhì)。25判斷細(xì)胞壁和原生質(zhì)層伸縮性的大小。了解具有液泡的植物細(xì)胞能發(fā)生滲透作用，原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜。觀察植物細(xì)胞膜(光學(xué)顯微鏡下)：發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞，其細(xì)胞膜與細(xì)胞壁之間發(fā)生不同程度的分離，此時(shí)可用光學(xué)顯微鏡觀察到。26【鞏固3】 假定將甲乙兩個(gè)同種植物的成熟細(xì)胞分別放入蔗糖溶液和甘油溶液中，兩種溶液濃

11、度均比細(xì)胞液的濃度高，蔗糖分子不能透過(guò)細(xì)胞膜，甘油分子可以較快地透過(guò)細(xì)胞膜。在顯微鏡下連續(xù)觀察，甲乙兩細(xì)胞的變化是()。A甲乙兩細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，不再發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原B甲乙兩細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，但乙細(xì)胞隨后又發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原C甲乙兩細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，但甲細(xì)胞隨后又發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原D甲乙兩細(xì)胞在發(fā)生質(zhì)壁分離后，又發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原27解析成熟植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，可發(fā)生滲透作用。甲乙兩細(xì)胞均處在外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度的環(huán)境中，開(kāi)始時(shí)，甲乙兩細(xì)胞都要發(fā)生質(zhì)壁分離，但蔗糖分子不能透過(guò)原生質(zhì)層，所以甲細(xì)胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，而甘油分子可以較快地透過(guò)原生質(zhì)層，進(jìn)入細(xì)胞液，細(xì)胞液的濃度升

12、高，細(xì)胞吸水，導(dǎo)致質(zhì)壁分離復(fù)原。答案B28【例例1】 下下列現(xiàn)象屬于滲透作用的是列現(xiàn)象屬于滲透作用的是()。A水分子通過(guò)細(xì)胞壁水分子通過(guò)細(xì)胞壁B葡萄糖分子通過(guò)細(xì)胞膜葡萄糖分子通過(guò)細(xì)胞膜CK通過(guò)原生質(zhì)層通過(guò)原生質(zhì)層D水分子通過(guò)原生質(zhì)層水分子通過(guò)原生質(zhì)層思維導(dǎo)圖：思維導(dǎo)圖：滲透作用與細(xì)胞吸水和失水滲透作用與細(xì)胞吸水和失水 29深度剖析滲透作用是指水分子(或其他溶劑分子)通過(guò)半透膜的擴(kuò)散。在選項(xiàng)D中，水是溶劑分子，原生質(zhì)層可以看做半透膜。答案D30點(diǎn)撥滲透作用指的是溶劑分子通過(guò)半透膜的擴(kuò)散，一是強(qiáng)調(diào)“溶劑分子”，不是溶質(zhì)；二是強(qiáng)調(diào)“半透膜”，只有這兩個(gè)條件都符合，才是滲透作用。31【例2】 利用質(zhì)量

13、濃度為0.5 g/mL蔗糖溶液、質(zhì)量濃度為0.3 g/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(xì)胞，10 min中三組細(xì)胞體積變化如圖所示。下列有關(guān)分析不正確的是()。Aa曲線為質(zhì)量濃度為0.5 g/mL蔗糖溶液處理組Ba、b、c三組洋蔥細(xì)胞失水的方式相同C若將細(xì)胞轉(zhuǎn)移到蒸餾水中，有兩組能夠發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原D若實(shí)驗(yàn)持續(xù)，只有一組細(xì)胞能夠發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原質(zhì)壁分離及其復(fù)原質(zhì)壁分離及其復(fù)原 32思維導(dǎo)圖：33深度剖析圖示可知，a、b、c的細(xì)胞體積依次減小，說(shuō)明失水量依次增大，質(zhì)量濃度為0.5 g/mL的蔗糖溶液中洋蔥表皮細(xì)胞比質(zhì)量濃度為0.3 g/mL中的失水多，故a曲線不是質(zhì)量濃度

14、為0.5 g/mL蔗糖溶液的處理組；在較高濃度的外界溶液中，洋蔥細(xì)胞失水的方式都是滲透失水；將細(xì)胞轉(zhuǎn)移到蒸餾水中，質(zhì)量濃度為0.3 g/mL蔗糖溶液、一定濃度的尿素溶液處理的細(xì)胞，能夠吸收外界的水分發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，而質(zhì)量濃度為0.5 g/mL蔗糖溶液濃度過(guò)高，細(xì)胞失水過(guò)多而死亡；尿素是小分子，可進(jìn)入細(xì)胞，從而發(fā)生質(zhì)壁分離后的自動(dòng)復(fù)原，蔗糖不能被吸收進(jìn)入細(xì)胞液，細(xì)胞不會(huì)自動(dòng)復(fù)原。答案A34規(guī)律方法判斷細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離及其復(fù)原的條件(1)從細(xì)胞角度分析死細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)胞不發(fā)生質(zhì)壁分離，但不會(huì)自動(dòng)復(fù)原。具有中央大液泡的成熟植物細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。(2)從溶液角度分析在一定濃度(

15、溶質(zhì)不能透膜)的溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離，但不會(huì)自動(dòng)復(fù)原。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(dòng)復(fù)原。如甘油、尿素、乙二醇、KNO3等。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(fù)原現(xiàn)象。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(xì)胞稱為保衛(wèi)細(xì)胞，決定著氣孔的開(kāi)閉。有人提出氣孔的開(kāi)閉與保衛(wèi)細(xì)胞的吸水與失水有關(guān)。請(qǐng)你根據(jù)所給的材料和用具設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，探究保衛(wèi)細(xì)胞吸水和失水與氣孔開(kāi)閉之間的關(guān)系，并得出相應(yīng)的結(jié)論。細(xì)胞的吸水和失水細(xì)胞的吸水和失水 36(1)實(shí)驗(yàn)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)

16、量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液，蠶豆葉片。(3)實(shí)驗(yàn)步驟：取載玻片2片，分別在中央滴加蒸餾水和蔗糖溶液各一滴。_；將裝片分別置于顯微鏡下觀察。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論：_；_。37深度剖析本題利用活細(xì)胞滲透吸水與失水的原理，考查實(shí)驗(yàn)探究的一般過(guò)程，即提出問(wèn)題作出假設(shè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果，得出結(jié)論。此實(shí)驗(yàn)中應(yīng)分析兩種狀態(tài)：一是在蒸餾水中細(xì)胞吸水時(shí)氣孔的開(kāi)閉情況；二是在質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液中細(xì)胞失水時(shí)氣孔的開(kāi)閉情況。對(duì)比兩種狀態(tài)便可得出相應(yīng)結(jié)論。答案(1)活細(xì)胞在不同濃度的溶液中會(huì)發(fā)生滲透失水或吸水(3)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(

17、4)如果蒸餾水中氣孔開(kāi)放，蔗糖溶液中氣孔關(guān)閉，說(shuō)明失水使氣孔關(guān)閉，吸水使氣孔開(kāi)放如果蒸餾水中氣孔關(guān)閉，蔗糖溶液中氣孔開(kāi)放，說(shuō)明失水使氣孔開(kāi)放，吸水使氣孔關(guān)閉381下列物質(zhì)中，通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)散方式進(jìn)入小腸絨毛上皮細(xì)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B392組織細(xì)胞從組織液中吸收O2的數(shù)量，主要決定于()。A細(xì)胞外溶液的O2的濃度B細(xì)胞膜上O2載體的數(shù)量C組織液中CO2的濃度D細(xì)胞中產(chǎn)生能量的多少解析氧氣的運(yùn)輸方式是簡(jiǎn)單擴(kuò)散。答案A403膽固醇、小分子脂肪酸、維生素D等物質(zhì)以簡(jiǎn)單擴(kuò)散的方式優(yōu)先通過(guò)細(xì)胞膜，這是因?yàn)?)。A細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性B細(xì)胞膜是選擇透過(guò)

18、性膜C細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是以磷脂雙分子層為基本骨架D細(xì)胞膜上鑲嵌有各種形態(tài)的蛋白質(zhì)分子解析細(xì)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(kuò)散的方式優(yōu)先通過(guò)細(xì)胞膜。答案C414將馬鈴薯塊挖個(gè)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?jǐn)?shù)為30%的蔗糖溶液，開(kāi)始時(shí)，兩個(gè)液面是平的(如圖甲)，過(guò)了一段時(shí)間后液面如圖乙：(1)液體A是_，B是_。(2)在圖乙中，C處細(xì)胞_水，D處細(xì)胞_水。42解析本題考查細(xì)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(xì)胞原生質(zhì)層可以看做半透膜，外界溶液和細(xì)胞液之間存在濃度差，可以發(fā)生滲透作用吸水或失水。當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí)，植物細(xì)胞就會(huì)通過(guò)滲透作用失水，反之植物細(xì)胞就吸水。從甲、乙兩圖