2022-2023學(xué)年 北師大版 必修1　物質(zhì)進出細胞的方式（44張） 課件

1、第二課時物質(zhì)進出細胞的方式第2章2022內(nèi)容索引010203自主預(yù)習(xí)新知導(dǎo)學(xué)合作探究釋疑解惑課 堂 小 結(jié)自主預(yù)習(xí)新知導(dǎo)學(xué)一、探究植物細胞的吸水和失水方式1.成熟植物細胞的結(jié)構(gòu)細胞壁的伸縮性遠小于原生質(zhì)層。 2.模擬探究質(zhì)膜的透性(1)長頸漏斗內(nèi)液面升高的原因長頸漏斗內(nèi)的蔗糖溶液濃度大于燒杯中的清水,即洋蔥內(nèi)表皮外側(cè)水的相對含量多于(填“多于”或“少于”)內(nèi)側(cè)蔗糖溶液中水的相對含量,所以單位時間內(nèi)透過洋蔥內(nèi)表皮進入長頸漏斗的水分子數(shù)量多于(填“多于”或“少于”)從長頸漏斗滲出的水分子數(shù)量,使得管內(nèi)液面升高。(2)滲透現(xiàn)象發(fā)生的條件若用半透膜替代洋蔥內(nèi)表皮,則漏斗內(nèi)的液面會(填“不會”或“會”)

2、升高。若燒杯中不是清水,而是同樣濃度的蔗糖溶液,則漏斗內(nèi)的液面不會(填“不會”或“會”)升高。由此得出滲透現(xiàn)象發(fā)生的條件:膜應(yīng)是半透膜;膜兩側(cè)的溶液存在濃度差。(3)滲透作用概念:水分子(或其他溶劑分子)從低滲溶液通過半透膜向高滲溶液擴散的現(xiàn)象。擴散的方向:從相對含量高的地方向相對含量低的地方,即從低滲溶液到高滲溶液。3.觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原(1)實驗過程制作裝片:制作洋蔥鱗片葉外表皮的臨時裝片在低倍鏡下觀察:觀察質(zhì)膜的位置和中央液泡的大小將清水換成蔗糖溶液:在蓋玻片的一側(cè)滴加質(zhì)量分數(shù)為30%的蔗糖溶液,在另一側(cè)用吸水紙吸引在低倍鏡下觀察:觀察質(zhì)膜的位置和中央液泡的大小是否發(fā)生變化將臨

3、時裝片中的蔗糖溶液換成清水:在蓋玻片的一側(cè)滴加清水,在另一側(cè)用吸水紙吸引在低倍鏡下觀察:再次觀察質(zhì)膜的位置和中央液泡的大小是否發(fā)生變化(2)實驗現(xiàn)象 當(dāng)外界溶液滲透壓高于植物細胞的細胞液滲透壓時,細胞失水收縮,原生質(zhì)層與細胞壁分開,細胞發(fā)生質(zhì)壁分離。當(dāng)外界溶液滲透壓低于質(zhì)壁分離細胞的細胞液滲透壓時,細胞吸水,原生質(zhì)層與細胞壁恢復(fù)貼合,細胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。植物細胞在一定濃度的甘油或KNO3溶液中發(fā)生質(zhì)壁分離后會自動復(fù)原。4.動物細胞的滲透作用動物細胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離,但是其質(zhì)膜也是選擇透過性膜。當(dāng)質(zhì)膜兩側(cè)滲透壓不相等時,也會發(fā)生滲透作用。當(dāng)外界溶液滲透壓高于細胞內(nèi)溶液時,細胞失水皺縮;反之,細

4、胞吸水膨脹。只有細胞內(nèi)和細胞外溶液的滲透壓相同時,細胞才能維持正常的形態(tài)。二、離子與小分子通過被動運輸或主動運輸進出細胞1.自由擴散非極性小分子(如O2、CO2、苯等)和極性小分子(如甘油、尿素等)可以溶解在脂雙層中,從相鄰的磷脂分子之間穿過。這些物質(zhì)可以通過簡單的擴散作用穿過質(zhì)膜,從高濃度一側(cè)到達低濃度一側(cè),這種物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞浇凶髯杂蓴U散。2.協(xié)助擴散質(zhì)膜上還有一些蛋白質(zhì),作為運輸物質(zhì)的載體或通道,允許特定的物質(zhì)通過。物質(zhì)借助于質(zhì)膜上的載體蛋白或通道蛋白,順濃度梯度進出細胞的方式叫作協(xié)助擴散,如Na+通過通道蛋白進入神經(jīng)細胞等。自由擴散與協(xié)助擴散的本質(zhì)都是擴散。物質(zhì)順濃度梯度進出細胞,不

5、需要額外提供能量,統(tǒng)稱為被動運輸。3.主動運輸與被動運輸不同,細胞需要主動吸收一些物質(zhì),如葡萄糖分子,同時也需要將一些物質(zhì)排出細胞外,也就是根據(jù)自身需求選擇性地吸收或排出特定的物質(zhì),這個過程需要載體蛋白協(xié)助,要消耗細胞代謝產(chǎn)生的能量,這種物質(zhì)進出細胞的方式叫作主動運輸。這種運輸方式的重要意義是維持細胞生命活動的穩(wěn)態(tài)。三、大分子物質(zhì)通過胞吞與胞吐進出細胞1.胞吞與胞吐2.質(zhì)膜的功能特性:選擇透過性。 【預(yù)習(xí)檢測】 1.判斷正誤。(1)所有細胞都能進行質(zhì)壁分離。()(2)動物細胞不能進行滲透吸水。()(3)自由擴散需要消耗能量。()(4)協(xié)助擴散需要載體蛋白或通道蛋白。()(5)主動運輸可以逆濃度

6、梯度完成物質(zhì)運輸。()(6)胞吞和胞吐不需要消耗能量。()2.質(zhì)壁分離是成熟的植物細胞細胞壁與分離。答案:原生質(zhì)層3.將成熟的植物細胞放在一定濃度的KNO3溶液中,質(zhì)壁分離后又自動復(fù)原的原因是和可以被吸收到細胞內(nèi),增大了細胞液的,細胞通過滲透吸水,完成質(zhì)壁分離復(fù)原。答案:K+ 滲透壓4.細胞可以通過主動運輸吸收自己需要的物質(zhì),可以保持細胞內(nèi)一些物質(zhì)的濃度遠高于細胞外,完成主動運輸?shù)臈l件是和細胞代謝產(chǎn)生的。答案:載體蛋白能量合作探究釋疑解惑知識點一滲透作用及植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原【問題引領(lǐng)】 圖甲表示剛開始時燒杯和漏斗內(nèi)的兩液面是持平的,達到滲透平衡后形成了圖乙所示的情況,兩液面形成的高度差為

7、h。請據(jù)圖思考并回答下列問題。(1)在由圖甲到圖乙的過程中,S1溶液與S2溶液的濃度發(fā)生了怎樣的變化?提示:分析題圖,在由圖甲到圖乙的過程中,水分子最終表現(xiàn)為由S2溶液進入S1溶液中,所以造成了S1溶液的濃度減小,S2溶液的濃度增大。(2)達到滲透平衡后(即高度差h不再改變時),水分子是否不再通過半透膜進行跨膜運輸?比較此時S1與S2溶液濃度的大小。提示:達到滲透平衡后,水分子仍然可以通過半透膜進行跨膜運輸,只不過膜兩側(cè)水分子的運輸達到了平衡,所以高度差才不會發(fā)生變化。此時,S1溶液的濃度仍大于S2溶液的濃度。【歸納提升】 1.滲透作用的原理 2.判斷滲透系統(tǒng)中液體變化的方法(如下圖) (1)

8、液面變化的判斷若A側(cè)溶質(zhì)可以通過半透膜,B側(cè)溶質(zhì)不能通過半透膜,則B側(cè)液面升高。若A側(cè)和B側(cè)溶質(zhì)相同,且均不能通過半透膜,則濃度高的一側(cè)液面升高。若半透膜兩側(cè)的溶質(zhì)均能通過半透膜,則不存在高度差。(2)高度差的大小取決于濃度差的大小,濃度差越大,高度差越大。(3)濃度變化:滲透系統(tǒng)中,溶質(zhì)不能通過半透膜時,實驗剛開始時濃度大的一側(cè)在達到平衡后的濃度仍大于另一側(cè)。3.植物細胞質(zhì)壁分離的外因及內(nèi)因外因是外界溶液濃度大于細胞液濃度,內(nèi)因是細胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層。4.細胞能否發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原的判斷方法(1)從細胞角度分析死細胞、動物細胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。成熟且具有中央大液泡的植物細胞易發(fā)生質(zhì)

9、壁分離現(xiàn)象,而未成熟的植物細胞(如根尖分生區(qū)細胞等)不具有大液泡,則不易發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。細菌細胞能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象,但現(xiàn)象不明顯。(2)從溶液角度分析在一定濃度的溶液(溶質(zhì)不能穿膜)中只發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。在一定濃度的溶液(溶質(zhì)可穿膜)中發(fā)生質(zhì)壁分離后可自動復(fù)原,如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等。在高濃度溶液中質(zhì)壁分離現(xiàn)象明顯,但溶液濃度過高時不能發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原,因為溶液濃度過高,細胞會因失水過多而死亡。鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細胞,不適于作為質(zhì)壁分離實驗的溶液?！镜湫屠}】 下圖為滲透裝置示意圖,a、b分別為不同濃度的蔗糖溶液。據(jù)圖判斷,下列敘述錯誤的是()A.若c為一層紗布,則不

10、會發(fā)生此現(xiàn)象B.實驗開始時,c兩側(cè)溶液的濃度大小是abC.實驗過程中漏斗內(nèi)的液面先上升后保持穩(wěn)定D.當(dāng)漏斗內(nèi)的液面停止上升時,水分子進出漏斗達到動態(tài)平衡答案:B解析:滲透作用的發(fā)生需要半透膜,若c為紗布,則不能發(fā)生滲透作用。漏斗內(nèi)的液面高于漏斗外,所以b側(cè)的濃度大于a側(cè)的濃度。漏斗內(nèi)的液面升高到一定程度后保持穩(wěn)定。當(dāng)滲透作用達到平衡狀態(tài)時,仍有水分子通過半透膜,此時水分子進出漏斗處于平衡狀態(tài)。【變式訓(xùn)練】 1.下圖為滲透裝置示意圖,已知淀粉溶液A的濃度大于淀粉溶液B的濃度,水分子可以通過半透膜,淀粉分子不能通過,開始時漏斗內(nèi)外液面相平。下列關(guān)于該裝置達到平衡時的敘述,正確的是()A.水分子不再

11、通過半透膜B.淀粉溶液A和淀粉溶液B濃度相同C.漏斗內(nèi)液面高于燒杯液面D.漏斗內(nèi)液面低于燒杯液面答案:C解析:該裝置達到平衡時,水分子依然在通過半透膜,單位時間內(nèi)通過半透膜進入漏斗的水分子數(shù)等于從漏斗內(nèi)出來的水分子數(shù)。該裝置達到平衡時,半透膜兩側(cè)的壓力幾乎相等,水分子的運動達到動態(tài)平衡,漏斗液面不再升高,此時淀粉溶液A的濃度大于淀粉溶液B的濃度,漏斗內(nèi)液面高于燒杯液面。2.下圖是將紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞置于不同溶液(溶液種類及其濃度見下圖)中,原生質(zhì)層的相對體積隨著時間而發(fā)生的變化。(1)坐標曲線中,由曲線的起點到最低點屬于過程,原因是植物細胞且原生質(zhì)層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性。(2)蔗糖

12、溶液的一組不能自動復(fù)原,原因是蔗糖分子通過原生質(zhì)層進入細胞液,用處理后才能發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。(3)乙二醇溶液的一組可以發(fā)生質(zhì)壁分離自動復(fù)原,原因是,使細胞液的濃度升高。當(dāng)細胞液濃度外界溶液濃度時細胞開始吸水,從而發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。答案:(1)質(zhì)壁分離失水(2)不能清水(3)乙二醇可以通過原生質(zhì)層進入細胞液大于【問題引領(lǐng)】 知識點二物質(zhì)進出細胞的方式下圖為不同的物質(zhì)進出細胞的幾種方式,請據(jù)圖回答下列問題。(1)說出圖24對應(yīng)的物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞郊芭袛嗟睦碛?。圖3和圖4中的a表示什么?提示:題圖2是自由擴散,理由是物質(zhì)由高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運輸,不需要載體蛋白或通道蛋白,也不需要消耗能量;題圖3

13、是協(xié)助擴散,理由是物質(zhì)由高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運輸,不需要消耗能量,但需要載體蛋白或通道蛋白的協(xié)助;題圖4是主動運輸,理由是物質(zhì)由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)運輸,需要載體蛋白的協(xié)助,也需要消耗能量。題圖3中的a表示載體蛋白或通道蛋白和圖4中的a表示載體蛋白。(2)圖5表示哪類物質(zhì)進出細胞的方式?提示:題圖5所示的是某些大分子物質(zhì)(如蛋白質(zhì))進出細胞的方式。(3)小腸上皮細胞吸收葡萄糖和紅細胞吸收葡萄糖分別對應(yīng)于圖中的哪種運輸方式?提示:小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式為主動運輸,對應(yīng)題圖4所示的運輸方式;而紅細胞吸收葡萄糖的方式為協(xié)助擴散,對應(yīng)題圖3所示的運輸方式。(4)圖中所示的幾種運輸方式中,僅受

14、物質(zhì)濃度差影響的有哪些?如果加入呼吸酶抑制劑,受影響的有哪些?提示:僅受物質(zhì)濃度差影響的是題圖1和圖2所示的運輸方式。加入呼吸酶抑制劑受影響的是題圖4和圖5所示的運輸方式。(5)圖5所示的物質(zhì)運輸方式能體現(xiàn)生物膜的什么結(jié)構(gòu)特點?提示:題圖5所示的物質(zhì)運輸方式(胞吐和胞吞)體現(xiàn)了生物膜具有一定的流動性的結(jié)構(gòu)特點?！練w納提升】 被動運輸與主動運輸?shù)谋容^ 物質(zhì)跨膜運輸方式被動運輸主動運輸自由擴散協(xié)助擴散是否消耗能量不消耗不消耗消耗是否需要蛋白質(zhì)協(xié)助不需要需要需要動力濃度差濃度差能量(ATP)圖例【典型例題】 下圖表示物質(zhì)P和Q跨膜排出細胞的過程。下列相關(guān)敘述正確的是()A.物質(zhì)P可能是氧氣B.物質(zhì)Q

15、一定是水分子C.物質(zhì)Q由細胞內(nèi)到細胞外一定需要載體蛋白D.物質(zhì)Q由細胞內(nèi)到細胞外不消耗能量答案:D解析:物質(zhì)P由細胞內(nèi)到細胞外是逆濃度梯度進行的,物質(zhì)Q由細胞內(nèi)到細胞外是順濃度梯度進行的。所以物質(zhì)P的跨膜運輸不可能是被動運輸,物質(zhì)Q的跨膜運輸是被動運輸。被動運輸包括自由擴散和協(xié)助擴散,自由擴散不需要載體蛋白,協(xié)助擴散需要載體蛋白或通道蛋白。氧氣順濃度梯度通過質(zhì)膜。物質(zhì)Q不一定是水分子。物質(zhì)Q由細胞內(nèi)到細胞外不一定需要載體蛋白。物質(zhì)Q由細胞內(nèi)到細胞外順濃度梯度進行,不消耗能量?！咀兪接?xùn)練】 甲()、乙()兩種物質(zhì)在質(zhì)膜兩側(cè)的分布情況如右圖所示(顆粒的多少表示濃度的高低)。在進行跨膜運輸時,下列說

16、法正確的是 ()A.乙進入細胞一定有載體蛋白的參與B.乙運出細胞一定有載體蛋白的參與C.甲進入細胞一定消耗能量D.甲運出細胞一定不消耗能量答案:A解析:乙進入細胞是逆濃度梯度運輸,一定是主動運輸,要有載體蛋白的協(xié)助;乙運出細胞是順濃度梯度運輸,不一定有載體蛋白的參與。甲進入細胞是順濃度梯度運輸,不消耗能量;甲運出細胞是逆濃度梯度運輸,一定消耗能量。【問題引領(lǐng)】 知識點三影響物質(zhì)運輸速率的曲線分析下圖為物質(zhì)濃度和氧氣濃度對物質(zhì)跨膜運輸速率的影響曲線,請分析這四條曲線回答下列問題。(1)圖A可以代表哪種運輸方式?理由是什么?圖B呢?提示:題圖A可代表自由擴散,因為運輸速率隨物質(zhì)濃度的增大而不斷增大

17、。題圖B可代表協(xié)助擴散或主動運輸,因為在一定范圍內(nèi)運輸速率隨物質(zhì)濃度的增大而增大,當(dāng)超過這一范圍后,運輸速率不再隨物質(zhì)濃度的增大而改變。(2)圖C、圖D分別可以代表哪種運輸方式?請說明理由。提示:題圖C可以代表自由擴散或協(xié)助擴散,理由是物質(zhì)運輸速率與O2濃度無關(guān),說明此運輸方式不需要消耗能量。題圖D可以代表主動運輸,因為在一定范圍內(nèi)物質(zhì)運輸速率隨O2濃度的增加而增大,說明此運輸方式需要消耗能量。(3)圖B和圖D中,P點以后物質(zhì)運輸速率不變的限制因素是什么?提示:膜上載體蛋白或通道蛋白的數(shù)量。(4)對蟾蜍的離體心臟施加某種毒素后,細胞對Ca2+的吸收明顯減少,但對K+、C6H12O6的吸收不受影

18、響,其最可能的原因是什么?提示:細胞對K+、C6H12O6的吸收不受影響,說明該毒素并沒有影響細胞呼吸,最可能的原因是抑制了轉(zhuǎn)運Ca2+的載體蛋白的活性?！練w納提升】 根據(jù)曲線判斷跨膜運輸方式 (1)隨物質(zhì)濃度的增加,有飽和點的曲線表示協(xié)助擴散或主動運輸(如圖甲)。(2)物質(zhì)運輸速率與物質(zhì)濃度成正比關(guān)系的曲線表示自由擴散(如圖乙)。(3)與細胞呼吸或O2濃度有關(guān)的曲線表示主動運輸(如圖丙)。【典型例題】 下圖是與自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸有關(guān)的圖例或曲線。下列選項對應(yīng)正確的是()A.肺泡上皮細胞吸收氧氣B.紅細胞吸收葡萄糖C.根尖細胞吸收礦質(zhì)離子D.肌肉細胞吸收水答案:C解析:表示三種物質(zhì)跨膜運輸方式,分別是自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸,表示三種影響因素曲線,分別對應(yīng)自由擴散、協(xié)助擴散或主動運輸、主動運輸。肺泡上皮細胞吸收氧氣的方式是自由擴散,對應(yīng);紅細胞吸收葡萄糖屬于協(xié)助擴散,對應(yīng);根尖細胞吸收礦質(zhì)離子屬于主動運輸,對應(yīng);肌肉細胞吸收水的方式是自由擴散或協(xié)助擴散,對應(yīng)或?！咀兪接?xùn)練】 圖甲、圖乙分別為物質(zhì)進出細胞的曲線圖和模式圖