2019-2020学年中图版生物必修一讲义:第3单元 第1章 第2节 细胞膜的物质运输功能 Word版含答案.pdf
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1、第二节 细胞膜的物质运输功能第二节 细胞膜的物质运输功能 学习目标 学习目标 1.简述物质运输的几种形式。简述物质运输的几种形式。(重点重点) 2.分析植物质壁分离和质壁 分离复原实验。 分析植物质壁分离和质壁 分离复原实验。(难点难点) 3.理解物质穿膜运输和膜泡运输。理解物质穿膜运输和膜泡运输。(难点难点) 一、穿膜运输和膜泡运输一、穿膜运输和膜泡运输 1穿膜运输穿膜运输 (1) 被被 动动 运运 输输 单单纯纯扩扩散散运 运输 输方方向向: :分分子子密 密度度高高分分子子密密度度低低 实实例例: :水水分分子子、 、脂脂溶溶性性小小分分子子) 协协助助扩扩散散 运运输输方方向向: :分
2、分子子密密度度高高分分子子密密度度低低 条条件件: :需需载载体体 实实例例: :血血浆浆中中的的葡葡萄萄糖糖进进入入红红细细胞胞) (2)主动运输主动运输 基本条件基本条件细 细胞胞膜膜上上相 相应应载 载体体的 的协 协助助 消消耗耗细细胞胞代代谢谢产产生生的的能能量量) 实例:无机盐离子通过细胞膜。实例:无机盐离子通过细胞膜。 (3)细胞膜的功能特点:选择透过性。细胞膜的功能特点:选择透过性。 2膜泡运输膜泡运输 (1)被运输的物质:大分子和颗粒物质。被运输的物质:大分子和颗粒物质。 (2)运输方式运输方式 图图 1 图 图 2 图图 1 所示运输方式:内吞。所示运输方式:内吞。 a过程
3、:过程: 大分子和颗粒物质细胞膜内陷形成小囊泡大分子和颗粒物质细胞膜内陷形成小囊泡进入细胞中。进入细胞中。 与与细细胞胞膜膜 结结合合 脱脱离离 细细胞胞膜膜 b主要类型:吞噬作用和胞饮作用。主要类型:吞噬作用和胞饮作用。 图图 2 所示运输方式:外排。所示运输方式:外排。 过程:大分子分泌物等形成囊泡与细胞膜融合释放到细胞外。过程:大分子分泌物等形成囊泡与细胞膜融合释放到细胞外。 二、渗透作用二、渗透作用 1渗透作用渗透作用 结结构构基基础础: :渗渗透透系系统统 发发生生条条件件 具具有有半半透透膜膜 半半透透膜膜两两侧侧的的两两个个溶溶液液体体系系 具具有有浓浓度度差差 ) 2半透膜半透
4、膜 (1)过滤膜过滤膜 特性:物理性。特性:物理性。 物质分子能否通过的影响因素:分子的直径。物质分子能否通过的影响因素:分子的直径。 (2)选择透过性膜选择透过性膜 特性:生物性。特性:生物性。 物质分子能否通过的影响因素:生命活动的需要与否。物质分子能否通过的影响因素:生命活动的需要与否。 三、水在细胞中的含量、存在形式及作用三、水在细胞中的含量、存在形式及作用 1含量含量 水在细胞中含量最高。水在细胞中含量最高。 2存在形式存在形式 自自由由水水: :与与细细胞胞的的代代谢谢有有关关 结结合合水水: :与与细细胞胞的的抗抗逆逆性性有有关关) 3作用作用 (1)细胞内良好的溶剂,各种代谢反
5、应的介质。细胞内良好的溶剂,各种代谢反应的介质。 (2)构成细胞的结构成分。构成细胞的结构成分。 四、质壁分离和质壁分离复原实验四、质壁分离和质壁分离复原实验 1实验原理实验原理 (1)成熟的植物细胞放到一定浓度的溶液中构成一个渗透系成熟的植物细胞放到一定浓度的溶液中构成一个渗透系统 。 统 。 (2)当细胞大量失水时,原生质层与细胞壁分离。当细胞大量失水时,原生质层与细胞壁分离。 2实验步骤实验步骤 撕取表皮:用刀片在紫色较深处划一方框,在其边角处用撕取表皮:用刀片在紫色较深处划一方框,在其边角处用 镊子挑起表皮,并用镊子夹住一边撕取表皮镊子挑起表皮,并用镊子夹住一边撕取表皮 制片:在洁净的
6、载玻片中央滴一滴清水,将撕下的表制片:在洁净的载玻片中央滴一滴清水,将撕下的表 皮在水滴上展开,盖上盖玻片皮在水滴上展开,盖上盖玻片 镜镜检 检: : 先先用用低低倍倍镜镜观观察察,再再 用用高高倍倍镜镜观观察察,可可看看到到 a.有有一一个个紫紫色色的的中中央 央大大液液泡泡 b.原原生生质质层层紧紧贴贴细 细胞胞壁壁 ) 绘图:绘图: 滴加蔗糖溶液滴加蔗糖溶液吸水纸吸引吸水纸吸引 镜检:高倍镜观察镜检:高倍镜观察a a. .中 中央央液液泡泡逐逐渐渐变变小小,紫紫色色加加深深 b.原原生生质质层 层与 与细 细胞胞壁壁逐 逐渐 渐分分离离) 绘图:绘图: 清清水水 吸吸水水纸纸 吸吸引引
7、镜镜检 检: : 在在高高倍倍镜镜下下 观观察察细细胞胞发发 生生的的变变化化 a.中中央央液液泡泡逐逐渐渐胀 胀大大, ,紫紫色色变 变浅浅 b.原原生生质质层 层逐 逐渐渐贴 贴近 近细 细胞胞壁壁 ) 穿膜运输和膜泡运输穿膜运输和膜泡运输 探讨 :试从物质运输动力角度分析,为什么单纯扩散和协助扩散被称为被动探讨 :试从物质运输动力角度分析,为什么单纯扩散和协助扩散被称为被动1 1 运输?运输? 提示:提示:单纯扩散和协助扩散的物质运输动力都是物质浓度差,即都是顺浓度 梯度进行的,不需要消耗能量,所以统称为被动运输。 单纯扩散和协助扩散的物质运输动力都是物质浓度差,即都是顺浓度 梯度进行的
8、,不需要消耗能量,所以统称为被动运输。 探讨 :主动运输需要的能量主要通过细胞进行有氧呼吸提供。植物生长需从探讨 :主动运输需要的能量主要通过细胞进行有氧呼吸提供。植物生长需从2 2 土壤中吸收大量无机盐。请解释在农业生产中为什么要给作物松土?土壤中吸收大量无机盐。请解释在农业生产中为什么要给作物松土? 提示:提示:松土增加土壤松土增加土壤 O2含量,促进有氧呼吸,有利于植物主动吸收各种无机 盐离子。 含量,促进有氧呼吸,有利于植物主动吸收各种无机 盐离子。 探讨 :从主动运输的条件角度分析,与主动运输有直接关系的细胞器有哪探讨 :从主动运输的条件角度分析,与主动运输有直接关系的细胞器有哪3
9、3 些?些? 提示:提示:能量能量线粒体;载体蛋白线粒体;载体蛋白核糖体。核糖体。 探讨 :内吞和外排是否需要消耗能量?是否需要载体蛋白协助?与膜的流动探讨 :内吞和外排是否需要消耗能量?是否需要载体蛋白协助?与膜的流动4 4 性是否有关?性是否有关? 提示:提示:需要能量,不需要载体蛋白,与膜的流动性有关。需要能量,不需要载体蛋白,与膜的流动性有关。 归 归纳纳总总结结_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1物质穿膜运输方式物质穿膜运输方式膜的选择
10、透过性膜的选择透过性 物质穿膜物质穿膜被动运输被动运输 运输的方式运输的方式单纯扩散单纯扩散协助扩散协助扩散 主动运输主动运输 物质运输方向物质运输方向 高浓度低浓 度 高浓度低浓 度 高浓度低浓度高浓度低浓度低浓度高浓度低浓度高浓度 是否需要载体是否需要载体不需要不需要需要需要需要需要 是否消耗能量是否消耗能量不消耗不消耗不消耗不消耗消耗消耗 ATP 图例图例 举例举例 O2、 CO2、 H2O、 甘油、乙醇、苯 等 、 甘油、乙醇、苯 等 红细胞吸收葡萄糖红细胞吸收葡萄糖 小肠上皮细胞吸收 葡萄糖、氨基酸、无 机盐等 小肠上皮细胞吸收 葡萄糖、氨基酸、无 机盐等 2.判断物质运输方式的方法
11、判断物质运输方式的方法 (1)据分子大小判断:据分子大小判断: (2)根据运输方向判断:逆浓度梯度的穿膜运输方式是主动运输。根据运输方向判断:逆浓度梯度的穿膜运输方式是主动运输。 3影响物质穿膜运输的因素影响物质穿膜运输的因素 (1)物质浓度物质浓度(在一定的浓度范围内在一定的浓度范围内): 单纯扩散 协助扩散或主动运输单纯扩散 协助扩散或主动运输 (2)氧气浓度:氧气浓度: 单纯扩散或协助扩散 主动运输单纯扩散或协助扩散 主动运输 1如图甲、乙表示小肠绒毛上皮细胞中的细胞膜对不同物质的转运如图甲、乙表示小肠绒毛上皮细胞中的细胞膜对不同物质的转运(每种物 质转运的方向由箭头标明,黑点的数量代表
12、每种物质的浓度 每种物 质转运的方向由箭头标明,黑点的数量代表每种物质的浓度),下列叙述正确的是,下列叙述正确的是 ( ) 甲 乙甲 乙 Aa 物质可能是氧气,物质可能是氧气,b 物质可能是葡萄糖物质可能是葡萄糖 Ba 物质可能是水,物质可能是水,b 物质可能是甘油物质可能是甘油 Ca 物质可能是胆固醇,物质可能是胆固醇,b 物质可能是氧气物质可能是氧气 Da 物质可能是葡萄糖,物质可能是葡萄糖,b 物质可能是氨基酸物质可能是氨基酸 A 甲图物质运输从高浓度到低浓度,且没有载体,所以是单纯扩散,可能 是氧气、水、胆固醇、甘油等。乙图物质从低浓度到高浓度,消耗能量,该过程 是主动运输,如葡萄糖进
13、入组织细胞。故选 甲图物质运输从高浓度到低浓度,且没有载体,所以是单纯扩散,可能 是氧气、水、胆固醇、甘油等。乙图物质从低浓度到高浓度,消耗能量,该过程 是主动运输,如葡萄糖进入组织细胞。故选 A。 2下图表示在一定范围内细胞膜外某物质浓度变化与该物质进入细胞膜内速 率的关系,据图分析,下列说法正确的是 下图表示在一定范围内细胞膜外某物质浓度变化与该物质进入细胞膜内速 率的关系,据图分析,下列说法正确的是( ) A该物质进入细胞的方式是单纯扩散该物质进入细胞的方式是单纯扩散 B该物质通过膜时必须与载体蛋白结合该物质通过膜时必须与载体蛋白结合 C该物质可能是水或甘油该物质可能是水或甘油 D该物质
14、只能从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动该物质只能从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动 B 由图可知,该物质穿膜速率刚开始时与膜外该物质浓度成正比,说明是 顺着浓度梯度运输的。最后穿膜速率达到饱和,说明该物质运输还与膜上载体的 数量有关。水和甘油通过单纯扩散进出细胞。 由图可知,该物质穿膜速率刚开始时与膜外该物质浓度成正比,说明是 顺着浓度梯度运输的。最后穿膜速率达到饱和,说明该物质运输还与膜上载体的 数量有关。水和甘油通过单纯扩散进出细胞。 3细胞吸收物质的方式之一是内吞,具体过程是 : 当物质吸附在细胞膜上时, 细胞膜内陷,形成小囊泡,囊泡在移动的过程中在细胞内溶解消失,把物质留在 细胞质内。以下
15、对内吞的理解正确的是 细胞吸收物质的方式之一是内吞,具体过程是 : 当物质吸附在细胞膜上时, 细胞膜内陷,形成小囊泡,囊泡在移动的过程中在细胞内溶解消失,把物质留在 细胞质内。以下对内吞的理解正确的是( ) A体现了细胞膜的功能特性是选择透过性体现了细胞膜的功能特性是选择透过性 B这个过程不需要消耗能量这个过程不需要消耗能量 C该过程用于吸收小分子物质该过程用于吸收小分子物质 D体现了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性体现了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性 D 由题意知,该物质进入细胞时,并非通过细胞膜;其原理是以细胞膜的 流动性为生理基础;膜分子的运动亦需要消耗能量。内吞主要是细胞吸收大分
16、子 物质的方式,体现了细胞膜具有一定的流动性。 由题意知,该物质进入细胞时,并非通过细胞膜;其原理是以细胞膜的 流动性为生理基础;膜分子的运动亦需要消耗能量。内吞主要是细胞吸收大分子 物质的方式,体现了细胞膜具有一定的流动性。 渗透作用渗透作用 观察下面的渗透作用装置,探讨相关问题:观察下面的渗透作用装置,探讨相关问题: 探讨 :漏斗内液面升高的原因是什么?探讨 :漏斗内液面升高的原因是什么?1 1 提示:提示:单位体积的清水中水分子数大于蔗糖溶液中的水分子数。单位时间内 由清水进入蔗糖溶液的水分子多于由蔗糖溶液进入清水的水分子。 单位体积的清水中水分子数大于蔗糖溶液中的水分子数。单位时间内
17、由清水进入蔗糖溶液的水分子多于由蔗糖溶液进入清水的水分子。 探讨 :漏斗内的液面会一直上升吗?为什么?探讨 :漏斗内的液面会一直上升吗?为什么?2 2 提示:提示:不会,随着漏斗内液面的上升,漏斗内液面与烧杯内液面差产生的静 水压会增大,由于静水压的作用,漏斗内的水分子向烧杯扩散的速度会加快,当 水分子由蔗糖溶液向清水扩散的速度与由清水向蔗糖溶液扩散的速度相等时,扩 散达到平衡状态,漏斗内的液面不再上升。 不会,随着漏斗内液面的上升,漏斗内液面与烧杯内液面差产生的静 水压会增大,由于静水压的作用,漏斗内的水分子向烧杯扩散的速度会加快,当 水分子由蔗糖溶液向清水扩散的速度与由清水向蔗糖溶液扩散的
18、速度相等时,扩 散达到平衡状态,漏斗内的液面不再上升。 探讨 :渗透装置中,当漏斗内溶液不再上升时,半透膜两侧的溶液浓度相同探讨 :渗透装置中,当漏斗内溶液不再上升时,半透膜两侧的溶液浓度相同3 3 吗?吗? 提示:提示:不同。渗透作用达到平衡时,水分子通过半透膜的双向扩散速率相等, 漏斗内蔗糖溶液的浓度仍高于烧杯中清水的浓度。 不同。渗透作用达到平衡时,水分子通过半透膜的双向扩散速率相等, 漏斗内蔗糖溶液的浓度仍高于烧杯中清水的浓度。 探讨 :如果用纱布代替玻璃纸,漏斗液面还会升高吗?探讨 :如果用纱布代替玻璃纸,漏斗液面还会升高吗?4 4 提示:提示:不会,因为纱布是全透性的,水分子和蔗糖
19、分子都能通过。不会,因为纱布是全透性的,水分子和蔗糖分子都能通过。 探讨 : 如果烧杯内不是清水, 而是同浓度的蔗糖溶液, 漏斗液面还会升高吗?探讨 : 如果烧杯内不是清水, 而是同浓度的蔗糖溶液, 漏斗液面还会升高吗?5 5 提示:提示:液面不会升高,因为半透膜两侧溶液没有浓度差。液面不会升高,因为半透膜两侧溶液没有浓度差。 探讨 :根据以上的探讨,思考发生渗透作用需要具备哪些条件?探讨 :根据以上的探讨,思考发生渗透作用需要具备哪些条件?6 6 提示:提示:半透膜和浓度差。半透膜和浓度差。 归 归纳纳总总结结_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
20、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1对渗透现象的分析对渗透现象的分析 (1)图示图示 (2)原理分析原理分析 (3)上述装置图中漏斗液面上升到一定程度后,不再升高的原理分析上述装置图中漏斗液面上升到一定程度后,不再升高的原理分析 分析上图可知:分析上图可知:h 产生的压强与水和蔗糖溶液产生的渗透压差达到平衡, 使半透膜两侧水分子的交换率相等时,液面不再升高。 产生的压强与水和蔗糖溶液产生的渗透压差达到平衡, 使半透膜两侧水分子的交换率相等时,液面不再升高。 2动、植物细胞均符合发生渗透作用的条件动、植物细胞均符合发生渗透作用的
21、条件 细胞种类细胞种类 具备条件 具备条件 动物细胞动物细胞成熟植物细胞成熟植物细胞 半透膜半透膜细胞膜细胞膜原生质层原生质层 浓度差浓度差细胞质与外界溶液细胞质与外界溶液细胞液与外界溶液细胞液与外界溶液 1如图为两个大小相同的萝卜,分别在上面挖一个大小相同的洞,并在洞内 各插入一支口径与洞口相同的玻璃管, 甲玻璃管内注入 如图为两个大小相同的萝卜,分别在上面挖一个大小相同的洞,并在洞内 各插入一支口径与洞口相同的玻璃管, 甲玻璃管内注入 3 mL 清水。 乙玻璃管内注 入 清水。 乙玻璃管内注 入 3 mL 浓盐水,一段时间后,两玻璃管中液面变动情况是浓盐水,一段时间后,两玻璃管中液面变动情
22、况是( ) A甲中升高,乙中降低甲中升高,乙中降低 B甲中降低,乙中先升高后降低甲中降低,乙中先升高后降低 C甲、乙中均降低甲、乙中均降低 D甲、乙中均升高甲、乙中均升高 B 依据细胞渗透作用原理,甲管下部细胞吸水,使液面下降;乙管下部细 胞失水,使液面升高。细胞可以吸收钠离子和氯离子,发生质壁分离复原,细胞 吸水,液面又下降, 依据细胞渗透作用原理,甲管下部细胞吸水,使液面下降;乙管下部细 胞失水,使液面升高。细胞可以吸收钠离子和氯离子,发生质壁分离复原,细胞 吸水,液面又下降,B 正确。正确。 2某同学在缺少实验仪器的情况下,做了这样一个实验,将生鸡蛋大头的蛋 壳去掉,保留壳膜完好,将小头
23、打破,让蛋清和蛋黄流出,如图所示。然后,在 蛋内灌上清水,把它放在 某同学在缺少实验仪器的情况下,做了这样一个实验,将生鸡蛋大头的蛋 壳去掉,保留壳膜完好,将小头打破,让蛋清和蛋黄流出,如图所示。然后,在 蛋内灌上清水,把它放在 0.3 g/mL 的蔗糖溶液中,并且用铅笔在鸡蛋壳上标上最 初的吃水线,半小时后,他发现鸡蛋上浮。原吃水线高出水面。请分析: 的蔗糖溶液中,并且用铅笔在鸡蛋壳上标上最 初的吃水线,半小时后,他发现鸡蛋上浮。原吃水线高出水面。请分析: (1)鸡蛋壳上浮的原因是鸡蛋壳上浮的原因是_ _。 (2)如果里面是蔗糖溶液,外面是清水,蛋壳将会如果里面是蔗糖溶液,外面是清水,蛋壳将
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