课件29张PPT。第二节 细胞膜的物质运输功能一、穿膜运输
1.有些物质进出细胞是①______________完成的,称为穿膜运输,它包括②________和③________。
2.单纯扩散:物质是按照一般扩散作用的原理从分子密度④________的地方向分子密度⑤________的地方运动,能够自由通过细胞膜的运输方式。
3.协助扩散:按照扩散原理从分子密度大的地方向分子密度小的一侧扩散,必须有⑥________的协助。
4.主动运输:可以逆着物质的浓度穿膜,需要⑦________的协助,消耗细胞代谢产生的⑧________,按照细胞生命活动的需要有⑨________控制物质出入的运输方式。 1. 影响单纯扩散、协助扩散的因素各是什么?
2.我们吃的海带细胞中含有大量的碘,而海水中碘的含量很低,那么海带细胞以什么方式吸收碘?二、水和无机盐的吸收及作用3.内吞和外排消耗能量吗?三、膜泡运输?思考探讨提示:
1.影响单纯扩散的因素是物质浓度差;影响协助扩散的因素是物质浓度差及运载物质载体的数量。
2.主动运输。
3.消耗能量 一、物质出入细胞方式的比较 (1)表中“高浓度”、“低浓度”是指运输的离子或小分子本身的浓度,而不是它们所在溶液的浓度。
(2)细胞膜上的载体蛋白在协助扩散和主动运输中都有特异性,如运载K+的载体就不能运载其他物质。
(3)小分子物质或离子是穿膜运输,而大分子物质或颗粒不是穿膜运输,在计数穿膜层数的问题时要注意加以区分。 科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系,分别用图中四条曲线表示,在研究具体的物质X时,发现与曲线图②和④相符。试问:细胞膜运输物质X的方式是( )
A.主动运输 B.协助扩散
C.单纯扩散 D.外排【解析】 曲线①说明运输速度与物质浓度成正比关系,不受其他因素的限制,应为单纯扩散;曲线②在一定浓度范围内,随物质浓度升高运输速度也增加,当达到一定程度后,由于受到载体数量的限制,运输速度不再增加,而保持稳定,说明这种运输需要载体,不是单纯扩散,可能是协助扩散或主运动输;曲线③运输速度与氧气无关,而氧气浓度的高低影响能量的产生进而影响主动运输的速度,说明这种方式不是主动运输,有可能是单纯扩散或协助扩散;曲线④运输速度与氧气浓度有关,说明这个过程需要能量,综合②④,物质X的运输方式只能是主动运输。
【答案】 A1.红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是( )
A.都可以从低浓度一侧到高浓度一侧
B.都需要供给ATP
C.都需要载体协助
D.既需要载体协助又需要消耗能量
【解析】 红细胞吸收无机盐是主动运输,既需要载体协助,也要消耗细胞内代谢释放的能量(ATP);而红细胞吸收葡萄糖是协助扩散,只需要载体协助,不消耗能量。
【答案】 C二、影响物质运输速率的因素
1.单纯扩散中物质运输速率和浓度梯度的关系
上图表示物质的运输速度与物质浓度差呈正比关系,说明单纯扩散过程只受物质浓度的影响。
影响因素:浓度差2.协助扩散中物质运输速度和浓度梯度的关系
Oa段随浓度梯度的升高,物质运输速度逐渐加快,说明此段的限制因素是物质浓度梯度,而载体蛋白是充足的。
a、b随浓度递度的升高,物质运输速度不再增加,是受载体数量限制。
影响因素:①浓度差 ②载体数量3.主动运输中物质的运输速度与氧分压的关系
a点表示氧气浓度为零时,也可发生主动运输;ab段表示随氧分压的升高,物质运输速度逐渐增加,此时,限制物质运输速度的直接因素是能量;bc段随氧分压的升高,物质运输速度不再增加,此时限制物质运输速度的直接因素是细胞膜上载体蛋白的数量。
影响因素:①浓度差(b点前;载体、能量充足) ②载体和能量(b点后;物质浓度足够大) (2009年辽宁、宁夏卷)下列关于物质跨膜运输的叙述,错误的是( )
A.植物细胞吸收K+需消耗能量
B.细胞对离子的吸收具有选择性
C.海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁分离
D.液泡中积累大量离子,故液泡膜不具有选择透过性
【解析】 液泡膜是一层生物膜,具有选择透过性,能够积累大量的离子。细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,才可能发生质壁分离,海水中的海藻细胞可通过积累溶质使细胞液的浓度增大防止质壁分离。
【答案】 D2.
(2010年海淀模拟)如右图表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列与此有关的叙述错误的是( )
A.a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生
B.a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成
C.b表示细胞分泌的同时会导致膜成分的更新
D.b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式【解析】 胞吞和胞吐是膜流动性的具体体现,胞吞是通过膜外表面的糖被识别,消耗能量进入细胞内;细胞分泌是高尔基体“出芽”形成的囊泡与细胞膜融合,将大分子物质排到膜外,因此,有部分高尔基体膜的成分转移到细胞膜;细胞排出废物和摄取养分的基本方式是利用膜的选择透过性直接通过细胞膜,以被动运输、主动运输等方式进行。
【答案】 D判定主动运输的依据
(1)从运输方向:只要从低浓度到高浓度运输,则一定为主动运输。
(2)从达到平衡时的浓度:若达到平衡时细胞内外仍存在浓度差则一定是主动运输,因为自由扩散和协助扩散达到平衡时内外浓度一定相等。
(3)消耗能量(ATP)的一定是主动运输(大分子的运输除外),且该过程因与呼吸作用有关,故温度可通过影响呼吸作用中酶的活性而影响主动运输。植物细胞质壁分离与复原的应用
(1)判断细胞的死活
待测细胞+蔗糖溶液
实验单一变量:待测细胞的生活状态。
(2)测定细胞液浓度范围
待测细胞+一系列浓度梯度的蔗糖溶液 细胞液浓度范围等于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围。
实验单一变量:不同浓度的蔗糖溶液。(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液 刚发生质壁分离时所需时间比较→判断质壁分离速度(或细胞液浓度)。
实验单一变量:不同植物细胞。
(4)比较未知浓度溶液的浓度大小
同一植物的成熟细胞+未知浓度的溶液 刚刚发生质壁分离所需时间→比较所用时间长短→判断溶液浓度的大小(时间越短,未知溶液的浓度越大)
实验单一变量:未知浓度的溶液。
(5)验证原生质层和细胞壁伸缩性大小
成熟植物细胞+蔗糖溶液现有新配制的蔗糖(0.9 mol/L)、葡萄糖(0.9 mol/L)和硝酸钾(0.45 mol/L)溶液各一滴瓶,因没有贴标签,仅凭肉眼无法鉴别。请根据所学的生物学知识,利用实验室中的仪器、用具及材料设计一个实验,将这三瓶溶液区分开来。
(1)材料和用具:洋葱、显微镜、载玻片、盖玻片、吸水纸、班氏试剂、滴管、小试管、酒精灯、烧杯等。
(2)原理:利用还原糖的鉴定实验可以将葡萄糖鉴定出来,利用质壁分离实验可以将蔗糖溶液和硝酸钾(0.45 mol/L)溶液鉴定出来。(3)实验方案
①分别将装有三种未知溶液的滴瓶贴上标签,标为1、2、3。
②将三份等量的班氏试剂____________________________________________,水浴加热,出现砖红色沉淀的是________,没有出现砖红色沉淀的是________。
③取两个载玻片并标记为A、B,制作________,分别滴上其他两种未知溶液。
④在显微镜下观察是否发生质壁分离及质壁分离复原的现象。
如果发生质壁分离但不复原,那么该溶液为________;
发生质壁分离后又自动复原现象的为________;
发生质壁分离又自动复原的原因是________________________________________________________________________。【解析】 本题是实验设计题,要运用已知的实验原理来设计实验区分三种溶液。葡萄糖为还原性糖,可以与新制的班氏试剂共热产生砖红色Cu2O沉淀;蔗糖溶液可使成熟的植物细胞发生质壁分离,但由于蔗糖分子不能被吸收进入细胞内,所以不能发生质壁分离的自动复原;硝酸钾溶液可使成熟的植物细胞发生质壁分离,而且K+和NO3-以主动运输的方式进入细胞,使细胞液的浓度增大,当增大到一定程度后又可以渗透吸水,发生质壁分离的自动复原。
【答案】 ②分别加入三支试管中并标号为1、2、3,将等量的三种待检溶液分别滴到3支已经标号的试管中 葡萄糖 硝酸钾溶液和蔗糖溶液 ③洋葱外表皮临时装片 ④蔗糖溶液 硝酸钾溶液 硝酸钾溶液浓度大于细胞液浓度,细胞渗透失水,发生质壁分离;同时K+和NO3-以主动运输的方式进入细胞,使细胞液浓度增大,当浓度增大到一定程度后,细胞又开始渗透吸水,发生质壁分离复原1.红细胞和小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖的方式分别是( )
A.协助扩散和主动运输 B.主动运输和协助扩散
C.单纯扩散和主动运输 D.都是协助扩散
【答案】 A
2.将洋葱表皮细胞置于0.3 g/mL的蔗糖溶液中,正确表示细胞液含水量变化的是( )
【答案】 C3.下图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收K+和NO3-的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是( )A.载体数量、能量 B.能量、载体数量
C.载体数量、离子浓度 D.能量、离子浓度
【解析】 植物细胞吸收离子需要通过主动运输,而主动运输需要载体和能量。氧气浓度不同,则细胞中可提供的能量多少不同。A、B两点与氧气浓度有关,B、C两点与不同离子的载体数量有关。
【答案】 B4.(2009年清远模拟)某渗透装置如下图所示,玻璃槽中盛放有蒸馏水,图中猪膀胱膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液,一定时间后再加入蔗糖酶。从理论上分析,该实验过程中最可能出现的现象是( )
A.漏斗中液面开始时先上升,加酶后即下降
B.漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后开始下降
C.加酶前后,在玻璃槽中都可以检测出蔗糖
D.加酶后,可以在玻璃槽中检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶
【答案】 B5.(2009年济南外国语学校高一期末)已知某种物质通过细胞膜的方式如下图所示,则下列哪种物质有与其相同的运输方式( )
A.K+ B.H2O
C.甘油 D.氧气
【答案】 A6.(2009年中山高一检测)植物细胞的细胞膜与细胞壁紧密地贴在一起,在显微镜中难以观察,有一同学想把两者分离(如右图所示),请问该同学在实验中应把此植物细胞放在( )
A.清水中 B.空气中
C.质量浓度为30%的蔗糖溶液中 D.冰块中
【答案】 C7.如图1是物质出入细胞的三种方式模式图(图中黑点代表物质分子);图2是不同方式物质运输与物质浓度的关系。分析回答下列问题:
(1)图1中____图和图2中____图代表的是水出入细胞的方式;红细胞吸收葡萄的方式是________,对应图1中____图和图2中____图。
(2)将成熟植物细胞放入较高浓度的KNO3溶液中,发生的现象是__________________,与该现象有关的物质是________,其运输方式是图2中的____图。
(3)图2B图中,a、b点时物质运输速度的限制因素分别是________、________。C图中a点时物质由________浓度向______浓度(填“高”或“低”)运输,此时物质运输的限制因素是______________。
【答案】 (1)甲 A 协助扩散 丙 B
(2)先质壁分离,后自动复原 水和KNO3(或K+、NO3-) A、C
(3)浓度差 载体数量 高 低 载体数量和能量(或温度、氧气浓度等)