课件28张PPT。物质跨膜运输的实例1．渗透作用具备的两个条件[填图]【预习检测】2．植物细胞的吸水和失水
(1)成熟植物细胞的结构渗透系统装置1、漏斗管内液面为什么会升高？2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面还会升高吗？3、如果烧杯中的不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？讨论不会，没有半透膜液面不会升高，没有浓度差单位体积内的水分子数：烧杯（清水）＞漏斗（蔗糖溶液）单位时间内水分子透过的数量：烧杯→漏斗＞漏斗→烧杯所以，漏斗液面升高这与半透膜两侧溶液的浓度差有关原理条件渗透作用水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，
称为渗透作用。半透膜与选择透过性膜
半透膜：一些物质（一般是水分子物质）能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。
选择透过性膜：指水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子、小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的膜。选择透过性膜相当于半透膜，反之则不然。一、动物细胞的吸水与失水外界溶液浓度
小于细胞液浓度外界溶液浓度
等于细胞液浓度外界溶液浓度
大于细胞液浓度讨论1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？2、红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？不能是低渗溶液高渗溶液等渗溶液吸水膨胀失水皱缩动态平衡3、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？5、食物较咸时，口腔和唇粘膜有什么感觉？为什么？不一定，浓度差很大时会涨破
浓度差不是很大时不会涨破浓度差，外界溶液浓度远大于细胞液浓度时，红细胞失水多
外界溶液浓度远小于细胞液浓度时，红细胞吸水多
干燥难受的感觉，外界浓度高，口腔和唇粘膜细胞失水浓度差越大细胞吸水或失水越多 探究实验一般步骤：（原生质层是一层半透膜吗？）
（原生质层相当于一层半透膜）
（设计方案、预期结果…）
（按预定方案进行实验）
（分析实验结果，得出结论：……）
（总结，写实验报告并适当交流）二、植物细胞的吸水和失水问题细胞质液泡膜原生质层半透膜细胞液外界溶液浓度差植物细胞失水和吸水的情况是怎样的呢？探究洋葱表皮细胞+30%蔗糖溶液细胞壁一段时间后质壁分离细胞膜原生质层植物细胞质壁分离现象植物细胞质壁分离复原现象正常状态高浓度状态低浓度状态观察到的图像液泡大小变化原生质层位置变小原生质层 脱离细胞壁逐渐恢复原来大小原生质层 恢复原来位置大原生质层 紧贴细胞壁2.植物细胞在高浓度溶液中会失水，发生质壁分离；而在低浓度溶液中会吸水，发生质壁分离后的复原。1.植物细胞失去的水来自液泡。半透膜内侧有蔗糖液半透膜外侧有清水半透膜渗透系统装置成熟的植物细胞与外界溶液可以构成渗透系统。原生质层内侧有细胞液原生质层外侧有外界溶液成熟的植物细胞原生质层例1．将洋葱鳞片叶放在 0.45 mol/L 蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离；放在 0.35 mol/L 蔗糖溶液中，细胞有胀大趋势；放在 0.4 mol/L 蔗糖溶液中，细胞似乎不发生什么变化。这表明( )
A．洋葱表皮细胞已经死亡
B．细胞膜不允许水分子自由通过
C．蔗糖分子进入细胞导致渗透平衡
D．细胞液浓度为 0.4 mol/L 左右解析：成熟植物细胞的细胞液通过原生质层与外界溶液构成了渗透系统。当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，反之细胞失水；当二者浓度接近时，吸水、失水达到平衡。
答案：D渗透作用原理的运用
（1）判断植物细胞的生活状况。
（2）判断植物细胞的细胞液浓度。
（3）农业生产中的水肥管理。
（4）生活中杀菌、防腐、腌制食品。 动植物细胞在吸水方面的差异
动物细胞没有细胞壁，因此不会有质壁分离现象。例2．质壁分离和复原实验可以说明或证明下列中的
( )
①植物细胞的死活 ②原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大 ③当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞渗透失水；反之，细胞则渗透吸水 ④原生质层具有选择透过性 ⑤细胞壁的主要成分是纤维素
A．①③④⑤ B．①②③④
C．②③④⑤ D．①④⑤解析：质壁分离和复原实验可以证明②、③，说明原生质层具有选择透过性，从而可以判断细胞的死活，因死亡细胞的原生质层具有全透性。另外还可以测定细胞液浓度。
答案：B三、其他物质的跨膜运输细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的！结论：细胞膜有选择透过性！1．(2011·新课标全国卷)将人的红细胞放入 4℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是( )
A．红细胞膜具有水溶性
B．红细胞的液泡体积增大
C．蒸馏水大量进入红细胞
D．低温时红细胞膜流动性增大解析：将人的红细胞放入 4℃蒸馏水中，红细胞会因大量蒸馏水进入而导致破裂；红细胞膜是脂溶性的；人的红细胞没有液泡；因低温时分子运动减慢而导致细胞膜的流动性降低。
答案：C【当堂检测】2．(2011·新课标全国卷改编)撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。然后，两组外表皮都用浓度为0.3 g/mL 的蔗糖溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小( )
A．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等
B．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高
C．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低
D．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞无法比较解析：将两份完全相同的紫色洋葱外表皮细胞分别放入完全营养液和蒸馏水中浸泡相同时间，放入蒸馏水中的外表皮细胞因吸水较多，而使甲组细胞的细胞液浓度大于乙组细胞的细胞液浓度，由于甲组细胞的细胞液与 0.3 g/mL 蔗糖溶液的浓度差小于乙组细胞的细胞液与0.3 g/mL 蔗糖溶液的浓度差，所以乙组细胞水分渗出量多。
答案：C3.(2011·天津高考)将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在 0.3 g/mL 的蔗糖溶液中，1 分钟后进行显微观察，结果见右图。下列叙述错误的是( )
A．图中 L 是细胞壁，M 是液泡，N 是细胞质
B．将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原
C．实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异
D．洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料解析：题干所示图像为洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离后的图像，L 为细胞壁，M 为液泡，N 为细胞壁和细胞膜之间的物质，不是细胞质。将该细胞浸润在清水中，清水浓度小于细胞液浓度，则细胞吸水，发生质壁分离复原现象。质量浓度为0.3 g/mL 的蔗糖溶液可透过细胞壁进入细胞，但不能透过细胞膜，说明二者在物质透过性上存在显著差异。洋葱根尖分生区细胞无大液泡，不能发生质壁分离现象，故不能作为该实验的实验材料。
答案：A4．把数条 5 cm 长的马铃薯条分别浸在蒸馏水和不同浓度的蔗糖溶液中，每隔一段时间测量马铃薯条的长度。下图显示马铃薯条在不同浓度溶液中长度改变的百分率。下列相关叙述错误的是( )
A．马铃薯条通过渗透吸(失)水改变其长度
B．在 0.10 M 蔗糖溶液中马铃薯细胞质壁分离
C．马铃薯细胞液浓度相当于 0.30 M 的蔗糖溶液
D．在 0.40 M 蔗糖溶液中马铃薯细胞失水皱缩解析：由图可知，马铃薯细胞在 0.30 M 的蔗糖溶液中长度基本不变，说明马铃薯细胞液浓度约为 0.30 M。在 0.10 M 的蔗糖溶液中，马铃薯吸水。
答案：B5．某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。
(1)设计出继续完成实验的简要步骤：①向 a、b 两管分别加入________________，水浴加热(或隔水加热)U 型管至适宜温度，观察 a、b 两管内液面的变化。
②____________________________________________。
(2)预测实验现象并作出结论。
①如果 a、b 两管液面高度差缩小且 A、B 试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜。
②__________________________________________。解析：为催化蔗糖水解，向 a、b 两管分别加入等量蔗糖酶溶液，并在适宜的条件下对 U 型管隔水加热。一段时间后，用斐林试剂检验 a、b 两管内是否有还原糖产生。若 b 管内有还原糖产生，说明蔗糖已经分解。若 a 管内有还原糖，说明蔗糖水解的产物能透过半透膜。若蔗糖水解的产物能通过半透膜，水解产物由 b 侧扩散到 a 侧，引起 a 管内溶质浓度增大，水势降低，a、b 两侧水位差减小。若蔗糖水解的产物不能通过半透膜，蔗糖水解后，b 侧溶质浓度升高，水势降低，水由 a 管流向 b 管，a、b 两侧水位差增大。
答案：(1)①等量蔗糖酶溶液 ②吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入斐林试剂，(50℃～65℃)水浴加热，观察A、B试管内有无砖红色沉淀
(2)②如果a、b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀，B试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜课件49张PPT。 第3节 物质跨膜运输的方式第2节 生物膜的流动镶嵌模型1．结构模型[填图]【预习检测】磷脂双分子层基本支架流动性蛋白质蛋白质分子运动的糖蛋白细胞识别糖被2．结构特点[填空]
生物膜的结构特点是具有一定的 。流动性 3．大分子物质的运输[填空]
(1)胞吞：大分子附着在细胞膜 ，这部分细胞膜内陷形成 ，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成 ，进入细胞内部。
(2)胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成 ，然后移动到 处，并与之融合将大分子排出细胞。表面小囊囊泡细胞膜囊泡1、细胞膜是一层很薄的膜，是细胞 这个生命系统的边界
2、细胞膜能够控制物质的进出，让 一部分物质通过，其他物质不能通过
3、细胞膜具有一定的伸缩性（通过质 壁分离与复原实验）对生物膜结构的探索历程不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜19世纪末“欧文顿实验” 欧文顿是通过对现象的推理分析，还是通过膜成分的提取和鉴定来提出假说的？根据该实验，欧文顿提出什么假说？ 20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶分解。1、该实验说明了什么问题？ 2、以你现有的生物学和化学知识，你能通过什么实验来验证膜的成分中有蛋白质？ 细胞膜中含有蛋白质实验: 1925年，两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气-水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍.
实验思考:
1 从以上实验我们可以得出什么结论?脂质的排列方式为双层排列实验：
２０世纪４０年代，曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质，但直到５０年代，电子显微镜的诞生，科学家用它来观察细胞膜 １９５９年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗－亮－暗的三层结构，他大胆的提出生物膜的模型：所有生物膜都由蛋白质－脂质－蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子．他把生物膜描述为静态的统一结构。细胞分裂吞噬细胞的吞噬作用
实验1970年 荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验膜蛋白具有一定的流动性1972年，桑格和尼克森提出流动镶嵌模型均匀分布在脂质两侧有的镶在磷脂双分子层表面
有的嵌入磷脂双分子层
有的则整个贯穿于磷脂双分子层
蛋白质的分布否是是否具有流动性脂质和蛋白质脂质和蛋白质组成三层结构模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型与三层结构模型的比较思考与讨论1、在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步起到怎样的作用？ 在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步起到了关键性的推动作用。如电子显微镜的诞生使人们终于看到了膜的存在；冰冻蚀刻技术和扫描电子显微镜技术使人们认识到膜的内外两侧并不对称；荧光标记小鼠细胞与人细胞的融合实验又证明了膜的流动性等。没有这些技术的支持，人类的认识便不能发展。? 3、分析生物膜模型的建立和完善过程，你受到哪些启示？ 2、分析生物膜模型的建立过程中，结构与功能相适应是如何得到体现的？ “罗伯特森电镜实验” 蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模式图★一、阐明生物膜的流动镶嵌模型的主要内容◆１、化学组成脂质（磷脂、胆固醇）蛋白质糖类（糖蛋白、糖脂）◆2、基本支架磷脂双分子层（其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）◆3、蛋白质分布蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。分布特点：不均匀◆4、生物膜结构性特点（1）磷脂分子是可以运动的，具有流动性。（其分子的运动有多种形式）（2）大多数的蛋白质分子也是可以运动的。（也体现了膜的流动性）因此，生物膜结构性特点是：具有流动性。细胞膜是选择透过性膜，取决于细胞膜上的蛋白质载体的种类和数量。◆5、生物膜功能性特点生物膜功能性特点：选择透过性膜★二、举例说明生物膜具有流动性◆ A、胞吞与胞吐（白细胞吞噬细菌、变形虫捕食、草履虫取食过程中食物泡的形成以及泡肛废渣的排除、分泌蛋白的分泌过程）
◆ B、细胞融合（受精时细胞的融合过程、细胞杂交时的细胞融合、人－鼠细胞的杂交实验） ? ◆ C、变形运动（红细胞通过狭窄毛细血管的变形、精子细胞形成精子的变形、质壁分离和复原实验、变形虫运动时伪足的形成） ◆ D、细胞生长分裂（动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程、酵母菌的出芽生殖中长出芽体） ? 1．下列对生物膜的结构叙述最科学的是( )
A．所有的生物膜均为蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，是一个静态的统一结构
B．生物膜中的脂质全为磷脂，且呈双层排布
C．生物膜具有流动性，蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层
D．生物膜具有流动性，表现在其磷脂双分子层可以运动，但蛋白质不可以运动解析：构成生物膜的脂质主要是磷脂，动物细胞膜中还含有胆固醇，磷脂双分子层构成膜的基本支架。蛋白质在磷脂双分子层中分布位置有多种，但大多数是运动的。分子的运动决定了生物膜具有一定的流动性。
答案：C2．存在于细胞膜上，在细胞与细胞之间起“联络作用”的文字或语言的是( )
A．磷脂分子 B．蛋白质分子
C．糖蛋白 D．载体解析：细胞膜具有识别作用，也就是题目中所说的“联络作用”，这里起联络作用的物质是细胞膜上的糖被即糖蛋白，是由多糖和蛋白质构成的。
答案：C★1、举例说明物质跨膜运输的方式★2、区别被动运输的两种方式★3、区别被动运输和主动运输★4、阐明胞吞和胞吐的过程三、物质跨膜运输的方式 自由扩散细胞外细胞内细胞膜 自由扩散细胞外细胞内小分子物质细胞膜 自由扩散细胞外细胞内小分子物质细胞膜自由扩散 特点：
方向：高浓度到低浓度
不需要能量
方式直接，速度快 例子：水,气体（CO2,O2,CO…）
甘油，脂肪酸 ，酒精，苯…协助扩散细胞外细胞内细胞膜载体蛋白协助扩散细胞外细胞内细胞膜载体蛋白协助扩散特点：需要载体蛋白
不需要能量方向：高浓度到低浓度例子：葡萄糖进入红细胞等思考和讨论： 1、都不需要，因为两者都是顺物质的浓度梯度进行运输的。2、共同点：
不同点：都不需要细胞消耗能量。后者需要蛋白质的协助才能实现。3、因为两者都是顺物质的浓度梯度进行的，不需要细胞消耗能量，所以统称为被动运输。主动运输细胞外细胞内细胞膜载体蛋白主动运输细胞外细胞内细胞膜载体蛋白主动运输需要载体蛋白需要消耗细胞代谢产生
的能量方向：低浓度到高浓度特点：例子：钠、钾等离子及氨基酸等胞吞和胞吐大分子物质进出细胞的方式，不需要载体，但是需要消耗能量。运输速率浓度差运输速率耗氧量运输速率浓度差上面几幅坐标图中所表示的分别是哪种物质运输方式？为什么？思考！运输速率浓度差时间细胞内浓度（细胞外浓度）ABCDE运输速率浓度差自由扩散运输速率浓度差协助扩散运输速率耗氧量主动运输影响三种运输方式速率的因素及速率的比较：蛋白质载体具有专一性和数量有限1．(2010·全国卷Ⅰ改编)下列过程中，不直接依赖细胞膜的流动性就能完成的是( )
A．胰岛B细胞分泌胰岛素
B．氨基酸在核糖体上进行脱水缩合
C．吞噬细胞对抗原的摄取
D．人鼠细胞融合解析：胰岛素和抗原是大分子物质，胰岛素的分泌属于胞吐作用，吞噬细胞对抗原的摄取属于胞吞作用，原生质体的融合首先进行的是细胞膜的融合，即A、C、D三个选项均直接依赖于细胞膜的流动性。核糖体是无膜细胞器，与细胞膜的流动性无关，故选B项。
答案：B【当堂检测】2．(2010·广东高考)右图是植物根从土壤中吸收某矿质离子示意图。据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为 ( )
A．自由扩散
B．协助扩散
C．主动运输
D．被动运输解析：分析图示可知，矿质离子的运输方向是从低浓度到高浓度，需要载体协助，还消耗能量，故为主动运输。
答案：C3．(2010·上海高考)下图表示一种物质的跨膜运输方式，下列叙述中正确的是( )A．该膜中载体也能运输蔗糖
B．碘以该方式进入海带细胞
C．该方式不会出现饱和现象
D．该方式发生在被运输物质从高浓度到低浓度时解析：据图可知，葡萄糖进入细胞需要载体，而不需要能量，故该跨膜方式为协助扩散，只能从高浓度运输到低浓度。跨膜运输中的载体具有专一性，运输葡萄糖的载体不能运输蔗糖；碘进入细胞的方式为主动运输而不是协助扩散；由于膜上运输相应物质的载体数量是有限的，故运输会达到饱和。
答案：D4．下图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的两种运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述错误的是( )A．若图示为肝细胞膜，则尿素的运输方向是Ⅱ→Ⅰ
B．细胞间的识别、免疫、细胞的癌变与①有密切的关系
C．适当提高温度将加快②和③的流动速度
D．b 过程不需要 ATP，a 过程未体现膜的选择透过性这一生理特性解析：图中①是糖蛋白、②是蛋白质、③是磷脂分子，Ⅰ为膜外(外侧有糖蛋白)、Ⅱ为膜内。a 方式是由低浓度向高浓度、需载体协助的主动运输，b 方式是由高浓度向低浓度、不需载体协助的自由扩散。肝细胞内合成的尿素，以自由扩散的方式通过肝细胞膜被运到细胞外；细胞间的识别、免疫和细胞的癌变与膜上的糖蛋白有关；适当提高温度，分子运动速度加快；b 自由扩散不需要能量是正确的，但 a 主动运输需膜上载体蛋白的协助，应能体现膜的选择透过性。
答案：D5．细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，下列实例能反映该特点的是( )
①人的B淋巴细胞与小鼠的骨髓瘤细胞的融合
②吞噬细胞吞噬病菌
③小肠绒毛上皮细胞对Na＋的吸收
④核糖体合成的蛋白质进入细胞核
⑤变形虫伸出伪足
A．①②④ B．①②⑤
C．②③④ D．③④⑤解析：小分子物质跨膜运输可以通过主动运输或被动运输的过程如 Na＋、CO2，蛋白质进入细胞核是通过核孔，其他的活动都与组成生物膜的物质分子的运动有关，即与膜的流动性有关。
答案：B
