课件11张PPT。章末整合网络构建真题体验网络构建真题体验1.(2014·山东12月学考,5)细胞膜是控制物质进出细胞的门户。如图所示细胞吸收物质的方式是( )
A.主动运输
B.协助扩散
C.胞吞(内吞)
D.单纯扩散(自由扩散)D解析:分析题图可知,该物质由高浓度到低浓度,且不需要载体蛋白,因此其运输方式为自由扩散。2.(2016·全国Ⅰ卷)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是( )
A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的
C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率C解析:由题干可知,离子通过离子泵的跨膜运输过程需要载体蛋白和能量,属于主动运输,因此加入蛋白质变性剂会降低离子泵跨膜运输离子的速率;主动运输一般是逆浓度梯度进行的;动物一氧化碳中毒后,机体缺乏氧气而影响有氧呼吸,进而影响能量供应,降低离子泵跨膜运输离子的速率。3.(2015·全国Ⅱ卷)将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中,一段时间后,测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表:下列分析正确的是( )
A.有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收
B.该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关
C.氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATP
D.与空气相比,氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收A解析:由培养瓶中气体为空气和氮气且温度都为17 ℃的两组实验可知,有氧条件有利于幼根对该矿质元素离子的吸收,氮气环境不利于吸收,A项正确,D项错误;由温度为17 ℃和3 ℃且培养瓶中气体都为空气的两组实验可知,幼根对该矿质元素离子的吸收与温度有关,B项错误;氮气环境中幼根细胞需消耗无氧呼吸产生的ATP来吸收该矿质元素离子,C项错误。4.(2014·全国Ⅰ卷)下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述,错误的是( )
A.与白色花瓣相比,采用红色花瓣有利于实验现象的观察
B.用黑藻叶片进行实验时,叶绿体的存在会干扰实验现象的观察
C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同
D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素,有利于实验现象的观察解析:红色花瓣的色素存在于液泡中,便于观察细胞的质壁分离现象,A正确;用黑藻叶片进行质壁分离实验时,能够以叶绿体为标志观察到原生质体的收缩,有利于实验现象的观察,B错误;由于不同部位的细胞液浓度不同,故用同一浓度的蔗糖溶液做实验,观察到的质壁分离程度可能不同,C正确;紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素,有利于观察液泡大小的变化,D正确。B5.(2014·全国Ⅱ卷)将某植物花冠切成大小和形状相同的细条,分为a、b、c、d、e和f组(每组的细条数相等),取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中,浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度,结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换,则( )DA.实验后,a组液泡中的溶质浓度比b组的高
B.浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的
C.a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组
D.使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5 mol·L-1之间解析:通过图示可以看出,a组和b组实验前长度/实验后长度的比值都小于1,表明细胞吸水导致细条变长。a组实验前长度/实验后长度的比值小于b组实验前长度/实验后长度的比值,说明b组吸水较少,因此实验后b组液泡中的溶质浓度比a组高,A错误;根据柱形图分析可知,f组细胞失水,而b组细胞吸水,因此浸泡导致f组细胞中液泡的失水量大于b组细胞的,B错误;水分进出细胞的方式是自由扩散,不消耗能量,C错误;根据柱形图可知,蔗糖浓度为0.4 mol·L-1的c组细胞吸水,而蔗糖浓度为0.5 mol·L-1的d组细胞失水,所以使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖溶液浓度介于0.4～0.5 mol·L-1 之间。谢谢观赏！课件42张PPT。第4章 细胞的物质输入和输出【学业质量标准】第1节 物质跨膜运输的实例自主学习凝练素养自主学习 读教材·学基础一、渗透作用
请仔细阅读并思考教材第60页“问题探讨”,完成下面的问题。
1.概念:是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。
2.发生条件:一是 ;二是 。
3.水的渗透方向:从 浓度溶液进入 浓度溶液。
二、细胞的吸水和失水
请仔细阅读教材第60～63页“细胞的吸水和失水”,完成下面的问题。
1.动物细胞的吸水和失水
(1) 细胞的 相当于一层半透膜; 与外界溶液之间有浓度差,故能发生渗透作用进行吸水或失水。具有半透膜膜两侧溶液具有浓度差低高动物细胞膜细胞内液(2)动物细胞吸水和失水的条件及现象吸水膨胀失水皱缩2.植物细胞的吸水和失水
(1)成熟植物细胞的结构全透小细胞质原生质层选择透过大细胞液(2)植物细胞吸水和失水的实验探究
①探究性实验的一般过程:根据观察到的现象,提出问题→作出假设→设计实验→进行实验→分析结果,得出结论→总结交流→进一步探究。
②假设: 相当于一层半透膜。
③预期结果:由于原生质层相当于一层半透膜,水分子可以自由透过,而蔗糖分子不能透过。因此,在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会 ,发生
。原生质层变小质壁分离④实验流程及结果变小变深分离变大紧贴⑤实验结果⑥结论:实验结果与预期结果相同,说明“原生质层相当于一层半透膜”的假设是成立的。
(3)植物细胞吸水和失水的条件
①当细胞液浓度 外界溶液浓度时,细胞失水,原生质层和细胞壁分离,发生 。小于质壁分离?判断?
(1)只要具有半透膜就可以发生渗透作用。( )
(2)渗透作用过程中,水分子只由低浓度溶液通过半透膜进入高浓度溶液中。( )
(3)质壁分离是指细胞质和细胞壁分离。( )
(4)质壁分离后的细胞都能复原。( )××××②发生质壁分离的细胞,当细胞液浓度 外界溶液浓度时,细胞吸水,发生 。大于质壁分离复原三、物质跨膜运输的其他实例
请仔细阅读教材第63～64页“物质跨膜运输的其他实例”,完成下面的问题。
1.细胞对无机盐离子的吸收实例
(1)水稻吸收 多,吸收Ca2+、Mg2+较少,番茄吸收Ca2+、Mg2+较多,吸收 较少。说明不同植物对相同离子的吸收表现出较大差异。
(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显 (填“高于”或“低于”)血液中碘的含量。
(3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的 。高于差异2.物质跨膜运输的特点
(1)物质跨膜运输并不都是 的。
(2)细胞对于物质的输入和输出有 。
3.结论
细胞膜和其他生物膜都是 膜。
?思考? 在同一块田里连年种同一种作物会出现产量下降现象,试解释原因。
提示:长期在同一块田里种植同一种作物,由于作物对离子的选择性吸收,导致某些元素含量下降,影响作物生长,从而导致产量下降。顺相对含量梯度选择性选择透过性主题一凝练素养 解难题·提能力渗透作用现象分析教师参考问题引领:
1.在渗透装置中,如果用一层纱布代替玻璃纸,漏斗管内的液面还会升高吗?
2.红细胞的吸水或失水的多少取决于什么条件?
3.一个成熟的植物细胞是否可看作一个渗透系统?并说出理由。1.渗透装置分析据图分析
(1)蔗糖溶液液面上升的原因(2)当液面上升到一定程度时,液面不再上升的原因
漏斗中的液面高于烧杯中的液面,液面差为ΔH,由于烧杯中与漏斗中的液体具有浓度差,即具有渗透压差,所以水分子有进入漏斗的趋势;但是ΔH产生的压强与渗透压的平衡使半透膜两侧水分子的交换率(进出)相同时,液面不再升高。2.成熟的植物细胞与渗透装置的比较据图分析,一个成熟的植物细胞可看作是一个渗透装置。【典例1】 (2017·福建福州期末)如图所示为渗透作用实验装置,实验开始时长颈漏斗内外液面平齐,记作零界面。实验开始后,长颈漏斗内部液面的变化趋势为(注:坐标原点处表示零界面,膀胱膜不变形)( )解析:水从水浓度高的地方向水浓度低的地方运输,水分子整体表现为从烧杯中流向漏斗中,导致漏斗液面上升,达到动态平衡时,液面不再变化。
答案:B方法透析 判断水分子的流动方向
(1)从膜两侧水分子的相对数目上分析:水分子总是从相对数目多的一侧流向相对数目少的一侧。
(2)从溶质颗粒数量上分析:溶质颗粒越多,微粒对水的吸引力就越大,渗透压越大吸水能力就越强。备选例题(2017·河北衡水调考)下图表示渗透作用实验装置,甲乙两管的口径相同,半透膜只允许葡萄糖分子通过,淀粉分子无法通过。当达到扩散平衡时( )
A.甲、乙两管中的液面高度相等
B.甲、乙两管中的葡萄糖的浓度相等
C.甲、乙两管中的淀粉的浓度相等
D.两管的葡萄糖皆为8%,淀粉皆为4%B解析:因为半透膜只允许葡萄糖分子通过,而淀粉分子不能通过半透膜,在扩散作用下,两管的液面高度不等,甲侧会高于乙侧,葡萄糖浓度半透膜两侧基本相等,淀粉分子不能通过半透膜,所以淀粉的浓度与扩散前基本相同,甲管高于乙。【题组演练】
1.(2017·辽宁实验中学期末)医生给病人输液,常把药剂溶解于生理盐水中,而不是溶解于蒸馏水中,这是因为( )
A.无机盐在生物体的生命活动中是不可缺少的
B.蒸馏水不含营养物质
C.蒸馏水可增大细胞中自由水比例,使细胞代谢加快,加剧病情
D.防止细胞过度吸水解析:生理盐水与细胞内液是等渗溶液,能维持细胞的正常形态,如果用蒸馏水会使血浆渗透压下降,细胞会吸水膨胀。D2.(2017·湖南浏阳月考)如图所示,溶液X中含有绿色染料,溶液Y中含有红色染料,溶液Z中含有蓝色染料。实验开始时,两支漏斗中溶液液面的高度一样。10 min后观察的结果是:溶液X液面上升,溶液Y液面下降;溶液X中只有绿色染料,溶液Y中含有了红色和蓝色染料,溶液Z中含有了绿色和蓝色染料。下列有关描述中,正确的是( )
A.溶液Z的浓度最大
B.溶液X的浓度最大
C.溶液Y中的溶质分子能够通过半透膜进入溶液X中
D.溶液X中的溶质分子不能够通过半透膜进入溶液Z中解析:由题意可知,10 min后溶液X液面上升,表明Z中的溶剂进入了X,溶质没有进入X,溶液X浓度大于溶液Z;溶液X液面上升而Y却下降,说明X的浓度最大,渗透压最大;溶液X中只有绿色染料,溶液Y中含有了红色和蓝色染料,溶液Z中含有了绿色和蓝色染料,表明溶液Z中的溶质分子能够通过半透膜进入溶液Y,溶液X中的溶质分子能够通过半透膜进入溶液Z。B3.(2017·江西南昌联考)图甲为渗透作用装置吸水示意图,图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系,图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。下列相关叙述中错误的是( )
A.图甲中的渗透作用发生需要两个条件:有半透膜c及a与b之间具有浓度差
B.图乙中液面不能一直上升的原因是半透膜两侧的溶液浓度相等
C.图丙中③④⑤组成原生质层
D.如果丙细胞没有细胞壁支持,置于清水中也会发生吸水涨破的现象B解析:图乙表示的是图甲中液面上升的高度与时间的关系,液面不再升高时,通过半透膜进出渗透装置的水分子相等,这时液体压强和浓度差的作用达到了平衡的状态,但b溶液的浓度应大于a溶液的浓度。 主题二教师参考问题引领:
1.本实验为什么选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞?
2.植物细胞质壁分离与复原实验,现象及其注意事项是什么?
3.质壁分离和复原实验有哪些方面的应用?植物细胞的失水和吸水实验分析1.原理:成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。
2.质壁分离的原因及表现分析3.实验操作中注意的问题
(1)实验成功的关键之一是实验材料的选择。要选取成熟的、液泡带有一定颜色的植物组织进行实验,以便于观察实验现象。例如,以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料就是因为其液泡呈紫色,便于观察实验现象。若以根尖成熟区的细胞为材料进行实验也会发生质壁分离现象,但因液泡无色,不易观察液泡大小的变化。
(2)选用的蔗糖溶液浓度要适宜。浓度过低,不足以引起质壁分离或质壁分离所需时间过长;浓度过高,则造成植物细胞失水过多、过快而死亡。4.质壁分离和复原实验的拓展应用
(1)判断细胞的死活(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。(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或相同时间发生质壁分离的程度比较→判断细胞液浓度。【典例2】 (2017·安徽铜陵月考)将某植物细胞置于大于该细胞细胞液浓度的硝酸钾溶液中,一段时间后在显微镜下观察该细胞未发生质壁分离,其原因可能是该细胞( )
①是死细胞 ②是根尖分生区细胞 ③大量吸水 ④大量失水 ⑤质壁分离后又自动复原
A.③④⑤ B.①②③ C.①②⑤ D.②③⑤解析:死细胞的原生质层已经丧失了选择透过性,不会发生质壁分离,①正确;根尖分生区细胞没有大液泡,没有质壁分离发生,②正确;将某植物细胞置于大于该细胞细胞液浓度的硝酸钾溶液中不可能大量吸水,③错误;大量失水,原生质层收缩,细胞会质壁分离,④错误;由于KNO3溶液中的K+和 能够被植物细胞吸收,因此正常情况下植物细胞在硝酸钾溶液中会发生质壁分离后又自动复原,⑤正确。答案:C方法透析 判断细胞能否发生质壁分离及复原的规律
(1)从细胞角度分析:
①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离;
②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离。
(2)从溶液角度分析:
①在一定浓度、溶质不能穿膜的溶液中发生质壁分离;
②在一定浓度、溶质可穿膜的溶液中先发生质壁分离后自动复原;
③在高浓度溶液中可发生质壁分离,但不会发生复原。备选例题(2017·福建福州期末)在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如下图所示)。下列有关叙述正确的是( )
A.第一次观察时容易看到紫色中央液泡和较大的无色细胞质基质区域
B.第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处
C.吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体,以免污染镜头
D.为了节约实验时间,通常可以省略第一次显微观察步骤B解析:第一次观察时容易看到紫色大液泡,不能看到无色细胞质基质区域;紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处;吸水纸的主要作用是吸引液体在盖玻片下移动,使植物细胞完全浸在液体中;第一步的观察现象要作为对照,因此不可以省略第一次显微观察步骤。【题组演练】
1.新鲜的苔藓植物叶片放入加有少量红墨水、质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中,在显微镜下观察,看到细胞的状态如图所示,此时,部位①和部位②的颜色分别是( )
A.①无色、②绿色 B.①红色、②绿色
C.①红色、②无色 D.①红色、②红色B解析:图示细胞的原生质层和细胞壁之间有间隙,说明细胞所处状态为质壁分离,①是外界溶液的颜色,②是细胞质的颜色;因此部位①和②的颜色分别是红色和绿色。2.(2017·黑龙江哈尔滨六中期末)将洋葱表皮放入一定浓度的硝酸钾溶液中,其细胞便发生质壁分离,不久这些细胞又逐渐发生质壁分离复原、其原因是( )
A.质壁分离后的细胞只允许水分子进入
B.细胞液的溶质透出细胞
C.K+和 进入了液泡
D.水分子和溶质自由地进出细胞解析:质壁分离后的细胞允许水分子进入,也允许K+和 进入,但溶质不能自由透出细胞。 C3.(2017·湖南浏阳月考)下图是植物细胞某种生理实验过程的图解:(1)甲方所示细胞为 过程,乙方所示细胞为 (填“失水”或“吸水”)过程。?
(2)该细胞的原生质层包括 (填标号)部分。?解析:(1)甲方细胞发生质壁分离过程,细胞失水,乙方细胞发生质壁分离的复原,说明细胞吸水。(2)原生质层包括细胞膜、液泡膜和两层膜间的细胞质,即2、3、4。
答案:(1)失水 吸水 (2)2、3、4 (3)进入1和4的物质分别是 和 。?
(4)该细胞的失水或吸水,主要取决于 (填标号)与外界溶液的浓度差。?
(5)如果农民施肥后发现有“烧苗”现象与图中 (填“甲”或“乙”)过程相似。?解析:(3)细胞壁具有全透性,所以1中是蔗糖溶液,细胞膜具有选择透过性,蔗糖无法进入,进入的是水分子。(4)原生质层相当于半透膜,浓度差指细胞液和外界溶液间的浓度差值。该细胞的失水或吸水,主要取决于5细胞液与外界溶液的浓度差。(5)“烧苗”形成原因是外界溶液浓度高,植物细胞失水,相当于甲。
答案:(3)蔗糖溶液 水
(4)5 (5)甲 形成学科核心素养(一)重要生物学概念
1.渗透作用发生的两个条件:一是半透膜,二是浓度差。
2.原生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
3.植物细胞发生质壁分离的原因:①外界溶液浓度大于细胞液浓度;②原生质层的伸缩性大于细胞壁。
4.只有活的成熟植物细胞才可发生质壁分离,动物细胞和根尖分生区细胞不发生质壁分离。
5.细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜,选择透过性是活细胞的功能特性。(二)学科核心素养
1.生命观念:在“细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜”这一重要概念的基础上形成结构与功能观。
2.理性思维:运用归纳与概括、演绎与推理的方法认识到细胞对于物质的输入和输出具有选择性,也进一步阐释了细胞膜的功能特性。
3.科学探究:尝试提出问题,作出假设,并进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。
4.社会责任:在农业生产上要做好“轮作”的宣传工作,要有尝试解决生产生活问题的担当和能力。(三)网络构建
请尝试构建本课时知识网络。谢谢观赏！课件24张PPT。第2节 生物膜的流动镶嵌模型自主学习凝练素养自主学习 读教材·学基础一、对生物膜结构的探索历程
请阅读教材第65～67页“对生物膜结构的探索历程”,完成下面的问题。脂质脂质脂质蛋白质2连续的两层暗—亮—暗蛋白质—脂质—蛋白质荧光流动性流动镶嵌模型?思考? 人、鼠细胞融合实验是在37 ℃条件下进行的,温度会影响细胞融合的速率吗?说出理由。
提示:会。温度会影响分子运动的速率,进而影响细胞融合的速率。二、流动镶嵌模型的基本内容
请阅读教材第68页“流动镶嵌模型的基本内容”,完成下面的问题。
1.化学组成:主要是 分子和 分子。
2.模型结构磷脂蛋白质基本支架流动性蛋白质分子蛋白质分子糖蛋白3.结构特点:具有一定的 。流动性?判断?
(1)膜的成分中只有磷脂和蛋白质。( )
(2)组成生物膜的蛋白质全部都平铺在磷脂双分子层的表面上。( )
(3)细胞膜内、外表面上都有糖蛋白分布。( )
(4)细胞膜选择透过性的物质基础是细胞膜上的糖蛋白。( )
(5)细胞膜的流动性是指组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的。( )××××√主题凝练素养 解难题·提能力生物膜的结构特点和功能特点分析教师参考问题引领:
1.吞噬细胞吞噬衰老损伤的细胞过程体现了细胞膜具有什么结构特点?
2.细胞膜具有选择透过性的结构基础是什么?
3.细胞膜的流动性与选择透过性有何关系?1.生物膜的结构特点:流动性
(1)结构基础:磷脂双分子层是轻油般的流体,具有流动性。其上的大多数蛋白质分子也是可以运动的。
(2)生理意义:保证了细胞的物质运输、信息交流、运动、变形、分裂、融合等正常生命活动的进行。
(3)体现实例:细胞融合、变形虫变形、分泌蛋白的分泌、温度改变时膜的厚度改变、动物细胞吸水膨胀、失水皱缩等。
2.生物膜的功能特点:选择透过性
(1)结构基础:膜上具有载体蛋白。
(2)生理意义:控制物质进出。3.流动性和选择透过性的关系
(1)区别:具有一定的流动性是细胞膜的结构特点,即磷脂分子是运动的,大多数蛋白质分子也是运动的。选择透过性是细胞膜的功能特点,即水分子、被选择的离子和小分子可以通过,大分子、不被选择的离子和小分子不能通过。
(2)联系:细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。
以上关系可表示为:4.影响膜流动性的因素
主要包括温度、pH、重金属等。【典例】 (2017·山西朔州月考)某同学根据细胞膜的知识,绘制了细胞膜的亚显微结构图,如下图所示:(1)请指出图中的一处明显错误: 。?解析:(1)B为磷脂双分子层,构成细胞膜的基本骨架,其排列方式应为:亲水性头部排在外侧,疏水性尾部排在内侧。
答案:(1)磷脂双分子层的排布方式错误解析:(2) 脂溶性溶剂可以溶解磷脂,B的名称是磷脂双分子层。动物细胞吸水膨胀时,B的厚度变小,说明磷脂双分子层具有一定的流动性。
(3)细胞识别、物质的跨膜运输分别与膜上的糖蛋白有关。
答案:(2) B 磷脂双分子层 一定的流动性 (3)A(2)有些脂溶性溶剂如苯酚可以溶解[ ] 而造成膜的损伤。动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小,说明B具有 。?
(3)细胞识别、细胞膜的功能与图中的 (填字母)有关。?方法透析 判断细胞膜内侧和外侧的技巧
(1)依据:细胞膜的糖类与蛋白质结合形成糖蛋白,糖蛋白只分布于细胞膜外侧。
(2)方法:有糖蛋白的一侧是细胞膜的外侧,另一侧为细胞膜的内侧。备选例题(2017·河北保定月考)单纯的磷脂分子在水中可形成双层脂分子的球形脂质体(如图),它载入药物后可将药物送入靶细胞内,下列关于脂质体的叙述正确的是( )
A.在a处嵌入脂溶性药物,利用它的流动性将药物送入细胞 B.在b处嵌入脂溶性药物,利用它的流动性将药物送入细胞 C.在a处嵌入水溶性药物,利用它与细胞膜融合的特点将药物送入细胞 D.在b处嵌入水溶性药物,利用它与细胞膜融合的特点将药物送入细胞C解析:球形脂质体的双层脂分子的亲水端朝外,疏水端朝内,所以图中 a 处可嵌入水溶性物质;细胞膜是由磷脂双分子层构成的,也是脂质,图中利用脂质体可以和细胞膜融合的特点,将药物送入靶细胞内部。【题组演练】
1.(2017·吉林长春期中)脂溶性的小分子物质能以自由扩散的方式进入细胞内,这是因为( )
A.细胞膜的主要成分是磷脂双分子层
B.磷脂双分子层内不同程度地镶嵌着蛋白质
C.细胞膜的结构特点是具有流动性
D.细胞膜是选择透过性膜解析:细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,由于相似相溶的原理,因此脂溶性的小分子物质容易进入细胞内。A2.(2017·天津红桥期中)下图是细胞膜的亚显微结构模式图,下列有关说法错误的是( )
A.细胞的识别与物质①有关
B.②在膜中不可运动且分布均匀
C.③构成细胞膜的基本骨架
D.细胞膜的结构特点是具有流动性解析:细胞膜上的糖蛋白①具有识别功能;组成细胞膜的②即蛋白质分子大都是可以运动的,体现了细胞膜的功能特点是具有流动性;③是磷脂双分子层,构成了细胞膜的基本骨架。B图说教材:对生物膜结构与功能关系的理解(1)磷脂双分子层构成膜的基本支架,为图中a;蛋白质分子在膜上的位置有镶嵌、贯穿、覆盖三种,为图中b;多糖与蛋白质分子结合,合称糖蛋白,又称糖被,为图中d。(2)构成膜的磷脂分子是可以运动的,大多数的蛋白质分子也是可以运动的,因此生物膜的结构特点表现为流动性。
(3)生物膜上的蛋白质(b)具有多种功能,如有的具有载体功能,参与物质跨膜运输,由于载体具有专一性,因此,在一定程度上决定了生物膜具有选择透过性;糖蛋白具有保护、识别、润滑、免疫等功能。需要注意的是糖被并非等同于糖蛋白,只有位于膜外表面的一层糖蛋白才称糖被,因此糖被又可以作为区分细胞内外的标志。【跟踪训练】 (2016·福建上杭月考)如图为细胞膜结构示意图。请回答问题:(1)图中[②]表示两层 分子,它构成细胞膜的基本支架。?
(2)离子进入细胞的方向是 (用图中字母和“→”表示)。?解析:(1)细胞膜的基本支架为磷脂双分子层,为图中的②。
(2)③为糖蛋白,在细胞的外表面,则A面为细胞外,B面为细胞内,离子进入细胞的方向是A→B。
答案:(1)磷脂 (2)A→B(3)与细胞相互识别有关的是图中的[ ] 。?
(4)细胞膜功能的复杂程度主要取决于膜成分中 的种类和数量。?解析:(3)图中③为糖蛋白,具有信息识别作用。
(4)细胞膜上蛋白质的种类和数量决定了细胞膜功能的复杂程度。答案:(3)③ 糖蛋白(糖被) (4)蛋白质形成学科核心素养(一)重要生物学概念
1.脂溶性物质能优先通过细胞膜,说明细胞膜中含有脂质。
2.流动镶嵌模型认为:磷脂双分子层构成膜的基本支架,蛋白质分子覆盖、镶嵌或贯穿于磷脂双分子层中。
3.细胞膜的结构特点是具有一定的流动性,功能特性是具有选择透过性。
4.糖被只分布于细胞膜的外表面,与细胞识别、保护、润滑、免疫作用有关。
(二)学科核心素养
1.生命观念:形成细胞膜的结构与功能观。
2.理性思维:运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维的方法总结流动镶嵌模型的主要内容。(三)网络构建
请尝试构建本课时知识网络 谢谢观赏！课件33张PPT。第3节 物质跨膜运输的方式自主学习凝练素养自主学习 读教材·学基础一、被动运输
请仔细阅读教材第70～71页,完成下面的问题。
1.概念:物质进出细胞 梯度的扩散。顺浓度扩散协助扩散载体蛋白?判断?
(1)相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内。( )
(2)葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助,但不需要消耗能量,属于协助扩散。( )
(3)自由扩散需要消耗能量。( )×√×二、主动运输
请仔细阅读教材第71～72页,完成下面的问题。
1.基本条件
(1)细胞膜上相应 的协助。
(2)消耗细胞内化学反应所释放的 。载体蛋白能量2.实例:K+、Ca2+、Na+等离子通过细胞膜。
3.生理意义:保证活细胞按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的 .
,排出 和对细胞 的物质。
?选择?
某物质从低浓度向高浓度跨膜运输,该过程( )
A.没有载体参与 B.不消耗能量
C.不体现膜的选择透过性 D.需要消耗能量
三、大分子物质的运输
请仔细阅读教材第72页,完成下面的问题。
1.胞吞:大分子附着在细胞膜 ,这部分细胞膜 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。营养物质代谢废物有害D表面内陷小囊囊泡2.胞吐:细胞需要 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。
?思考? 胞吞和胞吐属于跨膜运输吗?是否需要消耗能量?
提示:不属于。胞吞和胞吐利用了膜的流动性,需要消耗能量。外排囊泡细胞膜主题一凝练素养 解难题·提能力物质出入细胞方式的比较 教师参考问题引领:
1.自由扩散和协助扩散主要区别是什么?
2.主动运输和被动运输的根本区别是什么?
3.大分子物质是如何出入细胞的?它是否需要载体?【典例1】 (2017·安徽淮北月考)下图表示某生物膜的部分结构,图中A、B、C、D表示某些物质,a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。下列说法错误的是( )A.若是癌细胞的细胞膜,则物质D比正常细胞少
B.若是肝细胞的细胞膜,则b、c运输的气体分别是O2、CO2
C.若是肠腺细胞膜,则胰蛋白酶以d方式分泌
D.若是小肠绒毛上皮细胞膜,则甘油以b方式进入细胞解析:图中物质D表示糖蛋白,癌细胞的细胞膜上的糖蛋白减少;根据D糖蛋白的位置可以判断上面为膜的外侧,下面为膜的内侧,O2、CO2以自由扩散方式穿过生物膜,其中O2进入细胞即图中的b,CO2运出细胞即图中的c。甘油以b方式即自由扩散进入细胞;d方式表示主动运输,胰蛋白酶是分泌蛋白,是通过胞吐方式被分泌出细胞的。
答案:C方法透析 物质出入细胞方式的判断方法
(1)据分子大小判断:
(2)根据运输方向判断:逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。备选例题(2017·安徽六安学考)如图所示为物质进出细胞的分类图。已知物质进出细胞的方式有胞吞、胞吐、自由扩散、协助扩散和主动运输,下列说法正确的是( )
A.如A与B的分类标准为是否消耗能量,则C可表示主动运输
B.如A与B的分类标准为是否消耗能量,则G可表示主动运输
C.如A与B的分类标准为是否需要载体蛋白,则C可表示主动运输
D.如A与B的分类标准为是否需要载体蛋白,则G可表示主动运输C解析:物质进出细胞的五种方式中,胞吞、胞吐和主动运输消耗能量,协助扩散和主动运输需要载体蛋白。如A与B的分类标准为是否消耗能量,C、D表示自由扩散和协助扩散,而G、H表示胞吞和胞吐,F表示主动运输;如A与B的分类标准为是否需要载体蛋白,则C、D表示协助扩散和主动运输,而G、H表示胞吞和胞吐,F表示自由扩散。【题组演练】
1.(2017·河北张家口期中)下图中Ⅰ～Ⅳ示意物质和离子通过细胞膜的过程,下列陈述中正确的是( )
A.所有图均为主动运输
B.图Ⅱ和图Ⅲ为主动运输,图Ⅰ和图Ⅳ为被动运输
C.图Ⅰ、图Ⅱ和图Ⅲ为渗透作用
D.图Ⅲ为主动运输,图Ⅰ、图Ⅱ、图Ⅳ为被动运输解析:所有主动运输必须是依赖于蛋白,并且逆浓度梯度。所以图中只有Ⅲ是主动运输。而渗透作用是指水分子通过膜的扩散,图Ⅰ、Ⅱ可表示渗透作用,而图Ⅲ中物质逆浓度梯度运输,不能表示渗透作用。D2.(2017·湖北武汉模考)以下表示“物质出入细胞的方式”的简要概念图,相关叙述正确的是( )解析:①是主动运输、②为胞吐或胞吞、③为协助扩散、④自由扩散,小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸的方式为主动运输;葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散,不需要能量,唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶的方式为胞吐,K+进入组织细胞方式为主动运输。AA.小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸的方式为①
B.葡萄糖进入红细胞的方式为②
C.唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶的方式为③
D.K+进入组织细胞方式为④3.(2017·山西运城期中)如图表示动物某组织细胞膜转运部分物质示意图, 与图中信息不相符的是( )
A.动物一氧化碳中毒,将会直接影响图示细胞对葡萄糖的运输速率
B.Na+既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输
C.图示过程能体现细胞膜的功能特性
D.加入蛋白质变性剂会降低Na+和K+的运输速率A解析:动物一氧化碳中毒,运输的氧气减少,则提供的能量减少,影响的是主动运输,而图中的葡萄糖的运输不需要消耗能量;从图中可以看出,钠离子进入细胞,顺浓度运输,而运出细胞为主动运输,即逆浓度运输;图示物质的跨膜运输的方式有主动运输、协助扩散,体现了细胞膜的选择透过性;Na+和K+的运输都需要蛋白质的协助,所以加入蛋白质变性剂会降低Na+和K+的运输速率。主题二教师参考问题引领:
1.不同物质浓度对物质运输速率有何影响?
2.载体是如何影响物质运输速率的?
3.O2浓度会影响K+进入肝细胞的速率吗?若无O2K+就不能被运输到肝细胞内吗?影响物质跨膜运输的因素及曲线分析1.影响跨膜运输的因素
(1)影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。
(2)影响协助扩散的因素:①细胞膜内外物质的浓度差;②细胞膜上相应载体的种类和数量。
(3)影响主动运输的因素:①细胞膜上相应载体的种类和数量;②能量。
2.影响物质运输速率的曲线分析
(1)物质浓度(在一定范围内)对运输速率的影响曲线
①自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧,其动力是两侧溶液的浓度差,在一定浓度范围内,随物质浓度的增大,其运输速率越大。②协助扩散或主动运输的共同特点是都需要载体协助,在物质浓度较低时,随物质浓度的增大,运输速率也逐渐增大,到达一定物质浓度时,由于受膜上载体数量的限制,运输速率不再随浓度增大而增大。(2)O2浓度对物质运输速率的影响曲线
①自由扩散和协助扩散统称为被动运输,其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧,其运输的动力都是浓度差,不需要能量,因此与O2浓度无关,运输速率不随O2浓度增大而改变。②主动运输方式既需要载体协助又需要消耗能量,在O2浓度为零时,通过细胞无氧呼吸供能,但无氧呼吸产生能量较少,所以运输速率较低,在一定范围内随O2浓度升高,有氧呼吸加强,产生的能量逐渐增多,所以运输速率不断加快,当O2浓度足够高时,能量供应充足,但由于受到载体数量的限制,运输速率不再随O2浓度增大而加快。【典例2】 (2017·河北衡水期末)图中曲线a、b表示分子跨膜运输速率与O2浓度的关系,下列分析不正确的是( )
A.曲线a代表被动运输,曲线b代表主动运输
B.曲线a代表的分子跨膜运输一定不需要载体蛋白
C.曲线b运输速率达到饱和的原因可能是细胞膜上载体蛋白数量有限
D.温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的运输速率均有影响解析:曲线a说明物质跨膜运输与细胞呼吸无关,不消耗能量;而曲线b说明物质跨膜运输与细胞呼吸有关,消耗能量,所以曲线a可代表被动运输,曲线b可代表主动运输,主动运输与载体和能量有关,所以曲线b运输速率达到饱和的原因是细胞膜上载体蛋白数量有限;曲线a如果是协助扩散,则需要载体蛋白;由于细胞膜的流动性与温度有关,所以温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的运输速率均有影响。。答案:B备选例题下图1为某细胞吸收4种不同物质的对比图,其中细胞膜上的“ 、 ”为载体蛋白;图2为浓度、能量和载体数量与物质运输速率之间的曲线图。据图分析,回答下列问题:解析:(1)从图中信息可知,运输不同物质的载体蛋白可能相同,因为氨基酸和钠离子共用一种载体;该细胞吸收氨基酸是从低浓度到高浓度运输的,吸收葡萄糖需要消耗ATP,所以细胞吸收氨基酸和葡萄糖的方式为主动运输。
答案:(1)可能 氨基酸和葡萄糖(1)从图中信息可知,运输不同物质的载体蛋白 (填“可能”或“不可能”)相同;该细胞吸收 的方式为主动运输。?解析:(2)该细胞吸收氧气的方式是自由扩散,自由扩散与浓度有关,与载体和能量无关,故与图2中①③⑤是一致的。图2中,④对应的跨膜运输方式,载体数量可以限制物质运输速率,故为协助扩散或主动运输;限制⑥中A点的因素是能量,在此时横坐标的能量变化能够引起纵坐标运输速率的变化,B点的因素是载体数量,横坐标的能量已经不再是限制因素。
答案:(2)①③⑤ 协助扩散或主动运输 能量、载体数量 (2)该细胞吸收氧气的方式与图2中 是一致的。图2中,④对应的跨膜运输方式为 ;限制⑥中A点和B点的因素分别是 。 【题组演练】
1.(2017·福建福州期末)图中曲线a、b表示物质跨膜运输的方式,据图分析下列表述不正确的是( )
A.脂溶性小分子物质通过方式a运输
B.葡萄糖进入红细胞的方式为b
C.方式b的最大运输速率与被运输分子的浓度有关
D.抑制细胞呼吸对方式b的运输速率可能产生影响C解析:脂溶性小分子物质的跨膜运输方式是自由扩散,即方式a,葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散,而方式b为协助扩散或主动运输;其最大运输速率与载体蛋白数量有关;抑制细胞呼吸会影响能量的供应,主动运输需要消耗能量,因此可能会影响方式b。2.如图为番茄根细胞对K+吸收速率和氧分压的关系图,分析此图的信息并选出下列正确的说法( )
A.图中A、B两处吸收K+的方式不同
B.A→B段,能量是限制根细胞对K+吸收速率的唯一因素
C.在B点以后,通过中耕松土可进一步促进对K+的吸收
D.氧分压为8时,AB曲线将呈现为M2形态解析:番茄根细胞对K+的吸收为主动运输,因此其运输速率与能量和载体数量有关。由于氧分压不同,因此A、B两处根细胞的呼吸方式不同,但对K+的吸收方式均为主动运输;A→B段,随氧分压增大,对K+的吸收速率加快,因此限制吸收速率的主要因素是能量,但能量并非限制吸收速率的唯一因素,如温度也会影响根细胞的吸收速率;当氧分压为6时吸收速率达到最大值,此时再增加氧分压,因载体数量限制,K+吸收速率保持不变,因此氧分压为8时,AB曲线将演变为M2形态;中耕松土可增加O2浓度,但B点后O2浓度已不能影响K+的吸收速率,所以中耕松土不能进一步促进对K+的吸收。D3.下表是人体成熟红细胞中与血浆中的K+和Mg2+在不同条件下的含量比较,据表分析不正确的是( )BA.鱼藤酮对K+载体和Mg2+载体的生理功能都有抑制作用
B.鱼藤酮可能是通过抑制红细胞的有氧呼吸,从而影响K+和Mg2+的运输
C.乌木苷抑制K+载体的生理功能而不影响Mg2+载体的生理功能
D.正常情况下血浆中K+和Mg2+均通过主动运输进入红细胞解析:从表中数据分析可知,在处理前细胞内K+和Mg2+的含量都比较高,而在用鱼藤酮处理后,K+和Mg2+的含量都减少了,说明鱼藤酮对K+载体和Mg2+载体的生理功能都有抑制作用;用乌木苷处理后,K+的含量减少,而Mg2+的含量保持不变,说明乌木苷抑制K+载体的生理功能而不影响Mg2+载体的生理功能;正常情况下血浆中K+和Mg2+均通过主动运输进入红细胞;人体成熟的红细胞内无线粒体,无法进行有氧呼吸。形成学科核心素养(一)重要生物学概念
1.自由扩散既不需要载体,也不需要能量,水、气体及脂溶性物质以自由扩散方式运输。
2.协助扩散需要载体,但不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖。
3.主动运输既需要能量,又需要载体,无机盐离子主要以主动运输方式进出细胞。
4.大分子物质进出细胞的方式是胞吞、胞吐,不属于跨膜运输。
5.物质的浓度、载体的种类和数量、细胞的能量供应等均可能影响物质跨膜运输。
(二)学科核心素养
理性思维:运用归纳与概括的方法总结出几种物质运输方式的概念、特点等。(三)网络构建
请尝试构建本课时知识网络。谢谢观赏！
