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第四章物质跨膜运输的实例和方式基础梳理一、细胞的吸水和失水1．渗透作用发生的条件具有________；________两侧的溶液具有浓度差2．动物细胞外界溶液浓度________细胞质浓度时，细胞吸水膨胀外界溶液浓度________细胞质浓度时，细胞失水皱缩外界溶液浓度________细胞质浓度时，细胞水分进出平衡，形态不变半透膜半透膜＜＞＝细胞膜液泡膜大液泡质壁分离质壁分离复原3．植物细胞细胞壁：全透性结构原生质层细胞质具有选择透过性，相当于半透膜条件：成熟植物细胞具有中央________，是一个渗透系统实验细胞液浓度＜外界溶液浓度验证细胞液浓度＞外界溶液浓度失水吸水特别提醒(1)溶液浓度指物质的量浓度，而非质量浓度。(2)原生质层仅存在于成熟的植物细胞中，相当于一层半透膜。1．其他实例(1)植物对无机盐不同植物(如番茄、水稻)对同一离子的离子的吸收吸收能力同种植物对不同离子的吸收能力(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点：逆浓度梯度(3)不同微生物对各种矿物质的需要量不同，吸收时各自都有________选择性不同不同二、物质跨膜运输的其他实例2．结论(1)细胞膜和其他生物膜一样都是选择透过性膜(2)它具有的特点a.可以自由通过b.一些需要的也可以通过c.其他的则不能通过水分子离子和小分子离子、小分子和大分子自由扩散方向：物质分子从一侧运输到一侧原因：细胞膜两侧存在物质分子浓度差实例：水、CO2、甘油、乙醇等协助扩散方向：物质分子从一侧运输到一侧原因a.细胞膜两侧存在物质分子浓度差b.细胞膜上的协助实例：葡萄糖进入红细胞三、物质进出细胞的方式(1)被动运输高浓度低浓度高浓度低浓度载体蛋白1．小分子进出细胞(2)主动运输方向：物质分子从一侧运输到一侧原因a.细胞膜上相应的的协助b.细胞新陈代谢产生的实例：K＋、Na＋、Ca2＋、氨基酸等低浓度高浓度载体蛋白能量(ATP)特别提醒(1)载体是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数量也不同；(2)载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体达到饱和时，细胞吸收该载体运载的物质的速率不再随物质的浓度的增大而增大。2．大分子进出细胞(1)胞吞过程：大分子或颗粒附着在细胞膜上，这部分内陷形成小囊泡，然后小囊泡从细胞膜上分离下来，形成进入细胞内部实例：白细胞吞噬大肠杆菌、变形虫吞食有机颗粒(2)胞吐过程：大分子先在细胞内形成，囊泡移到细胞膜处，与细胞膜，将大分子排出实例：胰岛B细胞分泌胰岛素细胞膜囊泡囊泡融合渗透装置两条件，水分过膜梯度行①，成熟植胞也具备，半透膜是原生质层，质壁分离或复原，全由两侧浓度定，跨膜运输三类型，自由、协助和主动，自由、协助高到低，主动运输可逆行，主动协助需载体，主动运输还耗能；胞吞、胞吐非跨膜，不需载体需耗能，大分子颗粒来进出，全靠膜的流动性。巧记渗透作用与物质出入细胞方式水分子透过半透膜时，由低浓度溶液(水分子多)向高浓度溶液(水分子少)的扩散。半透膜要点探究考点一渗透系统及其应用1．对比分析成熟植物细胞是一个渗透系统渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成的渗透系统图解原理水分子通过的扩散作用细胞液通过与外界溶液之间发生渗透作用水扩散的方向浓度溶液→浓度溶液原生质层低高漏斗内烧杯内溶液浓度MN现象及结论①若漏斗内液面上升，则MN②若漏斗内液面不变，则M＝N③若漏斗内液内下降，则MN2.渗透作用原理的拓展应用(1)比较不同溶液浓度大小注意：发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态,既不可看做没有水分子移动,也不可看做两侧溶液浓度相等(2)验证渗透作用发生的条件半透膜浓度差(3)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)烧杯内盛淀粉溶液漏斗内盛碘液结论变蓝不变蓝能通过半透膜，而不能不变蓝变蓝能通过半透膜，而不能变蓝变蓝都能通过半透膜不变蓝不变蓝都不能通过半透膜碘淀粉淀粉碘淀粉和碘淀粉和碘注意：①．渗透作用模型中特别强调溶质分子不能通过半透膜，达到渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到动态平衡，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度相等。②．植物分生区细胞和干种子细胞因无大液泡，不能发生渗透作用，也不能发生质壁分离和复原现象。易错警示关于渗透系统中的3个“比较”(1)半透膜与选择透过性膜的比较区别：①半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。②选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子物质通过。(2)原生质层与原生质体的比较①原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟的植物细胞中。②原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分。(3)吸胀吸水和渗透吸水(1)原理：吸胀吸水靠物质的亲水性起作用，亲水性越强，吸水能力越大；渗透吸水靠渗透作用的原理，即有浓度差和半透膜。(2)实例：①吸胀吸水：如蛋白质、淀粉、纤维素的吸水。并且三者的吸水能力大小关系为：纤维素淀粉蛋白质。植物细胞在形成中央液泡之前也靠吸胀作用吸水（如根尖分生区细胞）。②渗透吸水：如成熟植物细胞和动物细胞的吸水。命题设计1.如图所示的渗透装置中，开始时的液面高度为a，停止上升时的高度为b，若每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部分吸出，则a、b液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数之间的关系是()随着吸出次数的增加内外浓度差越来越小，所以a、b液面高度差也越来越小B2．把数条5cm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。如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0.10M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0.30M的蔗糖溶液D．在0.40M蔗糖溶液中马铃薯细胞失水皱缩马铃薯条浸在0.30M的蔗糖溶液中其长度基本不变，说明马铃薯细胞液浓度相当于0.30M的蔗糖溶液。B吸水技法提炼“U”型管中水分子移动方向的分析1．膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高，低的一侧渗透压低，水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。2．两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是高浓度一侧液面升高；若能，则先是高浓度一侧液面升高，随后另一侧液面升高，最后两侧液面持平。3．如果溶质分子不能透过半透膜，在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。要点探究考点二物质出入细胞的方式及影响因素1．物质跨膜运输视频2．根据图解确定物质跨膜运输方式自由协助主动被动3．自由扩散、协助扩散和主动运输的比较物质出入细胞的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散运输方向高浓度→低浓度高浓度→低浓度低浓度→高浓度是否需要载体不需要需要需要是否消耗能量不消耗不消耗消耗图例物质出入细胞的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散举例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入细胞红细胞吸收葡萄糖小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等表示曲线(一定浓度范围内)4．大分子物质出入细胞的方式——膜泡运输运输方向图解实例备注胞吞细胞外→细胞内白细胞吞噬细菌等①结构基础：细胞膜的流动性②需消耗能量，不需载体蛋白的协助胞吐细胞内→细胞外分泌蛋白、神经递质的分泌、释放等(蛋白质类激素、消化酶等)易错警示有关物质出入细胞的11个易错点(1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外不要漏掉协助扩散。(2)消耗能量的运输方式除主动运输外不要漏掉胞吞和胞吐。(3)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散，有些主动运输也可以从高浓度到低浓度运输。(4)影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外不要漏掉浓度差。(6)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。(5)同一种物质进出不同细胞时,运输方式可能不同,如红细胞吸收葡萄糖为协助扩散,小肠上皮细胞吸收葡萄糖则是主动运输(7)运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。(8)胞吞(吐)的大分子物质穿过细胞膜的层数为0，因为该过程是通过膜的融合将物质转入或转出细胞的，与膜的流动性有关，靠ATP提供动力。(9)RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核，是通过核孔，而不是通过胞吞、胞吐。(10)植物吸收水分的方式是自由扩散，而对无机盐离子则以主动运输方式吸收，因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个(11)Na+、K+等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞，但也可通过协助扩散或离子通道进出细胞。(1)物质浓度(在一定浓度范围内)5.影响物质运输的因素及曲线图分析(2)氧气浓度(3)温度(1)载体蛋白是细胞膜上的一种蛋白质,它具有特异性,不同物质的载体蛋白不同,不同细胞膜上载体蛋白的种类和数量也不同。(2)载体蛋白具有饱和性,当细胞膜上的载体蛋白达到饱和时,细胞吸收该运载物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。(3)胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性;胞吞和胞吐与主动运输一样也需要能量供应,如果细胞的ATP合成受阻,则胞吞和胞吐作用不能继续进行。思维拓展(4)影响自由扩散、协助扩散、主动运输的因素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：a.细胞膜内外物质的浓度差；b.细胞膜上载体的种类和数量。③影响主动运输的因素：a.载体(核糖体)；b.能量(细胞质基质和线粒体)。凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。命题设计1.将某活组织放入适宜的完全营养液中，置于适宜的条件下培养。培养液中甲、乙两种离子的浓度保持相等且恒定，定期测得细胞中两种离子的含量，得到如图所示曲线。据图分析下列叙述中正确的是()A．该组织的细胞吸收甲、乙两种离子的方式分别是自由扩散和主动运输B．该组织细胞运输离子甲的载体蛋白数量比运输离子乙的数量多C．两种离子均只能从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧D．曲线m～n段和a～b段表明两种离子浓度的升高抑制了细胞的吸收主动运输根据曲线中的最大值判断也可以从高向低运输载体蛋白数量有限引起的B技法提炼物质进出细胞的方式及特点的判断方法1．判断物质进出细胞的方式(1)根据分子大小与是否需要载体蛋白、能量。(2)根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。2．不同因素对主动运输的影响不同由于主动运输需要载体蛋白参与和消耗呼吸作用释放的能量，因此抑制某载体蛋白活性，则只会导致以该载体蛋白转运的物质运输停止，对其他物质运输不影响；但抑制呼吸作用，所有以主动运输跨膜的物质运输都会受影响。要点探究考点三实验植物细胞的质壁分离和质壁分离复原1．实验原理(1)成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。(2)当细胞液浓度＜外界溶液浓度时，失水，质壁分离；当细胞液浓度＞外界溶液浓度时，吸水，质壁分离复原。2．实验步骤2.注意事项(1)在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原现象的观察。(2)不选动物细胞做实验材料是因为动物细胞无细胞壁，不会在失水时发生质壁分离现象；一般也不选择细菌细胞，它能发生质壁分离，但现象不明显。(3)本实验所用的方法为引流法，采用了自身对照(前测和后测)。(4)当以可吸收的物质做溶质(如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等)时，可出现质壁分离和自动复原现象。(5)质壁分离时，原生质层的外界面是细胞膜。(6)发生质壁分离时在细胞壁和细胞膜之间充满的是外界溶液，原因是细胞壁具有全透性。(7)质壁分离与复原过程中水分移动是双向的，总结果是单向的。(8)本实验用显微