1、專題二專題二細胞的基本結構與物質的跨膜運輸細胞的基本結構與物質的跨膜運輸第第3講講 物質跨膜運輸的實例和方式物質跨膜運輸的實例和方式知識內容知識內容要求要求(1)(1)物質出入細胞的方式物質出入細胞的方式(2)(2)觀察植物細胞的質壁分離和復原觀察植物細胞的質壁分離和復原高考復習目標高考復習目標考點解析考點解析：1 、細胞的吸水和失水、細胞的吸水和失水2 、物質跨膜運輸的其他實例、物質跨膜運輸的其他實例3 、物質跨膜運輸的方式、物質跨膜運輸的方式一、細胞的吸水和失水一、細胞的吸水和失水例題回顧：例題回顧：向豬膀胱注入一半向豬膀胱注入一半0.3g/mL的蔗糖溶液，扎緊口后，的蔗糖溶液，扎緊口后，

2、將其浸入將其浸入0.05g/mL的蔗糖溶液中，每隔半小時稱一次的蔗糖溶液中，每隔半小時稱一次重量（重量（W），在圖中能正確表示測定結果的是（），在圖中能正確表示測定結果的是（）A B C D1.原理原理（或其他溶劑分子）透過半透膜的擴散，稱為滲透作用條件（1）半透膜）半透膜 （2）膜兩側的溶）膜兩側的溶液具有濃度差液具有濃度差(玻璃紙、細胞膜、玻璃紙、細胞膜、原生質層原生質層)（滲透壓差）（滲透壓差）從低濃度到高濃度方向：一、細胞的吸水和失水一、細胞的吸水和失水滲透作用滲透作用半透膜等于選擇透過性膜嗎？半透膜等于選擇透過性膜嗎？半透膜是一類可以讓小分子物質（分子直徑小于半透膜是一類可以讓小分子

3、物質（分子直徑小于“孔孔”）通過（如水分子），而較大分子物質（分子直徑大于通過（如水分子），而較大分子物質（分子直徑大于“孔孔”）不能通過（如蔗糖）的一類多孔性膜。）不能通過（如蔗糖）的一類多孔性膜。半透膜包括半透膜包括物理性過濾膜（無生物活性，如動物膀胱、物理性過濾膜（無生物活性，如動物膀胱、玻璃紙、腸衣、雞蛋的卵殼膜）玻璃紙、腸衣、雞蛋的卵殼膜）和和選擇透過性膜（具有選擇透過性膜（具有生物活性，如細胞膜、原生質層等），可以說生物活性，如細胞膜、原生質層等），可以說“選擇透選擇透過性膜屬于半透膜過性膜屬于半透膜”水分子只進不出嗎？水分子只進不出嗎？半透膜兩側溶液的水分子是進行半透膜兩側溶液的

4、水分子是進行雙向運動雙向運動的，我們只是觀察由的，我們只是觀察由雙向水分子運動快慢的差異所導致的液面改變。雙向水分子運動快慢的差異所導致的液面改變。水分子水分子進入的進入的速率大于出來的速率，速率大于出來的速率，液面升高，當二者速率液面升高，當二者速率相等相等時，液面不時，液面不再升高。再升高。液面停止上升后，漏斗內外溶液濃度相等嗎？液面停止上升后，漏斗內外溶液濃度相等嗎？內部（蔗糖溶液）濃度高于外部（清水）濃度內部（蔗糖溶液）濃度高于外部（清水）濃度。隨著液面升高液注產生的壓力（靜水壓）逐漸增大使水分子隨著液面升高液注產生的壓力（靜水壓）逐漸增大使水分子向外出速率逐漸增加，同時由于內外溶液濃

5、度差逐漸減小導向外出速率逐漸增加，同時由于內外溶液濃度差逐漸減小導致水分子向內進的速率（滲透壓）逐漸減小，直到進出速率致水分子向內進的速率（滲透壓）逐漸減小，直到進出速率相等時，液面不再升高。相等時，液面不再升高。條件條件有半透膜有半透膜半透膜兩側的溶液存在濃度差半透膜兩側的溶液存在濃度差滲滲透透作作用用：水分子或其他：水分子或其他溶劑分子透過半透溶劑分子透過半透膜膜的擴散，稱滲透作用的擴散，稱滲透作用. .概念概念方向：方向：高濃度高濃度 低濃度低濃度小結：小結：玻璃紙、細胞膜、原生質層玻璃紙、細胞膜、原生質層滲透：滲透：指指溶劑溶劑分子（如水、酒精、丙酮等）穿過半透膜分子（如水、酒精、丙酮

6、等）穿過半透膜從從低濃度一側向高濃度一側移動低濃度一側向高濃度一側移動的過程。的過程。擴散：擴散：指一些小分子物質（如水、指一些小分子物質（如水、O O2 2、COCO2 2、苯、乙醇、苯、乙醇、甘油等）甘油等）從濃度高的一側向濃度低的一側運輸從濃度高的一側向濃度低的一側運輸的過程。的過程。 半透膜半透膜（單位體積分子數（單位體積分子數多）多）（單位體積分子數（單位體積分子數少）少） 半透膜兩側的溶液濃度差是指半透膜兩側的溶液濃度差是指單位體單位體積中溶質分子數的差積中溶質分子數的差，即，即物質的量物質的量濃度差，濃度差，而非質量濃度而非質量濃度二者質量濃度相同，但物質的量濃度二者質量濃度相同

7、，但物質的量濃度（單位為（單位為mol/Lmol/L）是）是0.3g/mL0.3g/mL蔗糖小。蔗糖小。 C動植物細胞吸水和失水原理都是滲透作用嗎？動植物細胞吸水和失水原理都是滲透作用嗎？YES!【補充補充吸脹吸水吸脹吸水：實際上，：實際上，幼嫩的植物細胞幼嫩的植物細胞（如分生區細胞）（如分生區細胞）和干種子和干種子由于沒有大液泡，而由于沒有大液泡，而是靠細胞內的是靠細胞內的親水性物質親水性物質（如蛋白質、淀粉、纖（如蛋白質、淀粉、纖維素）吸收水分，這種方式稱為維素）吸收水分，這種方式稱為吸脹吸水吸脹吸水。成熟。成熟的植物細胞靠的是滲透吸水，如不特別說明，我的植物細胞靠的是滲透吸水，如不特別說

8、明，我們都指的是成熟植物細胞，所以滲透吸水是植物們都指的是成熟植物細胞，所以滲透吸水是植物細胞吸水的主要方式細胞吸水的主要方式】一、細胞的吸水和失水一、細胞的吸水和失水失水失水 皺縮皺縮外界濃度外界濃度細胞質濃度細胞質濃度 水分進出處動態平衡水分進出處動態平衡外界濃度外界濃度細胞質濃度細胞質濃度= =外界濃度外界濃度細胞質濃度細胞質濃度 吸水吸水 膨脹膨脹動物細胞的什么結構相當于半透膜？動物細胞的什么結構相當于半透膜？細胞膜細胞膜動物細胞的膜兩側溶液是什么？動物細胞的膜兩側溶液是什么？ 細胞質與外界溶液細胞質與外界溶液（人：細胞內液與細胞外液）（人：細胞內液與細胞外液）動物細胞什么條件下失水，

9、什么條件下吸水？動物細胞什么條件下失水，什么條件下吸水？動物細胞吸水或失水的多少取決于什么條件？動物細胞吸水或失水的多少取決于什么條件？細胞內外濃度差細胞內外濃度差2.動物細胞的吸水和失水動物細胞的吸水和失水成熟的植物細胞就是一個滲透系統成熟的植物細胞就是一個滲透系統內溶液內溶液外界溶液外界溶液半透膜半透膜原生質層原生質層細胞膜細胞膜液泡膜液泡膜細胞質細胞質細胞液細胞液細胞壁細胞壁（全透性、（全透性、伸縮性小）伸縮性小）所以：原生質層相當于半透膜所以：原生質層相當于半透膜原生質層與原生質體的區別原生質層與原生質體的區別 細胞膜、細胞質、細胞核細胞膜、細胞質、細胞核統稱為原生質；統稱為原生質；去

10、掉細胞壁的植物細胞特稱去掉細胞壁的植物細胞特稱為原生質體。為原生質體。3.植物細胞的吸水和失水植物細胞的吸水和失水質壁分離：質壁分離：當外界溶液濃度當外界溶液濃度細胞液濃度時，植物細胞液濃度時，植物通過滲透作用通過滲透作用失水，失水，體積體積縮小縮小條件、外因：條件、外因：內因內因：細胞壁和原生質層收縮性不同細胞壁和原生質層收縮性不同( (細胞壁和原生質層分離）細胞壁和原生質層分離）現象現象：液泡液泡( )( )；液泡體積；液泡體積( );( );液泡顏色液泡顏色( )( )失水失水縮小縮小變小變小變深變深3.植物細胞的吸水和失水植物細胞的吸水和失水質壁分離的原因分析 （1）原因觀察質壁分離的

11、三個指標特別提醒 1、質壁分離后在細胞壁和細胞膜之間充滿的是濃度降低的外界溶液，因細胞壁是全透性且有水分通過原生質層滲出來。2、若用50%（或0.5g/ml）蔗糖溶液做實驗，能發生質壁分離但不能復原，因細胞過度失水而死亡。3、若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做實驗會出現自動復原現象，因外界物質會轉移到細胞內而引起細胞液濃度升高。 質壁分離復原：質壁分離復原：現象：現象：液泡液泡( )( )；液泡體積；液泡體積( )( )；液泡顏色；液泡顏色( )( )。當外界溶液濃度當外界溶液濃度細胞液濃度，植物細胞細胞液濃度，植物細胞通過滲透作用通過滲透作用吸水吸水，發生發生質壁分離的細胞質壁分離的細胞

12、會出現會出現質壁分離復原現象質壁分離復原現象條件、原因：條件、原因：吸水吸水變大變大變淺變淺變大變大3.植物細胞的吸水和失水植物細胞的吸水和失水對相近易混淆概念理解辨析模糊 1.擴散作用和滲透作用的關系 物質從高濃度區域向低濃度區域的運動稱為擴散作用。 滲透作用是一種特殊方式的擴散，它是指水或其他溶劑分子通過半透膜（或選擇透過性膜）進行的擴散。 2.半透膜、選擇透過性膜 （1）區別 半透膜可以是生物性的選擇透過性膜，也可以是無生命的物理性膜，即指某些物質可以透過而另一些物質不能透過的多孔性薄膜，物質能否通過取決于分子的大小。 選擇透過性膜是具有生命的生物膜，載體的存在決定了其對不同物質是否吸收

13、的選擇性。細胞死亡或膜載體蛋白失活后，其選擇透過性喪失。 （2）共性 都允許水分子自由通過，而不允許大分子物質通過。 3.原生質層、原生質體 （1）原生質層是成熟的植物細胞內相當于半透膜的結構，由細胞膜、液泡膜以及兩膜之間的細胞質組成，不包括細胞核和液泡內的細胞液。此結構僅存在于成熟的植物細胞中。 （2）原生質體是去除了植物細胞壁后所剩下的具有生物活性的植物細胞結構，包括細胞膜、細胞質、細胞核三部分，常作為植物細胞融合的材料。練一練 下列哪些細胞能發生質壁分離并總結發生質壁分 離的條件。 a.葉肉細胞 b.根毛成熟區細胞 c.分生區細胞 d.洋蔥表皮細胞 e.干種子細胞 f.動物細胞 g.導管

14、細胞 答案 （1）能發生質壁分離的細胞：a、b、d （2）有大液泡（成熟）的活的植物細胞，才能發 生質壁分離。動物細胞、無大液泡的或死的植物 細胞不能發生質壁分離。提醒 分生區細胞和干種子細胞因無大液泡， 不能發生滲透作用，無質壁分離和復原現象。 若有細胞壁的存在，不管失水還是吸水，細胞體 積變化不大。但動物細胞體積會發生明顯變化。1.將新鮮的苔蘚植物葉片放入有少 量紅墨水、含量為30%的蔗糖溶 液中，在顯微鏡下觀察，你會看 到細胞的狀態如圖所示，此時部 位的顏色分別是 A.無色綠色 B.紅色綠色 C.紅色無色 D.紅色紅色 實例點撥2.（2008上海卷，20）在保持 細胞存活的條件下，蔗糖溶

15、液 濃度與蘿卜條質量變化的關系 如右圖。若將處于b濃度溶液中 的蘿卜條移入a濃度溶液中，則該蘿卜條的質量 將 A.不變 B.增大 C.減小 D.先增后減 解析 b濃度溶液中，蘿卜條質量減小，說明蘿 卜條在失水，重新放在濃度小于b的a濃度溶液 中，蘿卜條會吸水，質量將增大。 實例點撥3、如圖為滲透作用實驗，開始時如圖(一)，A代表清水，B、C代表蔗糖溶液，過一段時間后結果如圖(二)，漏斗管內液面不再變化，H1、H2表示漏斗管內液面與清水的液面差。下列說法錯誤的是（ ） A圖(二)中B的濃度等于C的濃度 B圖(一)中A中水分子擴散到B的速度大于A中水分子擴散到C的速度 C圖(二)中A中水分子擴散到

16、B的速度等于B中水分子擴散到A的速度 D圖(一)中B濃度大于C的濃度 實例點撥一、細胞的吸水和失水一、細胞的吸水和失水細胞膜細胞膜細胞質與外界溶液細胞質與外界溶液原生質層原生質層細胞液與外界溶液細胞液與外界溶液二、物質跨膜運輸的其他實例二、物質跨膜運輸的其他實例 科學家將番茄和水稻分別放在含有科學家將番茄和水稻分別放在含有CaCa2+2+、MgMg2+2+ 和和SiOSiO4 44-4-的培養液中培養，結果及分析如下：的培養液中培養，結果及分析如下： 不同植物對不同植物對 的吸收有差異的吸收有差異, , 同一種植物對同一種植物對 的吸收也有差異的吸收也有差異, , 說明植物細胞膜對無機鹽離子的

17、吸收具有說明植物細胞膜對無機鹽離子的吸收具有 。 同一種無機鹽離子不同種無機鹽離子選擇性二、物質跨膜運輸的其他實例二、物質跨膜運輸的其他實例所有生物膜都是選擇透過性膜所有生物膜都是選擇透過性膜1.細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜，它具細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜，它具有的特點是：有的特點是：1）水分子可以自由通過）水分子可以自由通過2）細胞需要的離子和小分子也可以通過）細胞需要的離子和小分子也可以通過3）其他的離子、小分子和所有大分子則不能通過）其他的離子、小分子和所有大分子則不能通過2.物質通過生物膜的跨膜運輸，并非都是順相對物質通過生物膜的跨膜運輸，并非都是順相對含量梯度的。含量梯

18、度的。3.選擇透過性是選擇透過性是“活細胞活細胞”的一個重要特征。的一個重要特征。選擇選擇自由擴散自由擴散主動運輸主動運輸協助擴散協助擴散三、物質跨膜運輸的方式三、物質跨膜運輸的方式物質物質出入出入細胞細胞的方的方式式運輸運輸方向方向是否是否需要需要載體載體蛋白蛋白是是否否消消耗耗能能量量圖象圖象圖例圖例舉例舉例被被動動運運輸輸自由自由擴散擴散協助協助擴散擴散主動運主動運輸輸順濃順濃度梯度梯度度( (高高低低) )順濃順濃度梯度梯度度( (高高低低) )逆濃逆濃度梯度梯度度( (低低高高) )不需不需需要需要需要需要不不消消耗耗不不消消耗耗消消耗耗水、氣體、脂水、氣體、脂溶性小分子溶性小分子葡

19、萄糖進入葡萄糖進入紅細胞紅細胞離子、氨基酸、離子、氨基酸、葡萄糖等進入小葡萄糖等進入小腸上皮細胞腸上皮細胞【例例2】甲()乙()兩種物質在細胞膜兩側的分布情況如右圖(顆粒的多少表示濃度的高低)，在進行跨膜運輸時，下列說法不正確的是( )（多選）（多選） A乙進入細胞一定有載體蛋白的參與 B甲進入細胞一定需要能量 C乙運出細胞一定有載體蛋白的參與 D甲運出細胞一定不需要能量BCD三、物質跨膜運輸的方式三、物質跨膜運輸的方式協助擴散協助擴散自由擴散自由擴散跨膜運輸（小跨膜運輸（小分子和離子）分子和離子）主動運輸主動運輸被動運輸被動運輸判斷跨膜運輸方式的方法：判斷跨膜運輸方式的方法：據是否據是否需能

20、量需能量需要需要不需要不需要據是否據是否需載體需載體不需要不需要需要需要（2）根據運輸方向：逆濃度梯度的跨）根據運輸方向：逆濃度梯度的跨膜運輸方式是主動運輸膜運輸方式是主動運輸2、影響自由擴散、協助擴散和主動運輸的因素、影響自由擴散、協助擴散和主動運輸的因素1、影響自由擴散的因素：細胞內、外物質的濃度差。、影響自由擴散的因素：細胞內、外物質的濃度差。2、影響協助擴散的因素：、影響協助擴散的因素：細胞內、外物質的濃度差；細胞內、外物質的濃度差；細胞膜上載體的種類和數量。細胞膜上載體的種類和數量。3、影響主動運輸的因素：、影響主動運輸的因素： 細胞膜上載體的種類和數量能細胞膜上載體的種類和數量能量

21、：凡能影響細胞內產生能量的因素，都能影響主動運輸，如量：凡能影響細胞內產生能量的因素，都能影響主動運輸，如氧氣濃度、溫度等。氧氣濃度、溫度等。曲線分析 物質濃度(在一定濃度梯度范圍內)對運輸速率的影響曲線：運輸速率運輸速率濃度差濃度差運輸速率運輸速率濃度差濃度差自由擴散自由擴散協助擴散或協助擴散或主動運輸主動運輸P點之后運輸速點之后運輸速率不變原因？率不變原因？載體蛋白的載體蛋白的數量有限數量有限. P氧氣濃度對物質運輸速率的影響曲線：運輸速率運輸速率氧氣濃度氧氣濃度運輸速率運輸速率自由擴散或自由擴散或協助擴散協助擴散主動運輸主動運輸氧氣濃度氧氣濃度O點由無氧呼吸提供能量點由無氧呼吸提供能量P

22、點之后運輸速點之后運輸速率不變原因？率不變原因？載體蛋白的載體蛋白的數量有限數量有限. P. O溫度： 影響膜的流動性影響膜的流動性 影響酶的活性影響酶的活性主動運輸主動運輸3、非跨膜運輸、非跨膜運輸胞吞和胞吐胞吞和胞吐 物質跨膜運輸的三種方式是小分子和離子的運輸方式，不包括大分物質跨膜運輸的三種方式是小分子和離子的運輸方式，不包括大分子物質，子物質，大分子和顆粒性物質進出細胞是靠胞吞和胞吐作用完成大分子和顆粒性物質進出細胞是靠胞吞和胞吐作用完成。胞吞胞吞：一些大分子和顆粒性物質，先附一些大分子和顆粒性物質，先附著在細胞膜表面，這部分細胞膜內陷形著在細胞膜表面，這部分細胞膜內陷形成小囊，這些物質就被包圍在小囊內。成小囊，這些物質就被包圍在小囊內。然后小囊從細