第4章物质的跨膜运输.doc

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1、物质的跨膜运输、酶和ATP4.1物质跨膜运输的实例一.渗透系统的组成分析及应用1. 渗透系统的组成（如图） (1).半透膜。可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜，也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。(2).半透膜两侧的溶液具有浓度差2.渗透作用的发生：(1)、若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2S1的水分子数多于 S1S2，外观上表现为S1液面上升 ；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降 。(2)、在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差h，则S1溶液浓度仍大于 S2。3.渗透作用：(1).概念：(2).渗透压 渗透压概念；决定渗透压大小的因素实例分析:下图中液面高

2、度变化分析 (右图)二.植物细胞是渗透系统的证据(一).实验过程细胞变化分析：(二).质壁分离及质壁分离复原实验的扩展应用(三).细胞膜是选择透过性膜1. 跨膜运输三种方式的判别(非跨膜运输的方式) 2.植物细胞对矿质元素选择吸收的分析 3.膜活性实验：(略)一、细胞的吸水和失水：（一）原理：发生了渗透 作用，该作用必须具备两个条件：1、具有半透膜 。2、膜两侧溶液具有浓度差 。（二）动物细胞的吸水和失水（以红细胞为例：红细胞膜相当于一层半透膜 ）：1、当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞吸水 。2、当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞失水 。3、当外界溶液浓度细胞质浓度 时，水分进出平衡。（三）植物

3、细胞的吸水和失水：1、在成熟的植物细胞中，原生质层（细胞膜液泡膜 二者之间的细胞质）相当于一层半透膜 。2、成熟植物细胞发生质壁分离的条件是外界溶液浓度 细胞液浓度 ，发生质壁分离复原的条件是外界溶液浓度 细胞液浓度 。三、物质跨膜运输的其他实例(右图分析)（一）对无机盐的吸收实例1、水稻和番茄对同一离子的吸收量不同 。2、水稻或番茄对不同离子 的吸收量不同。3、人体甲状腺滤泡上皮细胞可以主动地 从血液中吸收碘。4、不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异 。（二）生物膜的特性：细胞膜和其他生物膜可以让水分子 自由通过，一些离子和小分子 也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过，

4、因此它们都是选择透过性 膜。【思考感悟】半透膜和选择透过性膜有哪些异同点？（1）相同点：某些物质可以通过，另一些物质不能通过 。（2）不同点：选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。选择透过性膜的生物活性 。例题.用相同的培养液培养水稻和番茄，一段时间后，测定培养液中各种离子的浓度，结果如图1所示。图2表示番茄根细胞对离子的吸收速率与氧气供应量之间的关系。据图回答问题：（1）图1说明植物细胞对离子的吸收具有_选择_性。(2）番茄生长需求量最大的离子是_ Ca2_，水稻需求量最大的离子是_SiO42-_。（3）水稻培养液里的Mg2和Ca2浓度高于初始浓度，原因是_植物对水的吸收比例

5、大于吸收离子的比例_。（4）根据图2可以判断，番茄细胞对Ca2的吸收方式是_主动运输_。在A点时，离子吸收速率很低主要是受_能量供应_的限制，在BC段吸收速率没有明显增加主要是受_载体数量_的限制。【基础训练】1、下列实例中，最能体现植物细胞渗透失水和吸水原理的是（ C ）将萎蔫的菠菜放入清水中，不久变得硬挺；将大豆种子浸入清水后，种皮变软，体积膨大；用糖拌西红柿，西红柿变软，渗出许多汁水；洋葱鳞片叶的表皮细胞发生质壁分离和质壁分离复原A、B、C、D、2、用完全培养液在两个相同容器内分别培养水稻和番茄苗，假设两植 物的吸水速率相同，一段时间后，测定培养液中各种离子与实验开始时各种离子浓度之比如

6、图所示。该实验的结果不能说明（ D ）A、不同植物对各种离子的需要量是不同的 B、与番茄相比，水稻对Si4需要量大，对Ca2需要量小C、不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的D、植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关3、（2008上海生物20）在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质 量变化的关系如右图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将（ B ）A、不变B、增大C、减小D、先增后减4、（2006上海高考）将相同的四组马铃薯条分别浸入四种溶液中，一小时后测定薯条质量变化的百分率，结果如下表。下列叙述中正确的是（ A ）溶液质量变化率8%6%4%

7、0A、的浓度最低 B、的浓度较低 C、的浓度最高 D、可能是蒸馏水4.3物质跨膜运输的方式一、物质跨膜运输的方式：（一）被动运输：1、自由扩散 ：不需要载体和能量，如水、CO2、O2、甘油、乙醇等。2、协助扩散：需要载体 ，但不需要能量 ，如红细胞吸收葡萄糖。（二）主动运输：既需要载体协助，又需要消耗能量 ，如细胞吸收K、Na、Ca2、氨基酸等。（三）物质跨膜运输的方式说明生物膜结构特征是流动性 ，功能特性是选择透过性 。（四）大分子物质以胞吞 和胞吐 方式进出细胞，这与细胞膜的流动性 有关，但不属于跨膜运输。二、三种物质出入细胞方式的图例比较内外细胞膜载体内外细胞膜ATP内外细胞膜载体自由扩

8、散协助扩散主动运输三、影响跨膜运输的因素（一）影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差 。（二）影响协助扩散的因素：1、细胞膜内外物质的浓度差 。2、细胞膜上运载物质的载体数量 。（三）影响主动运输的因素：1、载体 ：是细胞膜上的一类蛋白质。（1）载体具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上载体的种类和数目也不同。（2）载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时，细胞吸收该载体运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。2、能量 ：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。（四）影响物质运输速度的曲线分析自由扩散物质浓度运输速率O协助扩散或

9、主动运输物质浓度运输速率O自由扩散或协助扩散O2浓度运输速率O主动运输O2浓度运输速率O1、物质浓度（在一定浓度范围内）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，其运输速率与物质浓度 成正比。（2）协助扩散或主动运输的共同点是都需要载体 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、氧气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

10、的动力都是浓度差 ，不需要能量，因此与氧气浓度无 关，运输速率不 随氧气浓度增大而改变。（2）主动运输方式既需要载体 协助又需要消耗能量 。在氧气浓度为零时，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 ，在一定范围内随氧气浓度升高，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 ，当氧气浓度足够高时，能量供应充足，但由于受到载体数量 的限制，运输速率不再随氧气浓度增大而加快。【思考感悟】要确定某种物质的运输方式，关键应该抓住那些方面？（1）分析被运输的物质是否通过细胞膜 ；（2）明确被运输物质微粒的性质（大分子、小分子、离子）； （3）分析物质通过细胞膜的转运

11、方向，是否需要载体协助，是否需要消耗能量。 【基础训练】1、神经细胞间可以通过一种特殊的介质来传递信息，含有传递分子的囊泡与神经细胞内的质膜融合之后再打开，将传递分子释放到神经细胞之外，这属于（ C ）A、主动运输B、协助扩散C、胞吐D、胞吞2、实验发现，葡萄糖进入红细胞时，如果使用药物限制蛋白质的活性，则葡萄糖的运输速率迅速下降，如果减少能量的供应，却对运输没有影响。由此推断葡萄糖进入红细胞的方式是（ C ）A、自由扩散B、主动运输C、协助扩散D、逆浓度梯度运输3、（2008广东生物2）甲、乙两种物质分别依赖自由扩散（简单扩散）和协助扩散进入细胞，如果以人工合成的无蛋白质磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则（ D ）A、甲运输被促进B、乙运输被促进C、甲运输被抑制D、乙运输被抑制4、（2006广东高考）夏季高温时段，用较低温度的地下水灌溉，容易导致农作物萎蔫。其主要原因是（ D ）A、叶片蒸腾剧烈，水分散失快B、植物体温度下降，气孔关闭C、根系对矿质元素吸收减少 D、根系渗透吸水下降- 4 -