1、考纲要求展示知识内容要求1.通过模拟实验探究膜的透性实验2.观察植物细胞的质壁分离和复原实验3.物质出入细胞的方式4.生物膜的结构知识网络构建 脂质蛋白质多糖组成模型特点 结构细胞膜跨膜运输实例细胞吸水和失水植物 细胞质壁分离和复原特性方式主动运输被动运输自由扩散协助扩散 第1节 物质跨膜运输的实例 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(1)外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞吸水膨胀。(2)外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞失水皱缩。(3)外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞水分进出平衡，形态不变。3.植物细胞的质壁分离(1)结构细胞壁：全透性原生质层 细胞
2、质 具有选择透过性，相当于半透膜(2)条件：成熟植物细胞中央具有_，是一个渗透系统。(3)实验验证细胞液浓度外界溶液浓度失水 _细胞液浓度外界溶液浓度吸水 _细胞吸水时，水分子跨膜运输的状态如何？二、物质跨膜运输的其他实例1.植物植物对无机盐离子的吸收不同植物如番茄、水稻对同一离子 的吸收能力 同种植物对不同离子的吸收能力 植物对水分和无机盐离子的吸收是两个_的过程2.人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点：_。3.微生物吸收矿物质特点a.不同微生物的细胞结构有一定的差异b.不同微生物对矿物质的吸收有 c.不同微生物对各矿物质的需要量不同4.结论(1)细胞膜和其他生物膜一样都是选择透过性膜(2)它
3、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 则不能通过半透膜与选择透过性膜有哪些差异？1.只有成熟植物细胞才发生质壁分离现象。2.动物细胞无细胞壁，会发生吸水涨破现象，但植物细胞有细胞壁不会因吸水而涨破。3.渗透作用是指水分子等溶剂分子透过半透膜，由低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。【自我校对】一、1.半透膜半透膜2.(1)(2)(3)=3.(1)细胞膜液泡膜(2)大液泡(3)质壁分离质壁分离复原思考：水分子在细胞膜上总是双向运动的。只不过在细胞吸水时，由外向内扩散的水分子总数多于由内向外扩散的水分子总数。二、1.不同不同相对独立2.逆浓度梯度3.b.选择性4.（2）a.水分子
4、b.离子和小分子c.离子、小分子和大分子思考：相同点：某些物质可以通过，另一些物质不能通过。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。渗透系统与成熟植物细胞一、组成比较渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成渗透系统图解基本组成或条件半透膜浓度差原生质层选择透过性膜浓度差细胞液与外界溶液之间原理水分子(或其他溶剂分子)以扩散作用通过半透膜细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透水分子扩散的方向低浓度溶液高浓度溶液二、渗透作用原理的应用1.比较不同溶液浓度的大小漏斗内烧杯内溶液浓度MN现象及结论若漏斗内液面上升，则MN若漏斗内液面不变，则MN若漏斗内液面下降，则MN2.探究物质能否
5、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碘能通过半透膜，而淀粉不能不变蓝变蓝淀粉能透过半透膜，而碘不能变蓝变蓝淀粉和碘都能通过半透膜不变蓝不变蓝淀粉和碘都不能通过半透膜 渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的大小。两溶液中的水分子进行双向运动，我们只是观测出由水分子双向运动的差异所导致的液面改变。溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如10葡萄糖溶液和10蔗糖溶液的质量浓度相同，但10蔗糖溶液的物质的量浓度小，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。在渗透装置达到渗透平衡后，只要存在液面差h，则原高浓度溶液的浓度仍大于原低浓度溶液的浓度。【例1】(2009海南高考
6、T5)已知鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的20%蔗糖溶液、排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10%蔗糖溶液的烧杯中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是()【解析】鱼鳔内盛有20%的蔗糖溶液，而鱼鳔外是10%的蔗糖溶液，依据渗透作用原理，水分子总的渗透方向表现为从鳔外低浓度溶液向鳔内高浓度溶液，故导致鳔外浓度升高，一段时间后，达到平衡。【答案】B1.水分移动方向是从溶液低浓度流向高浓度。2.半透膜两侧浓度变化分别为：高低和低高。3.水分移动速度随浓度差减小而减慢。4.渗透压大小与溶质微粒数目有关。1.在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生
7、活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示状态，a，b表示该部位溶液的浓度，由此可以推测()A.可能ab，细胞渗透吸水B.ab，渗透系统保持动态平衡C.ab，细胞渗透失水D.上述三种情况都可能存在【解析】本题关键是区分细胞生理状态正在质壁分离还是质壁分离复原，所以A、B、C三种情况都可能发生。【答案】D植物对离子的选择性吸收一、选择性吸收的原因分析1.内因遗传因素不同生物 DNA 不同载体种类差异性数目差异性 选择性吸收表现植物吸收的离子的种类和数量与溶液中离子 的种类和数量不成比例植物对同一种盐的阴阳离子的吸收存在差异2.外因影响呼吸的生态因素土壤中的O2含量温度呼吸酶的活性 呼吸作用ATP 的生成主
8、动运输二、植物对水分和离子吸收的关系相对独立1.区别比较项目水分的吸收与运输离子的吸收过程主要通过渗透作用完成通过主动运输完成动力浓度差，蒸腾作用，不消耗ATP根细胞呼吸产生的ATP条件必须具有渗透系统(半透膜两侧溶液存在浓度差)以蒸腾作用为动力由根细胞提供运输的动力具备载体方向水分从溶液浓度低的一侧向高的一侧渗透离子从土壤吸收进入植物体影响因素细胞液与外界溶液的浓度差蒸腾作用的强度土壤含氧量土壤温度细胞膜上载体的种类和数量选择性无有2.联系(1)矿质元素必须溶解在水中呈离子状态，才能被细胞吸收。(2)吸收矿质元素离子的多少可以调节细胞液的浓度，影响对水分的吸收。【例2】用相同的完全培养液，在
9、相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。在二者的吸水率几乎相同的情况下，72小时后原培养液中部分离子浓度发生了如下表的变化(表中数据为72小时后溶液中部分离子浓度占实验开始时的百分比)。分析下表不能得出的结论是()KMg2Ca2SiO水稻17.010511719.5番茄19.18559.6118A.不同植物对离子的需要量是不同的B.与番茄相比，水稻对SiO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【解析】从吸收前后离子相对含量的变化可以直接得出A、B两项的结论，C是发生A、B的根本原因，离子吸收是主动运输过程，与溶液中
10、的离子浓度无关。【答案】D根对离子吸收的曲线模型1.氧分压与根吸收离子速率的关系(1)AB段表示在一定范围内，根吸收离子的速率随氧分压的升高而加快。(2)BC段表示当氧分压增大到一定值时，根吸收离子的速率不再随氧分压升高而加快，这是由于根吸收离子还与根细胞膜上载体的数量有关。2.根吸收离子与溶液中离子浓度的关系 (1)曲线AB段表示在一定离子浓度范围内，根吸收离子的速率随离子浓度的增大而加快。(2)曲线BC段表示当离子浓度增大到一定数值时，根的吸收速度不再增加，这是由根细胞膜上载体的数量决定的。(3)曲线CD段表示当离子浓度过高时，将会使根细胞失水，从而影响根细胞正常的代谢活动，使离子吸收速率
11、下降。2.某学生将3%的KNO3溶液滴加在载玻片上的洋葱表皮上，观察到了植物细胞的质壁分离现象，2小时后企图再次观察时却发现细胞质壁分离自动复原了。下列相关叙述错误的是()A.发生质壁分离的细胞能自动复原说明了该细胞仍保持活性B.发生质壁分离的原因是KNO3溶液浓度大于细胞液浓度C.与细胞质壁分离自动复原相关的细胞器是线粒体和液泡D.从质壁分离到自动复原的过程细胞的吸水能力逐渐增强【解析】已发生质壁分离的细胞又自动复原的原因是K、NO经主动运输进入细胞内，细胞液浓度增大，细胞吸水，质壁分离复原。主动运输需线粒体提供能量；细胞吸水能力与细胞液浓度呈正相关，在质壁分离过程中，细胞液浓度逐渐增大，细
12、胞吸水能力逐渐增强；在质壁分离复原过程中，细胞液浓度逐渐减小，细胞吸水能力逐渐减小。【答案】D观察植物细胞的质壁分离与复原一、实验原理成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞液具有一定的浓度，能够渗透失水和吸水。二、实验流程(1)制作洋葱鳞片叶表皮临时装片。(2)低倍显微镜下观察(有一个紫色的中央大液泡原生质紧贴细胞壁)三、质壁分离的原因分析1.原因内因：原生质层具有半透性细胞渗透失水细胞壁伸缩性小原生质层伸缩性大外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度2.表现宏观上：植物由坚挺萎蔫微观上：质壁分离液泡大小细胞液颜色浅深原生质层与细胞壁分离四、实验结论成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用，当外界
13、溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。（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。(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时(如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等)，可出现质壁分离及自动复原现象。(5)分离时，原生质层的外界面是细胞膜。五、质壁分离实验的拓展应用及方法1.判断细胞的死活待测细胞蔗糖溶液镜检发生质壁分离和复原活细胞不发生质壁分离死细胞2.测定
14、细胞液浓度范围待测细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液 分别镜检细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。3.比较不同植物细胞的细胞液浓度大小不同植物细胞同一浓度的蔗糖溶液镜检 刚刚发生质壁分离时所需时间的比较判断细胞液浓度大小(时间越短，细胞液浓度越小)。4.比较一系列溶液的浓度的大小同一植物的相同成熟细胞未知浓度的溶液镜检记录刚刚发生质壁分离所需时间比较所用时间长短判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。5.鉴别不同种类的溶液(如 KNO3 和蔗糖溶液)相同成熟植物细胞不同种类溶液镜检只发生质壁分离现象溶质不能通过原生质 层的溶液如蔗糖质壁分离后自动复原溶质能
15、通过原生质层的 溶液如KNO3溶液 第2、3节 生物膜的流动镶嵌模型、物质跨膜运输的方式 一、生物膜的流动镶嵌模型1.生物膜对物质进出细胞有_性。2.探究(1)19世纪末，欧文顿植物细胞通透性实验_。(2)20世纪，从_中分离出细胞膜膜的主要成分是_、_。(3)1925年，荷兰科学家从红细胞中提取脂质，在空气水界面铺展成_层细胞膜中脂质分子排列为_的两层。(4)1959年，罗伯特森通过电镜观察，提出_生物膜都由_(暗层)_(亮层)_(暗层)三层结构构成。(5)1970年，科学家对膜蛋白进行_后使膜融合细胞膜具有_性。3.流动镶嵌模型(1)磷脂双分子层构成了膜的_，这个支架不是静止的，是轻油般的
16、流体，具有_性。(2)蛋白质分子有的_在磷脂分子层表面，有的部分或全部_磷脂双分子层中，有的_整个磷脂双分子层，大多数蛋白质分子也是可以_的。二、物质出入细胞的方式1.被动运输(1)种类：自由扩散：_浓度_浓度，如_等。协助扩散：_浓度膜载体蛋白_浓度，如离子和一些较大的分子。(2)特点：_能，_浓度梯度。2.主动运输(1)方向：_浓度_浓度，如植物吸收矿质离子。(2)特点：_浓度梯度转运，_能，需_。(3)意义：保证活细胞按生命活动的需要主动选择吸收所需物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。3.胞吞、胞吐：细胞摄取或排出_。生物膜在结构和功能上的特点是由什么决定的？1.胞吞、胞吐不属于跨膜运
17、输方式但与细胞的流动性有关。2.小肠黏膜上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输。【自我校对】一、1.选择2.（1）膜是由脂质组成（2）红细胞脂质蛋白质（3）单分子连续（4）静态结构模型蛋白质脂质蛋白质（5）荧光标记流动3.（1）基本支架流动（2）镶嵌入横跨运动二、1.（1）高低O2、CO2、甘油、酒精高低（2）不耗顺2.（1）低高（2）逆需耗载体3.大分子思考：（1）生物膜的结构特点具有一定的流动性，原因是构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子都是可运动的。（2）生物膜的功能特性具有选择透过性，原因是膜上载体的种类和数量不同。生物膜的流动镶嵌模型一、生物膜的分子结构模型1.细胞膜的流动镶嵌模型2.细胞膜
18、的分子组成(1)脂质分子(主要指磷脂)状态：磷脂双分子层排列构成膜的基本骨架。作用：脂质、脂溶性物质更易通过细胞膜。实验：磷脂在水空气界面上展开后的表面积是细胞膜表面积的两倍。(2)蛋白质位置：磷脂双分子层的表层或嵌插、贯穿在磷脂双分子层中。种类参与细胞膜的构成起载体作用，参与主动运输过程载体具有专一性，在一定程度上决定了细胞膜的选择透过性。细胞膜的选择透过性决定于载体的种类和数量。(3)糖类与某些蛋白质构成糖被糖被有识别、保护、免疫等作用与某些脂质分子构成糖脂二、生物膜的结构特点具有一定的流动性1.结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的。2.实验验证人鼠细胞融合实验3.实例证明
19、：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞吞噬细胞等。三、生物膜的流动性与选择透过性的关系1.区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。2.联系：流动性是选择透过性的基础，膜只有具有流动性，才能实现选择透过性。四、组成、结构、功能关系图解只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。膜的流动性受温度影响，在一定温度范围内，随温度升高，膜的流动性增强。1.体现流动性的例子中必须有不同细胞或细胞结构生物膜的融合，如分泌蛋白的形成与释放，胞吞与胞吐。2.流动性和选择透过性的实现均依赖于生物膜的物质基础。1.如图所示为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
20、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B.细胞间的识别、免疫、细胞的癌变与有密切的关系C.大多数可以运动D.b过程不需要ATP，a过程能体现膜的选择透过性这一生理特性【解析】解答本题可按以下思路分析：依据生物膜流动镶嵌模型物质跨膜运输不同方式的特点 确定、的名称a、b的运输方式综合分析各选项，确定答案。【答案】B物质出入细胞的方式及影响因素一、自由扩散、协助扩散和主动运输的比较被动运输出入方式自由扩散协助扩散主动运输方向高浓度低浓度高浓度低浓度低浓度高浓度载体不需要需要需要能量不消耗不消耗消耗图示举例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入细胞红细胞吸收葡萄糖小
21、肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等二、大分子物质出入细胞的方式上述三种物质运输方式是小分子和离子的运输方式，不包括大分子物质。大分子物质是通过胞吞和胞吐来运输的。1.胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性。2.胞吞和胞吐与主动运输一样也需要能量供应，如果分泌细胞中的ATP合成受阻，则胞吐作用不能继续进行。（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。三、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：
22、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)细胞膜上载体的种类和数量。3.影响主动运输的因素：(1)载体；(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。要确定某种物质的运输方式，必须抓三个关键：分析被运输的物质是否通过细胞膜；明确被运输物质微粒的性质（大分子、小分子、离子）；分析物质通过细胞膜的转运方向（高浓度低浓度，低浓度高浓度），是否需要载体协助，是否需要消耗能量。【例2】(2010广东高考T1)下图是植物从土壤中吸收某矿物质离子示意图。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
23、输D.被动运输【解析】本题考查学生获取信息的能力和理解能力。结合图示可以看出，该矿质离子的跨膜运输有两个特点：一是逆浓度梯度，二是消耗ATP，故应为主动运输。【答案】C判断物质运输方式的方法 1 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.(2010山东高考T3)由图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下列表述正确的是()A.脂溶性小分子物质不能通过方式a运输B.与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面C.方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关D.抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响【解析】分析坐标曲线可以看出，a为自由扩散，b为协助扩散(或主动运输)。脂溶性小分子物质通过自由扩散(即方式a)运输，因此A错误；方式a与载体无关，只与浓度有关，因此B错误；方式b的最大的转运速率与载体的种类和数量有关，因此C正确。抑制细胞呼吸，能量供应不足，导致主动运输受阻，而与自由扩散(协助扩散)无关，因此D错误。【答案】C