江苏省2021高考生物一轮复习专题3物质出入细胞的方式课件

江苏省2021高考生物一轮复习专题3物质出入细胞的方式课件

考点1　细胞的吸水与失水 考点 清单 一、细胞吸水与失水的原理——渗透作用 1.渗透作用的概念:水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。 2.渗透作用发生的条件   3.渗透系统 (1)常见渗透装置图及分析          (2)结果与分析 a.若S 1 溶液浓度大于S 2 ,则单位时间内由S 2 →S 1 的水分子数多于S 1 →S 2 ,外观 上表现为S 1 液面上升。 b.若S 1 溶液浓度小于S 2 ,则情况相反,外观上表现为S 1 液面下降。 c.在达到渗透平衡后,若存在如图所示的液面差△ h ,则S 1 溶液浓度仍大于S 2 。因为液面高的一侧形成的压强,会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧 扩散。 二、实例 1.动物细胞的吸水与失水 (1)动物细胞的细胞膜相当于半透膜。 (2)当外界溶液的浓度③ 　大于     细胞质浓度时动物细胞会失水皱缩;反之 动物细胞会吸水膨胀,甚至破裂。 2.植物细胞的吸水与失水 (1)植物细胞可看作一个渗透系统   (2)现象 a.当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,植物细胞失水,会发生⑨ 　质壁分 离现象     。 b.将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中,此时细胞液浓度大于外界清 水,细胞吸水,而发生⑩ 　质壁分离复原现象     。 三、探究植物细胞的吸水与失水的实验(质壁分离与复原实验) 1.实验材料:常选用   　紫色洋葱鳞片叶外表皮     作为观察质壁分离和复 原的实验材料。 2.实验原理:成熟的植物细胞与外界溶液构成渗透系统可发生渗透作用。 3.实验步骤及实验现象   4.实验结论 成熟植物细胞能与外界溶液构成渗透系统,发生渗透作用。当外界溶液浓 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。 5.质壁分离及复原实验的拓展应用 (1)判断成熟植物细胞是否有生物活性 (3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度   (2)测定细胞液浓度范围 考点2　物质进出细胞的方式 一、小分子和离子的跨膜运输方式 物质进出细 胞的方式 被动运输 主动运输 自由扩散 协助扩散 图例       运输方向 高浓度→低浓度 一般为低浓度→高浓度 特点 不需要载体不消耗能量 需要载体不消耗能量 需要载体消耗能量 影响因素 细胞膜内外物质的浓度差 细胞膜内外物质的浓 度差;膜载体种类和数量 膜载体的种类和数量;能量(温度、氧浓度) 二、大分子和颗粒性物质进出细胞的方式 方式 胞吞 胞吐 原理 细胞膜的流动性 运输方向 胞外→胞内 胞内→胞外 特点 不需要载体,消耗能量,物质通过囊泡运输 举例 吞噬细胞吞噬抗原 胰岛素、消化酶、抗体的分泌 影响因素 细胞膜的流动性、能量等 三、影响物质跨膜运输的三大因素 1.物质浓度(在一定的范围内)   　　       　　　　　自由扩散　　　　协助扩散或主动运输 2.氧气浓度   　　       　 　自由扩散或协助扩散　　　　主动运输 3.温度 知能拓展 提升一　物质进出细胞方式的判断 1.结合实例直接进行判断 运输方式 实例 自由扩散 水、气体(O 2 、CO 2 等)、脂溶性物质(甘油、脂肪酸、性激素、乙醇、乙二醇、苯等) 协助扩散 葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞;无机盐离子通过离子通道进出细胞 主动运输 无机盐离子(一般情况下)、氨基酸(顺浓度梯度时可为协助扩散)、核苷酸、葡萄糖(进入哺乳动物成熟的红细胞等除外) 胞吞、胞吐 蛋白质的分泌、吞噬细胞吞噬抗原等 2.三看法快速判定物质进出细胞的方式 (2)探究是自由扩散还是协助扩散   3.探究物质跨膜运输方式的实验设计 (1)探究是主动运输还是被动运输 提升二　物质跨膜运输的模型分析与判断 1.物质运输模型中的运输方式判断   (1)根据膜上的“糖蛋白”确定细胞内外,有糖蛋白的一侧为细胞外侧。 (2)看“箭头”,确定是进入细胞还是出细胞。 (3)看“浓度”,确定是顺浓度还是逆浓度的。 (4)看“载体”,不需要载体蛋白协助的为自由扩散,需要载体蛋白的为协 助扩散或主动运输。 (5)看“能量”,需要能量的为主动运输。 根据以上方法可快速判断:甲为主动运输;乙为自由扩散;丙、丁为协助扩散。 2.物质运输曲线中的运输方式判断(在一定范围内)   (1)物质浓度影响曲线分析 ①有饱和点的曲线表示协助扩散或主动运输,如图乙。 ②与横坐标因素成正比关系的曲线表示自由扩散,如图甲。 (2)氧浓度影响曲线分析 ①与氧浓度有关系的曲线可表示主动运输,如图丁。 ②与氧浓度无关系的曲线表示被动运输,如图丙。 实践探究 应用　盐碱地植物的抗盐机理 情境材料    生活在盐碱地上的植物,其体内必须保持一定的盐分浓度,盐分 浓度过低则不能从土壤中吸收水分,过高则对植物体本身有害。研究发现, 盐碱地植物细胞的液泡膜上有一种载体蛋白,能将细胞质基质中的Na + 逆 浓度梯度运入液泡。 问题探究　(1)Na + 进入液泡的方式为哪种? (2)盐碱地植物液泡膜上的Na + 载体蛋白有什么作用? (3)请解释在农业生产中为什么要给作物松土? 要点点拨　(1)液泡膜上的Na + 载体蛋白能将细胞质基质中的Na + 逆浓度梯 度运入液泡,这说明细胞质基质中的Na + 逆浓度梯度进入液泡的方式为主 动运输。 (2)液泡膜上的Na + 载体蛋白可使细胞液浓度增大,细胞吸水能力增强,从而 提高植物的耐盐性。 (3)松土可增加土壤中O 2 含量,促进根细胞有氧呼吸,有利于植物主动吸收 无机盐离子。 创新思维 创新　Na + -K + 泵的结构特点及其运输转运机制 例题 　Na + -K + 泵又称Na + -K + ATPase,位于动物细胞的细胞膜上,其结构 如图A所示。其运输机制如图B所示。动物细胞内含有多种溶质,如果没 有Na + -K + 泵的工作将Na + 泵出细胞,那么水分子将因渗透压而顺浓度梯度通 过水孔蛋白(水分子的通道蛋白)大量进入细胞,引起细胞吸水膨胀。人的 红细胞含有丰富的水孔蛋白,如果利用Na + -K + 泵的抑制剂乌本苷处理,红细 胞将吸收大量水分子。   图A　　　　　　　　　　　　　　图B (1)Na + -K + 泵参与的运输方式属于哪一种? (2)若用乌本苷处理人体红细胞后,会出现什么现象? (3)乌本苷为什么能作为Na + -K + 泵的抑制剂? 解析 (1)由Na + -K + 泵转运机制图可以判断,Na + -K + 泵泵出3个 Na + 和泵入2 个K + ,伴随着ATP的水解供能,而主动运输是需要耗能的,因此,Na + -K + 泵参 与的运输方式是主动运输。 (2)水孔蛋白是一种水通道蛋白,其介导的水分子跨膜运输属于协助扩散, 即由水分子多(低浓度)一侧向水分子少(高浓度)一侧运输。乌本苷抑制 Na + -K + 泵的活性,会使胞外Na + 浓度降低,则水分子会通过水通道蛋白等顺浓 度梯度进入红细胞,红细胞会因不断吸水而发生膨胀,甚至破裂。 (3)由图A中Na + -K + 泵结构示意图可以看出,K + 和乌本苷的结合位点相同,乌 本苷会与K + 竞争结合位点,从而抑制Na + -K + 泵的活性。 答案 (1)主动运输。　(2)不断吸水发生膨胀,甚至破裂。　(3)乌本苷会 与K + 竞争结合位点,从而抑制Na + -K + 泵的活性。 命题评述　由于水通道蛋白和离子通道蛋白的发现,美国科学家阿格雷与 麦金农曾获得诺贝尔化学奖。水通道蛋白是细胞的给水和排水系统;Na + - K + 泵是一种载体蛋白,既具有ATP水解酶的活性,还具有载体的功能。高考 常以此为命题角度,引导学生关注生物科技前沿的发展,提升社会责任感。 创新点拨　(1)动物细胞胞外Na + 浓度比胞内高,而胞外K + 浓度比胞内低,一 般动物细胞要消耗ATP供Na + -K + 泵工作以维持细胞内高K + 低Na + 的环境。 (2)易混淆的载体蛋白、通道蛋白与受体蛋白 a.位于细胞膜上、可以转运物质进出细胞的蛋白质,叫载体蛋白,如主动运 输和协助扩散这两种物质跨膜运输方式中的“载体”。载体蛋白只容许 与自身结合部位相适应的分子或离子通过,且每次转运时会改变自身构象。 b.通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相匹配、大小和电荷相适宜 的分子或离子通过。分子和离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结 合。一般情况下,通道蛋白运输物质的方式为协助扩散。 c.位于细胞膜外表面或细胞内,可以接受信号分子的蛋白质,叫受体蛋白,如 激素、神经递质的受体蛋白。 (3)同种物质的跨膜运输方式不一定相同 某物质进出细胞的方式并非固定一种。如葡萄糖进入红细胞是协助扩散, 而葡萄糖通过小肠上皮细胞细胞膜的方式为主动运输,要视具体情况而 定。再如静息电位形成时K + 外流与动作电位形成时Na + 内流均为协助扩 散;但K + 、Na + 在其他细胞中的跨膜运输方式一般为主动运输。