_第4章第1节物质跨膜运输

第四章细胞的物质输入和输出第一节物质跨膜运输的实例二、动物细胞的吸水和失水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．外界溶液浓度等于细胞质浓度时，水分进出细胞处于__________。小于大于动态平衡一、渗透作用发生的条件(1)具有半透膜。(2)半透膜两侧的溶液存在浓度差。全透性小细胞质原生质层半透膜大细胞液三、植物细胞的吸水和失水1．成熟植物细胞的结构2．原理和现象(1)当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生_________现象。(2)当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生_________现象。质壁分离质壁分离复原(3)质壁分离的原因①外因：__________浓度＜外界溶液浓度，细胞通过渗透作用失水；②内因：细胞壁的伸缩性__________原生质层的伸缩性。细胞液小于实验：观察植物细胞的质壁分离及复原1.原理：成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。考点二植物细胞的吸水和失水2.流程特别提醒1、质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是外界溶液，因细胞壁是全透性且有水分通过原生质层渗出来。2、若用50%（或0.5g/ml）蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因细胞过度失水而死亡。3、若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验会出现自动复原现象，因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。3.质壁分离的原因分析（1）原因观察质壁分离的三个指标2.半透膜、选择透过性膜区别：①半透膜可以是生物性的选择透过性膜，也可以是无生命的物理性膜，即指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，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，载体的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。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，而不允许大分子物质通过。3.原生质层、原生质体（1）原生质层是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，常作为植物细胞融合的材料。考点：2、关于自由扩散（1）自由扩散是根据物质种类判断的，它是特定物质进出细胞的方式。这些物质包括三类：水气体：主要是氧气、二氧化碳脂溶性物质：甘油、乙醇、苯（2）自由扩散进入细胞的物质不一定是细胞需要的，如有机磷农药、苏丹红（苏丹IV）（3）相关物质出入细胞器的方式也是自由扩散。（4）自由扩散出入细胞的物质能通过不含蛋白质的人工膜。考点：3、关于协助扩散和主动运输（1）不能说某物质只能主动运输或只能协助扩散，凡能主动运输的也能进行协助扩散：若需要能量，是主动运输，若不需要，是协助扩散。若从低浓度向高浓度运输，是主动运输，若从高浓度向低浓度运输，是协助扩散。（2）如饭后1小时，小肠中的葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式是协助扩散，原因是此时小肠中的葡萄糖高于小肠上皮细胞。血浆中的葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散神经细胞内的K离子外排的方式是协助扩散则H离子由细胞质基质进入溶酶体的方式是主动运输生长素极性运输与横向运输的方式是主动运输。典例1如图为物质出入细胞的四种方式示意图，请据图回答：⑴图中A表示＿＿＿＿方式，B表示＿＿＿＿方式，C表示＿＿＿＿＿方式，D表示＿＿＿方式。⑵K＋、O2和葡萄糖三种物质中，通过B方式进入红细胞的是＿＿＿＿。⑶与A方式相比，B方式的主要特点是需要借助＿＿＿＿，该物质是在细胞内的＿＿＿＿上合成的。自由扩散协助扩散主动运输胞吐葡萄糖载体蛋白核糖体⑷胰岛B细胞分泌胰岛素是通过＿＿＿＿方式进行的，该种运输方式也体现出细胞膜＿＿＿＿＿＿＿＿＿的特点。⑸若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿方式将会受到较大影响。⑹需要载体蛋白协助的方式为＿＿＿(填字母)，影响B方式运输速率的因素为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；与C运输方式有关的细胞器是＿＿＿＿＿＿＿＿。D(或胞吐)具有一定的流动性C、D(或主动运输和胞吐)B、C浓度差和载体蛋白数量线粒体和核糖体大分子的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)(1)物质浓度(在一定的浓度范围内)考点5、影响物质跨膜运输的因素(2)氧气浓度(3)温度PPPA—P～P～P腺嘌呤高能磷酸键核糖腺苷(A)ATP分子结构简式三个磷酸基团三磷酸腺苷～～ATP合成与ATP水解的比较：反应ATP→ADP+Pi+能量ADP+Pi+能量→ATP反应类型酶的类型场所能量来源能量去向酶酶水解反应合成反应水解酶合成酶活细胞所有部位线粒体、叶绿体、细胞质基质等高能磷酸键有机物中的化学能、光能用于各项生命活动储存于高能磷酸键中结论：物质是可逆的，反应、能量是不可逆的考点一酶的本质、作用及与激素的比较1.酶的本质及生理功能化学本质合成原料合成场所生理功能作用机理绝大多数是蛋白质少数是RNA氨基酸核糖核苷酸核糖体细胞核（真核生物）只有生物催化作用降低化学反应的活化能2.酶与激素的比较酶激素来源活细胞产生化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA生物功能催化作用共性专门的内分泌器官（或细胞）产生，细胞外发挥作用固醇类、多肽/蛋白质类、氨基酸类等调节作用在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少3.酶的特性(1)_______：催化效率约是无机催化剂的107～1013倍。(2)_______：每一种酶只能催化___________化学反应。(3)作用条件较温和：在_____________条件下，酶的活性最高。【点拨】酶与无机催化剂的相同之处①化学反应前后数量和性质不变；②加快化学反应的速度，缩短达到平衡的时间，但不能改变平衡点；③都能降低化学反应的活化能。高效性专一性一种或一类最适温度和pH请同学们自己描述这张曲线图！！！每种酶都有自己的最适PH值，高于或低于最适PH值酶的活性都会降低，过高或过低的PH值都会使酶失去活性，且不可恢复。1号试管过氧化氢溶液实验步骤一二三四实验现象结论2号试管3号试管加入过氧化氢酶2滴，振荡试管各加入2mL过氧化氢溶液无明显变化pH＝7pH=12pH＝2将点燃的卫生香分别放入试管中只有在适合的pH下酶的催化效率最好复燃无明显变化探究pH对过氧化氢酶活性的影响★影响酶促反应速率的因素：1、温度3、酶的浓度：反应速率随酶浓度的升高而加快。4、底物浓度：在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快，但达到一定浓度，反应速率不再变化酶促反应速率酶的浓度酶促反应速率底物浓度酶量一定2、pH1．验证酶的专一性的实验设计•步骤：1.将试管编号，分别加入等量且适量淀粉溶液和蔗糖溶液；•2.再分别加入等量且适量的淀粉酶溶液；•3.反应一段时间后，分别加入斐林试剂并在60度水浴中保温2分钟，观察实验现象。•优点：使用一种酶，易于控制条件。•方案一：淀粉酶、淀粉、蔗糖1、证明温度对酶活性的影响分组：三组，即温度分别为0℃、37℃、100℃，其它条件相同且适宜。实验步骤：（1）取三支试管，标号为A、B、C，各加入等量的淀粉溶液，再取三支试管，标号为1、2、3，各加入等量的唾液淀粉酶溶液；（2）准备甲、乙、丙三套水浴装置，分别为冰水、37℃恒温、沸水，将A和1、B和2、C和3分别放入甲、乙、丙装置中，保温5min；这一步骤的目的是控制反应的温度，避免在未达到预定温度时发生反应。（3）将同一水浴装置中的淀粉酶溶液加入到淀粉溶液中，混合，摇匀，迅速放入原水浴装置中，再次保温5min；问题：这一步骤中，保温5min的目的是：在设定的温度条件下发生反应（4）取出试管，各加入等量适量的碘液，观察颜色变化。预期结果：C试管中蓝色最深，A试管次之，B试管蓝色最浅或无蓝色。2、其它实验（1）证明pH影响酶的活性实验时，每一组实验都要向反应体系中加入不同pH缓冲液，或分别加入稀盐酸、NaOH溶液、蒸馏水，三种物质加入的顺序是：先加入缓冲液、再加入酶溶液，混合均匀后再加入底物溶液（2）探究温度对酶活性的影响、pH对酶活性的影响，实验步骤的相应的验证实验相同，区别在于分组不同，如何设计？在一定范围内，设计一系列温度（pH梯度）实验，其它条件相同且适宜，可得出最适温度（或pH）的大致范围，再在此范围内减小梯度，进一步进行实验，得到更精确的最适浓度范围。（1）水稻吸收水的相对速度比吸收Ca2+、Mg2+,造成培养液中Ca2+、Mg2+浓度；番茄吸收水的相对速度比吸收SiO44-，造成培养液中SiO44-浓度。大上升大上升（2）不同植物对的吸收有差异,同一种植物对的吸收也有差异,说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有。同一种无机盐离子不同种无机盐离子选择性（3）吸水为，吸收离子为，且无机盐离子必须溶于水后才能被吸收，所以吸水和吸收无机盐离子是两个的过程。自由扩散主动运输/协助扩散相对独立（2）、微生物吸收无机盐离子的特点不同微生物对不同无机盐离子的吸收表现出较大的差异：（1）不同微生物对无机盐离子的吸收有。（2）不同微生物对各种无机盐离子的不同。选择性需要量所有生物膜都是选择透过性膜用完全相同的培养液，在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。在二者吸水速率几乎相同的情况下，72小时后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开始时的百分比)。分析下表不能得出的结论是()对应练习离子品种K＋Mg2＋Ca2＋SiO32-水稻17.00105.00117.0019.50番茄19.1086.0059.60118.00A.不同植物对矿质元素的吸收量是不同的B．不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的C．与番茄相比，水稻对SiO2－3吸收量大，对Ca2＋吸收量小D．植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度呈正相关D课堂小结构建知识网络