2025届高三生物一轮复习课件4.1物质跨膜运输

4.1 物质跨膜运输 S z L w h 珠珠的电脑 (珠) - 判断正误 （1）水分子大部分以协助扩散方式进出细胞，也可以通过自由扩散方式进出细胞(　) （2）离子通道的选择性与其大小、形状以及带电荷氨基酸的分布有关(　) （3）载体蛋白的选择性与其上特定的位点有关，其选择性比通道蛋白强 (　) （4）大小相同的分子通过通道蛋白进出细胞时的速率相同(　) （5）胰腺细胞分泌胰蛋白酶的过程不需要穿过膜结构(　) √ 练习∙反馈 × √ √ √ S z L w h 判断正误 （6）同种物质进出同一细胞的方式一定相同(　　) （7）洋葱鳞片叶细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成(　　) （8）在细胞主动运输过程中，均需要ATP水解直接供能(　　) （9）主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢(　　) （10）Na＋借助通道蛋白进入神经细胞的动力是细胞内渗透压(　　) 练习∙反馈 × × × × × S z L w h 练习∙反馈 1、下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是(　　) A.巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散 B.固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输 C.神经细胞受到刺激时产生的Na＋内流属于被动运输 D.护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输 C S z L w h 练习∙反馈 2、下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述，错误的是（ ） A. 在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的N2和NO-3 B. 农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收 C. 土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收 D. 给玉米施肥过多时，会因根系水分外流引起“烧苗”现象 A S z L w h S z L w h 习近平总书记强调只有攥紧中国种子，才能端稳中国饭碗。 近年来，由袁隆平院士领衔的青岛海水稻研究发展中心通过常规育种、杂交与分子标记辅助育种技术，致力于“海水稻”的研发．海水稻普遍生长在海边滩涂地区，具有抗涝、抗盐碱、抗倒伏、抗病虫等能力，这种水稻可以用含盐的水直接灌溉并且产量大幅提高，比普通水稻具有更强的生存竞争能力。 资料卡片 思考：请根据以上材料，思考海水稻生长于盐碱地中将会面临哪些威胁？ 海水稻将主要面临盐胁迫和碱胁迫。盐碱地中土壤盐分过多，土壤溶液浓度大，甚至大于植物根部细胞细胞液浓度，根细胞吸水困难，以及土壤溶液pH过高会对细胞造成伤害。 渗透作用 S z L w h 探究·实践——探究植物细胞的吸水和失水 盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片 3 1 滴清水 2 撕取洋葱鳞片叶外表皮 4 低倍镜观察 6 低倍镜观察 5 在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸引流 7 在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸引流 8 低倍镜观察 三次观察 S z L w h 探究·实践——探究植物细胞的吸水和失水 现象 试剂 中央液泡 原生质层 的位置 细胞大小 蔗糖溶液 清水 逐渐变小，颜色变深 逐渐变大，颜色变浅 逐渐恢复原来位置 基本不变 逐渐脱离细胞壁 基本不变 两次对照 S z L w h 成熟植物细胞模式图 细胞膜 细胞液 细胞质 液泡膜 细胞壁(全透性) 原生质层 ①具有半透膜 ②半透膜两侧的溶液具有浓度差 相当于半透膜 细胞液与外界溶液之间存在浓度差 是否满足发生渗透作用的条件： 渗透作用 S z L w h 1 细胞质 细胞膜 细胞核 细胞膜 原生质层 外界溶液 细胞质 外界溶液 细胞液 失水皱缩 吸水膨胀， 甚至涨破 质壁分离 一定程度膨胀， 不会涨破 渗透作用 S z L w h 【小组讨论】有人提出，耐盐碱水稻根部细胞的细胞液浓度比一般水稻品种（生长在普通土壤上）的高。请利用质壁分离实验方法设计实验进行验证（简要写出实验设计思路）。 明晰思维 配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，分别取耐盐碱水稻根的成熟区细胞和普通水稻根的成熟区细胞，进行质壁分离实验，观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况。 语言表达 质壁分离现象的应用 不同植物细胞 系列浓度蔗糖溶液 镜检 发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大 S z L w h 质壁分离现象的应用 【拓展应用】若要测定海水稻根部细胞的细胞液浓度范围，如何操作？ 明晰思维 配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，分别与同种待测植物细胞制成临时装片，显微镜下观测质壁分离的情况。细胞液的浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液之间。 语言表达 待测成熟植物细胞 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 镜检 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间 S z L w h 物质出入细胞的方式 盐碱地中过多的无机盐，如NaCl、NaHCO3、Na2CO3 等，不仅增大了土壤溶液的渗透压，使植物吸水困难，产生渗透胁迫，还会使土壤 pH呈碱性，干扰植物细胞正常的物质运输，出现碱胁迫。Na+进入 水稻根部细胞，也会影响细胞质基 质中某些酶的活性，对植物产生离 子毒害。同时一些病原菌也会感染 水稻植株，影响正常生长。右图为 海水稻抗逆性相关的生理过程示意 图。 资料卡片 S z L w h 【小组合作】 根据资料和图中的信息，归纳概括海水稻抗逆性相关的物质跨膜运输方式、特点，列举图中物质运输实例，小组交流讨论并完成表格内容。 实例 ① ② ③ ④ 运输方向 是否消耗ATP 是否需要膜转运蛋白协助 方式 物质出入细胞的方式 S z L w h 实例 ① ② ③ ④ 运输方向 是否消耗ATP 是否需要膜转运蛋白协助 方式 自由扩散 高浓度向低浓度 否 不需要 协助扩散 高浓度向低浓度 否 需要 主动运输 低浓度向高浓度 是 需要 胞吐 是 不需要 物质出入细胞的方式 S z L w h “三看法”快速判定物质出入细胞的方式 S z L w h （1）运输方向： 高浓度 低浓度 不需要载体，不需要能量 （3）实例： 水、气体、脂溶性物质 （2）特点： （4）影响自由扩散的因素： 浓度差 扩散速度 浓度差、温度 （一）自由扩散 顺浓度梯度 转运蛋白 扩散速度 能量 扩散速度 物质出入细胞的方式 S z L w h （二）协助扩散 （1）运输方向： 高浓度 低浓度 需要转运蛋白，不需要能量 （3）实例： 红细胞吸收葡萄糖、水通道、离子通道 （2）特点： （4）影响协助扩散的因素： 浓度差、转运蛋白种类和数量、温度 顺浓度梯度 浓度差 扩散速度 能量 扩散速度 物质出入细胞的方式 载体蛋白的数量有限 S z L w h （1）水分子比较小，在活细胞中含量最多，人们曾经认为它们以自由穿过细胞膜磷脂分子的间隙而进出细胞。后来，科学家通过研究比较人工膜和生物膜对多种物质的通透性，发现：与O2、CO2和甘油不同，水分子通过生物膜时的速率高过人工膜的速率。由此推断细胞膜上可能存在 。 资料卡片 思考：以肾小管上皮细胞膜为实验材料，如何设计实验验证这个猜想？ 特殊的输送水分子的通道 减法原理：去除肾小管上皮细胞膜上相关的蛋白质或加蛋白质抑制剂。比较处理前后，肾小管上皮细胞膜对水的通透性大小。 物质出入细胞的方式 S z L w h （2）科学家阿格雷在红细胞膜上发现了一种疏水性跨膜蛋白AQP1。他将这种蛋白镶嵌在人工合成的脂质体上，并将其和普通脂质体同时放入蒸馏水中，每隔一段时间观察，结果说明: 资料卡片 据图分析，抗利尿激素促进肾小管对水重吸收的机制是： 疏水性跨膜蛋白AQP1能够加快水分子进入细胞的速率 抗利尿激素与肾小管上皮细胞膜上的受体结合，促进含水通道蛋白的囊泡与管腔一侧细胞膜融合，增加膜上水通道蛋白的数量，促进对水的重吸收。 1988年，科学家阿格雷从红细胞和肾小管细胞中发现了输送水分子的特殊通道——水通道蛋白。 必一P68 物质出入细胞的方式 S z L w h 教材回归1：载体蛋白和通道蛋白转运分子或离子的机理有什么区别？ 类型 载体蛋白 通道蛋白 图示 区别 教材P66-67 载体蛋白 与运输物质结合，只容许_____________________的分子或离子通过，而且每次转运时都会______________________。 载体蛋白可参与主动运输、 协助扩散 需要 与自身结合部位相适应 发生自身构象的改变 通道蛋白_________与通过的物质 相结合，只容许与自身通道的_____________相适配、____________相适宜的分子或离子通过。 不需要 直径和形状 大小和电荷 通道蛋白只参与 协助扩散 S z L w h 盐碱地中过多的无机盐，如 NaCl、NaHCO3、Na2CO3 等，不仅增大了土壤溶液的渗透压，使植物吸水困难，产生渗透胁迫。 资料卡片 思考：据图分析，海水稻主要以什么方式应对渗透胁迫？ 海水稻通过主动运输把Na+和H+运入液泡，升高细胞液渗透压，从而有利于根细胞吸水，以应对渗透胁迫。 物质出入细胞的方式 S z L w h 盐碱地中过多的无机盐，使土壤 pH 呈碱性，干扰植物细胞正常的物质运输，出现碱胁迫，但海水稻根细胞间pH小于7。Na+进入水稻根部细胞，也会影响细胞质基质中某些酶的活性，对植物产生离子毒害。 资料卡片 物质出入细胞的方式 据图可知，耐盐植物根细胞的细胞质基 质中pH为7.5，而细胞膜外和液泡膜内pH均 为5.5（H+含量越高的溶液pH越低）。这个 差异主要由细胞膜和液泡膜上的H+-ATP泵 以 方式转运H+来维持的。这 种H+分布特点为图中的 两 种转运蛋白运输Na+提供了动力，这一转运过程可以帮助根细胞将Na+转运到 ，从而降低了细胞质基质中的Na+浓度，以应对离子毒害。 主动运输 SOS1和NHX 细胞膜外或液泡内 S z L w h 思考：土壤溶液pH突然升高，对海水稻缓解离子毒害有无影响? 理由是什么?（从细胞膜上的蛋白角度考虑） 有；土壤溶液pH升高，H+从SOS1进入细胞的量减少，导致Na+外排受阻。 物质出入细胞的方式 Na+运输的能量来源？ Na+运输的能量来源于H+的电化学梯度 S z L w h 主动运输 逆浓度梯度运输 需要载体 需要消耗能量 与主动运输有关的细胞器： 核糖体、线粒体 运输速率 能量 运输速率 转运蛋白数量 运输速率 浓度差 物质出入细胞的方式 S z L w h 知识拓展：三类主动运输 第一类：直接消耗ATP的主动运输。 通常称为泵（ATP驱动泵）。 ①Na+-K+泵 ②H+泵 ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。 S z L w h 知识拓展：三类主动运输 第二类：间接消耗ATP的主动运输 如图：“海水稻”细胞逆浓度排出Na+时，没有直接消耗ATP，而是利用H+浓度差的能量。但是H+浓度差的建立是依靠H+_ATP泵，需要消耗ATP。 （协同转运） S z L w h 知识拓展：三类主动运输 第三类：光能驱动的主动运输 如图：光驱动泵利用光能运输物质，见于细菌。 （光驱动泵） S z L w h 思考：据图分析，海水稻主要以什么方式应对病原菌？ 物质出入细胞的方式 海水稻通过胞吐的方式把抗菌蛋白排出细胞，抑制病原菌的繁殖。 胞吞和胞吐需要膜上载体蛋白质的参与吗？需要蛋白质的参与吗？ S z L w h 思考 物质出入细胞的方式 （1）通过胞吞、胞吐方式运输的例子有： _____________________________________________ （2）生物大分子一定都是以胞吞胞吐方式运输吗？举例。 _____________________________________________ （3）胞吞、胞吐运输的都是大分子吗？举例。 _____________________________________________ 胞吞：吞噬细胞吞噬病原体、变形虫摄取食物颗粒 胞吐：分泌蛋白分泌、神经递质的释放 mRNA与蛋白质大分子通过核孔进出 神经递质（如：乙酰胆碱、氨基酸类） S z L w h 海水稻口感香甜，营养价值丰富，在人体消化道中被进一步分解为葡萄糖、氨基酸等小分子物质被消化吸收。下图甲表示葡萄糖、Na+和 K+进出小肠绒毛上皮细胞的示意图，乙图表示葡萄糖进入胰岛B细胞的过程。 资料卡片 物质出入细胞的方式 (1)据图甲推测，Na+进入小肠绒毛上皮细胞的方式是__________，这一过程为葡萄糖的运输提供了__________，因此当细胞外Na+浓度降低时，葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的速率会_________。 协助扩散 能量 降低 S z L w h 物质出入细胞的方式 （2）Na+运出和 K+进入小肠绒毛上皮细胞时消耗的ATP来自 （场所）。 （3）根据图甲和图乙可知，葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞和胰岛B细胞的方式______(填“相同”或“不同”)，判断依据是______________________________。 （4）葡萄糖进入胰岛B细胞后，引发一系列生理反应促进胰岛素以_______的运输方式分泌到细胞外，进而促进肝脏细胞中的葡萄糖合成_______________。 细胞质基质和线粒体 不同 葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞是逆浓度梯度的，葡萄糖进入胰岛B细胞是顺浓度梯度的 胞吐 (肝)糖原 S z L w h 海水稻也有几个一直难以大面积推广的弱点，一是不抗倒伏，若是遭遇台风暴雨，这稻子就大片大片倒下，大面积倒伏造成收割困难；二是单产低，最初的海水稻亩产仅几十斤。三是耐盐碱能力还有待进一步提高，这样可以让更多的盐碱地中上海水稻，实现增产。 资料卡片 物质出入细胞的方式 思考：结合实际情况，提出进一步改良海水稻抗逆性状的方案。 S z L w h 课堂小结 细胞膜具有选择透过性 膜蛋白参与、磷脂双分子层的流动性 磷脂双分子层的流动性 转运蛋白的种类和数量、转运蛋白空间结构的变化 细胞膜的 结构及特性 控制物质进出细胞(功能) 细胞膜的 功能及特性 特性 S z L w h P72 拓展应用2变式题 柽柳是一种泌盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收的盐分排出，是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输？请设计实验加以证明。 实验材料：柽柳幼苗若干、适宜浓度的含Ca2+和K+的完全培养液、细胞呼吸酶抑制剂、蒸馏水，请写出实验步骤，并预期实验结果。 （1）探究是主动运输还是被动运输： 植物＋培养液 呼吸酶 抑制剂 对某离子吸收减弱或停止 不影响离子吸收 主动运输 被动运输 （2）探究是自由扩散还是协助扩散： 植物＋培养液 蛋白质 抑制剂 对某离子吸收减弱或停止 不影响离子吸收 协助扩散 自由扩散 S z L w h 课后作业 思考:鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 成熟植 物细胞 不同种 类溶液 镜检 只发生 质壁分离 质壁分离 后自动复原 溶质不能透过半透膜（如蔗糖溶液） 溶质能透过半透膜（如KNO3溶液） 如果所用溶液中的溶质为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。 S z L w h 1、如图是几种物质跨膜运输方式中运输速率与影响因素间的关系曲线图，请据图回答： (1)图①表示的物质运输方式是 ；图④物质运输速率受到限制的原因是 。 (2)分析图中曲线可知，与甘油进出细胞相符的曲线有 ；能够表示红细胞吸收葡萄糖的曲线有 。(3)在研究物质X进出肾小管上皮细胞的方式时，发现与曲线④和⑥相符。则物质X进出细胞的方式是 。 ①③⑤ 自由扩散 载体数量有限 ②③⑥ 主动运输 练习∙反馈 S z L w h 影响三种运输方式速率的因素及速率的比较 1.物质浓度（在一定的浓度范围内） 物质运输速度 物质浓度 自由扩散 物质运输速度 物质浓度 · · a b c 载体蛋白的数量有限 协助扩散或主动运输 细胞内 浓度 时间 · a b c 细胞外浓度 主动运输 S z L w h 影响三种运输方式速率的因素及速率的比较 2.O2浓度和呼吸作用强度 运输速率 运输速率 运输速率 O2浓度/呼吸作用强度 O2浓度 呼吸作用强度 自由扩散或协助扩散 主动运输 主动运输 特别提醒： 1.由于自由扩散和协助扩散不需要消耗能量，因此其运输速率与氧气浓度和呼吸作用强度无关，有氧呼吸和无氧呼吸都可以为主动运输提供能量，因此，氧气浓度为0时，可由无氧呼吸为其提供能量； 2.哺乳动物成熟的红细胞的主动运输与氧气浓度无关。 （无线粒体） S z L w h 影响三种运输方式速率的因素及速率的比较 3.温度： S z L w h 影响三种运输方式速率的因素及速率的比较 4.影响物质运输速率的因素: 自由扩散坐标图 影响因素： 物质在细胞内外的浓度差 /呼吸速率 协助扩散坐标图 主动运输坐标图 影响因素： 物质在细胞内外的浓度差 载体数量 影响因素： 能量 载体数量 特别提醒：凡是能影响能量供应的因素都影响主动运输的速度，如氧气、温度等 S z L w h 练习∙反馈 2、为研究植物细胞质壁分离现象，某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲物质溶液中，一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。下列说法错误的是（ ） A.该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞 B.细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度 C.细胞液中的H2O可以经自由扩散进入甲物质溶液中 D.甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁 B S z L w h 练习∙反馈 3、液泡是植物细胞中储存 Ca2+的主要细胞器，液泡膜上的 H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输 H+，建立液泡膜两侧的 H+浓度梯度。该浓度梯度驱动 H+通过液泡膜上的载体蛋白 CAX 完成跨膜运输，从而使 Ca2+以与 H+相反的方向同时通过 CAX 进行进入液泡并储存。下列说法错误的是（ ） A．Ca2+通过 CAX 的跨膜运输方式属于协助扩散 B．Ca2+通过 CAX 的运输有利于植物细胞保持坚挺 C．加入 H+焦磷酸酶抑制剂，Ca2+通过 CAX 的运输速率变慢 D．H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输 A S z L w h 练习∙反馈 4、 （1）结合材料，分析影响肾小管重吸收葡萄糖的直接因素有哪些（列举两点） 、 。 SGLT（种类/数量） Na+细胞内外浓度差 S z L w h 练习∙反馈 4、 （2）II型糖尿病患者采用SGLT抑制剂治疗后，尿量会 ，原因是 。 SGLT抑制剂作用于SGLT，抑制了肾小管上皮细胞对葡萄糖的重吸收，使原尿中葡萄糖浓度升高，从而降低了肾小管对水分的重吸收。 增加 S z L w h 练习∙反馈 4、 （3）若要将SGLT2抑制剂作为新型降糖药物应用于临床，还需要对该药物进行哪些研究： 。 该药物对人体的副作用；该药物的用法用量等 S z L w h 练习∙反馈 5、主动运输的能量可来自ATP水解或电化学 梯度（离子的浓度梯度），如图是与小肠上皮 细胞有关的葡萄糖、Na＋跨膜运输的示意图， 其中a、b、c表示载体蛋白，“ ”“ ”的个数 代表分子（或离子）的浓度。据图分析，叙述 正确的是（ ） A.载体蛋白b转运葡萄糖的过程中需要ATP水解供能 B.在载体蛋白c的协助下，小肠上皮细胞内外的Na＋浓度趋于相等 C.肠腔中的Na＋浓度降低，会影响小肠上皮细胞吸收葡萄糖 D.机体短暂的供氧不足，会影响葡萄糖由小肠上皮细胞进入组织液 C S z L w h 练习∙反馈 6、探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验，探究蔗糖溶液，清水处理外表皮后，外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是（ ） C A B C D S z L w h 谢谢观看! S z L w h 珠珠的电脑 (珠) - Lavf58.20.100 $$