全章复习与测试PPT专用教学设计内容

第3讲

物质进出细胞的方式教案

一、渗透系统的组成及原理

1．渗透系统的组成条件

老师：发生渗透作用，必须同时具备以下两个条件是什么？

学生：

（1）具有半透膜

（2）半透膜两侧具有浓度差

2．渗透作用模型和植物细胞的图例比较

（老师通过模型比较，让学生更加直观地把握植物的渗透作用）

学生填表格的内容，老师分析提醒

渗透作用模型

植物细胞与外界溶液形成渗透系统

原生质层——选择透过性膜；

半透膜两侧的溶液具有浓度差

浓度差——细胞液与外界溶液之间

水分子通过半透膜的扩散作用

低浓度溶液―→高浓度溶液

细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透

基本组成

或条件

原理

水扩散的方向

3．细胞吸水和失水的分析

学生填表格的内容，老师根据学生填写情况进行分析

植物细

胞吸水

植物细

胞失水

动物细

原理

渗透作用：

①在成熟的植物细胞中，原生质层相当于一层半透明膜

②外界溶液与细胞液有浓度差

渗透作用：

条件

外界溶液浓度＜细胞液浓度

外界溶液浓度＞细胞液浓度

外界溶液浓度＜细胞现象

细胞吸水而膨胀

细胞失水而发生质壁分离

细胞吸水

胞吸水

①细胞膜相当于一层半透膜

②外界溶液与细胞内液有浓度差

内液浓度

而膨胀，严重时细胞膜会破裂

动物细

胞失水

外界溶液浓度＞细胞内液浓度

细胞失水而皱缩

现有体积相同、质量分数相同的蔗糖溶液和葡萄糖溶液。图1表示这两种物质透过半透膜的情况，图2表示渗透作用装置图，下列叙述合理的是(

)

A．图1体现了半透膜的选择透过性

B．图2甲中水柱a先上升后下降

C．图2乙中水柱b先上升后不变

D．平衡后水柱a的高度高于水柱b 学生：[尝试解答] ________ 老师： [解析]人工制成的半透膜，如玻璃纸没有生物活性，不具有选择透过性，A错误；由于蔗糖不能透过半透膜，故水柱a表现为先上升，后保持不变，B错误；葡萄糖能透过半透膜，水柱b表现为先上升，后由于葡萄糖透过半透膜进入清水中，水柱b将下降，C错误。

[答案]D

1．某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记为零液面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为(

)

老师：解析：选B。掌握渗透作用发生的条件(半透膜和膜两侧存在浓度差)、水分子扩散的方向(顺浓度梯度扩散)和扩散的速率是解题的关键。仔细观察图示，长颈漏斗内为蔗糖溶液，实验开始后长颈漏斗内部液面将上升，由于实验初始阶段半透膜内外溶液浓度差较大，液面上升速率较大。

二、物质进出细胞的方式及相关模型、曲线

1．物质进出细胞的方式比较

要求学生填写表格中的特点、举例。

物质出

入细胞

的方式

特点

自由扩散

不需要载体、不消耗能量

协助扩散

需要载体、不消耗能量

需要载体、消耗能量

不需要载体、消耗能量

被动运输

主动运输

胞吞、胞吐

模型

胞吐：胰岛素、O2、CO2、H2O、甘油、

红细胞吸收葡萄乙醇、苯等出入细胞

糖

小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等

消化酶、抗体等分泌到细胞外；胞吞：吞噬细胞吞噬细菌

老师点评，并提醒：

[提醒] (1)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细胞吸收葡萄糖为协助扩散，小肠细胞吸收葡萄糖则是主动运输。

(2)在跨膜运输方式中，只有主动运输需要能量，且能逆浓度梯度运输。

2．影响跨膜运输的因素及曲线分析

举例

①老师：影响自由扩散的因素是什么？为什么？

学生：细胞膜内外物质的浓度差。

②老师：影响协助扩散的因素是什么？为什么？

学生：细胞膜内外物质的浓度差，细胞膜上载体蛋白的种类和数量。

③老师：影响主动运输的因素是什么？为什么？

学生：载体蛋白、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。

(2)老师进行曲线分析

①物质浓度(在一定的浓度范围内)

②氧气浓度

③温度

[提醒] (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。

下图表示动物肌肉细胞细胞膜转运部分物质的示意图，下列叙述与图中信息相符的是(双选)(

)

A．甲侧为细胞内，乙侧为细胞外

B．Na既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输

C．图示中葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是ATP D．图示中葡萄糖跨膜运输方式与细胞吸收甘油相同

学生：[尝试解答] ________ 【例2】[解析]肌细胞内的肌糖原不能转化成葡萄糖，细胞又要不断消耗葡萄糖，所以甲侧为细胞外，乙侧为细胞内；钠离子进入细胞需要载体蛋白但不消耗能量，而运出细胞需要载体消耗能量；分析图可知，葡萄糖进入肌细胞需要载体蛋白协助，由钠离子驱动，而细胞吸收甘油的方式是自由扩散。

[答案]BC 例3、科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用四种曲线表示：在研究具体的物质X时，发现与曲线②和④相符，试问：细胞膜运输物质X的方式是(

) ＋

A．主动运输

C．胞吞和胞吐 学生：[尝试解答] ________ 老师：[分析] 解答本题时应先分析每一条曲线可表示哪种运输方式，再判断物质X的运输方式。①曲线物质运输速率与物质浓度成正相关，应为自由扩散。②曲线在一定浓度范围内，随物质浓度升高运输速率加快，当达到一定浓度后，运输速率不再增加，说明这种运输需要载体，由于受载体数量的影响，运输速率存在最大值，故可表示主动运输和协助扩散。③曲线O2浓度的高低可影响细胞呼吸，进而影响能量的供应，该运输速率与O2浓度无关，说明这种运输方式不需要能量，应为被动运输。④曲线运输速率与O2浓度有关，说明这种运输方式需要能量，应为主动运输。结合对上述曲线的分析，我们可以看出运输物质X的方式是主动运输。

2．图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异。通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是(

) B．自由扩散

D．无法判断

A．Na

B．K

C．胰岛素 D．CO2

＋＋老师：解析：选B。由图乙可知该物质的运输是由低浓度到高浓度，从细胞外运输到细胞内，消耗能量，为主动运输。由图甲可知，钾离子在细胞外的浓度低，在细胞内的浓度高，因此由细胞外运输到细胞内需要消耗能量，为主动运输。钠离子在细胞内的浓度低于在细胞外的浓度，与图乙所示不符。胰岛素的运输方式为胞吐，CO2的运输方式为自由扩散。

练习：1、关于植物细胞通过主动运输方式吸收所需矿质元素离子的叙述，正确的是( A．吸收不同矿质元素离子的速率都相同

B．低温不影响矿质元素离子的吸收速率

C．主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中

D．叶肉细胞不能以主动运输的方式吸收矿质元素离子

) 老师：解析：选C。植物细胞对矿质元素离子的吸收具有选择性，其细胞学基础是细胞膜上有特异性的载体，不同植物细胞膜上载体的种类和数量不同，所以吸收不同矿质元素离子的速率不同，A项错误。低温条件下呼吸酶活性下降，呼吸速率下降，产生的ATP少，会影响矿质元素离子主动运输的速率，B项错误。主动运输过程除了需要载体外还需要能量，能量是由活细胞进行细胞呼吸提供的，只有活细胞能进行细胞呼吸，C项正确。叶肉细胞的生命活动需要矿质元素离子，一般以主动运输方式吸收矿质元素离子，D项错误。

2、在动物细胞的物质运输中，属于自由扩散的是(

) A．红细胞中的Na进入血浆 B．细胞外液中的O2进入肌细胞

C．细胞外液中的K进入神经细胞 D．血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞

老师；解析：选B。人红细胞中的Na只有血浆中的1/6，为了维持Na细胞外高浓度、K＋＋＋＋＋＋＋细胞内高浓度，细胞靠主动运输运出Na，运进K，故 A、C项错误；O2的跨膜运输是自由扩散，故 B项正确；甲状腺滤泡上皮细胞中碘浓度比血浆中的浓度高，血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞属于主动运输，故D项错误。

3、相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压，这是因为动物细胞(

) A．没有细胞壁，对培养基的渗透压更敏感

B．渗透压远高于细菌或植物细胞的渗透压

C．没有成熟大液泡，渗透压调节能力差

D．生长缓慢，各生长阶段对环境的渗透压要求不同

老师．解析：选A。本题考查渗透压与渗透吸水、维持细胞形态和功能的内在联系等方面的知识。细胞内外液的渗透压之差是细胞吸水或失水的动力。动物细胞与植物细胞相比没有细胞壁的保护，容易因过多吸水而涨破，A选项正确。

4．某同学拟选择一种半透性的膜材料，用于自制渗透计。他采用如图1所示的装置(示意图)，对收集到的四种材料甲、乙、丙和丁进行试验，得到了倒置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线(如图2)。据图分析，该同学应选择的膜材料是(

)

A．甲

C．丙 B．乙 D．丁

老师;解析：选A。根据图1可知，漏斗内糖水的浓度高于烧杯中的水，因此，一定时间内，烧杯中的水将大量渗透到漏斗中而使其液面升高，但当液面差达到一定高度时，由于浓度差和压力差的综合作用使液面不再升高。

5.下图为某种植物幼苗(大小、长势相同)均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况(其他条件相同且不变)，下列有关叙述，错误的是(

)

A．3 h时，两组幼苗均已出现萎蔫现象，直接原因是蒸腾作用和根细胞失水

B．6 h时，甲组幼苗因根系开始吸收K、NO3，吸水能力增强，使鲜重逐渐提高

C．12 h后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过处理前，乙组幼苗将死亡

D．实验表明，该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程

老师：．解析：选B。K、NO3在一开始就被根系吸收，只是在6 h前细胞液浓度比细胞外KNO3溶液浓度低，表现失水状态；6 h后细胞液浓度高于细胞外KNO3溶液浓度，根系表现吸水，K、NO3的吸收方式是主动运输，其吸收能力与根细胞膜上载体数量和能量有关。

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