(三)影响主动运输的因素:1、载体:是细胞膜上的一类蛋白质。(1)载体具有特异性,不同物质的载体不同,不同生物细胞膜上载体的种类和数目也不同。(2)载体具有饱和现象,当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时,细胞吸收该载体运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。
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。
(二)影响协助扩散的因素:1、细胞膜内外物质的浓度差。2、细胞膜上运载物质的载体数量。
(一)影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。
(四)功能特点:选择透过性:1、表现:植物根对矿质元素的选择性吸收,神经细胞对K+的吸收和对Na+的排出,肾小管的重吸收和分泌,小肠的吸收等。2、原因:遗传性决定载体的种类和数量,从而也决定了选择性。
(五)细胞膜的流动性和选择透过性:流动性与选择透过性都是对细胞膜的描述,但两者既有区别又有联系。1、区别:流动性是细胞膜结构方面的特性,选择透过性体现了细胞膜功能方面的特性,主动运输能充分说明选择透过性。2、联系:细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。因为只有细胞膜具有流动性,细胞才能完成其各项生理功能,才能表现出选择透过性。相反,如果细胞膜失去了选择透过性,细胞可能已经死亡了。总之,膜的组成、结构和功能可表示为右图:
[思考感悟]细胞膜的主动运输和被动运输对于细胞的生命活动而言是非常重要的,保证生命活动顺利进行的结构和功能基础分别是什么?
膜的流动性和选择透过性。
[基础训练]1、取细胞膜上糖蛋白成分相同的两种海绵动物,将其细胞都分散成单个后混合培养,发现这两种细胞能够结合在一起;但将细胞膜上糖蛋白成分不相同的两种海绵动物的细胞分散后混合培养,会发现这两种细胞不能结合在一起。这一实验现象说明细胞膜上的糖蛋白与( A )
A、细胞间的相互识别有关 B、细胞间的免疫作用有关
C、细胞的分泌作用有关 D、细胞间物质交流有关
2、植物细胞吸收物质的方式之一是胞吞作用,具体过程是:当物质吸附在细胞膜上时,细胞膜内陷,形成小囊泡,囊泡地移动过程中在细胞内溶解消失,把物质留在细胞内,或囊泡一直移动将物质交给液泡。以下对胞吞作用的理解正确的是( C )
A、体现了细胞膜的功能特性是选择透过性
B、这个过程不需要消耗能量
C、体现了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性
D、是植物细胞膜摄取养分的主要方式
3、物质通过细胞膜与膜的流动性有密切关系,为了探究温度对膜的流动性的影响,有人做了下述实验:分别用红色和绿色荧光剂标记人和鼠细胞膜上的蛋白质,然后让两个细胞在37℃条件下融合并培养。40min后,融合的细胞膜上红色和绿色均匀相间分布。
(1)该探究实验的设计不严密,应如何补充?再设置两组与题干一样的实验,但分别放在10℃和40℃条件下融合并培养,40min后,观察并记录融合的细胞膜上红色、绿色荧光分布是否均匀(温度设置合理即可)。
(2)本实验可以通过在相同时间后,观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上的分布情况来判断温度对膜流动性的影响,还可以通过哪种方式来比较说明这种影响?两种荧光物质在细胞膜上分布均匀所用的时间。
(3)最可能的实验结果及结论(在纠正的基础上进行)
预期结果:10℃和40℃条件下两种荧光物质分布均匀所用的时间均大于40min。
相应结论:在一定范围内,随温度的升高膜的流动性会加快,但温度过高则不利于生命活动的正常进行。
[高考模拟]
4、(2008广州模拟)如图表示细胞膜的亚显微结构,其中a和b为两种物质的运输方式,下列对细胞膜结构和功能的叙述正确的是( C )
A、组成细胞膜的化学成分是C、H、O、N
B、由②可知细胞膜是双层膜
C、a物质进入细胞是自由扩散,b物质进入细胞是主动运输
D、若Ⅰ侧为肠道,那么Ⅱ侧则是毛细血管腔
5、(2007上海高考)如图是神经细胞的细胞膜结构模式图,正确的是( A )
[作业]
(三)结构特点:流动性:1、原因:膜结构中的蛋白质分子和脂质分子是可以运动的。2、表现:变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐及载体对相应物质的转运等。3、影响因素:主要受温度影响,适当温度范围内,随外界温度升高,膜的流动性增强,但温度高出一定范围,则导致膜的破坏。4、实例:(1)质壁分离和复原实验;(2)变形虫捕食和运动时伪足的形成;(3)白细胞吞噬细菌;(4)胞吞与胞吐;(5)受精时细胞的融合过程;(6)动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程;(7)细胞杂交时的细胞融合(如人鼠细胞融合)。
(二)组成成分及其在膜的分布(见右图)
5、(2008广东生物1)具有细胞壁的选项是( A )
A、花粉 B、红细胞 C、胰岛A细胞 D、流感病毒
[作业]
3、某校生物实验小组要对“动物细胞是否也能通过渗透作用吸水和失水”进行实验探究,假如你是其中一员,请分析回答下列问题:
(1)实验假设是动物细胞能通过渗透作用吸水和失水,作出该假设的依据:动物细胞具有渗透作用的条件(或细胞膜有选择透过性,当细胞与外界溶液接触时,膜两侧具有浓度差)。
(2)把下面的实验方案补充完整。
①实验仪器、试剂:显微镜、带刻度的载玻片、取材工具、食盐、蒸馏水。
②实验材料:为了便于取材和观察,最好选用人的口腔上皮(或红细胞)细胞作为实验材料。
③实验步骤:a、配制一系列不同浓度梯度的食盐溶液(注意:浓度梯度要以0.9%盐水为中间值);b、取7支试管,分别编号为1到7号;c、在试管中加入相应的试剂和材料;d、一段时间后,制片、显微镜下观察。
编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
食盐溶液浓度 |
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细胞直径大小 |
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如果你的假设成立,则实验预期结果是在小于0.9%(或较低浓度)盐水中,细胞直径变大甚至破裂;在等于0.9%(或适宜浓度)盐水中,细胞直径不变;在大于0.9%(或较高浓度)盐水中,细胞直径变小甚至皱缩。
(3)设计一个用于实验记录的表格,注明实验记录的相关项目。
[高考模拟]4、(200广东高考)用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片,观察细胞的变化,下列有关实验操作和结果的叙述,正确的是( B )
A、将装片在酒精灯上加热后,再观察细胞质壁分离现象
B、在盖玻片一侧滴入清水,细胞吸水膨胀但不会破裂
C、用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后,均能观察到质壁分离复原现象
D、当质壁分离不能复原时,细胞仍具正常生理功能
[思考感悟]在实验过程中我们选择紫色洋葱鳞片叶作实验材料的原因是什么?还能举出其他的例子吗?紫色洋葱鳞片叶中有紫色的液泡,便于实验观察。另如紫色鸭趾草叶等。
[基础训练]1、某渗透装置如图所示,烧杯中盛放有蒸馏水,图中猪膀胱膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液,一定时间后再加入蔗糖酶。从理论上分析,该实验过程中最可能出现的现象是( B )
A、漏斗中液面开始时先上升,加酶后即下降
B、漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后开始下降
C、加酶前后,在烧杯中都可以检测出蔗糖
D、加酶后,可以在烧杯中检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶
2、用打孔器取同一萝卜10cm长的直根条,分成4组,其中3组分别置于20g·L-1、60g·L-1、80g·L-1的KNO3溶液中,测量结果如图1。若将第4组放在40g·L-1的KNO3溶液中,其测量结果可能是图2中的( D )
(二)生物膜的特性:细胞膜和其他生物膜可以让水分子自由通过,一些离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过,因此它们都是选择透过性膜。
[思考感悟]半透膜和选择透过性膜有哪些异同点?
(1)相同点:某些物质可以通过,另一些物质不能通过。(2)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。
[基础训练]
1、红细胞悬液为不透明的红色液体,而红细胞发生溶血(红细胞破裂)后,溶液会逐渐透明,所以可通过红细胞悬液澄清的速度判断红细胞溶血速度,进而根据红细胞溶血速度来判断物质进入红细胞的速度。
(1)实验目的:设计实验判断葡萄糖和甘油进入红细胞的速度。
(2)试剂用具:稀释的羊的红细胞悬液、0.3mol·L-1的葡萄糖溶液、0.3mol·L-1的甘油溶液、试管、量筒、计时器、试管架、记号笔。
(3)实验步骤
第一步:取2支试管,分别标记为A、B。
第二步:分别量取0.3mol·L-1的葡萄糖溶液、0.3mol·L-1的甘油溶液各10mL,注入A、B两支试管。
第三步:分别量取1mL稀释的羊红细胞悬液注入A、B两支试管中,同时开始记时,记录溶液由不透明到透明所需的时间。
(4)结果结论
①如果加入葡萄糖的试管内溶液透明所用的时间短,说明葡萄糖比甘油进入细胞的速度快。
②如果加入甘油的试管内溶液透明所用的时间短,说明甘油比葡萄糖进入细胞的速度快。
③如果两支试管内溶液透明所用的时间相同,说明葡萄糖和甘油进入细胞的速度相同。
(5)实验思考
根据研究得知,0.3mol·L-1的葡萄糖溶液和0.3mol·L-1的甘油溶液都是红细胞的等渗溶液,为什么还会使红细胞发生溶血?葡萄糖和甘油都是细胞选择吸收的物质,所以会逐渐进入细胞,使细胞内的溶液浓度增大,渗透压上升,细胞大量吸水,最终导致细胞涨破。
2、下列实例中,最能体现植物细胞渗透失水和吸水原理的是( C )
①将萎蔫的菠菜放入清水中,不久变得硬挺;②将大豆种子浸入清水后,种皮变软,体积膨大;③用糖拌西红柿,西红柿变软,渗出许多汁水;④洋葱鳞片叶的表皮细胞发生质壁分离和质壁分离复原
A、① B、②③ C、④ D、①④
3、用完全培养液在两个相同容器内分别培养水稻和番茄苗,假设两植物的吸水速率相同,一段时间后,测定培养液中各种离子与实验开始时各种离子浓度之比如图所示。该实验的结果不能说明( D )
A、不同植物对各种离子的需要量是不同的
B、与番茄相比,水稻对Si4+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
[高考模拟]4、(2008上海生物20)在保持细胞存活的条件下,蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如右图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中,则该萝卜条的质量将( B )
A、不变 B、增大 C、减小 D、先增后减
溶液 |
Ⅰ |
Ⅱ |
Ⅲ |
Ⅳ |
质量变化率 |
+8% |
-6% |
-4% |
0 |
5、(2006上海高考)将相同的四组马铃薯条分别浸入四种溶液中,一小时后测定薯条质量变化的百分率,结果如下表。下列叙述中正确的是( A )
A、Ⅰ的浓度最低 B、Ⅱ的浓度较Ⅲ低 C、Ⅳ的浓度最高 D、Ⅳ可能是蒸馏水
[作业]
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