高一生物必修一知識(shí)點(diǎn):第四章物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?/h1>
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高一生物必修一知識(shí)點(diǎn):第四章物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?/p>
學(xué)習(xí)生物需要講究方法和技巧,更要學(xué)會(huì)對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納整理。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的高一生物物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞街R(shí)點(diǎn),希望對(duì)大家有所幫助!
物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?一)
思考:漏斗管內(nèi)液面為什么會(huì)升高?
由于單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)玻璃紙進(jìn)入長(zhǎng)頸漏斗的水分子數(shù)量多于從長(zhǎng)頸漏斗滲出的水分子數(shù)量,使得管內(nèi)液面升高.
半透膜:半透膜是一類可以讓某些小分子離子的物質(zhì)通過(guò)而大分子的物質(zhì)不能通過(guò)的一類薄膜的總稱。 一.滲透作用
1、水分子(或其他溶劑分子)透過(guò)半透膜的擴(kuò)散,稱為滲透作用 實(shí)質(zhì):(即順著水的相對(duì)含量梯度的擴(kuò)散) 2、條件;(1)半透膜(2)膜兩側(cè)的溶液具有濃度差
3、原理:溶液A濃度大于溶液B,水分子從B A移動(dòng) 溶液A濃度小于溶液B,水分子從A B移動(dòng)
在滲透作用中,水分是從溶液濃度 低 的一側(cè)向溶液濃度 高 的一側(cè)滲透。 擴(kuò)散:物質(zhì)從高濃度到低濃度的運(yùn)動(dòng)
滲透:水及其他溶劑分子通過(guò)半透膜的擴(kuò)散
區(qū)別:滲透與擴(kuò)散的不同在于滲透必須有滲透膜(半透膜)。 二、動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水
外界溶液的濃度= 細(xì)胞質(zhì)的濃度 水分子進(jìn)出細(xì)胞達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡 外界溶液的濃度 〉細(xì)胞質(zhì)的濃度 失水皺縮 外界溶液的濃度〈細(xì)胞質(zhì)的濃度 吸水漲破
把紅細(xì)胞看作一個(gè)滲透裝置 細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜 細(xì)胞質(zhì)與外界溶液存在濃度差 細(xì)胞吸水或失水的多少取決于什么條件?
取決于細(xì)胞內(nèi)外濃度的差值,一般情況下,差值較大時(shí)吸水或失水較多. 三、植物細(xì)胞的吸水和失水 細(xì)胞吸水的方式 (1)吸漲吸水
機(jī)理:靠細(xì)胞內(nèi)的親水性物質(zhì)(蛋 白質(zhì)﹥淀粉﹥纖維素)吸收水分 實(shí)例:未成熟植物細(xì)胞、干種子 (2)滲透吸水(主要的吸水方式) 實(shí)例:成熟的植物細(xì)胞 條件:有中央液泡
細(xì)胞膜;液泡膜;兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)統(tǒng)稱原生質(zhì)層 把成熟的植物細(xì)胞看作一個(gè)滲透裝置
原生質(zhì)層(選擇性透過(guò)膜)相當(dāng)于半透膜,細(xì)胞內(nèi)有細(xì)胞液與外界溶液具有濃度差 當(dāng)外界溶液濃度 ﹥ 細(xì)胞液的濃度 ,細(xì)胞失水,發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象
外界溶液濃度 ﹤ 細(xì)胞液的濃度,細(xì)胞吸水,發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象
質(zhì)壁分離外因:當(dāng)外界溶液濃度 ﹥ 細(xì)胞液的濃度 ,細(xì)胞失水,發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象 質(zhì)壁分離內(nèi)因:細(xì)胞壁伸縮性﹤原生質(zhì)層的伸縮性 探究、植物細(xì)胞的吸水和失水問(wèn)題
1.提出問(wèn)題:原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜么? 2.作出假設(shè):原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜 3.設(shè)計(jì)方案:
實(shí)驗(yàn)原理:將植物細(xì)胞浸潤(rùn)在較高濃度的蔗糖溶液中,觀察大小的變化;再浸潤(rùn)在清水中,觀察其大小的變化。原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜,蔗糖溶液濃度大于細(xì)胞液的濃度細(xì)胞失水發(fā)生質(zhì)壁分離;清水小于細(xì)胞液濃度,細(xì)胞吸水發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原。 4.預(yù)期實(shí)驗(yàn)的結(jié)果 :
由于原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜,水分子可以自由通過(guò),而蔗糖分子則不能通過(guò),因此在蔗糖溶液中,植物細(xì)胞的中央液泡會(huì)縮小,細(xì)胞皺縮;在清水中植物細(xì)胞的液泡又會(huì)變大,細(xì)胞膨脹。
5、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):
(1.)制作洋蔥鱗片葉外表皮的臨時(shí)裝片。
(2.)用低倍顯微鏡觀察洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞中紫色的中央液泡的大小,以及原生質(zhì)層的位置,并記錄。
(3.)從蓋玻片的一側(cè)滴入蔗糖溶液,在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸引。這樣重復(fù)幾次,蓋玻片下面的洋蔥鱗片葉外表皮就浸潤(rùn)在蔗糖溶液中。
(4)用低倍顯微鏡觀察,看細(xì)胞的中央液泡是否逐漸變小,原生質(zhì)層在什么位置,細(xì)胞大小是否變化。
(5)在蓋玻片的一側(cè)滴入清水,在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸引。這樣重復(fù)幾次,洋蔥鱗片葉表皮又浸潤(rùn)在清水中。
(6)用低倍顯微鏡觀察,看中央液泡是否逐漸變大,原生質(zhì)的位置有沒(méi)有變化,細(xì)胞的大小有沒(méi)有變化。 6、進(jìn)行實(shí)驗(yàn):(按預(yù)定方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)) 記錄現(xiàn)象,
蔗糖溶液中,中央液泡變小,原生質(zhì)層脫離細(xì)胞壁,細(xì)胞大小基本不變
清水中,中央液泡逐漸恢復(fù)原來(lái)大小,原生質(zhì)層恢復(fù)原來(lái)位置,細(xì)胞大小基本不變 8、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出結(jié)論:
當(dāng)細(xì)胞液的濃度<外界溶液濃度 (細(xì)胞失水)質(zhì)壁分離 當(dāng)細(xì)胞液的濃度>外界溶液濃度 (細(xì)胞吸水)質(zhì)壁分離復(fù)原 水的進(jìn)出方向——順相對(duì)含量的梯度進(jìn)出植物細(xì)胞 注意:1.滲透作用原理的運(yùn)用
物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?二)
被動(dòng)運(yùn)輸
自由擴(kuò)散(簡(jiǎn)單擴(kuò)散)
定義:物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)散作用(simple transport)進(jìn)出細(xì)胞,叫做自由擴(kuò)散.
其特點(diǎn)是:①沿濃度梯度(或電化學(xué)梯度)擴(kuò)散;
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③沒(méi)有膜蛋白的協(xié)助。
某種物質(zhì)對(duì)膜的通透性(P)可以根據(jù)它在油和水中的分配系數(shù)(K)及其擴(kuò)散系數(shù)(D)來(lái)計(jì)算:
P=KD/t,t為膜的厚度。
脂溶性越高通透性越大,水溶性越高通透性越小;非極性分子比極性容易透過(guò),小分子比大分子容易透過(guò)。具有極性的水分子容易透過(guò)是因水分子小,可通過(guò)由膜脂運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的間隙。
非極性的小分子如O2、CO2、N2可以很快透過(guò)脂雙層,不帶電荷的極性小分子,如水、尿素、甘油等也可以透過(guò)人工脂雙層,盡管速度較慢,分子量略大一點(diǎn)的葡萄糖、蔗糖則很難透過(guò),而膜對(duì)帶電荷的物質(zhì)如:H+、Na+、K+、Cl—、HCO3—是高度不通透的
事實(shí)上細(xì)胞的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中,透過(guò)脂雙層的簡(jiǎn)單擴(kuò)散現(xiàn)象很少,絕大多數(shù)情況下,物質(zhì)是通過(guò)載體或者通道來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)的。離子、葡萄糖、核苷酸等物質(zhì)有的是通過(guò)質(zhì)膜上的運(yùn)輸?shù)鞍椎膮f(xié)助,按濃度梯度擴(kuò)散進(jìn)入質(zhì)膜的,有的則是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。
舉例:氧氣,二氧化碳,水,甘油,乙醇,苯,脂肪酸,尿素,膽固醇,脂溶性維生素,氣體小分子等
協(xié)助擴(kuò)散
也稱促進(jìn)擴(kuò)散、易化擴(kuò)散(faciliatied diffusion),其運(yùn)輸特點(diǎn)是: ①比自由擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)速率高; ②存在最大轉(zhuǎn)運(yùn)速率; 在一定限度內(nèi)運(yùn)輸速率同物質(zhì)濃度成正比。如超過(guò)一定限度,濃度不再增加,運(yùn)輸也不再增加。因膜上載體蛋白的結(jié)合位點(diǎn)已達(dá)飽和; ③有特異性,即與特定溶質(zhì)結(jié)合。這類特殊的載體蛋白主要有離子載體和通道蛋白兩種類型。④不需要提供能量。
舉例:紅細(xì)胞攝取葡萄糖
載體蛋白:能夠與溶劑結(jié)合,通過(guò)對(duì)自身構(gòu)象的改變而介導(dǎo)該溶質(zhì)跨膜運(yùn)輸。
具有高度特異性(其上有結(jié)合點(diǎn),只能與某種物質(zhì)進(jìn)行結(jié)合)
通道蛋白:能形成貫穿膜兩層的充滿液體的通道,孔開(kāi)放時(shí)溶質(zhì)通過(guò)孔道運(yùn)輸。
主動(dòng)運(yùn)輸
其概念是:主動(dòng)運(yùn)輸涉及物質(zhì)輸入和輸出細(xì)胞和細(xì)胞器,并且能夠逆濃度梯度或電化學(xué)梯度。
主動(dòng)運(yùn)輸是指物質(zhì)逆濃度梯度,在載體的協(xié)助下,在能量的作用下運(yùn)進(jìn)或運(yùn)出細(xì)胞膜的過(guò)程。
植物對(duì)水分的吸收和對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程;同種植物對(duì)不同種類無(wú)機(jī)鹽的吸收具有選擇性;不同植物對(duì)同一種無(wú)機(jī)鹽的吸收具有選擇性;不同微生物對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收具有選擇性;物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸既有順濃度的又有逆濃度的;從而認(rèn)識(shí)細(xì)胞膜和其他生物膜都具有選擇透過(guò)性,即水分子可以自由通過(guò),有些離子和小分子也可以通過(guò),一些離子、小分子和任何大分子則不能通過(guò)?!a+、K+和Ca2+等離子,都不能自由地通過(guò)磷脂雙分子層,它們從低濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛纫粋?cè), 需 要載體蛋白的協(xié)助,同時(shí)還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量,這種方式叫做主動(dòng)運(yùn)輸
其特點(diǎn)是:
①逆濃度梯度(逆化學(xué)梯度)運(yùn)輸(小腸運(yùn)輸葡萄糖時(shí)也有順濃度梯度的特例);
?、谛枰芰?由ATP直接供能)或與釋放能量的過(guò)程偶聯(lián)(協(xié)同運(yùn)輸),并對(duì)代謝毒性敏感;
?、鄱加休d體蛋白,依賴于膜運(yùn)輸?shù)鞍?
?、芫哂羞x擇性和特異性。
舉例:小腸吸收K+、Na+、Ca2+等離子,葡萄糖,氨基酸,無(wú)機(jī)鹽,核苷酸,帶電荷離子等。
偶聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白
協(xié)同運(yùn)輸,例如:小腸吸收葡萄糖
反向運(yùn)輸,例如:Na+-Ca2+交換機(jī)、Na+-H+交換機(jī)
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