第四章细胞的物质输入和输出教案

细胞的物质输入和输出【目标导航】知识方面：简述细胞膜的成分和功能简述细胞膜系统的结构和功能举例说出细胞膜是选择透过性膜简述生物膜的结构5．说明物质进出细胞的方式情感态度价值观方面：1．体验制备细胞膜的方法2．探讨在建立生物膜模型的过程中,实验技术的进步所起的作用3．探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点能力方面：1．尝试提出问题,作出假设2．进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作3．进行图表数据的解读【复习重点】1．细胞膜的成分和功能2．细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义3．举例说出细胞膜是选择透过性膜4．流动镶嵌模型的基本内容5．物质进出细胞的方式【知识网络】第一节物质跨膜运输的实例一、渗透作用（1）渗透作用：指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。（2）发生渗透作用的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧具有浓度差。二、细胞的吸水和失水（原理：渗透作用）动物细胞的吸水和失水外界溶液浓度<细胞质浓度时,细胞吸水膨胀外界溶液浓度>细胞质浓度时,细胞失水皱缩外界溶液浓度=细胞质浓度时,水分进出细胞处于动态平衡植物细胞的吸水和失水细胞内的液体环境主要指的是：液泡里面的细胞液。原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞质壁分离外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞质壁分离复原外界溶液浓度=细胞液浓度时就，水分进出细胞处于动态平衡中央液泡大小原生质层位置细胞大小蔗糖溶液变小脱离细胞壁基本不变清水逐渐恢复原来大小恢复原位基本不变细胞质壁分离与复原实验（1）发生的条件：具有大液泡；具有细胞壁（2）质壁分离产生的原因：内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性外因：外界溶液浓度>细胞液浓度（3）质壁分离与复原实验的应用：可以证明原生质层是一层半透膜；判断某细胞是否是活细胞（只适用于成熟植物细胞）；证明膜具有流动性；检验细胞液及外界液体的浓度大小。植物吸水方式有两种：吸涨作用（未形成液泡的细胞）如：干种子、根尖分生区渗透作用(形成中央大液泡的细胞)：如成熟的叶肉细胞等三、物质跨膜运输的其他实例1、对矿质元素的吸收逆浓度梯度——主动运输对物质是否吸收以及吸收多少，都是由细胞膜上载体的种类和数量决定。细胞膜：（1）结构特点：具有流动性（2）功能特点：选择透过性四、比较几组概念扩散：物质从高浓度到低浓度的运动叫做扩散（扩散与过膜与否无关）渗透：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透半透膜：物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小（如：动物膀胱、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜等）选择透过性膜：不同生物细胞膜上载体种类和数量不同，构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性。（如：细胞膜等各种生物膜）第二节生物膜的流动镶嵌模型一．生物膜结构的探索历程时间、人物依据结论或假说19世纪末欧文顿凡能溶于脂质的物质，必不能溶于纸质的物质更容易通过细胞膜细胞膜是由脂质组成的20世纪初分离分离并析出哺乳动物红细胞膜的主要成分为脂质和蛋白质1925年两位荷兰科学家把红细胞膜中的脂质提取出来，在空气—水界面上铺成单分子层，测得其面积恰是红细胞表面积的2倍红细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层20世纪40年代有学者在荷兰科学家的研究基础上推测脂质的两边各覆盖着蛋白质细胞膜是由双层脂质分子及内外表面附着的蛋白质构成的1959年罗伯特森电显微镜下看到细胞膜清晰的一亮一暗三层结构所有生物膜都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成1970年人属细胞融合实验细胞膜具有流动性1972年桑格和尼文森在前人研究的基础上提出了细胞膜的流动镶嵌模型二、生物膜流动镶嵌模型的基本内容：1.磷脂双分子层构成了膜的基本支架2.蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿整个磷脂双分子层3.磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动4.在细胞膜的外表，有一层细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。它有重要的功能（细胞识别、免疫反应、血型鉴定、保护润滑等）例如：消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用；糖被与细胞表面的细胞识别有密切关系。除糖蛋白外，细胞表面还有糖脂。第三节物质跨膜运输的方式一、被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散，称为被动运输。(1)自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞(2)协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散二、主动运输：从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。方向载体能量举例被动运输自由扩散高→低不需要不需要水、CO2、O2、N2、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、维生素等协助扩散高→低需要不需要葡萄糖进入红细胞主动运输低→高需要需要氨基酸核苷酸；K+、Na+、Ca2+等离子跨膜；葡萄糖进入小肠上皮细胞主动运输的意义是保证活细胞按照生命活动需要，主动吸收营养物质，排出代谢废物和有害物质。2、影响物质跨膜运输速率的因素：⑴影响自由扩散的因素：浓度差⑵影响协助扩散的因素：浓度差和载体蛋白⑶影响主动运输的因素：载体蛋白和能量（主动运输不受浓度限制）氧气浓度运输速率被动运输（自由，协助扩散）氧气浓度运输速率被动运输（自由，协助扩散）浓度差（或细胞外物质浓度）氧气浓度氧气浓度运输速率大分子物质进出细胞的方式：胞吞、胞吐胞吞和胞吐的进行消耗能量，体现了膜的流动性。例如：变形虫的取食和排泄；分泌蛋白的分泌过程练习1、对细胞膜的选择透过性起主要作用的物质是（）A、水B、糖类C、蛋白质D、磷脂2、细胞膜具有流动性，这种结构特点是指（）A、整个细胞膜具有流动性B、细胞膜上磷脂是静止的，蛋白质具有流动性C、细胞膜中磷脂和蛋白质都具有流动性D、细胞膜上蛋白质是静止的，磷脂具有流动性3、脂质能够优先通过细胞膜，这是因为（）A、细胞膜以磷脂双分子层为支架B、细胞膜上有搬运脂质物质的载体蛋白C、细胞膜外有一层糖蛋白D、磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动4、下列物质中，易通过细胞膜的是（）A、淀粉B、脂肪酸C、蛋白质D、糖类5、变形虫可吞噬整个细菌，这一事实说明（）A．细胞膜具有选择透过性B．细胞膜失去选择透过性C．大分子可以透过细胞膜D．细胞膜具有一定流动性6、甜菜肉质贮藏根液泡中的花青素使块根呈红色，将此根切成小块，放入蒸馏水中，水的颜色无明显变化；若先用盐酸处理此根，再放入蒸馏水中，则水变为红色，原因是（）A.盐酸破坏了细胞壁B.盐酸破坏了细胞膜C.盐酸破坏了原生质层D.花青素溶于盐酸不溶于水7、将一张洋葱鳞片叶放在某一浓度的蔗糖溶液中,制成装片,放在显微镜下观察,有3种状态的细胞,如图,你认为这3个细胞在未发生上述情况之前,其细胞液的浓度依次是（）A．A﹥B>CB．A<B<CC．B>A>CD．B<A<C8、下列物质通过细胞膜时需要载体的是（）A．水分子进入根毛细胞B．氧进入肺泡细胞C．钾离子被吸收进入小肠绒毛细胞D．二氧化碳进入毛细血管9、如图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：BBDA①②③④能量分别代表各种物质分子或者离子（1）细胞膜的结构与功能是相应适应的，A与细胞膜的选择透过性有密切关系，则A是 ；B代表细胞膜的基本支架，则B是 ；D与细胞信息交流有关，