细胞物质输入输出.ppt

1、第四章 细胞的物质输 入输出,（1）物质进入细胞的方式,说明物质进出细胞的方式。 通过模拟实验探究膜的透性。 观察植物细胞的质壁分离和复原。,【考试大纲】,【课程标准】,【复习知识点】,1 原生质层 2细胞液 3细胞失水和吸水的原理(渗透作用) 4质壁分离和质壁分离复原 5选择透过性膜 6流动镶嵌模型的探索历程和基本内容 7主动运输 8被动运输( 自由扩散 ,协助扩散) 9胞吞(内吞) 胞吐(外排),第一节 物质跨膜运输的实例,一、渗透作用 （1）渗透作用： （2）发生渗透作用的条件： A B,指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。,具有半透膜,半透膜两侧具有浓度差,渗透现象示意图,二、细胞

2、的吸水和失水（原理：渗透作用）,细胞吸水膨胀,细胞失水皱缩,水分进出细胞处于动态平衡,1、 动物细胞的吸水和失水 外界溶液浓度细胞质浓度时, 外界溶液浓度=细胞质浓度时,2、植物细胞的吸水和失水 细胞内的液体环境主要指的是 原生质层： 外界溶液浓度细胞液浓度时, 外界溶液浓度细胞液浓度时, 外界溶液浓度=细胞液浓度时，,液泡里面的细胞液,细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质,细胞质壁分离,细胞质壁分离复原,水分进出细胞处于动态平衡,变小,脱离细胞壁,基本不变,逐渐恢复原来大小,恢复原位,基本不变,清水,蔗糖溶液,中央液泡大小,原生质层位置,细胞大小,（1）具有大液泡,（2）具有细胞壁,(3)外

3、界溶液浓度细胞液浓度,吸胀作用,（未形成中央液泡）,渗透作用,(有中央液泡的成熟植物细胞),1、质壁分离产生的条件：,2、植物吸水方式有两种,干种子、根尖分生区,三、物质跨膜运输的其他实例 1、对矿质元素的吸收 （1）逆相对含量梯度也可进行 （2）对物质是否吸收以及吸收多少，都是由 决定。 2、细胞膜是一层选择透过性膜， 可以自由通过， 也可以通过，而 则不能通过。,细胞膜上载体的种类和数量,水分子,一些离子和小分子,其他的离子、小分子和大分子,主动运输,扩散：,（如： ）,（如： ）,渗透：,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）,O2从浓度高的地方向浓度低的地方运动,水

4、分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透,细胞的吸水和失水，原生质层相当于半透膜,讨论：比较两组概念,（如： ）,细胞膜上具有 ，且不同生物的细胞膜上载体 不同，构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性。,（如： ）,选择透过性膜,半透膜,物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小,动物膀胱、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜,细胞膜等各种生物膜,种类和数量,载体,第二节生物膜的流动镶嵌模型 一、探索历程（略，见P65-67） 二、流动镶嵌模型的基本内容 构成了膜的基本支架 蛋白质分子有的 在磷脂双分子层表面，有的 磷脂双分子层中，有的 整个磷脂双分子层 磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以,磷脂双

5、分子层,运动,镶嵌,部分或全部嵌入,横跨,三、糖蛋白（糖被） 组成： 作用：,由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成。,保护润滑等。,血型鉴定、,免疫反应、,细胞识别、,(1) ： (2),一、被动运输：,第三节 物质跨膜运输的方式,二、主动运输：,物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散，称为被动运输。,物质通过简单的扩散作用进出细胞,进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散,从 浓度一侧运输到 浓度一侧，需要 的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的 ， 这种方式叫做主动运输。,自由扩散,协助扩散：,低,高,载体蛋白,能量,高低,不需要,不需要,高低,低高,需要,需要,不需要,需要,自由扩散,协助扩散,主动运

6、输,水、CO2、O2、N2、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、维生素等,葡萄糖进入红细胞,氨基酸、K+、Na+、Ca+等离子、葡萄糖进入小肠上皮细胞,大分子如蛋白质等物质进出细胞的方式：,胞吞、胞吐,【基础知识回顾】,1.无机盐离子和一些非脂溶性的小分子有机物进出细胞时，它们从 一侧运输到 一侧，需要 的协助，同时还需要消耗 ，这种方式叫做主动运输。主动运输普遍存在于 和 细胞中，保证了活细胞能按照 的需要， 吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和 物质。,3影响物质进出细胞速率的因素 影响自由扩散的因素： 。 影响协助扩散的因素： ； 。 影响主动运输的因素： ； 。 4画出影响物质运输速率的曲线： 物

7、质浓度（在一定浓度范围内）对物质进出细胞的三种方式中运输速率的 影响曲线： 氧气浓度（在一定浓度范围内）对物质进出细胞的三种方式中运输速率的 影响曲线：,2列表比较自由扩散、协助扩散和主动运输,5.植物细胞的 和 以及 称为原生质层，植物细胞的原生质层相当于一层 。 6.当 时，植物细胞失水发生 ；反之，当 时，植物细胞吸水，发生 。 7植物细胞发生质壁分离的内因是 ；外因是 。 8判断细胞是否发生质壁分离及其复原时的规律： 从细胞角度分析： 细胞不发生质壁分离现象。 细胞才可发生质壁分离现象。 从溶液角度分析： 在 溶液中，细胞只会发生质壁分离现象，不能自动复原。 在 溶液中，细胞先发生质壁

8、分离后自动复原。 在高浓度溶液中，细胞可发生 ，但会因 而不再复原。,9物质跨膜运输并不都是 相对含量梯度的，而且细胞对物质的输入和输出具有 ，可以说细胞膜和其他生物膜都是 膜。这种膜可以让 自由通过，一些 和 也可以通过，而其他的 、 和 则不能通过。生物膜的这一特性是 的一个重要特征。 10植物细胞质壁分离与复原实验有以下几方面的应用： ； ； ； ；,19世纪末，欧尔顿发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：凡是可以溶于 的物质，更容易通过细胞膜进入细胞。于是，他提出：膜是由 -组成的。 20世纪初，科学家通过对红细胞膜成分进行化学分析表明：膜的主要成分是_ 和 。1925年，两位荷兰科学家

9、用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气水面上铺展层单分子层，面积为红细胞表面积的 倍，由此得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为 。 20世纪40年代，有学者推测脂质两边各覆盖着 。1959年，罗伯特森在 下看到了细胞膜清晰的 三层结构，他结合其他学者的工作，提出生物膜的模型：所有的生物膜都由 三层结构构成，中间的亮层是 分子，两边暗层是 分子，他把生物膜描述为 的统一结构。 2.流动镶嵌模型的提出： 20世纪60年代以后，很多科学家对罗伯特森的模型提出质疑：如果这样，细胞膜的复杂功能将难以实现，就连 、 这样的现象都不好解释。 后来科学家发现膜蛋白并不全是全部 在脂质表面，有的蛋白质是 在脂质

10、双分子层中的。,1970年，科学家用绿色荧光燃料标记鼠细胞表面的蛋白质分子，红色荧光染料标记人细胞表面的蛋白质分子，来研究细胞融合。此实验表明：细胞膜具有 。 结合前人的研究成果，1972年桑格和尼克森提出了 模型，并为大多数人所接受。 3.生物膜流动镶嵌模型的基本内容：生物膜流动镶嵌模型认为， 构成了膜的基本支架，这个支架不是_ 的，是轻油般的流体，具有 。蛋白质分子有的 磷脂双分子层表面，有的部分或全部 磷脂双分子层中，有的 整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以 的。 4.在细胞膜的外表，有一层细胞膜上的 与 结合形成的糖蛋白，叫做糖被。它有重要的功能。如：消化道和呼吸道上皮细胞表面

11、的糖蛋白有 作用；糖被与细胞表面的 有密切关系。除糖蛋白外，细胞表面还有 。,生物膜分子结构的基本特点是： （1）镶嵌性：膜的基本结构是由脂双分子层镶嵌蛋白质构成的 （2）流动性：膜结构中的蛋白质和脂类分子在膜中可作多种形式的移动。膜整体结构也具有流动性。流动性的重要生理意义：物质运输、细胞识别、细胞融合、细胞表面受体功能调节等。 （3）不对称性：膜两侧的分子性质和结构不相同 （4）蛋白质极性：多肽链的极性区突向膜表面，非极性部分埋在脂双层内部。故蛋白质分子既和水溶性也和脂溶性分子具有亲和性。 3、流动镶嵌模型的基本内容 结构特点： (1)磷脂双分子层：构成膜的基本支架 （其中磷脂分子 的亲水

12、性头部朝向两侧，疏水性尾部朝向内侧） (2)蛋白质分子：在膜表面，或部分或全部镶嵌在磷脂双分子层 糖被（少量）：细胞膜外表 功能特性： (3)脂分子是可以运动的，具有流动性； (4)膜的蛋白质分子也是可以运动的。（也体现膜的流动性） (5)细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合 形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系） 4.为什么说细胞膜是选择透过性膜？ 水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输并不都是这样，这取决于细胞生命活动的需要。细胞对物质的吸收是有选择的。,对生物膜结构的探索历程,膜是由脂质 组成的,细胞膜中脂质为 连续的两层,生物膜为三

13、层 静态统一结构,细胞膜具 有流动性,提出流动镶嵌 模型,1、下列现象中，属于渗透作用（ ） A 蔗糖放入水中，溶解后使水变甜 B 新鲜萝卜放在清水中变硬 C 干大豆种子，没在水中逐渐涨大 D 春天放在空气中的NaCl的潮解 2、在浓蔗糖溶液中，能够发生质壁分离的细胞是（ ） A 人的口腔上皮细胞 B 蛙的红细胞 C 皮肤的角质层细胞 D 洋葱的表皮细胞,B,D,典题讲解,3、根毛区的外层细胞不断吸收水分到根内部的导管中去，水分由外向内逐层渗过各层细胞，则各层细胞的细胞液浓度是（ ） A 逐层降低 B 逐层升高 C 不变 D 取决于土壤液浓度 4、异体器官移植手术往往很难成功，最大的障碍就是异

14、体细胞间的排斥，这主要是由于细胞膜具有识别作用，这种生理功能的结构基础是（ ） A 细胞膜由磷脂分子和蛋白质构成 B 细胞膜的外面有糖被 C 细胞膜具有一定的流动性 D 细胞膜具有一定的选择透过性,B,B,典题讲解,5、在肾小管的细胞内可以见到大量的线粒体，这说明肾小管的重吸收作用与下列哪项运输方式有关（ ） A 自由扩散 B 协助扩散 C 主动运输 D 被动运输,C,6、（06惠州市第二次调研） 通过质壁分离和复原可以鉴定的是： 细胞的死活 原生质的伸缩性大于细胞壁的伸缩性 一个成熟的植物细胞相当于一个渗透系统 蛋白质、淀粉、纤维素的吸水性依次递减 细胞壁是由纤维素构成的 细胞膜是单层膜 A

15、、 B、 C、 D、,7、将盛有一定浓度蔗糖溶液的透析袋口扎紧后浸于蒸馏水中， 下图表示透析袋中蔗糖溶液浓度与时间的关系，正确的是（ ）。,A,B,D,C,图3-4 (1)根据其结构特点，该细胞主要分布于植物体的_。 (2)如果该植物细胞是从一朵红色花瓣上取下的， 则决定其红色的花色甙存在于哪个标号所示的结构上？_ (3)若将该细胞放在含有价标记的培养液中保温一段时间后， 则可测到3H的结构有_（填标号）。 (4)经测定该细胞的细胞液中所有溶解于细胞液中的物质的量为0.2moll-1若将该细胞置于03gml-1蔗糖液中，片刻后将发现有_现象。 (5)2号结构的特点是具有一定的流动性，如果降低温

16、度，流动性将_。 (6)该细胞与叶肉细胞相比较，在颜色上的区别是_。 (7)在该细胞中不具膜结构的细胞器是_（填标号），如果在该细胞器上合成的物质中含有50个氨基酸，则在该细胞器上将会有_个水分子生成,例题8 图3-4是一个细胞的亚显微结构模式图，请据图回答下列问题：,1、假定将甲、乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油中，两种溶液均比细胞液的浓度高，蔗糖分子不能透过细胞膜，甘油分子可以较快地透过细胞膜，在显微镜下连续观察甲、乙两细胞的变化是（ ） A 甲、乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原 B甲、乙两细胞发生质壁分离后，乙细胞随后又发生质壁分离复原 C甲、乙两细胞发生质壁分离，随后甲发

17、生质壁分离复原 D甲、乙两细胞发生质壁分离，后均又发生质壁分离复原,B,变式训练,2、在相同的培养液中培养的水稻吸收硅离子多，而蕃茄几乎不吸收，这个例子说明（ ） A 物质的跨膜运输不都是顺相对含量梯度的，而是有选择的 B 物质的跨膜运输总是顺相对含量梯度的 C 物质的跨膜运输总是逆相对含量梯度的 D 物质的跨膜运输与相对含量无关,A,3、下面关于细胞膜上磷脂分子的叙述，不正确的是（ ）A 磷脂由甘油、脂肪酸和磷酸组成 B 磷脂的“头部”是亲水的，“尾部”是梳水的 C 双层磷脂分子是“头部”在外侧，“尾部”在内侧 D 双层磷脂分子是“头部”在内侧，“尾部”在外侧 4、维生素D进入细胞不需载体，也不需消耗能量，主要原因是（ ） A 维生素D 本身就是载体 B 细胞膜的基本支架是磷脂双分子层 C 细胞膜具有一定的流动性 D维生素D是小分子,B,D,5、下列生理功能不是通过主动运输来实现的是（ ） A 大部分维生素进入小肠绒毛上皮细胞 B 红细胞从血浆中摄取K+ C 鲨鱼将血液中的多余盐分通过