第三章 细胞的结构和功能第三节物质的跨膜运输
文档属性
| 名称 | 第三章 细胞的结构和功能第三节物质的跨膜运输 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2012-07-26 12:55:19 | ||
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文档简介
(共37张PPT)
第三节物质的跨膜运输
第三章 细胞的结构和功能
教学目标
情感态度价值观目标： 1．初步培养学生探究学习、合作学习能力 2．养成良好的实验习惯
知识目标：1．理解渗透作用的条件 2．能说明细胞吸水和失水的原理 3．了解科学探究的一般步骤 4 ．能说出被动运输与主动运输的不同
能力目标：1．通过渗透现象的演示实验，培养学生观 察、分析、归纳能力 2．尝试对提出的问题作出假设 3．能够进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作
第3节 物质跨膜运输
一、被动运输
二、渗透作用
三、主动运输
四、胞吞胞吐
五、练习
一、被动运输
被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。
自由扩散：
协助扩散：
被动运输
细胞外
细胞内
（一）自由扩散
物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散
高浓度
低浓度
自由扩散
特点：
从高浓度到低浓度；
不需要载体蛋白的协助；
不消耗能量。
如： H2O、O2、CO2 、氮气、苯、甘油、乙醇等。
（二）、协助扩散
协助扩散
特点：
从高浓度到低浓度；
需要载体蛋白的协助；
不需要能量。
如：葡萄糖由血浆进入红细胞。
比较自由扩散和协助扩散的异同
细胞外
细胞内
自由扩散
协助扩散
二、渗透作用
在生物体，水是细胞与其环境之间交换的物质之一。由于处于细胞膜两侧的水分子可以自由进出细胞，我们把水分子从浓集区域通过细胞膜等结构，向水分子稀少区域的扩散现象称为渗透。
（一）渗透作用的概念
渗透系统装置
讨论:
1、漏斗管内的液面为什么会升高？
2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？
3、如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？
单位时间内透过玻璃纸的水分子数多于渗出玻璃纸的水分子数量
不会, 因为纱布的孔隙很大, 蔗糖分子也可以自由透过.
不会, 单位时间内透过玻璃纸的水分子数等于渗出玻璃纸的水分子数量
原理
条件
半透膜
膜两侧的溶液具有浓度差
溶液A浓度 < 溶液B，水分子从A B移动
溶液A浓度 > 溶液B，水分子从B A移动
半透膜：一些物质（一般是水分子物质）能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。
外界溶液浓度
小于
细胞质浓度
细胞吸水膨胀
外界溶液浓度
等于
细胞质浓度
保持原状态
外界溶液浓度
大于
细胞质浓度
细胞失水皱缩
1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？
2、红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？
（二）动物细胞的吸水和失水
3、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
浓度差越大细胞吸水或失水越多
水的进出方向——顺相对含量的梯度进出动物细胞的
其他动物细胞的吸水或失水与红细胞相似
（三）植物细胞的吸水和失水问题
1、将白菜剁碎做馅时,常常放一些盐,一会儿后就可看到水分渗出。 2、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
1、植物细胞会出现失水的情况吗？（渗出的水是细胞内的水还是间隙的水） 2、植物细胞在什么情况下会失水？ 3、原生质层是否相当于一层半透膜？
探究：
提出问题：
原生质层相当于半透膜
作出假设：
理由是：植物细胞膜和液泡膜都是生物膜，（P49）他们具有与红细胞的细胞膜基本相同的化学组成和结构。上述的事例与红细胞的失水和吸水很相似。
原生质层是细胞层次的结构，要观察它，我们必须借助于什么工具？
那么我们应该选用什么样的实验材料才能使实验成功呢？
液泡和细胞体积、大小的变化
设计方案：
将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液中和清水中，观察其大小的变化。
预期实验的结果 ：
由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由通过，而蔗糖分子则不能通过，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会缩小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的液泡又会变大，细胞膨胀。
设计实验：
观看录像
实验结果：
中央液泡大小
原生质层的位置
细胞大小
蔗糖溶液
清水
变小
逐渐恢复原来大小
原生质层恢复原来位置
原生质层脱离细胞壁
基本不变
基本不变
水的进出方向——顺相对含量的梯度进出植物细胞
实验结论：
原生质层相当于半透膜
细胞内有细胞液
长颈漏斗中有蔗糖液
外界溶液
烧杯中有清水
半透膜
成熟的植物细胞
渗透系统装置
原生质层
(选择性透过膜)
（四）渗透作用原理的运用
（1）判断植物细胞的生活状况
（2）判断植物细胞的细胞液浓度
（3）农业生产中的水肥管理
（4）生活中杀菌、防腐、腌制食品
三 、主动运输
细胞外
细胞内
低浓度
高浓度
消耗能量
物质从低浓度一侧运输到高浓度的一侧，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。
主动运输
特点：
从低浓度到高浓度；
需要载体蛋白的协助；
需要能量（ATP)。
如：Na+ 、K+、Ca2+、Mg2+
等离子通过细胞膜；葡萄糖、
氨基酸通过小肠上皮细胞。
物质跨膜运输三种方式的比较
自由扩散 协助扩散 主动运输
方向
能量
载体
举例
不需要
需要
需要
不消耗
不消耗
消耗
顺浓度梯度
高浓度 低浓度
顺浓度梯度
高浓度 低浓度
逆浓度梯度
低浓度 高浓度
O2、CO2、甘油等脂溶性物质
血浆中葡萄糖
进入红细胞
K+进入红细胞
Na+出红细胞
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。
四、细胞的外排和内吞作用
①外排作用 ＝ 胞吐
如：分泌蛋白的合成与
运输。
②内吞作用=胞吞
如：
白细胞对细菌、异物的吞噬；人体小肠上皮细胞摄取蛋白质、脂肪等。
大分子的跨膜运输方式
胞吞（内吞）和胞吐（外排）
1、以下可以发生渗透作用的是（ ）.
A.煮熟的马铃薯条放入水中
B.把干种子放在清水中
C.烈日下菠菜叶子下垂
D.放在盐水中的萝卜变软
D
五、练习
2 、下列与海带细胞从海水中吸收没有直接关系的是（ ）
A.海水中碘的浓度高低
B.细胞中的ATP
C.细胞膜上运载碘的载体
D.细胞的死活
A
3、有关原生质层的叙述，正确的是（ ）.
A.去掉细胞壁的植物裸露细胞是原生质层
B.原生质层是指细胞膜，液泡膜之间的细胞质
C.原生质层包括细胞膜，液泡膜和细胞核
D.原生质层具有选择透过性
D
4、下列跨膜运输的生理活动中，不属于被动运输的是（ ）.
A.酒精进入胃黏膜细胞
B.二氧化碳由静脉血进入肺泡内
C.葡萄糖进入小肠上皮细胞
D.甘油进入细胞
C
5、下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：
在a → e 的5种过程中，代表自由扩散是 ；
代表协助扩散的是 ；
代表主动运输的是 。
b
c
d
a
e
外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞失水
植物细胞质壁分离现象
next
外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞吸水
植物细胞质壁分离复原现象
返回
成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统
返回
第三节物质的跨膜运输
第三章 细胞的结构和功能
教学目标
情感态度价值观目标： 1．初步培养学生探究学习、合作学习能力 2．养成良好的实验习惯
知识目标：1．理解渗透作用的条件 2．能说明细胞吸水和失水的原理 3．了解科学探究的一般步骤 4 ．能说出被动运输与主动运输的不同
能力目标：1．通过渗透现象的演示实验，培养学生观 察、分析、归纳能力 2．尝试对提出的问题作出假设 3．能够进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作
第3节 物质跨膜运输
一、被动运输
二、渗透作用
三、主动运输
四、胞吞胞吐
五、练习
一、被动运输
被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。
自由扩散：
协助扩散：
被动运输
细胞外
细胞内
（一）自由扩散
物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散
高浓度
低浓度
自由扩散
特点：
从高浓度到低浓度；
不需要载体蛋白的协助；
不消耗能量。
如： H2O、O2、CO2 、氮气、苯、甘油、乙醇等。
（二）、协助扩散
协助扩散
特点：
从高浓度到低浓度；
需要载体蛋白的协助；
不需要能量。
如：葡萄糖由血浆进入红细胞。
比较自由扩散和协助扩散的异同
细胞外
细胞内
自由扩散
协助扩散
二、渗透作用
在生物体，水是细胞与其环境之间交换的物质之一。由于处于细胞膜两侧的水分子可以自由进出细胞，我们把水分子从浓集区域通过细胞膜等结构，向水分子稀少区域的扩散现象称为渗透。
（一）渗透作用的概念
渗透系统装置
讨论:
1、漏斗管内的液面为什么会升高？
2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？
3、如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？
单位时间内透过玻璃纸的水分子数多于渗出玻璃纸的水分子数量
不会, 因为纱布的孔隙很大, 蔗糖分子也可以自由透过.
不会, 单位时间内透过玻璃纸的水分子数等于渗出玻璃纸的水分子数量
原理
条件
半透膜
膜两侧的溶液具有浓度差
溶液A浓度 < 溶液B，水分子从A B移动
溶液A浓度 > 溶液B，水分子从B A移动
半透膜：一些物质（一般是水分子物质）能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。
外界溶液浓度
小于
细胞质浓度
细胞吸水膨胀
外界溶液浓度
等于
细胞质浓度
保持原状态
外界溶液浓度
大于
细胞质浓度
细胞失水皱缩
1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？
2、红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？
（二）动物细胞的吸水和失水
3、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
浓度差越大细胞吸水或失水越多
水的进出方向——顺相对含量的梯度进出动物细胞的
其他动物细胞的吸水或失水与红细胞相似
（三）植物细胞的吸水和失水问题
1、将白菜剁碎做馅时,常常放一些盐,一会儿后就可看到水分渗出。 2、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
1、植物细胞会出现失水的情况吗？（渗出的水是细胞内的水还是间隙的水） 2、植物细胞在什么情况下会失水？ 3、原生质层是否相当于一层半透膜？
探究：
提出问题：
原生质层相当于半透膜
作出假设：
理由是：植物细胞膜和液泡膜都是生物膜，（P49）他们具有与红细胞的细胞膜基本相同的化学组成和结构。上述的事例与红细胞的失水和吸水很相似。
原生质层是细胞层次的结构，要观察它，我们必须借助于什么工具？
那么我们应该选用什么样的实验材料才能使实验成功呢？
液泡和细胞体积、大小的变化
设计方案：
将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液中和清水中，观察其大小的变化。
预期实验的结果 ：
由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由通过，而蔗糖分子则不能通过，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会缩小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的液泡又会变大，细胞膨胀。
设计实验：
观看录像
实验结果：
中央液泡大小
原生质层的位置
细胞大小
蔗糖溶液
清水
变小
逐渐恢复原来大小
原生质层恢复原来位置
原生质层脱离细胞壁
基本不变
基本不变
水的进出方向——顺相对含量的梯度进出植物细胞
实验结论：
原生质层相当于半透膜
细胞内有细胞液
长颈漏斗中有蔗糖液
外界溶液
烧杯中有清水
半透膜
成熟的植物细胞
渗透系统装置
原生质层
(选择性透过膜)
（四）渗透作用原理的运用
（1）判断植物细胞的生活状况
（2）判断植物细胞的细胞液浓度
（3）农业生产中的水肥管理
（4）生活中杀菌、防腐、腌制食品
三 、主动运输
细胞外
细胞内
低浓度
高浓度
消耗能量
物质从低浓度一侧运输到高浓度的一侧，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。
主动运输
特点：
从低浓度到高浓度；
需要载体蛋白的协助；
需要能量（ATP)。
如：Na+ 、K+、Ca2+、Mg2+
等离子通过细胞膜；葡萄糖、
氨基酸通过小肠上皮细胞。
物质跨膜运输三种方式的比较
自由扩散 协助扩散 主动运输
方向
能量
载体
举例
不需要
需要
需要
不消耗
不消耗
消耗
顺浓度梯度
高浓度 低浓度
顺浓度梯度
高浓度 低浓度
逆浓度梯度
低浓度 高浓度
O2、CO2、甘油等脂溶性物质
血浆中葡萄糖
进入红细胞
K+进入红细胞
Na+出红细胞
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。
四、细胞的外排和内吞作用
①外排作用 ＝ 胞吐
如：分泌蛋白的合成与
运输。
②内吞作用=胞吞
如：
白细胞对细菌、异物的吞噬；人体小肠上皮细胞摄取蛋白质、脂肪等。
大分子的跨膜运输方式
胞吞（内吞）和胞吐（外排）
1、以下可以发生渗透作用的是（ ）.
A.煮熟的马铃薯条放入水中
B.把干种子放在清水中
C.烈日下菠菜叶子下垂
D.放在盐水中的萝卜变软
D
五、练习
2 、下列与海带细胞从海水中吸收没有直接关系的是（ ）
A.海水中碘的浓度高低
B.细胞中的ATP
C.细胞膜上运载碘的载体
D.细胞的死活
A
3、有关原生质层的叙述，正确的是（ ）.
A.去掉细胞壁的植物裸露细胞是原生质层
B.原生质层是指细胞膜，液泡膜之间的细胞质
C.原生质层包括细胞膜，液泡膜和细胞核
D.原生质层具有选择透过性
D
4、下列跨膜运输的生理活动中，不属于被动运输的是（ ）.
A.酒精进入胃黏膜细胞
B.二氧化碳由静脉血进入肺泡内
C.葡萄糖进入小肠上皮细胞
D.甘油进入细胞
C
5、下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：
在a → e 的5种过程中，代表自由扩散是 ；
代表协助扩散的是 ；
代表主动运输的是 。
b
c
d
a
e
外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞失水
植物细胞质壁分离现象
next
外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞吸水
植物细胞质壁分离复原现象
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成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统
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