课件32张PPT。第4章 细胞的物质输入和输出第1节 物质跨膜运输的实例※条件渗透作用水分子(或其他溶剂分子)透过半透膜,从相对含量高的地方移向相对含量低的地方扩散半透膜半透膜两侧的溶液具有浓度差水的流向特点:水分子透过半透膜,由低浓度溶液向高浓度溶液扩散(水分进出是顺相对浓度梯度的)渗透现象演示实验Next实验现象1、装置管内液面升高的原因是什么?单位时间内,清水进入蔗糖溶液的水分子数>蔗糖溶液进入清水的水分子数,一段时间后,液面会上升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?漏斗管内的液面不会升高。因为纱布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由通过。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?半透膜两侧溶液浓度相等,(单位时间内 透过半透膜的水分子数量=渗出的水分子数量),因此液面不会上升。吸水胀破失水皱缩正常状态制备细胞膜的实验原理一、动物细胞的吸水和失水外界溶液浓度
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
细胞失水皱缩红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件?取决于外界溶液的浓度的大小
浓度差越大,细胞吸水或失水越多其他动物细胞的吸水或失水与红细胞相似动物细胞的细胞膜是半透膜把红细胞看作一个渗透装置细胞质 (蔗糖溶液)
清水 (清水)细胞膜 (半透膜)细胞膜液泡膜细胞质细胞液细胞核细胞壁原生质层孔径大,小分子和大分子物质都能自由进出,是全透性膜,伸缩性小成熟的植物细胞↑相当于半透膜,伸缩性大二、植物细胞的吸水和失水 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) 探究实验:植物细胞的吸水和失水提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果表达与交流(原生质层是一层半透膜吗?)(原生质层相当于一层半透膜)设计
方案(按预定方案进行实验)(分析实验结果,得出结论:……)(总结,写实验报告并适当交流)预期结果将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中,观察其大小的变化;再将细胞浸润在清水中,观察其大小的变化。在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小,细胞皱缩;在清水中植物细胞的中央液泡会变大,细胞膨胀。实验现象: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
不变植物细胞质壁分离现象植物细胞质壁分离复原现象正常情况下的细胞发生质壁分离结论:植物细胞的原生质层相当于
一层半透膜1.在质壁分离和复原的实验中,如果没有细胞壁,结果会有什么不同吗?由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开,从而发生质壁分离。2.发生质壁分离的原因是什么?如果没有细胞壁,细胞就会像红细胞一样会持续吸水
直到涨破细胞膜。对于动物、植物细胞来说:外界溶液浓度细胞内溶液浓度高低失水外界溶液浓度细胞内溶液浓度低高吸水水分子是顺相对含量梯度跨膜运输 物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的,细胞对于物质的输入和输出是有选择性的,取决于细胞对生命活动的需要。
细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。
注意物质跨膜运输的特点:
水分子可以自由通过,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。 物质跨膜运输的方式自由扩散(free diffusion)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:水、氧气、二氧化碳、
甘油、乙醇、苯等。协助扩散 (facilitated diffusion)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:葡萄糖进入红细胞等。 协助扩散 自由扩散 协助扩散 被动运输
物质顺浓度梯度扩散进出细胞,统称为被动运输。不需要
需要不消耗
不消耗
O2、CO2、H2O、
甘油、乙醇、苯
葡萄糖进入
红细胞
自由扩散和协助扩散的异同
物质能不能逆浓度梯度进出细胞呢?主动运输(active transport)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。 主动运输对生命活动的意义1.主动地选择吸收需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质。2.普遍存在于动植物和微生物细胞中协助扩散自由扩散主动运输自由扩散协助扩散主动运输 载体有专一性且数量有限, 在协助扩散和主动运输中,载体具有“饱和效应”大分子出入细胞的方式胞吞:当细胞摄取大分子时,首先是大分子附着在细胞膜的表面,这部分细胞内陷形成小囊,包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来,形成囊泡,进入细胞内部。
如:人体的白细胞吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的红细胞胞吐:细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,囊泡移动到细胞膜处,与细胞膜融合,将大分子排除细胞。协助扩散自由扩散物质的运输方式主动运输(逆浓度梯度)小分子物质
(跨膜运输) 大分子物质
(膜泡运输) 胞吞 胞吐顺浓度梯度被动运输小结