必修一第四章《细胞的物质输入和输出》课件

课件74张PPT。细胞吸水和失水细胞壁的全透性一 细胞是一个开放的生命系统1、化学成分：主要成分是纤维素和果胶。2、主要作用：细胞壁的全透性一 细胞是一个开放的生命系统5、补充：细胞膜的选择透过性一 细胞是一个开放的生命系统1、扩散：某物质从浓度高的地方向浓度低的地方移动的过程，叫做扩散。2、半透膜：某些物质可以透过，另一些物质不能透过的多孔性膜，叫半透膜。如：动物的膀胱、肠衣，鱼鳔，卵壳膜等一 细胞是一个开放的生命系统3、渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，叫做渗透作用。渗透作用产生的条件：
①具有半透膜；
②半透膜两侧的溶液具有浓度差。半透膜：一类可以让小分子物质通过,而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。一 细胞是一个开放的生命系统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
具有半透膜
② 半透膜两侧的溶液浓度不同一、渗透作用发生的必需条件是：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)类比推理1、如果将装置中的漏斗换成动物细胞还会不会吸水？
2、如果吸水会发生什么？如果动物细胞吸水胀破则说明细胞也能渗透吸水、细胞膜相当于 。半透膜外界溶液浓度
细胞质浓度外界溶液浓度
细胞质浓度外界溶液浓度

细胞质浓度 小于 大于 等于细胞吸水膨胀细胞失水皱缩保持原状态一 细胞是一个开放的生命系统讨论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？不能是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？不一定，浓度差很大时会涨破
浓度差不是很大时不会涨破4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？5、食物较咸时，口腔和唇粘膜有什么感觉？ 为什么？干燥难受的感觉，外界浓度高，
口腔和唇粘膜细胞失水细胞内外溶液的浓度差
浓度差越大细胞吸水或失水越多动物细胞发生了渗透作用思考？
如果换成植物细胞会如何？【回忆】植物细胞的结构细胞壁细胞膜细胞质液泡膜原生质层结论：成熟的植物细胞是一个完整的渗透系统对比分析植物细胞的结构与渗透吸水装置外界溶液细胞膜细胞质液泡膜细胞液原生质层细胞壁原生质层：细胞膜、液泡膜、及两膜之间的细胞质三 物质进出细胞的方式原生质层示意图三 物质进出细胞的方式探究：探究细胞质壁分离和复原与外界溶液浓度的关系实验原理：植物细胞的原生质层相当于半透膜，把液泡里面的细胞液与外界溶液隔离开来，加上细胞液与外界溶液之间具有浓度差，就构成了渗透系统。(1)细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水；(1)细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水；三 物质进出细胞的方式三 物质进出细胞的方式三 物质进出细胞的方式三 物质进出细胞的方式探究：探究细胞质壁分离和复原与外界溶液浓度的关系质壁分离复原蔗糖清水变小逐渐恢复原来大小原生质层脱
离细胞壁原生质层恢
复原来位置基本不变基本不变变深变浅1.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？2.如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶液，实验结果会
有什么不同？不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡，
不可能发生质壁分离复原3.为什么植物细胞失水时,原生质层与细胞
壁不是一起变化,而是发生质壁分离?原生质层比细胞壁的伸缩性大4、动植物细胞在吸水与失水方面的差异
动物细胞没有细胞壁，因此不会有质壁分离现象。
植物细胞由于有细胞壁的限制和保护不会因持续吸水而涨破。
3.如果滴加的是0.3g/ml的KNO3溶液，实验结果会有什么不同？会质壁分离，然后自动复原。植物细胞吸水和失水的原因内因：原生质层比细胞壁的伸缩性大且原生质层具有选择透过性外因：
细胞内外存在着浓度差
要观察细胞发生质壁分离和复原，对材料有哪些要求？思考与讨论：有细胞壁（植物细胞）；
有中央液泡（颜色为深色）；
活细胞（原生质层相当于半透膜）
你觉得植物细胞会过多吸水涨破吗？注：能发生质壁分离的细胞：成熟的植物细胞。
干种子的细胞、根尖分生区等处在发育过程的植物细胞以及动物细胞不能发生质壁分离。物质跨膜运输的其他实例
实例一1、水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？
2、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？1.在培养过程中，水稻吸收水分及Si4+离子较多，吸收Ca2+、Mg2+较少，结果导致水稻培养液里的Ca2+、Mg2+浓度增高。
2.在番茄的培养液中， Ca2+、Mg2+的浓度下降，而Si4+的浓度升高，证明番茄吸收的Ca2+、Mg2+比Si4+ 多。
3.不同作物对无机盐的吸收是有差异的。根据资料分析结论：细胞对于物质的输出和输入有选择性。其他物质跨膜运输实例二结论：
物质（如碘）的跨膜运输并不都是和水一样顺相对含量梯度的运输的。物质跨膜运输的其他实例三20 —25倍人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力250mg/L血液中碘的浓度I－ 水分子的运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也是这样的吗？由此你能得出什么结论？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。结论：
细胞膜不仅是半透膜，还是选择透过性膜（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、腌制食品四、渗透作用原理的运用1、a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度> b细胞液浓度> c细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（ ）CABCD2、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”。其原因是（ ）
A、根细胞从土壤中吸收的养分过多
B、根细胞不能从土壤中吸水
C、根系不能将水向上运输
D、根系被肥料分解释放的热能烧毁B3、利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（ ）
A、盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用
B、盐水中的Na＋不利于细菌的生活
C、盐水是中性的，不适于细菌的生活
D、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡D4、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
D5、将洋葱表皮细胞浸入浓度为1mol/L的KNO3溶液中，细胞发生质壁分离。但过一段时间后，自动发生质壁分离复原，表皮细胞又恢复到原来状态。分析
（1）发生质壁分离的原因是
（2）自动发生质壁分离复原的原因是 。
（3）以上事实表明细胞膜对 的通透性存在差异，所以它是一种选择透过性膜。洋葱表皮细胞液的浓度小于外界溶液浓度，细胞渗透失水；又由于细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，便导致质壁分离由于细胞可选择性地吸收K＋和NO3－，导致细胞液浓度增加直至大于外界溶液的浓度，细胞开始吸水，从而发生质壁分离复原离子二 细胞膜的结构细胞膜的分子组成1、脂质：磷脂双分子层构成膜的基本骨架。(1)磷脂分子的状态：亲水性的头部排在外侧，疏水的尾部排在内侧。(2)作用：脂质、脂溶性物质更易通过膜。二 细胞膜的结构细胞膜的分子组成2、蛋白质：膜的功能主要由蛋白质承担，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质含量越高，种类越多。(1)位置：镶在磷脂双分子层表面；嵌入磷脂双分子层；贯穿于磷脂双分子层。(2)种类：糖蛋白；载体蛋白；酶二 细胞膜的结构细胞膜的分子组成3、糖类：有的与蛋白质结合成糖蛋白，有的与脂质结合成糖脂，统称为糖被。作用：保护、润滑、细胞识别、细胞间的信息传递二 细胞膜的结构细胞膜的结构模型1972年，辛格和尼科尔森提出了细胞膜液态镶嵌模型，也称为流动镶嵌模型。1.细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成。磷脂双分子层是细胞膜的基本骨架。2.组成细胞膜的蛋白质分子具有不对称性。有的镶嵌在膜的表面，有的嵌入在磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。3.构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多不是静止的，是可以流动的。糖蛋白细胞骨架二 细胞膜的结构生物膜的结构特性1.镶嵌性：膜的基本结构是由磷脂双分子层及镶嵌在其上的蛋白质构成的。2.流动性：磷脂分子和大多数蛋白质是运动的。3.不对称性：膜两侧的分子性质和结构不同。糖被一侧为细胞外侧！温度影响细胞膜的流动性：温度较高时，细胞膜的流动性强；温度较低时，细胞膜的流动性弱。荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验膜蛋白具有一定的流动性二 细胞膜的结构荧光标记激光处理二 细胞膜的结构荧光漂白恢复技术二 细胞膜的结构细胞膜的功能自由扩散三 物质进出细胞的方式1.概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。2.特点：简单的扩散，不需要载体，也不需要能量。3.影响因素：细胞膜内外物质的浓度差。4.举例：H2O、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等。（气体分子、小的不带电荷的极性分子、脂溶性分子）三 物质进出细胞的方式自由扩散协助扩散三 物质进出细胞的方式1.概念：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散。2.特点：借助载体蛋白的扩散，不消耗能量。3.影响因素：细胞膜内外物质的浓度差；细胞膜上运载物质的载体蛋白数量。4.举例：葡萄糖由血浆进入红细胞。协助扩散三 物质进出细胞的方式 载体蛋白：是细胞膜上的一类蛋白质，不同物质分子的载体不同，即载体具有专一性，不同生物细胞膜上载体的种类和数量不同。 被动运输：物质总是从浓度高的一侧向浓度低的一次跨膜运输。分为自由扩散和协助扩散。三 物质进出细胞的方式协助扩散主动运输三 物质进出细胞的方式1.概念：物质通过细胞膜从浓度低的一侧向浓度高的一侧运输时，需要消耗细胞内新陈代谢所释放出的能量，并且需要载体蛋白的协助，这种方式叫主动运输。2.特点：需要载体蛋白的协助，同时需要能量。3.影响因素：载体的特异性和饱和性；能量（细胞呼吸提供）。主动运输三 物质进出细胞的方式4.作用：活细胞能够按照生命活动的需要，主动地吸收所需要的营养物质，排出新陈代谢产生的废物和对细胞有害的物质。5.举例：植物根细胞对矿质元素（Na+、K+、I-等）的吸收，氨基酸和葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞。主动运输三 物质跨膜运输的方式比较三种物质运输方式的异同：顺浓度梯度
高→低逆浓度梯度
低→高不需要需要需要不消耗不消耗需要消耗顺浓度梯度
高→低自由扩散协助扩散主动运输
三 物质进出细胞的方式三 物质进出细胞的方式胞吞和胞吐作用三 物质进出细胞的方式1.概念：要吞噬的物质附着在细胞膜上，细胞膜内陷形成小泡，将生物大分子或颗粒物质包裹在其中，然后脱离细胞膜进入到细胞中。2.结构基础：细胞膜的流动性胞吞（内吞作用）3.特点：需要消耗能量5.实例：变形虫、草履虫吞噬食物颗粒，白细胞吞噬病菌4.分类：①胞饮作用；②吞噬作用胞吞和胞吐作用三 物质进出细胞的方式胞吞（内吞作用）胞吞（内吞作用）三 物质进出细胞的方式胞吞和胞吐作用三 物质进出细胞的方式1.概念：要吐出的物质在细胞内被一层膜所包围，形成小泡，小泡逐渐移向细胞表面，小泡膜与细胞膜融合在一起，并且向细胞外张开，将小泡内含有的物质排出细胞外。2.结构基础：细胞膜的流动性胞吐（外排作用）3.特点：需要消耗能量4.实例：变形虫、草履虫将消化后的食物残渣排出细胞外，分泌蛋白的排出。胞吐（外排作用）三 物质进出细胞的方式三 物质进出细胞的方式四 人工膜的研制与应用（选学）人工膜研制的理论基础：细胞膜的选择透过性1.对海水淡化处理或对污水进行处理，还可以制成人工肾进行透析。四 人工膜的研制与应用（选学）人工膜研制的理论基础：细胞膜的选择透过性2.利用细胞膜含有脂质成分，人工合成人工膜来包裹药物降低药物对正常组织细胞的毒害作用。3.研究农作物的抗性机理，培育和改良农作物的品质。下列物质以不同运输方式通过细胞膜的是（ ）。
甘油、二氧化碳
钾离子、水
氨基酸、钾离子
葡萄糖、糖原
挑战一 ABCD人红细胞中的K+浓度比血浆中高30倍，而Na+浓度却只有血浆的1/6，合理的解释是（ ）。
细胞膜对K+、Na+的特异性吸收
人体对K+、Na+需求不同
细胞膜的主动选择吸收
红细胞中无细胞核挑战二ABCD甜菜块根细胞中的液泡中有花青素，能使块根呈现红色。将块根切成小块，放入蒸馏水中，蒸馏水颜色无明显的变化。但用盐酸处理块根后，则使蒸馏水变红。其原因是（ ）。
细胞壁被盐酸破坏
花青素不溶于水而溶于盐酸
盐酸破坏了细胞的选择透过性
盐酸破坏了原生质层的
选择透过性
挑战三ABCD
A 载体的数量
? B 能量
C载体的数量和
能量供应??
D载体的数量或
能量供应 4、图示曲线代表某种矿质元素离子进入根细胞的一种方式，则在Q点限制物质进入细胞的因素是（?? ）D5、下图表示番茄随环境中氧浓度变化，从培养液中吸收Ca2+和Si2+的曲线。影响A、B 两点与B、C两点吸收量的主要因素分别是（? ）A.离子浓度、载体数量????
B.离子浓度、能量
C. 载体数量、离子浓度?
D. 载体数量、能量 D