3.3物质通过多种方式出入细胞（教学课件）(共42张PPT2份视频)-高中生物学浙科版（2019）必修一(6)

(共42张PPT)
(1)水(作为溶剂)
(2)气体(CO2、O2、N2)
(3)离子(K+、Na+、Ca+、Cl-)
(4)小分子有机物(甘油、脂肪酸、葡萄糖、氨基酸、核苷酸)
(5)大颗粒成分(蛋白质、细菌)
出入细胞的物质的类型：
第三节 物质通过多种方式出入细胞
细胞维持正常的代谢，必须从周围环境中获得氧和营养物质，同时向周围环境中排出各种代谢产物。细胞由一层具有选择透过性的细胞膜包被着，细胞膜具有调控物质出入细胞的功能。不同物质通过细胞膜出入细胞的方式是不同的。物质出入细胞有哪些方式？各自的特点和意义是什么？
一、被动转运不需要消耗能量
分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象。
结果：扩散使分子或离子分布均匀，直到平衡。此后分子或离子仍在继续运动，维持着平衡的状态。
1、扩散
举例：氧气和二氧化碳等气体、酒精、甘油、脂肪酸等脂溶性物质还有水、尿素等部分小分子物质通过扩散出入细胞或跨膜运输。
玻璃纸（赛璐玢）
水分子透过半透膜的扩散，称为渗透。
一、被动转运不需要消耗能量
水分子透过半透膜的扩散，称为渗透。
实验结果：
漏斗管内的液面上升
一、被动转运不需要消耗能量
清水侧
蔗糖侧
水分子数相对较多
水分子数相对较少
低浓度
高浓度
1、漏斗内的液面为什么会上升？
2、漏斗内的液面会持续上升吗？
3、液面不再上升时水分子是否停止运动？
4、液面不再上升时两侧浓度是否相同？
5、若将半透膜换成纱布，漏斗内液面还会上升吗？
6、若烧杯中是同样浓度的蔗糖溶液，漏斗内的液面高度会如何变化？为什么？
7、要发生上述现象需要什么条件？
一、被动转运不需要消耗能量
渗透作用发生的条件
水分子透过半透膜的扩散，称为渗透。
有半透膜（水等小分子和离子可以自由通过，而蛋白质、淀粉等大分子无法通过的具有一定大小孔径的膜。 ）
半透膜两侧的溶液具有浓度差
玻璃纸、鸡蛋的壳膜、鱼鳔、动物膀胱膜、肠衣等
方向
从水分子数相对较多的一侧进入水分子数相对较少的一侧（即水分 子从溶液中溶质的浓度低的一侧进入浓度高的一侧）。
注意：半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，浓度指的是物质的量浓度，是单位体积中微粒的多少。
一、被动转运不需要消耗能量
浓度差越大，渗透速度越快。
扩散：
特例
渗透：
有半透膜
半透膜两侧的溶液
有浓度差
发生条件：
渗透系统:
两个溶液体系和半透膜
从低浓度处向高浓度处运动
_________通过_________的扩散
水分子
半透膜
____________从_____浓度处向_____浓度处运动的现象
分子或离子
高
低
★方向：
一、被动转运不需要消耗能量
细胞的生命活动离不开水，细胞也会发生渗透作用，表现如细胞的吸水和失水。
细胞膜
细胞质
外界溶液
C 0.9%NaCl
A 18%NaCl
B 清水
推测:当红细胞分别处于等浓度、高浓度、低浓度的外界溶液时，请预测细胞形态。
（一）动物细胞发生渗透作用（P82）
细胞膜相当于一层半透膜；细胞质有一定浓度，与外界溶液能形成一定浓度差，动物细胞通过渗透作用吸水和失水。
一、被动转运不需要消耗能量
（1）细胞内外溶液浓度相等时
（2）细胞外溶液浓度<细胞内溶液浓度
（一）动物细胞发生渗透作用（P82）
一、被动转运不需要消耗能量
（一）动物细胞发生渗透作用（P82）
（3）细胞外溶液浓度>细胞内溶液浓度
条件 结果
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
细胞形态无变化
细胞失水皱缩
细胞吸水膨胀，甚至涨破
植物细胞是否也会发生渗透作用？
一、被动转运不需要消耗能量
（二）植物细胞发生渗透作用
原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。
半透膜是哪层膜？
膜两侧溶液是外界溶液和什么溶液？
原理：成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；细胞液有一定浓度，与外界溶液能形成一定浓度差，植物细胞通过渗透作用吸水和失水。
细胞壁
细胞膜
液泡膜
液泡
细胞质
原生质层
一、被动转运不需要消耗能量
条件 结果
外界溶液浓度=细胞液浓度
外界溶液浓度＜细胞液浓度
外界溶液浓度＞细胞液浓度
细胞吸水，中央液泡体积变大，细胞膨胀
细胞失水，中央液泡体积变小，发生质壁分离
细胞形态不变
（二）植物细胞发生渗透作用
发生质壁分离的原因：
外因：外界溶液浓度 > 细胞液浓度
内因：原生质层伸缩性 > 细胞壁
发生质壁分离时细胞壁与细胞膜之间的溶液是什么？
一、被动转运不需要消耗能量
【判断正误】
(1)扩散使得分子或离子分布均匀，直到平衡。此后分子或离子将不再运动。( )
(2)细胞经常发生渗透作用，扩散和渗透都是化学现象。( )
(3)当细胞外水分子相对较多时，植物细胞会因渗透作用吸水涨大甚至破裂。( )
×
×
×
一、被动转运不需要消耗能量
活动：观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象
植物细胞浸泡在不同浓度的溶液中。由于细胞液与外界溶液中溶质的浓度的差异，植物细胞可能因为吸水、失水引起细胞形态的变化。这些变化可以通过显微镜观察到。
观察描述植物细胞质壁分离及质壁分离复原现象。
原理
目的
材料
紫色洋葱，水，质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液,刀片,镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，培养皿，显微镜。
细胞液为紫色，易于观察
一、被动转运不需要消耗能量
活动：观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象
高倍显微镜观察
高倍显微镜观察
高倍显微镜观察
1.如果滴加的是0.5g/mL 的蔗糖溶液(过高浓度)，会有什么实验现象？
3.质壁分离过程中植物细胞吸水能力怎样变化？
2.为什么会发生质壁分离？
4.什么样的植物细胞能发生质壁分离？
5.如何使其复原？
外因：外界溶液浓度 > 细胞液浓度
内因：原生质层伸缩性 > 细胞壁
活动：观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象
质壁分离
清水
0.3g/mL蔗糖溶液
制作洋葱外表皮的临时裝片
活的成熟的植物细胞
6.实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目的是什么？
观察正常洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态，以便与处理后的细胞状态形成对照。
7.实验前后有几组对照？
本实验存在两组前后对照实验
活动：观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象
8. 发生质壁分离复原需要将植物再置于低浓度的蔗糖溶液或蒸馏水中，但如果所用溶液中的溶质为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，会发生自动复原现象，请分析是为什么？
活动：观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象
★自动复原原因：K＋和NO3 、葡萄糖、尿素等能进入细胞，使细胞液浓度增大，细胞吸水
探究洋葱表皮细胞的细胞液浓度范围
1.植物细胞在什么情况下发生质壁分离？什么情况下发生质壁分离复原？
活动提示
细胞液浓度小于外界溶液浓度时发生质壁分离
质壁分离后，当细胞液浓度大于外界浓度时，发生质壁分离复原
2.在植物细胞既不吸水也不失水的情况下，其细胞液浓度与外界溶液中溶质的
浓度有何关系
细胞液浓度等于外界溶液浓度
3.估测洋葱表皮细胞的细胞液浓度。
能引起约50%的细胞发生初始质壁分离的蔗糖浓度就是细胞液的浓度。初始质壁分离是指细胞的角隅处开始出现质膜及其以内部分离开细胞壁的状态
4.利用前面三个问题的答案，以实验小组为单位，设计实验。
(1)实验材料和用具:紫色洋葱，水，不同浓度的蔗糖溶液，刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，培养皿，显微镜。
(2)哪些措施可以减少实验过程中可能出现的误差
选取新鲜的洋葱，设置多组蔗糖浓度组别，使结果更精确，多组实验排除偶然性等等
(3)写出实验方案后进行实验。
探究洋葱表皮细胞的细胞液浓度范围
质壁分离及质壁分离复原实验的应用
(1)判断成熟植物细胞的死活
(2)测定成熟植物细胞液浓度
待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。
镜检
(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度
同一植物的相同成熟细胞＋未知浓度的溶液 记录刚刚发生质壁分离所需时间―→ 比较所用时间长短―→ 判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。
不同成熟植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液 刚刚发生质壁分离时所需时间的比较―→ 比较细胞液浓度(判断质壁分离速率)。
(4)比较未知浓度溶液的浓度大小
质壁分离及质壁分离复原实验的应用
脂双层
一、被动运输不需要消耗能量
H2O
O2
CO2
甘油
一、被动转运不需要消耗能量
细胞外
细胞内
小分子物质
细胞膜
如：水、氧气、二氧化碳、甘油、乙醇、脂肪酸、尿素、苯等。
扩散（简单/自由扩散）
一、被动转运不需要消耗能量
H2O
O2
CO2
甘油
蔗糖
葡萄糖
一、被动转运不需要消耗能量
细胞外
细胞内
细胞膜
载体蛋白
易化扩散（协助扩散）
具有专一性，数量有限
如：葡萄糖进入红细胞
一、被动转运不需要消耗能量
易化扩散中载体蛋白的形变动力来自于浓度差。
水、气体小分子、
脂溶性小分子等
高浓度
低浓度
顺浓度梯度
不消耗能量
其他的小分子或离子，不溶于磷脂双分子层中，或体积太大，如葡萄糖进入红细胞
简单扩散
易化扩散（更快）
被动转运
一、被动转运不需要消耗能量
细胞外
细胞内
细胞膜
资料：葡萄糖的跨膜运输
有人经过计算，发现小肠的吸收面积如果全部展开，足有400平米之大。这么大的吸收面积足以导致局部小肠液的葡萄糖浓度比小肠上皮细胞中的要低得多。
载体蛋白
ATP
细胞外
细胞内
细胞膜
主动转运
如:离子、氨基酸、葡萄糖等物质逆浓度运输
二、主动转运需要载体蛋白，并且消耗能量
主动转运是细胞最重要的吸收或排出物质的方式。
主动转运
扩散
易化扩散
易化扩散
主动转运
二、主动转运需要载体蛋白，并且消耗能量
物质出入细胞的方式 影响因素
(简单/自由) 扩散
易化扩散
主动转运
运输速率
浓度差
浓度差
浓度差、
载体蛋白数量、
能量（氧气浓度、温度）
运输速率
浓度差
受载体蛋白数量的限制
二、主动转运需要载体蛋白，并且消耗能量
载体蛋白数量
方式 影响因素
主动转运
载体蛋白数量、
能量（氧气浓度、温度）
能量（呼吸强度）
运输速率
运输速率
氧气浓度
三种运输方式的影响因素：
二、主动转运需要载体蛋白，并且消耗能量
变形虫摄食
分泌蛋白分泌到胞外
以下两个例子中的物质进出细胞的方式是否为被动转运或主动转运？
三、有些物质通过胞吞、胞吐进出细胞
包围
移动
融合
排出
胞吐
举例：
分泌蛋白如抗体、消化酶等的分泌
三、有些物质通过胞吞、胞吐进出细胞
接触
凹陷
包围
分离
胞吞
白细胞吞噬病毒、变形虫摄食等
举例：
3、体现膜的
2、大分子物质通过 层膜结构
4、消耗能量， 载体蛋白
0
三、有些物质通过胞吞、胞吐进出细胞
1、主要运输生物大分子，如蛋白质和多糖
胞吞、胞吐的特点
流动性
不需要
胞吞或胞吐的物质一定是固体吗？
物质透过膜的方式 是否消耗能量（ATP） 是否需要载体蛋白 物质运输方向 被转运物质（举例）
被动 转运 扩散 × × 高浓度→低浓度 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等
易化扩散 × √ 高浓度→低浓度 葡萄糖进入红细胞
主动转运 √ √ 可从低浓度→高浓度 Na+ 、K+、Ca2+等离子；其他小分子：葡萄糖、氨基酸等
胞吞 √ × 膜外→膜内 白细胞吞噬病原体、变形虫摄食
胞吐 √ × 膜内→膜外 胰岛素、抗体的分泌
细胞最重要的吸收或排出物质的方式