(共29张PPT)
第一节细胞内外的物质交换
三 物质出入细胞的方式
第3章 细胞的物质代谢
细胞是一个开放的系统，每时每刻都与环境进行着物质的交换，细胞膜能够对进出细胞的物质进行选择
理解细胞在什么条件下会吸水，在什么条件下会失水；
理解植物细胞发生质壁分离及复原的条件；
说明物质进出细胞的方式；
理解细胞膜的选择透过性
渗透作用发生原理：
因为水分子能透过半透膜而蔗糖分子不能。烧杯中清水的水分子含量比蔗糖溶液中水分子含量高，水透过半透膜进入漏斗内的速度比从漏斗中出来的速度快。
水分子是顺相对含量(逆浓度)梯度跨膜运输
渗透作用
1、概念：溶液中的溶剂分子通过半透膜的扩散作用。
2、条件：有半透膜，半透膜两侧有浓度差。（这里的浓度是指物质的量浓度。）
知识回放
模拟膜的通透性实验
1、生物膜的组成：
2、生物膜的基本骨架：
3、蛋白质分子存在形态：
4、生物膜的结构特点：
主要由蛋白质和脂质组成
磷脂双分子层（亲水性头部朝向两侧，疏水性尾部
朝向内侧）。
有覆盖表面、嵌入、贯穿三种，外侧的蛋白质分子与糖类结合形成糖被。体现了生物膜的不对称性。（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）
具有一定的流动性（磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的）
液态镶嵌模型的基本内容:
知识回放
细胞膜、液泡膜及它们之间的细胞质称为原生质层。原生质层相当于半透膜，能让水分通过而不能让蔗糖分子通过。
细胞液与外界溶液间存在浓度差
成熟的植物细胞是一个渗透系统
植物细胞的质壁分离与复原实验
1．实验原理：(1)成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。(2)细胞液具有一定的浓度，能够渗透失水和吸水。(3)原生质层比细胞壁的伸缩性大。
2. 实验流程（如图所示）
植物细胞的质壁分离与复原实验
3. 实验结果
4．实验结论：
成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。
植物细胞的质壁分离与复原实验
讨论交流：
1.植物细胞发生质壁分离的条件？
2.发生质壁分离的细胞有的可以复原，有的不能，为什么？
3.生产中，为什么会由于施肥不当产生“烧苗”？干旱情况下作物发生萎蔫，浇水后有时恢复正常生长，有时不能恢复正常，为什么？
植物细胞的质壁分离与复原实验
1、植物细胞发生质壁分离的条件：①细胞是活的(死细胞的细胞膜为全透性)②细胞有大液泡（成熟的植物细胞）③细胞外溶液的浓度高于细胞液（细胞渗透失水）
2、外界溶液浓度过高导致细胞过度失水而死亡，发生质壁分离的细胞不能复原
3、生产中一次性施肥过多导致土壤溶液浓度大于细胞液浓度，植物细胞渗透失水造成“烧苗”；长期干旱条件下，作物失水死亡，浇水后不能再恢复正常生长
细胞的吸水和失水
1、外界溶液浓度大于细胞液时细细胞失水，发生质壁分离。
2、外界溶液浓度小于细胞液时细细胞吸水，发生质壁分离的细胞复原。
3、活的，有大液泡的细胞才能发生质壁分离与复原。
原生质层相当于半透膜
1、原生质层由细胞膜、液泡膜和两者之间的细胞质组成
2、特别提醒：选择透过性膜是生理学概念，选择透过性膜具有生物活性。半透膜是物理学概念，物质的透过与不透过，取决于半透膜孔隙的直径大小。正是由于原生质层的选择透过性，使其表现出半透特征
规律·总结
植物细胞的质壁分离与复原实验
质壁分离实验的拓展应用
（1）判断成熟植物细胞是否有生物活性
待测成熟植物细胞
+
一定浓度的蔗糖溶液
镜检
发生质壁分离→有生物活性
不发生质壁分离→无生物活性
（2）测定细胞液浓度范围
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浓度之间
待测细胞
+
一系列浓度梯度的蔗糖溶液
镜检
细胞液
植物细胞的质壁分离与复原实验
（3）比较不同植物细胞的细胞液浓度
发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大
不同植物细胞
+
同一浓度的蔗糖溶液
镜检
（4）比较未知浓度溶液的浓度大小
同一成熟植物细胞
+
未知浓度的溶液
镜检
刚刚发生质壁分离所需时间越短，未知溶液的浓度越大
质壁分离实验的拓展应用
植物细胞的质壁分离与复原实验
（5）鉴别不同种类的溶液（如KNO3和蔗糖溶液）
只发生质壁分离→蔗糖溶液
质壁分离自动复原→KNO3溶液
成熟植物细胞
+
不同种类溶液
镜检
质壁分离实验的拓展应用
植物细胞的质壁分离与复原实验
1、概念：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。
2、类型：自由扩散、协助扩散
4、自由扩散特征：
顺浓度梯度运输
不需要载体
不需要消耗能量
3、自由扩散： 物质通过简单的扩散作用进出细胞。
一、被动运输
物质进出细胞的方式
5、协助扩散： 进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。
6、协助扩散特征：
顺浓度梯度运输
需要载体
不需要消耗能量
一、被动运输
物质进出细胞的方式
主动运输：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运输方式。
二、主动运输
物质进出细胞的方式
思 考： 1、如果需要载体，需要消耗能量，但又是顺浓度梯度进行的运输是主动运输还是协助扩散？ 2、运输葡萄糖的蛋白质和运输K+的蛋白质一样吗？
逆浓度梯度运输
需要载体
需要消耗能量
主动运输特点：
细胞膜的主动运输是活细胞的特性，它保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需的营养物质，主动排出代谢废物和对细胞有害的物质。
主动运输意义：
二、主动运输
物质进出细胞的方式
项目 被动运输 主动运输
自由扩散 协助扩散
运输方向
（浓度） 高→低 高→低 一般：低→高
是否需要载体 不需要 需要 需要
是否消耗能量 不消耗 不消耗 消耗ATP
举 例 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等 红细胞吸收葡萄糖 小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等
载体有专一性和数量是有限的
三、比较三种物质跨膜运输方式
物质进出细胞的方式
影响三种运输方式速率的主要因素：
三、比较三种物质跨膜运输方式
物质进出细胞的方式
(1)物质浓度(在一定的浓度范围内)
(2)氧气浓度
一些大分子或颗粒性物质的运输，是通过胞吞和胞吐作用来实现的。
胞 吞：物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，从细胞外进入细胞内的过程。
胞 吐：物质以囊泡的形式通过细胞膜，从细胞内排到细胞外的过程。
四、胞吞和胞吐作用
物质进出细胞的方式
特别提醒：物质以胞吞和胞吐方式进出细胞时，跨膜层数为0
物质运输方式
离子和小 分子物质
大分子物质
主动运输
被动运输
协助扩散
自由扩散
顺浓度梯度
胞吞
胞吐
消耗能量
载体蛋白
五、规律·总结
物质进出细胞的方式
【例1】［2010年上海高考题］右图表示一种物质的跨膜运输方式，下列叙述中正确的是 ( )
A.该膜中载体也能运输蔗糖
B.碘以该方式进入海带细胞
C.该方式不会出现饱和现象
D.该方式发生在被运输物质从高浓度到低浓度运输时
D
解析：据图可知，葡萄糖进入细胞需要载体，而不需要能量，故该跨膜方式为协助扩散，只能从高浓度运输到低浓度。跨膜运输中的载体具有专一性，运输葡萄糖的载体不能运输蔗糖；碘进入细胞的方式为主动运输而不是协助扩散；由于膜上运输相应物质的载体数量是有限的，故运输会达到饱和。
六、实例分析
【例2】［2010年山东高考题］右图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下列表述正确的是 ( )
A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输
B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面
C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关
D．抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响
解析：由图可知，曲线a表示物质的转运速率与被转运分子的浓度成正比，因此曲线a表示的是自由扩散；曲线b表示在一定范围内物质的转运速率与被转运分子的浓度成正比，而超过一定的范围，物质的转运速率与被转运分子的浓度无关，这时候主要受细胞膜上载体数量的限制，因此曲线b表示的是主动运输或协助扩散。脂溶性小分子物质以自由扩散的方式进出细胞；方式a表示的是自由扩散，如果需要载体蛋白的参与，那么与之有关的载体蛋白应贯穿于细胞膜中构成蛋白质通道；抑制细胞呼吸对方式b的转运速率有影响，而对方式a的转运速率无影响。
C
(1)红细胞吸收K+和O2进入红细胞的方式分别属于 和 。
3
1
(2)物质出入细胞能够消耗能量的是（ ）称为 运输。
(3)物质出入细胞需要载体不需要的能量是( )称为 扩散。
例1 根据下图，完成下列3小题。
3
主动
2
协助
例2 从同一个新鲜洋葱上取鳞片叶(细胞液浓度相同)放入不同浓度的溶液中，结果如图甲所示，请据图回答：
4
①
具有一定的流动性
E
D
能量
(1)图甲中各细胞所处溶液的浓度从大到小依次是_____。
(2)将A细胞放在蒸馏水中，会发生______________。
(3)图甲②中的水分子要渗出细胞壁需穿过___层磷脂分子。
(4)图乙是图甲C中________(填序号)的部分亚显微模式图，该结构的结构特点是________________。
(5)如果图乙表示的是人的小肠上皮细胞的一部分，消化道中的葡萄糖进入小肠上皮细胞是从_______(填字母)侧到______(填字母)侧。这种运输方式要正常进行，除了图上所示结构外，还需要__________。
C、A、B
质壁分离复原
[解析] 由于细胞液浓度相同，而细胞质壁分离的程度不同，故外界溶液的浓度有差别，当外界溶液浓度大时，发生的质壁分离现象明显，否则不明显，所以C的外界溶液浓度最大，B的外界溶液浓度最小；如果将A放在蒸馏水中，细胞会通过吸水而使其复原，但由于细胞壁的保护作用而不会使细胞破裂；细胞液中的水分子(存在于液泡中)依次通过液泡膜、细胞膜渗出细胞，故穿过四层磷脂分子；乙是细胞膜的亚显微结构，葡萄糖进入小肠上皮细胞从细胞的外侧(E)到内侧(D)，内外侧的判定应根据糖蛋白，有糖蛋白的一侧为外侧。由于葡萄糖进入小肠是主动运输，还需要消耗图中未标出的能量。
1、变形虫能伸出伪足进行运动和摄食，与这一现象有关的是
A、主动运输 B、自由扩散
C、细胞膜一定的流动性 D、细胞膜的选择透过性
2、对跨膜运输起选择作用的物质是
A、水 B、糖类 C、蛋白质 D、磷脂
3、人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于
A、细胞的供能 B、细胞膜上甘油的载体
C、组织液中甘油的浓度 D、细胞膜上磷脂分子的种类
4、胰岛素分子出细胞的方式是
A、主动运输 B、自由扩散 C、胞吐 D、协助扩散
5、红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是
A、都可以从低浓度一侧到高浓度一侧 B、都需要供给ATP
C、都需要载体协助 D、既需要载体协助又需要消耗能量
七、演练·评估
C
C
C
C
C
6、图中是胡萝卜在不同的含氧情况下从KNO3溶液中吸收K+和NO3-的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是（ ）
A、载体数量、能量
B、载体数量、离子 浓度
C、能量、载体数量
D、能量、离子浓度
C
谢谢！
