細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出

第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出一、本章知識結(jié)構(gòu)細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出細(xì)胞的吸水和失水物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例1細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出細(xì)胞的吸水和失水物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例1物質(zhì)跨膜運(yùn)動的其他實(shí)例選擇透過性膜對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容小分子物質(zhì)或者離子跨膜運(yùn)輸方式大分子物質(zhì)或顆粒狀物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式生物膜的流動鑲嵌模型1物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞蕉?、新課程標(biāo)準(zhǔn)1、 觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原2、 簡述細(xì)胞膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能3、 說出物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式三、預(yù)測新課標(biāo)高考熱點(diǎn)、細(xì)胞吸水和失水的原理、植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例、分析科學(xué)家探索生物膜結(jié)構(gòu)的曲折歷程、簡述生物膜的結(jié)構(gòu)及膜的流動鑲嵌模型的基本結(jié)構(gòu)、說明離子和分子物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?、進(jìn)行圖表數(shù)據(jù)的解讀清單一零物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例、知識結(jié)構(gòu)吸水：外界溶液濃度小于細(xì)胞質(zhì)的濃度，細(xì)胞呈膨脹狀態(tài)失水：外界溶液濃度大于細(xì)胞質(zhì)的濃度，細(xì)胞呈收縮狀態(tài)/卜界溶液濃度等于細(xì)胞質(zhì)的濃度時，水分進(jìn)出細(xì)胞處于動態(tài)平衡吸水：外界溶液濃度小于細(xì)胞質(zhì)的濃度，細(xì)胞呈略微膨脹狀態(tài)失水：外界溶液濃度大于細(xì)胞質(zhì)的濃度原生質(zhì)層由細(xì)胞膜、液泡膜和兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)構(gòu)成，相當(dāng)于半透膜探究實(shí)驗(yàn)：觀察現(xiàn)象一提出假說吸水：外界溶液濃度小于細(xì)胞質(zhì)的濃度，細(xì)胞呈膨脹狀態(tài)失水：外界溶液濃度大于細(xì)胞質(zhì)的濃度，細(xì)胞呈收縮狀態(tài)/卜界溶液濃度等于細(xì)胞質(zhì)的濃度時，水分進(jìn)出細(xì)胞處于動態(tài)平衡吸水：外界溶液濃度小于細(xì)胞質(zhì)的濃度，細(xì)胞呈略微膨脹狀態(tài)失水：外界溶液濃度大于細(xì)胞質(zhì)的濃度原生質(zhì)層由細(xì)胞膜、液泡膜和兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)構(gòu)成，相當(dāng)于半透膜探究實(shí)驗(yàn)：觀察現(xiàn)象一提出假說一設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一驗(yàn)證假說一進(jìn)一步探究一完善實(shí)驗(yàn)卜洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)不同生物對無機(jī)鹽的吸收量不同不同生物對無機(jī)鹽的吸收種類不同卜生物對無機(jī)鹽的吸收不是順濃度梯度進(jìn)行的水分子自由通過一些離子和小分子則不能自由通過而其他離子、小分子或大分子則不能通過'這是生物膜的功能特性，是活細(xì)胞的一個重要特征二、要點(diǎn)精析哺乳動物的紅細(xì)胞物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例成熟的植*物細(xì)胞物質(zhì)跨膜運(yùn)動的其他實(shí)例選擇透過"生膜要點(diǎn)一】細(xì)胞的吸水和失水條件1、 動物細(xì)胞的吸水和失水當(dāng)外界溶液的濃度比細(xì)胞質(zhì)的濃度低時一細(xì)胞吸水一膨脹；當(dāng)外界溶液的濃度比細(xì)胞質(zhì)的濃度高時一細(xì)胞失水一皺縮；當(dāng)外界溶液的濃度與細(xì)胞質(zhì)的濃度相同時f水分進(jìn)出細(xì)胞處于動態(tài)平衡2、 成熟植物細(xì)胞的吸水和失水滲

透

吸

水細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)滲

透

吸

水細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)吸水失水驗(yàn)證、細(xì)胞液：具有一定的濃度細(xì)胞液濃度＞外界溶液濃度細(xì)胞液濃度＜吸水失水驗(yàn)證【畫龍點(diǎn)睛】動物細(xì)胞與植物細(xì)胞吸水和失水的原理雖相同，但“濃度”的比較有區(qū)別?前者是外界濃度與細(xì)胞質(zhì)濃度的比較，后者則是外界溶液濃度與細(xì)胞液濃度的比較。細(xì)胞液與細(xì)胞質(zhì)是兩個不同的概念，細(xì)胞液是指液泡中的液體?含糖類、無機(jī)鹽、色素和蛋白質(zhì)等物質(zhì)?！疽c(diǎn)二】探究實(shí)驗(yàn)：植物細(xì)胞的吸水和失水成功的關(guān)鍵、意義及用途1、本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是：(1)注意材料的選擇：必須選用活的，用含有大型液泡的植物細(xì)胞．洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞的細(xì)胞液為紫色，易于觀察，是最佳的實(shí)驗(yàn)材料。(2)使用蔗糖溶液的濃度要適宜；濃度過?。|(zhì)壁分離現(xiàn)象不明顯，影響觀察；濃度過太，會使細(xì)胞在短時間內(nèi)因失水過多而死亡，無法觀察質(zhì)壁分離復(fù)原。2實(shí)驗(yàn)的意義及用途是：通過本實(shí)驗(yàn)可以：(1)判斷細(xì)胞的死活(死細(xì)胞不發(fā)生質(zhì)壁分離)證明成熟的植物細(xì)胞是一個滲透系統(tǒng)。3、測定細(xì)胞液的濃度：方法：將同一部位的組織制成若干個臨時裝片．分別置于不同濃度的蔗糖溶液中．細(xì)胞液的濃度介于剛剛分離和未分離的兩種蔗糖溶液的濃度之間?！井孆堻c(diǎn)睛】：(1)選擇實(shí)驗(yàn)材料時．如無紫色洋蔥，可用葫蘆蘚或其他蘚類植物的葉片代替。蘚類植物的葉片僅一層細(xì)胞，每個葉細(xì)胞內(nèi)含多數(shù)葉綠體，當(dāng)浸浴在30％的蔗糖溶液中時，葉綠體隨細(xì)胞原生質(zhì)層的收縮而聚攏．觀察質(zhì)壁分離極為方便。(2)選擇材料必須都是活細(xì)胞．因?yàn)橹挥谢罴?xì)胞的原生質(zhì)層才具有選擇透過性，否則將不會出現(xiàn)質(zhì)壁分離及其復(fù)原現(xiàn)象?！疽c(diǎn)三】半透膜與選擇透過性膜的比較半透膜是指某些物質(zhì)可以透過，而另一些物質(zhì)不能透過的多孔性薄膜。能否通過半透膜往往取決于分子的大小。而選擇透過性膜是指細(xì)胞膜等生物膜，由于膜上具有載體等結(jié)構(gòu)，且不同生物的細(xì)胞膜上載體種類和數(shù)量不同，因而對物質(zhì)吸收與否和吸收多少具有選擇性。當(dāng)細(xì)胞死亡時，細(xì)胞膜便失去選擇透過性，變?yōu)槿感?。它們的相同點(diǎn)是：都可以讓水分子自由通過，都不允許大分子物質(zhì)通過。它們的不同點(diǎn)是：只要分子比半透膜的孔徑小，就能通過半透膜；而對選擇透過性膜來說，即便是小分子，只要不是細(xì)胞所要選擇吸收的，也不能通過。【畫龍點(diǎn)睛】選擇透過性膜是生理學(xué)上的概念，它具有生物活性；半透膜是物理學(xué)上的概念，物質(zhì)的透過與不透過，取決于半透膜孔隙的直徑大小。清單一一生物膜的流動鑲嵌模型一、知識結(jié)構(gòu)'脂溶性物質(zhì)易通過一膜是由脂質(zhì)組成膜化學(xué)分析一膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)對生物膜結(jié)構(gòu)｛對生物膜結(jié)構(gòu)｛的探索經(jīng)歷I生物膜的流動1鑲嵌模型電鏡下觀察一提出三層靜態(tài)模型I質(zhì)質(zhì)皿皿I1人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)一細(xì)胞膜具有流動性一提出流動鑲嵌模型.流動鑲嵌模型磷脂雙分子層是基本骨架，具流動性；蛋白質(zhì)分子鑲嵌、嵌入或橫跨磷脂雙分子層,的基本內(nèi)容I大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也可運(yùn)動二、要點(diǎn)精析要點(diǎn)一】生物膜的流動鑲嵌模型1、 基本內(nèi)容流動鑲嵌模型認(rèn)為，磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本支架，這個支架不是靜止的。磷脂雙分子層是輕油般的流體，具有流動性。蛋白質(zhì)分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌人磷脂雙分子層中，有的橫跨整個磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動的。2、 生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；鑲嵌性：膜的基本結(jié)構(gòu)是由磷脂雙分子層鑲嵌蛋白質(zhì)構(gòu)成的。流動性：膜結(jié)構(gòu)中的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)分子在膜中可做多種形式的移動。膜整體結(jié)構(gòu)也具有流動性?！井孆堻c(diǎn)睛】流動性具有重要生理意義：物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞識別、細(xì)胞整合、細(xì)胞、表面受體功能調(diào)節(jié)等均與之相關(guān)。不對稱性：膜兩側(cè)的分子性質(zhì)和結(jié)構(gòu)不相同。蛋白質(zhì)極性：多肽鏈的極性區(qū)突向膜表面．非極性部分埋在脂雙層內(nèi)部。故蛋白質(zhì)分子與水溶性和脂溶性分子都具有親和性。

要點(diǎn)二】生物膜的成分、結(jié)構(gòu)、功能之間的聯(lián)系.磷脂分子土蛋白質(zhì)+糖類i組成生物膜(具有流動性)J保證物質(zhì)交換正常進(jìn)行(如自由擴(kuò)散。主動運(yùn)輸)i體現(xiàn)了生物膜的選擇透過性'狀態(tài)：雙分子層排列構(gòu)成膜的基本骨架；1、磷脂分子：：作用：脂質(zhì)、脂溶性物質(zhì)容易通過膜、實(shí)驗(yàn)：在水一空氣界面上展開后的表面積是細(xì)胞膜表面積的兩倍。2、 蛋白質(zhì)(1)位置：表層；嵌插；貫穿。(2)蛋白質(zhì)分子：(2)蛋白質(zhì)分子：(3)載體具有專一性，在一定程度上決定了膜的選擇透過性。3、 糖類與某些蛋白質(zhì)構(gòu)成糖被．糖被有識別、保護(hù)、免疫等作用。4、 生物膜的流動性與選擇透過性流動性與選擇透過性都是對細(xì)胞膜的描述，但兩者既有區(qū)別又有聯(lián)系。區(qū)別：流動性具有生物膜結(jié)構(gòu)方面的特性，選擇透過性體現(xiàn)了生物膜功能方面的特性，主動運(yùn)輸能充分說明選擇透過性。聯(lián)系：生物膜的流動性是表現(xiàn)其選擇透過性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。因?yàn)橹挥屑?xì)胞膜具有流動性。細(xì)胞才能完成其各項(xiàng)生理功能，才能表現(xiàn)出選樣透過性。相反．如果生物膜失去了選擇透過性，細(xì)胞可能已經(jīng)死亡了?！井孆堻c(diǎn)睛】在細(xì)胞中，各種細(xì)胞器膜和細(xì)胞膜'、核膜等結(jié)構(gòu)，共同構(gòu)成細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)。這些生物膜的組成成分和結(jié)構(gòu)都很相似。5、生物膜的成分、結(jié)構(gòu)，功能及運(yùn)動性、流動性、選擇透過性之間的關(guān)系可總結(jié)如右：要點(diǎn)三】對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程年代科學(xué)家科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)論19世紀(jì)末歐文頓用500多種物質(zhì)對植物細(xì)胞進(jìn)行的通透性實(shí)驗(yàn)-發(fā)現(xiàn)可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜膜是由脂質(zhì)組成的1925年兩位荷蘭科從細(xì)胞膜中提取的脂質(zhì)鋪成的單層分子面積是細(xì)胞膜中脂質(zhì)為連續(xù)

學(xué)家細(xì)胞膜的2倍兩層1959年羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜由蛋白質(zhì)一脂質(zhì)一蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)生物膜為三層靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)1970年弗雷和埃迪登分別用綠色和紅色熒光染料標(biāo)記兩種細(xì)胞的蛋白質(zhì)，并將兩細(xì)胞胞融合.發(fā)現(xiàn)熒光均勻細(xì)胞膜具有流動性1972年桑格和尼克森在新的觀察和實(shí)驗(yàn)證據(jù)基礎(chǔ)上提出流動鑲嵌模型【畫龍點(diǎn)睛】科學(xué)家研究生物膜結(jié)構(gòu)的歷程，是從物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)象開始的。分析成分是了解結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，現(xiàn)象和功能又提供了探究結(jié)構(gòu)的線索。人們在實(shí)驗(yàn)觀察的基礎(chǔ)上提出假說，又通過進(jìn)步的實(shí)驗(yàn)來修正假說，其中方法和技術(shù)的進(jìn)步起到了關(guān)鍵的作用。這也說明科學(xué)是一個動態(tài)發(fā)展的過程，這一過程是無止境的。清單一二物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞角鍐我欢镔|(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?、知識結(jié)構(gòu)f小分子物質(zhì)或者離子跨膜運(yùn)輸方式｛被動＜運(yùn)輸物質(zhì)跨膜運(yùn)輸＜的方式f小分子物質(zhì)或者離子跨膜運(yùn)輸方式｛被動＜運(yùn)輸物質(zhì)跨膜運(yùn)輸＜的方式I主動運(yùn)輸I大分子物質(zhì)或顆粒狀物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式：運(yùn)輸方向：從高濃度到低濃度自由擴(kuò)散€條件：不需要載體，不需要能量J列如：CO2、水、02、甘油、乙醇等運(yùn)輸方向：從高濃度到低濃度協(xié)助擴(kuò)散空條件：需要載體，不需要能量”例如：葡萄糖進(jìn)出紅細(xì)胞運(yùn)輸方向：從低濃度到高濃度條件：需要載體，需要能量，例如：各種離子、葡萄糖，氨基酸等胞吞：吞噬胞吐：分泌二、要點(diǎn)精析要點(diǎn)一】自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散和主動運(yùn)輸?shù)谋容^物質(zhì)出入細(xì)胞的方式細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)濃度的高低是否需要載體是否消耗能量圖例舉例自由擴(kuò)散高濃度一低濃度不需要不消耗:L…h(huán)20、02、CO2、苯、乙醇、甘油協(xié)助擴(kuò)散高濃度一低濃度需要不消耗.1**-『紅細(xì)胞吸收葡萄糖主動運(yùn)輸?shù)蜐舛纫桓邼舛刃枰腁TP兇亍小腸吸收葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽；腎小管集合管吸收各種離子等【畫龍點(diǎn)睛】①細(xì)胞膜以磷脂雙分子層為基本骨架?確保了脂溶性物質(zhì)能以自由擴(kuò)散的方式通過細(xì)胞膜。載體是位于