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1、专题04-细胞的物质输入与输出(复习课件)(人教版),专题04-细胞的物质输入与输出(复习课件)(人教版),第四章、细胞的物质输入和输出,考点1：对生物膜结构的探究历程,考点2：流动镶嵌模型的基本内容,考点3：糖蛋白,考点4：几组容易混淆的概念,考点5：细胞的失水和吸水,考点6：物质跨膜运输的其他实例分析,考点7：自由扩散、协助扩散和主动运输 三种跨膜运输方式的比较,考点8：影响物质运输的因素,第四章、细胞的物质输入和输出考点1：对生物膜结构的探究,不溶于脂质的物质,溶于脂质的物质,细胞膜,19世纪末“欧文顿实验”,欧文顿是通过对现象的推理分析，还是通过膜成分的提取和鉴定来提出假说的？,根据该
2、实验，欧文顿提出什么假说？,脂溶性物质容易通过细胞膜，所以膜是由脂质组成的。,推理分析。,不溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜19世纪末“欧文顿实验”,20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，发现细胞膜不但会被溶解脂质的物质溶解，也会被蛋白酶分解。,1、该实验说明了什么问题？,2、以你现有的生物学和化学知识，你能通过什么实验来验证膜的成分中有蛋白质？,细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。,能被胃蛋白酶等分解，或能与双缩脲试剂反应变紫色。,20世纪初，科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离出,磷脂分子由甘油、脂肪酸和磷酸组成，其磷酸“头部”是亲水的，脂肪酸“尾部”是疏水的。,亲水头部
3、疏水尾部 磷脂分子由甘油、脂肪酸和磷酸组,磷脂分子在细胞膜中的排列为连续的两层。,B,水空气磷脂分子在细胞膜中的排列为连续的两层。水水水水水水返回,“罗伯特森电镜实验”,蛋白质脂质蛋白质三层结构模式图-单位膜模型,单位膜结构模型的主要内容是什么？,亮,暗,膜中的脂质分子排列为连续的两层；蛋白质分子覆盖在脂质两边。,暗,“罗伯特森电镜实验” 蛋白质脂质蛋白质三层结构模式,罗伯特森的细胞膜静态结构能说明白细胞吞噬病菌的过程、细胞分裂、细胞的质壁分裂与复原现象等生命现象吗？,单位膜结构模型有什么缺陷？,把生物膜描述成静态的结构。,不能。,罗伯特森的细胞膜静态结构能说明白细胞吞噬病菌的过程、细胞,返回
4、,细胞膜的流动镶嵌模型,细胞膜的流动镶嵌模型返回,考点2：流动镶嵌模型的基本内容,1、磷脂双分子层：膜的基本骨架。其中脂质包括：磷脂（主要的）、胆固醇、糖脂。,2、膜蛋白（蛋白质分子）：膜功能的主要体现者。膜蛋白镶嵌、覆盖、贯穿于磷脂双分子层中。,3、磷脂双分子层具有流动性，大多数蛋白质分子可以运动。,考点2：流动镶嵌模型的基本内容1、磷脂双分子层：膜的基本骨架,细胞膜的流动镶嵌模型,功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多。体现细胞膜的选择透过性。,基本骨架,磷脂：由甘油，脂肪酸和磷酸所组成。,磷脂分子和蛋白质分子可以流动，使得细胞膜具有一定的流动性。,覆盖镶嵌贯穿细胞膜的流动镶嵌模型磷脂双
5、分子层磷脂分子糖蛋白（,结构特点：,水分子可以自由通过。要选择吸收的离子，小分子可通过。其它离子、小分子、大分子不能通过。,功能特性：选择透过性膜。,结构特点和功能特性,流动性：蛋白质、磷脂分子、膜整体结构具有流动性。重要生理意义：物质运输、细胞识别、细胞融合、细胞表面受体功能调节等均与之相关。,镶嵌性：膜的基本结构由磷脂双分子层和镶嵌蛋白质构成。,不对称性：膜两侧的分子性质和结构不相同。,蛋白质极性：多肽链的 极性区（R基带电荷或有极性，具亲水性）突向膜表面，非极性部分（R基不带电或极性微弱，具疏水性）埋在脂双层内部，故蛋白质分子与水溶性和脂溶性分子都具有亲和性。,结构特点：水分子可以自由通
6、过。功能特性：结构特点和功能特性流,考点3：糖蛋白（糖被）组成：,由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成。,保护润滑：消化道、呼吸道上皮细胞表面的糖 蛋白。,血型鉴定：,免疫反应：,细胞识别：糖被是细胞识别的物质基础。,作用,考点3：糖蛋白（糖被）由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成。保,考点4：几组容易混淆的概念,1、吸胀吸水与渗透吸水,考点4：几组容易混淆的概念1、吸胀吸水与渗透吸水吸胀吸水渗透,2、渗透作用与扩散作用,联系,区别,渗透作用是扩散作用的一种特殊形式,2、渗透作用与扩散作用渗透作用扩散作用概念水分子（或其他溶剂,渗透作用,溶液浓度,高,低,水分流动方向,水势,高,低,渗透作用：水分子（
7、或其他溶剂分子）透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。,条件：1）半透膜；2）浓度差。,注：1）溶液的浓度指溶质的浓度（而不讲溶剂的浓度）。 2）水势：推动水分移动的强度因素。即水移动的趋势。水总是由高水势处自发流向低水势处，直到两处水势相等为止。纯水的水势为零。溶液的浓度越大，水势越低。,渗透作用溶液浓度高低水分流动方向水势高低渗透作用：水分子（或,3、半透膜和生物膜,水分子可以自由透过。,半透膜：是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。如玻璃纸、鸡蛋膜等。,生物膜系统：细胞器膜和细胞膜、核膜等共同构成。,3、半透膜和生物膜名称性质温度、PH特 性共性半物是否,半
8、透膜具有相对性： 小分子和大分子的界定依据膜种类的不同而划分范围不同。例如，对于鸡蛋的膜来说，葡萄糖分子就是大分子物质；而对于透析管来说，葡萄糖是小分子物质；对于肠衣来说，碘以及葡萄糖是小分子物质，而淀粉是大分子物质。 所有半透膜的孔隙直径都大于水分子直径，即水分子都能通过。 在日常生活中，常见的半透膜有鸡蛋膜、鸡的嗉囊、鱼鳔、蚕豆种皮、玻璃纸、青蛙皮、动物膀胱、肠衣、蛋白质胶膜，火棉胶膜以及其他一些可从生物体上剥离的薄膜类物质。 生物膜只允许水分子自由通过，它所选择的离子、小分子物质可以通过，而其他的离子、小分子和大分子不能透过，生物膜相当于半透膜，即可以做为半透膜使用。但核膜上有核孔不能做
9、为半透膜。细胞死亡后生物膜的选择透过能力丧失。,半透膜具有相对性：,4、渗透作用、扩散作用、自由扩散的关系,扩散作用,自由扩散,渗透作用,物质（溶质或溶剂）从相对含量多的地方到相对含量少的地方的自由运动（与过膜与否无关）。,水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。,物质（溶质或溶剂）从相对含量多的地方通过半透膜到相对含量少的地方的自由运动。,4、渗透作用、扩散作用、自由扩散的关系扩散作用自由扩散渗透作,考点5：细胞的吸水和失水,细胞的吸水和失水取决于细胞内外溶液的浓度差。,外界液浓度,细胞失水（质壁分离）,原理：渗透作用。,细胞质或细胞液浓度,外界液浓度,动态平衡,细胞质或细胞液浓度,=,细
10、胞质或细胞液浓度,外界液浓度,细胞吸水（质壁分离复原）,考点5：细胞的吸水和失水细胞的吸水和失水取决于细胞内外溶液的,1、动物细胞吸水和失水,细胞吸水膨胀,细胞失水皱缩,正常红细胞,1、动物细胞吸水和失水低渗溶液等渗溶液细胞吸水膨胀细胞失水皱,2、成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统,原生质层：细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质。,1）质壁分离产生的条件：具有大液泡；具有细胞壁。,2）质壁分离和复原的原因：成熟的活植物细胞原生质层相当于半透膜；细胞壁是全透性的，其伸缩性小于原生质层；细胞原生质层内外的溶液有浓度差。,2、成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统原生质层：细胞膜,细胞置于0.
11、3g/mL（30%）的蔗糖溶液中时 ，细胞会失水而缩小,原生质层与细胞壁分离即质壁分离,3、植物细胞的失水和吸水,已发生质壁分离的细胞处于清水中,细胞吸水恢复原状即质壁分离复原,吸水,水水细胞置于0.3g/mL（30%）的蔗糖溶液中时 ，细胞会,注意：1、动物细胞，植物根分生区细、种子细胞，不能观察到质壁分离现象。2、植物细胞的细胞壁的伸缩性比原生质层（体）的伸缩性小得多。3、质壁分离和复原现象可以用来判断细胞的死活。4、质壁分离是指原生质层与细胞壁的分离。5、质壁分离首先发生在有角处，原生质层与细胞壁间充满的是外界溶液。6、诱导质壁分离常用的溶液是0.3g/mL（30%）的蔗糖溶液。7、渗透
12、作用与扩散作用所讲的“浓度”实指“摩尔浓度”，即单位体积内分子或离子数目的多少。,注意：,4、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。,4、探究实验：植物细胞的吸水和失水提出问题作出假设设计
13、实验进,稍变小,原生质层脱离细胞壁,变小,变深,恢复原状、稍变大,原生质层紧贴细胞壁,变大,变浅,实验现象：,实验现象细胞原生质层中央液液泡0.3g/ml(30%)蔗糖溶,1、为什么选择紫色洋葱表皮细胞作实验材料？2、为什么选用质量分数为30%的蔗糖溶液，而不用50%的蔗糖溶液、30%盐酸？3、细胞发生质壁分离的外因是 ，内因是 ， 。4、此实验中如果将30%蔗糖溶液换成KNO3溶液或尿素溶液，会出现什么现象？请依次描述所涉及到的跨膜运输方式。5、此实验能应用于 。,具有紫色大液泡， 观察现象明显。,会导致细胞过度失水而死亡。,外界溶液浓度细胞液浓度,伸缩性：原生质层细胞壁；,发生质壁分离后又
14、会自动复原。,自由扩散主动运输自由扩散。,验证细胞死活、渗透作用、伸缩性大小,原生质层具有选择透过性,1、为什么选择紫色洋葱表皮细胞作实验材料？具有紫色大液泡，,1、番茄和水稻吸收矿质离子的比较,考点6：物质跨膜运输的特点,1 ）水稻培养液里的Ca2+和Mg2+浓度为什么会增高？,在培养过程中，水稻吸收水分和其它离子较多，吸收Ca2+和Mg2+较少，结果导致水稻培养液里的Ca2+和Mg2+浓度增高。,2）不同作物对无机盐的吸收有差异吗？,不同作物对无机盐的吸收是有差异的。,初始浓度 0 Mg2 Ca2+,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。碘是逆相对含量梯度运输的。,
15、2、人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点,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，其细胞内的碘浓度比血液高20-25倍。,250mg/L,血液中碘的浓度,I,3）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？,甲状腺细胞,物质（如碘）的跨膜运输并不都是和水一样顺相对含,3、微生物吸收矿物质的特点,4 ）细胞对物质的吸收有选择性吗？如果有，这种选择性有普遍性吗？,细胞对物质的吸收是有选择性的，这种选择性具有普遍性。,几种微生物体内的矿物质含量,28.1648.55米曲菌38.6651.00酵母菌2.41,4. 物质跨膜运输的特点（细胞膜的
16、功能特性）,2 ）物质通过生物膜的跨膜运输，有的是顺相对含量梯度的（被动运输），有的是逆相对含量梯度的（主动运输）。,1）细胞膜和其它生物膜都是选择透过性膜。,选择透过性膜可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过 ，而其它的离子 、小分子和大分子则不能通过。,3 ）细胞对于物质输入和输出的选择性是通过细胞膜的选择透过性实现的。,4. 物质跨膜运输的特点（细胞膜的功能特性）2 ）物质通过生,协助扩散,自由扩散,物质的跨膜运输方式,主动运输,小分子物质,大分子物质,胞吞,胞吐,顺浓度梯度,被动运输,协助扩散自由扩散物质的跨膜运输方式主动运输小分子物质 大分子,高低,高低,低高,不要,需要,
17、需要,不要,不要,需要,CO2、O2等气体；水、苯、乙醇、维生素；甘油、脂肪酸、胆固醇等脂质小分子。,葡萄糖进入红细胞。,全部无机盐；所有氨基酸；绝大多数葡萄糖。,考点7：自由扩散、协助扩散和主动运输 三种跨膜运输方式的比较,高低,物质出入细胞方式运输方向载体协助消耗能量实,特征：高低，需要载体，不需要能量。,自由扩散,协助扩散,主动运输,特征：逆浓度梯度运输，需要载体，需要消耗能量。,特征：高低，不需载体和能量。,三种跨膜方式的图例,特征：高低，需要载体，不需要能量。自由扩散协助扩散主动运输,被动运输：顺相对含量（浓度）梯度的扩散方式。,主动运输：,意义：保证活细胞能够按照生命活动的需要，主
18、动选择性地进行物质交换。（最重要的物质运输方式）,特征：1）、逆相对含量（浓度）梯度运输； 2）、需要载体； 3）、需要消耗能量。,载体具有特异性（专一性）和饱和现象（数量有限）。,三种跨膜方式的比较曲线,被动运输：顺相对含量（浓度）梯度的扩散方式。主动运输：意义：,大分子物质进出细胞的方式,一些大分子或物质团块的运输，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。（内吞作用，如果进入的是固态物质，称为吞噬；如果进入的是液态物质，称为胞饮）,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（外排作用）。,大分子物质进出细胞的方式 一些
19、大分子或物质团块的,考点8：影响物质运输的因素,1、影响自由扩散的因素：浓度差。,2、影响协助扩散的因素：浓度差和载体的种类与数量。,3、影响主动运输的因素：,1）载体,载体具有特异性：不同物质的载体不同，不同生物细 胞膜上的载体的种类和数量也不同。,载体具有饱和现象：当细胞膜上的载体已经达到饱和， 细胞吸收该载体运载的物质一速度不再增大。,2）能量：凡影响细胞内产生能量的因素，都能影响主 动运输。如氧气浓度、温度等。,考点8：影响物质运输的因素1、影响自由扩散的因素：浓度差。2,运输速率,物质浓度,自由扩散,运输速率,协助扩散,运输速率,O2浓度,主动运输,4、影响物质运输速率的曲线分析,物质浓度,运输速率,O2浓度,自由扩散或协助扩散,O,O,运输速率物质浓度自由扩散运输速率协助扩散运输速率O2浓度主动,谢谢！,谢谢！,感谢聆听,感谢聆听,
