第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出復(fù)習(xí)課課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

第四章

細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出一、滲透裝置半透膜是具有一定孔徑，可以讓小分子物質(zhì)通過（如水分子），而大分子物質(zhì)不能通過的一類薄膜。物質(zhì)能否通過只與孔徑大小有關(guān)。玻璃紙(又叫賽璐玢)是一種半透膜，

可以自由透過它，而

分子則不能。水分子蔗糖問題探討1.漏斗管內(nèi)的液面為什么會(huì)升高？①蔗糖分子不能自由通過半透膜而水分子可以②兩側(cè)的水分子都在運(yùn)動(dòng)③單位體積內(nèi)清水中的水分子數(shù)多于蔗糖溶液中的水分子數(shù)，燒杯中的水?dāng)U散到漏斗中的速度相對(duì)更快。④水分子的總體運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛汕逅赶蛘崽侨芤?，所以液面升?.

如果漏斗管足夠長(zhǎng)，管內(nèi)的液面會(huì)無限升高嗎？為什么？不會(huì)無限升高，隨著長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面的升高，水柱產(chǎn)生的水壓也會(huì)升高，水壓將加快漏斗中水分子向外擴(kuò)散的速度，最終達(dá)到平衡，液面不再上升。3.如果用一層紗布代替玻璃紙，還會(huì)出現(xiàn)原來的現(xiàn)象嗎？不會(huì)，因?yàn)榧啿疾皇前胪改?，空隙很大，可溶于水的物質(zhì)都能夠自由通過，包括水分子和蔗糖分子都能通過。4.如果燒杯中不是清水？而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會(huì)怎樣？漏斗中的液面將保持不變。5.漏斗內(nèi)液面升高需要什么條件？①半透膜；②濃度差擴(kuò)散：擴(kuò)散是分子從

處向

處運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。滲透作用：水分子（或其他溶劑分子）通過

的擴(kuò)散。水分滲透方向（總體）：相對(duì)含量高相對(duì)含量低半透膜滲透作用是一種特殊方式的擴(kuò)散二、水進(jìn)出細(xì)胞的原理——滲透作用1.滲透作用發(fā)生條件：①.半透膜②.半透膜兩側(cè)存在濃度差2.U型管問題如圖為滲透作用實(shí)驗(yàn)裝置。向a側(cè)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的蔗糖溶液，向b側(cè)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液，初始狀態(tài)如圖所示。若半透膜只允許水分子通過，則最終的液面高低為_________（a高于b，b高于a，一樣高）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：將哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞放入不同濃度的氯化鈉溶液中。一段時(shí)間后，紅細(xì)胞將會(huì)發(fā)生以下變化。三、水進(jìn)出紅細(xì)胞的原理1.當(dāng)外界溶液的濃度低時(shí)，紅細(xì)胞一定會(huì)由于吸水而漲破嗎？2.紅細(xì)胞吸水或失水的多少取決于什么條件？不一定，紅細(xì)胞吸水后，細(xì)胞質(zhì)濃度也降低，當(dāng)與外界溶液濃度相等時(shí)就不吸水了，如果細(xì)胞質(zhì)濃度還沒降到與外界溶液濃度相等就漲破了，那么紅細(xì)胞就因吸水而漲破。濃度差，正相關(guān)生理鹽水（濃度為

）或質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液功能：維持細(xì)胞的正常形態(tài)0.9%結(jié)論：紅細(xì)胞膜相當(dāng)于一層半透膜，紅細(xì)胞通過滲透作用

吸水與失水水進(jìn)出植物細(xì)胞,主要是指水經(jīng)過

進(jìn)出液泡。原生質(zhì)層四、水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理2、某些物質(zhì)（葡糖糖、甘油、乙二醇等）可以進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)，將植物細(xì)胞放入這類物質(zhì)的溶液中，質(zhì)壁分離情況與本實(shí)驗(yàn)是否完全相同？為什么？發(fā)生質(zhì)壁分離后會(huì)自動(dòng)復(fù)原。這類物質(zhì)可以進(jìn)入細(xì)胞，是細(xì)胞液濃度變大，當(dāng)其濃度與外界溶液濃度相等時(shí)，水分子進(jìn)出達(dá)到平衡，原生質(zhì)層具有伸縮性，發(fā)生復(fù)原。思考：1、已如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶液，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么不同？只發(fā)生質(zhì)壁分離，滴加清水后不發(fā)生復(fù)原。（活細(xì)胞失水太多死亡）(3)活細(xì)胞（1）具有細(xì)胞壁（2）具有大液泡4、發(fā)生質(zhì)壁分離或復(fù)原的細(xì)胞結(jié)構(gòu)具有什么特點(diǎn)？植物成熟活細(xì)胞才能發(fā)生質(zhì)壁分離。3、將成熟植物細(xì)胞放在高濃度的鹽酸或酒精溶液中，為什么無法觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象？高濃度的鹽酸或酒精會(huì)殺死細(xì)胞，使原生質(zhì)層失去選擇透過性。二、拓展應(yīng)用1.細(xì)胞液中物質(zhì)的濃度對(duì)于維持細(xì)胞的生命活動(dòng)非常重要?，F(xiàn)提供紫色洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測(cè)定該細(xì)胞的細(xì)胞液溶質(zhì)的濃度相當(dāng)于多少質(zhì)量分?jǐn)?shù)的蔗糖溶液。寫出你的實(shí)驗(yàn)思路，并分析其中的基本原理?？梢耘渲瞥鲆幌盗袧舛忍荻鹊恼崽侨芤?將紫色洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞置于配好的各種濃度的蔗糖溶液中,適當(dāng)時(shí)間后用顯微鏡觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離情況。記錄剛好發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞所用的蔗糖溶液度,以及剛好尚未發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞所用的蔗糖溶液濃度,據(jù)此推算出細(xì)胞液溶質(zhì)濃度應(yīng)介于這兩個(gè)濃度之間。

像水分子這樣，物質(zhì)以擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞，不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式稱為被動(dòng)運(yùn)輸。被動(dòng)運(yùn)輸又分為自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散兩類。五、被動(dòng)運(yùn)輸2.氣體分子：O2、CO2、N23.脂溶性小分子：乙醇、甘油、苯1、自由擴(kuò)散：物質(zhì)通過簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式，也叫

。特點(diǎn)：1、順濃度梯度運(yùn)輸2、不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助3、不需要消耗細(xì)胞能量自由擴(kuò)散物質(zhì)：1.水分子簡(jiǎn)單擴(kuò)散載體蛋白，需與運(yùn)輸分子結(jié)合，引起載體蛋白空間結(jié)構(gòu)改變。通道蛋白是在膜上形成跨膜的親水通道，使離子或水從中通過，不需要與運(yùn)輸分子結(jié)合。2.協(xié)助擴(kuò)散：借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式，也叫易化擴(kuò)散。五、被動(dòng)運(yùn)輸實(shí)例:特點(diǎn)：①順濃度梯度運(yùn)輸②需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與③不需要消耗能量*研究表明，水分子更多的是借助細(xì)胞膜上的水通道蛋白以協(xié)助擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞的。水分子*、離子、葡萄糖、氨基酸順濃度梯度跨膜運(yùn)輸。（葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞）自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散影響跨膜運(yùn)輸?shù)囊蛩赜心男?？影響自由擴(kuò)散的因素:細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的

。影響協(xié)助擴(kuò)散的因素:細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的

,細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的

和

。P點(diǎn)后速率受轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量限制總結(jié)：自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散都是

梯度進(jìn)行的跨膜運(yùn)輸，

消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量。順相對(duì)含量不需要濃度差濃度差種類數(shù)量濃度差運(yùn)輸速率0濃度差運(yùn)輸速率0P1.定義：物質(zhì)逆濃度梯度跨膜運(yùn)輸，需要載體蛋白的協(xié)助，同時(shí)還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量。2.實(shí)例：①植物根部細(xì)胞吸收無機(jī)鹽離子②甲狀腺細(xì)胞吸收碘離子③動(dòng)物細(xì)胞吸收鉀離子和排出鈉離子(Na-K泵)④小腸上皮細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸等。一、主動(dòng)運(yùn)輸3.過程：①被運(yùn)輸?shù)奶囟ǚ肿踊螂x子與載體蛋白結(jié)合②在細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)釋放的能量推動(dòng)下，載體蛋白的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，將所結(jié)合的離子或分子從細(xì)胞膜一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)到另一側(cè)并釋放出來③載體蛋白恢復(fù)原狀，又可以轉(zhuǎn)運(yùn)同種物質(zhì)的其他離子或分子。4.運(yùn)輸速率特征：（1）逆濃度梯度運(yùn)輸（2）需要載體蛋白參與（3）需要消耗能量一、主動(dòng)運(yùn)輸5.主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊饬x主動(dòng)運(yùn)輸普遍存在于動(dòng)植物和微生物細(xì)胞中，通過主動(dòng)運(yùn)輸來選擇吸收所需的物質(zhì)，排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，從而保證細(xì)胞和個(gè)體生命活動(dòng)的需要。6.與社會(huì)的聯(lián)系囊性纖維病患者肺部支氣管上皮細(xì)胞表面轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的載體蛋白的功能發(fā)生異常，導(dǎo)致患者支氣管中黏液增多。以上各圖分別對(duì)應(yīng)哪種跨膜運(yùn)輸方式？圖中A、B、C三點(diǎn)物質(zhì)運(yùn)輸速率的限制因素分別是什么？協(xié)助擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散或自由擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量的限制載體蛋白數(shù)量的限制能量的限制自由擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸拓展訓(xùn)練物質(zhì)出入細(xì)胞的方式被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散物質(zhì)運(yùn)輸方向是否需要載體蛋白是否需要消耗能量舉例

順濃度梯度高濃度低濃度

順濃度梯度高濃度低濃度

逆濃度梯度低濃度高濃度×√√××√

影響運(yùn)輸?shù)囊蛩丌贇怏w：氧氣、二氧化碳②脂溶性小分子：甘油、脂肪酸③水葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞、Na+進(jìn)細(xì)胞、K+出細(xì)胞、水

葡萄糖進(jìn)入小腸與腎小管細(xì)胞、

氨基酸/K+進(jìn)細(xì)胞、Na+出細(xì)胞

7、小分子物質(zhì)跨膜運(yùn)輸三種方式的比較濃度差的大小濃度差、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白種類和數(shù)量能量、載體蛋白的種類和數(shù)量共同：溫度生物膜的流動(dòng)性和酶的活性小結(jié)：判斷下列曲線所代表的物質(zhì)運(yùn)輸方式①自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散③自由擴(kuò)散④協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸②主動(dòng)運(yùn)輸⑤自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散⑥主動(dòng)運(yùn)輸或哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸①②③④⑤⑥1.胞吞、胞吐的作用一般是完成大分子與顆粒性物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸。二、胞吞、胞吐3.特點(diǎn)①在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，物質(zhì)包裹在脂雙層膜包被的囊泡內(nèi)運(yùn)輸，(膜泡運(yùn)輸)依賴于膜的流動(dòng)性②運(yùn)輸過程中需要消耗能量③一般是批量運(yùn)輸大分子物質(zhì)或顆粒物。④不需要載體蛋白但是胞吞一般需要特定的識(shí)別性的受體蛋白3.胞吞1.定義：當(dāng)細(xì)胞攝取大分子時(shí)，首先是大分子與膜上的蛋白質(zhì)結(jié)合，從而引起這部分細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊，包圍著大分子。然后，小囊從細(xì)胞膜上分離下來，形成囊泡，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，這種現(xiàn)象叫胞吞1.定義：當(dāng)細(xì)胞攝取大分子時(shí)，首先是大分子與膜上的蛋白質(zhì)結(jié)合，從而引起這部分細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊，包圍著大分子。然后，小囊從細(xì)胞膜上分離下來，形成囊泡，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，這種現(xiàn)象叫胞吞（一）、胞吞2.作用原生生物：通過胞吞作用將胞外的營(yíng)養(yǎng)物攝取到細(xì)胞內(nèi)，最后在溶酶體中消化降解成小分子有機(jī)物供細(xì)胞利用。高等多細(xì)胞生物：主要發(fā)生在吞噬細(xì)胞中，其作用不僅僅是攝取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，主要是清除侵染機(jī)體的病原體及衰老或凋亡的細(xì)胞。一些病毒就是借助胞吞侵入機(jī)體的。胞吞形成的囊泡，在細(xì)胞內(nèi)可以被溶酶體降解。1.定義：細(xì)胞需要外排的大分子（一般是），先在細(xì)胞內(nèi)形成囊泡，囊泡移動(dòng)到細(xì)胞膜處，與細(xì)胞膜融合，將大分子排出細(xì)胞，這種現(xiàn)象叫胞吐2.實(shí)例：乳腺細(xì)胞合成的蛋白質(zhì)、內(nèi)分泌腺分泌細(xì)胞合成的蛋白質(zhì)類激素、消化腺細(xì)胞分泌的消化酶等排出。分泌蛋白的分泌過程（二）、胞吐游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體合成的蛋白質(zhì)多是供細(xì)胞自身使用，而附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)能夠分泌到細(xì)胞外。試分析其中的道理。參考答案：因?yàn)橛坞x于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的核糖體，所合成的蛋白質(zhì)也只能游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。由于蛋白質(zhì)是大分子有機(jī)物，無法直接通過被動(dòng)運(yùn)輸或主動(dòng)運(yùn)輸穿過細(xì)胞膜運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外，所以一般只能留在細(xì)胞內(nèi)供細(xì)胞自身使用，而附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，并借助囊泡移動(dòng)進(jìn)入高爾基體，經(jīng)加工包裝后，包裹在囊跑中的蛋白質(zhì)就可以胞吐的方式分泌到細(xì)胞外。細(xì)胞結(jié)構(gòu)的流動(dòng)性是胞吞、胞吐的基礎(chǔ)，胞吞、胞吐過程中膜的變形本身也體現(xiàn)了膜的流動(dòng)性。2.檉柳(見下圖)是強(qiáng)耐鹽植物，它的葉子和嫩枝可以將吸收到植物體內(nèi)的無機(jī)鹽排出體外。檉柳的根部吸收無機(jī)鹽離子是主動(dòng)運(yùn)輸還是被動(dòng)運(yùn)輸?如果要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以證明，請(qǐng)說出實(shí)驗(yàn)思路參考答案：主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別之一是否需要