1、第6講物質(zhì)的輸入與輸出,一、細(xì)胞的吸水和失水 1原理：發(fā)生了滲透作用。該作用必須具備兩個條件： (1)具有_。 (2)膜兩側(cè)溶液具有_。 2動物細(xì)胞的吸水和失水(以紅細(xì)胞為例：紅細(xì)胞膜相當(dāng)于一層半透膜) (1)當(dāng)外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度時，細(xì)胞_。 (2)當(dāng)外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度時，細(xì)胞_。 (3)當(dāng)外界溶液濃度等于細(xì)胞質(zhì)濃度時，水分子進(jìn)出達(dá)到動態(tài)平衡。,半透膜,濃度差,吸水膨脹,失水皺縮,3植物細(xì)胞的吸水和失水 (1)結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁是全透性的，原生質(zhì)層包括_ _，具有_；細(xì)胞液具有_。 (2)條件：成熟植物細(xì)胞中央具有_。 (3)驗證：當(dāng)外界溶液的濃度大于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞就通過滲透作用失水，植

2、物細(xì)胞就發(fā)生_現(xiàn)象；將已發(fā)生質(zhì)壁分離的植物細(xì)胞放入清水中，此時細(xì)胞液的濃度高于外界清水，植物細(xì)胞就吸水，發(fā)生_現(xiàn)象。,細(xì)胞 膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì),選擇透過性,一定濃度,中央大液泡,質(zhì)壁分離,質(zhì)壁分離復(fù)原,二、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑嵗?1對無機(jī)鹽的吸收實例 (1)水稻和番茄對同一離子的吸收量_。 (2)人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞可以從血液中_吸收碘。 (3)不同微生物對不同礦物質(zhì)的吸收表現(xiàn)出較大的差異。 2生物膜的特性 細(xì)胞膜和其他生物膜可以讓水分子自由通過，一些_也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過，因此它們都是_膜。,不同,主動,離子和小分子,選擇透過性,三、對生物膜的探

3、索歷程 119世紀(jì)末，歐文頓根據(jù)脂溶性物質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜，提出膜是由脂質(zhì)組成的。 220世紀(jì)初，化學(xué)分析表明，膜的主要成分是_。 31925年，荷蘭科學(xué)家得出結(jié)論：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的_。 420世紀(jì)40年代，科學(xué)家推測脂質(zhì)兩邊各覆蓋著_。,脂質(zhì)和蛋白質(zhì),兩層,蛋白質(zhì),51959年，羅伯特森認(rèn)為生物膜由_三層靜態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)成。 61970年，人鼠細(xì)胞雜交實驗表明，細(xì)胞膜具有_。 71972年，桑格和尼克森提出的生物膜的_模型為大多數(shù)人所接受。,流動鑲嵌,流動性,蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì),一、生物膜的流動鑲嵌模型 1流動鑲嵌模型 (1)組成成分及其結(jié)構(gòu)圖示,(2)基本內(nèi)容 磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的

4、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)分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動的。,2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有一定的流動性 (1)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：構(gòu)成膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動的。 (2)實驗驗證人鼠細(xì)胞融合實驗,(3)實例證明：質(zhì)壁分離與復(fù)原、變形蟲運(yùn)動、胞吞和胞吐、白細(xì)胞吞噬細(xì)菌等。 3功能特點(diǎn)：選擇透過性 表現(xiàn)：植物根對礦質(zhì)元素的選擇性吸收，神經(jīng)細(xì)胞對K的吸收和對Na的排出，腎小管的重吸收和分泌，小腸絨毛上皮細(xì)胞對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收等。 原因：遺傳性 載體種類、數(shù)量 選擇性,4.

5、流動性和選擇透過性的關(guān)系 (1)區(qū)別,(2)聯(lián)系：流動性是選擇透過性的基礎(chǔ)，因為只有細(xì)胞膜具有流動性，細(xì)胞才能完成其各項生理功能，才能表現(xiàn)出選擇透過性。相反，細(xì)胞膜失去了選擇透過性，也就意味著細(xì)胞已經(jīng)死亡。 特別提醒： 只有活細(xì)胞才具有膜的流動性和選擇透過性。 膜的流動性受溫度影響，在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度升高，膜的流動性增強(qiáng)。,5生物膜的組成、結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系,二、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞郊捌溆绊懸蛩?1離子、小分子的跨膜運(yùn)輸比較,特別提醒： 載體是細(xì)胞膜上的一類蛋白質(zhì)，它具有特異性，不同物質(zhì)的載體不同，不同生物細(xì)胞膜上的載體的種類和數(shù)量也不同。 載體具有飽和現(xiàn)象，當(dāng)細(xì)胞膜上的某物質(zhì)的載體達(dá)到飽和

6、時，細(xì)胞吸收該物質(zhì)的速率不再隨物質(zhì)濃度的增大而增大。,2影響自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散、主動運(yùn)輸?shù)囊蛩?(1)影響自由擴(kuò)散的因素：細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差。 (2)影響協(xié)助擴(kuò)散的因素：細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差；細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量。 (3)影響主動運(yùn)輸?shù)囊蛩兀狠d體蛋白；能量(ATP)。 凡能影響細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生能量的因素，都能影響主動運(yùn)輸，如氧氣濃度、溫度等。,3大分子的囊泡運(yùn)輸,特別提醒： 胞吞和胞吐進(jìn)行的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是細(xì)胞膜的流動性。 胞吞和胞吐與主動運(yùn)輸一樣也需要能量供應(yīng)，如果分泌細(xì)胞中的ATP合成受阻，則胞吞、胞吐作用不能繼續(xù)進(jìn)行。,4判斷物質(zhì)運(yùn)輸方式的方法,知識點(diǎn)1：物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶嵗?【例1】 (2

7、010濟(jì)寧模擬)利用紫色的洋蔥外表皮細(xì)胞和不同濃度的蔗糖溶液，可以探究細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原。下列有關(guān)該實驗的敘述正確的是() A該實驗只是觀察了質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象，沒有設(shè)計對照實驗 B在逐漸發(fā)生質(zhì)壁分離的過程中，細(xì)胞的吸水能力逐漸增強(qiáng) C將裝片在酒精燈上加熱后，再觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象 D不同濃度蔗糖溶液下發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞，滴加蒸餾水后都能復(fù)原,B,【思路點(diǎn)撥】該實驗中多組實驗(不同濃度的蔗糖溶液)之間已形成了相互對照，且每組實驗前、后又形成了對照，故有對照實驗。在發(fā)生質(zhì)壁分離過程中，細(xì)胞液的濃度逐漸增大，故細(xì)胞的吸水能力逐漸增強(qiáng)。該實驗不需加熱，否則細(xì)胞會受熱死亡，觀察不到質(zhì)壁分離及復(fù)原。若蔗糖溶

8、液濃度過大，細(xì)胞將失水過多死亡，滴加蒸餾水后將不能復(fù)原。,【舉一反三】用洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞制備“觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離實驗”的臨時裝片，觀察細(xì)胞的變化。下列有關(guān)實驗操作和結(jié)果的敘述，正確的是( ) A將裝片在酒精燈上加熱后，再觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象 B在蓋玻片一側(cè)滴入清水，細(xì)胞吸水膨脹但不會破裂 C用不同濃度的蔗糖溶液處理細(xì)胞后，均能觀察到質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象 D當(dāng)質(zhì)壁分離不能復(fù)原時，細(xì)胞仍具正常生理功能,B,【思路點(diǎn)撥】 觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象時，需要細(xì)胞具有生理活性，不需要加熱處理。由于有細(xì)胞壁限制和保護(hù)作用，細(xì)胞吸水膨脹但不會漲破。用蔗糖溶液處理細(xì)胞時，如果濃度過大，細(xì)胞會因過度失水而死亡，也

9、就不會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。如果濃度過小，就不會發(fā)生質(zhì)壁分離，更不存在質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。,知識點(diǎn)2：生物膜的流動鑲嵌模型 【例2】下列四項是神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模式圖，正確的是(),【思路點(diǎn)撥】磷脂雙分子層構(gòu)成細(xì)胞膜的基本支架，其排列方式為：親水性頭部排在外側(cè)，疏水性尾部排在內(nèi)側(cè)。,【舉一反三】下圖表示細(xì)胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)，其中a和b為物質(zhì)的兩種運(yùn)輸方式，下列敘述正確的( ) A細(xì)胞膜功能的復(fù)雜程度主要由決定 B神經(jīng)細(xì)胞膜上識別遞質(zhì)的是 Cb可表示肌細(xì)胞從組織液中吸收氧氣 D細(xì)胞膜的選擇透過性與有關(guān)，與無關(guān),B,【思路點(diǎn)撥】細(xì)胞膜功能的復(fù)雜程度主要由膜上的蛋白質(zhì)決定。b過程表示細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)自由擴(kuò)

10、散到細(xì)胞外，而氧氣是從細(xì)胞外擴(kuò)散到細(xì)胞內(nèi)的。細(xì)胞膜的選擇透過性與膜上的磷脂和蛋白質(zhì)都有關(guān)。神經(jīng)細(xì)胞膜上識別遞質(zhì)的是膜上的糖蛋白。,知識點(diǎn)3：物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?【例3】下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)臄⑹?，錯誤的是() A植物細(xì)胞積累K需消耗能量 B細(xì)胞對離子的吸收具有選擇性 C海水中的海藻細(xì)胞可通過積累溶質(zhì)防止質(zhì)壁分離 D液泡中積累大量離子，故液泡膜不具有選擇透過性 【思路點(diǎn)撥】無機(jī)鹽離子進(jìn)出細(xì)胞的方式主要是主動運(yùn)輸，主動運(yùn)輸需要載體和能量。海藻細(xì)胞可以通過積累溶質(zhì)提高細(xì)胞內(nèi)濃度，不至于造成質(zhì)壁分離。,D,【舉一反三】將一植物細(xì)胞放入KNO3溶液中，一段時間后發(fā)生了質(zhì)壁分離，下列說法不正確的是( )

11、A此細(xì)胞是活細(xì)胞 B原生質(zhì)層具有選擇透過性 C發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞一段時間后可自動發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原 D原生質(zhì)層兩側(cè)溶液存在濃度差，KNO3溶液濃度低于細(xì)胞液濃度,D,【思路點(diǎn)撥】 通過質(zhì)壁分離的實驗可以說明細(xì)胞是活細(xì)胞、原生質(zhì)層具有選擇透過性，細(xì)胞外面溶液的濃度比細(xì)胞液濃度高。由于細(xì)胞放入KNO3溶液中，K、 可以通過主動運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞液濃度升高，所以發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞一段時間后可自動發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。,一、觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原 1原理：成熟的植物細(xì)胞構(gòu)成滲透系統(tǒng)可發(fā)生滲透作用。,2流程,特別提醒： 該實驗為自身對照，低倍鏡下觀察到的正常狀態(tài)的洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞為對照組。,3實驗

12、應(yīng)注意的幾個問題 (1)實驗成功的關(guān)鍵之一是實驗材料的選擇。必須選擇有大液泡并最好有顏色的植物細(xì)胞，便于在顯微鏡下觀察現(xiàn)象。 (2)滴加蔗糖溶液或清水時，應(yīng)在載物臺上操作；觀察時，用低倍物鏡即可。,(3)選用的蔗糖溶液濃度要適宜。過低不足以引起質(zhì)壁分離或質(zhì)壁分離所需時間過長；過高，如50%的蔗糖溶液，則易造成植物細(xì)胞失水過多過快而死亡。原生質(zhì)層的選擇透過性是發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原的內(nèi)在前提，死亡的細(xì)胞既不會發(fā)生質(zhì)壁分離，也不會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。 (4)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原需要將已質(zhì)壁分離的植物細(xì)胞再置于低濃度的溶液或清水中，但如果所用溶液為葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，質(zhì)壁分離后因細(xì)胞主

13、動或被動吸收溶質(zhì)微粒而使細(xì)胞液濃度增大，植物細(xì)胞會吸水引起質(zhì)壁分離后的自動復(fù)原。,(5)質(zhì)壁分離后在細(xì)胞壁和細(xì)胞膜之間充滿的是濃度降低的外界溶液，因細(xì)胞壁是全透性且有水分通過原生質(zhì)層滲出來。 (6)質(zhì)壁分離過程中，外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度；質(zhì)壁分離復(fù)原過程中，外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度。,二、細(xì)胞膜選擇透過性實驗探究 1判斷成熟植物細(xì)胞的死活 待測成熟植物細(xì)胞適宜濃度的蔗糖溶液 2測定細(xì)胞液濃度范圍 待測細(xì)胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液 細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的蔗糖溶液的濃度之間。,3比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度 不同植物細(xì)胞同一濃度的蔗糖溶液 剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離時所需時間

14、的比較 判斷細(xì)胞液濃度(即時間越短，細(xì)胞液濃度越小)。 4鑒別不同種類的溶液(如KNO3和蔗糖溶液) 相同成熟植物細(xì)胞不同種類溶液,5比較一系列溶液的濃度大小 同一植物的相同成熟細(xì)胞未知濃度的溶液 記錄剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離所需時間比較所用時間長短判斷溶液濃度的大小(時間越短，未知溶液的濃度越大) 6驗證原生質(zhì)層和細(xì)胞壁伸縮性大小 成熟植物細(xì)胞分離劑,【例】(2010臨沂模擬)以紫色洋蔥鱗片葉外表皮為材料觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象，下列敘述錯誤的是() A在發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞中能觀察到紫色中央液泡逐漸縮小 B滴加30%的蔗糖溶液比10%的蔗糖溶液引起細(xì)胞質(zhì)壁分離所需時間短 C發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞放入清

15、水中又復(fù)原，說明細(xì)胞保持活性 D用高濃度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起細(xì)胞質(zhì)壁分離,D,【思路點(diǎn)撥】本題主要考查對質(zhì)壁分離及其復(fù)原現(xiàn)象的理解。當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時，植物細(xì)胞發(fā)生滲透失水，液泡體積變小，原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離，A項正確；質(zhì)壁分離的速率與外界溶液濃度大小有關(guān)，外界溶液濃度越大，質(zhì)壁分離所需時間越短，B項正確；質(zhì)壁分離與復(fù)原是活細(xì)胞所具有的現(xiàn)象，細(xì)胞死亡后，原生質(zhì)層失去選擇透過性，不再發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象，C項正確；高濃度的NaCl溶液濃度大于細(xì)胞液濃度，可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，若細(xì)胞失水過度可導(dǎo)致細(xì)胞死亡，不再發(fā)生復(fù)原現(xiàn)象，D項錯誤。,【變式訓(xùn)練】(2010濰坊模擬)某同學(xué)在實驗室中做“植物細(xì)胞的吸水和失水”實驗時，在實驗教師的幫助下，進(jìn)行了一系列的創(chuàng)新實驗，實驗步驟和現(xiàn)象如下表：,對上表的推斷或解釋不正確的是( ) Ax為質(zhì)壁分離，