第7講細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出

1、一、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例一、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例一、滲透作用一、滲透作用一、滲透作用一、滲透作用清水清水蔗糖溶液蔗糖溶液玻璃紙玻璃紙(半透膜半透膜)蔗糖分子蔗糖分子水分子水分子半透膜半透膜單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)半透膜進(jìn)入長(zhǎng)頸漏斗的水分子數(shù)單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)半透膜進(jìn)入長(zhǎng)頸漏斗的水分子數(shù)量多于從長(zhǎng)頸漏斗滲出的水分子數(shù)量，使得管內(nèi)量多于從長(zhǎng)頸漏斗滲出的水分子數(shù)量，使得管內(nèi)液面升高。液面升高。（一）、滲透作用（一）、滲透作用水分子水分子( (或其它溶劑分子或其它溶劑分子) )透過(guò)透過(guò)半透膜半透膜, ,從從低濃度低濃度溶液向溶液向高濃度高濃度溶液的擴(kuò)散的現(xiàn)象。溶液的擴(kuò)散的現(xiàn)象。2、條件、條件半透膜兩側(cè)溶液有半透膜兩側(cè)溶

2、液有濃度差濃度差具有一層具有一層半透膜半透膜低濃度低濃度溶液溶液(水多水多)高濃度高濃度溶液溶液( (水少水少) )、方向：、方向：1 1、概念：概念：（二）動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水（二）動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水. .動(dòng)物細(xì)胞發(fā)生滲透作用的條件動(dòng)物細(xì)胞發(fā)生滲透作用的條件細(xì)胞膜細(xì)胞膜相當(dāng)于一層半透膜相當(dāng)于一層半透膜；細(xì)胞質(zhì)與外界溶液細(xì)胞質(zhì)與外界溶液之間存在濃度差。之間存在濃度差。返回目錄返回目錄當(dāng)細(xì)胞質(zhì)的溶度時(shí)當(dāng)細(xì)胞質(zhì)的溶度時(shí)外界溶液的濃度，外界溶液的濃度，細(xì)胞吸水膨脹。細(xì)胞吸水膨脹。清水 當(dāng)細(xì)胞質(zhì)的溶當(dāng)細(xì)胞質(zhì)的溶外界溶液的濃度時(shí)，外界溶液的濃度時(shí)，高濃度鹽水細(xì)胞失水皺縮。細(xì)胞失水皺縮。 當(dāng)細(xì)胞質(zhì)的溶度

3、相當(dāng)細(xì)胞質(zhì)的溶度相界溶液的濃度與時(shí)，界溶液的濃度與時(shí)，生理鹽水水分進(jìn)出細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡。水分進(jìn)出細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡。( (三三) ) 植物細(xì)胞的吸水和失水植物細(xì)胞的吸水和失水1 1成熟植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成熟植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)2、條件、條件原生質(zhì)層（細(xì)胞膜、液泡膜以原生質(zhì)層（細(xì)胞膜、液泡膜以及兩膜之間的細(xì)胞質(zhì)）相當(dāng)于及兩膜之間的細(xì)胞質(zhì)）相當(dāng)于一層一層半透膜半透膜細(xì)胞液有一定的濃度，外界的溶液細(xì)胞液有一定的濃度，外界的溶液也有一定的濃度，具有濃度差也有一定的濃度，具有濃度差. .植物細(xì)胞失水和吸水現(xiàn)象植物細(xì)胞失水和吸水現(xiàn)象外界溶液濃度外界溶液濃度大于大于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水，發(fā)生細(xì)胞失水，發(fā)

4、生質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離 現(xiàn)象?，F(xiàn)象。外界溶液濃度外界溶液濃度小于小于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水，發(fā)生細(xì)胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。現(xiàn)象。. .質(zhì)壁分離的原因質(zhì)壁分離的原因細(xì)胞液細(xì)胞液濃度濃度 外界溶液濃度，細(xì)胞通過(guò)滲透作外界溶液濃度，細(xì)胞通過(guò)滲透作用失水；用失水； 原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，且原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，且細(xì)胞壁的伸縮細(xì)胞壁的伸縮性性小于小于 原生質(zhì)層的伸縮性。原生質(zhì)層的伸縮性。外因：外因：內(nèi)因：內(nèi)因：.植物細(xì)胞吸水的方式植物細(xì)胞吸水的方式()滲透作用主要的吸水方式，主要的吸水方式，有中央大液泡的成熟有中央大液泡的成熟的植物細(xì)胞，的植物細(xì)胞，()吸脹吸水無(wú)中央

5、大液泡的植物細(xì)胞，無(wú)中央大液泡的植物細(xì)胞，靠細(xì)胞內(nèi)的親水性物質(zhì)（蛋靠細(xì)胞內(nèi)的親水性物質(zhì)（蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素）吸收白質(zhì)、淀粉、纖維素）吸收水分，如根尖分生區(qū)細(xì)胞、水分，如根尖分生區(qū)細(xì)胞、干種子干種子1.1.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理(1)(1)成熟植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。成熟植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。(2)(2)細(xì)胞液具有一定的濃度，能夠滲透失水和吸水。細(xì)胞液具有一定的濃度，能夠滲透失水和吸水。(3)(3)原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大。原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大。返回目錄返回目錄二、實(shí)驗(yàn)探究植物細(xì)胞的吸水和失水的實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)探究植物細(xì)胞的吸水和失水的實(shí)驗(yàn)( (觀(guān)察觀(guān)察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分

6、離和復(fù)原植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原) )2 2實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)材料紫色的洋蔥鱗片葉，質(zhì)量濃度為紫色的洋蔥鱗片葉，質(zhì)量濃度為0.3 g/ml0.3 g/ml的蔗糖溶液。的蔗糖溶液。(1)(1)注意材料的選擇：顏色深的活細(xì)胞，紫色的洋蔥鱗注意材料的選擇：顏色深的活細(xì)胞，紫色的洋蔥鱗片葉片葉外表皮外表皮細(xì)胞。細(xì)胞。(2)(2)使用蔗糖溶液的濃度要適宜：濃度過(guò)小，質(zhì)壁分離使用蔗糖溶液的濃度要適宜：濃度過(guò)小，質(zhì)壁分離現(xiàn)象不明顯，影響觀(guān)察；濃度過(guò)大，會(huì)使細(xì)胞在短時(shí)現(xiàn)象不明顯，影響觀(guān)察；濃度過(guò)大，會(huì)使細(xì)胞在短時(shí)間內(nèi)因失水過(guò)多而死亡，無(wú)法觀(guān)察質(zhì)壁分離復(fù)原。間內(nèi)因失水過(guò)多而死亡，無(wú)法觀(guān)察質(zhì)壁分離復(fù)原。3 3實(shí)驗(yàn)流程圖

7、示實(shí)驗(yàn)流程圖示植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用(1)(1)判斷細(xì)胞的死活判斷細(xì)胞的死活實(shí)驗(yàn)單一變量：待測(cè)細(xì)胞的生活狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)單一變量：待測(cè)細(xì)胞的生活狀態(tài)。返回目錄返回目錄第第7 7講講細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出( (2)2)測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍待測(cè)細(xì)胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液待測(cè)細(xì)胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液細(xì)胞液濃度范圍介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生細(xì)胞液濃度范圍介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的外界溶液的濃度范圍之間質(zhì)壁分離的外界溶液的濃度范圍之間實(shí)驗(yàn)單一變量：不同濃度的蔗糖溶液。實(shí)驗(yàn)單一變量：不同濃度的蔗糖溶液。返回目錄返回目

8、錄第第7 7講講細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出提出問(wèn)題提出問(wèn)題作出假設(shè)作出假設(shè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果，得出結(jié)論分析結(jié)果，得出結(jié)論總結(jié)：科學(xué)探究的一般方法總結(jié)：科學(xué)探究的一般方法提出一個(gè)值得探究的問(wèn)題提出一個(gè)值得探究的問(wèn)題根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)提出的問(wèn)題作出嘗試性的回提出的問(wèn)題作出嘗試性的回答答通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證假設(shè)是否正確通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證假設(shè)是否正確原理、方法步驟、預(yù)期、可能原理、方法步驟、預(yù)期、可能的結(jié)果及結(jié)論的結(jié)果及結(jié)論二、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例二、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例(1)(1)水分子：水分子：順物質(zhì)相對(duì)含量的梯度跨膜運(yùn)輸順物質(zhì)相對(duì)含量的

9、梯度跨膜運(yùn)輸 ( (高高低低) )。(2)(2)離子和小分子：依據(jù)細(xì)胞生命活動(dòng)需要進(jìn)行離子和小分子：依據(jù)細(xì)胞生命活動(dòng)需要進(jìn)行選選擇吸收擇吸收 。三、 生物小分子的跨膜運(yùn)輸方式特點(diǎn)：舉例：水、o2、co2、甘油、乙醇、苯等順物質(zhì)相對(duì)含量梯度（高低），,不需載體蛋白的協(xié)助,不耗能。細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差影響因影響因素：素：自由擴(kuò)散外 細(xì)胞膜 內(nèi)1離子和小分子物質(zhì)的運(yùn)輸方式離子和小分子物質(zhì)的運(yùn)輸方式特點(diǎn)：順物質(zhì)相對(duì)含量梯度順物質(zhì)相對(duì)含量梯度（高高低低），需載體，），需載體，不耗能不耗能葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞。葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞。內(nèi)外 細(xì)胞膜舉例：協(xié)助擴(kuò)散影響因素：影響因素：細(xì)胞膜內(nèi)外物

10、質(zhì)的細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差、細(xì)胞膜上濃度差、細(xì)胞膜上載體蛋白的種類(lèi)和載體蛋白的種類(lèi)和數(shù)量數(shù)量主動(dòng)運(yùn)輸特點(diǎn)特點(diǎn)逆物質(zhì)相對(duì)含量梯度（低高）需載體，耗能舉舉例例na+ 、k+、等離子通過(guò)細(xì)胞膜；小腸絨毛上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸等細(xì)胞膜上載體蛋白的種類(lèi)和數(shù)量、能量的多少影響因素：影響因素：外 細(xì)胞膜 內(nèi)能量意義意義保證了活細(xì)胞能夠按照生命活動(dòng)的需要，主動(dòng)選擇吸收所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，主動(dòng)排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)。外 細(xì)胞膜 內(nèi)能量返回目錄返回目錄甲乙丙丁三種運(yùn)輸方式圖示三種運(yùn)輸方式圖示氧分壓氧分壓運(yùn)輸速率運(yùn)輸速率（）（）（）（）（）寫(xiě)出各圖表示的運(yùn)輸方式寫(xiě)出各圖表示的運(yùn)輸方式自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸

11、自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸2大分子物質(zhì)的運(yùn)輸方式大分子物質(zhì)的運(yùn)輸方式如：巨噬細(xì)胞對(duì)細(xì)菌、異物的吞噬；分泌蛋白的分泌體現(xiàn)了生物膜的流動(dòng)性體現(xiàn)了生物膜的流動(dòng)性胞吞或胞吐胞吞或胞吐.生物膜的特點(diǎn)生物膜的特點(diǎn)（）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有一定的流動(dòng)性具有一定的流動(dòng)性（）功能特點(diǎn)（）功能特點(diǎn)具有選擇透過(guò)性。具有選擇透過(guò)性。水分子可以自由通過(guò)，一些細(xì)胞需水分子可以自由通過(guò)，一些細(xì)胞需要的小分子和離子也能通過(guò)，一些要的小分子和離子也能通過(guò)，一些細(xì)胞不需要的小分子和離子以及大細(xì)胞不需要的小分子和離子以及大分子則不能通過(guò)分子則不能通過(guò)。例例1 120122012漳州質(zhì)檢漳州質(zhì)檢 如圖如圖275275所示，溶液所示

12、，溶液x x中含有綠中含有綠色染料，溶液色染料，溶液y y中含有紅色染料，溶液中含有紅色染料，溶液z z中含有藍(lán)色染料。中含有藍(lán)色染料。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，兩支漏斗中溶液液面的高度一樣。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，兩支漏斗中溶液液面的高度一樣。10 min10 min后后觀(guān)察的結(jié)果是：溶液觀(guān)察的結(jié)果是：溶液x x液面上升，溶液液面上升，溶液y y液面下降；溶液液面下降；溶液x x中只有綠色染料，溶液中只有綠色染料，溶液y y中含有了紅色和藍(lán)色染料，溶液中含有了紅色和藍(lán)色染料，溶液z z中含有了綠色和藍(lán)色染料。下列有關(guān)描述中，正確的是中含有了綠色和藍(lán)色染料。下列有關(guān)描述中，正確的是() () a a溶液溶液z z的濃度

13、最高的濃度最高b b溶液溶液y y的濃度最低的濃度最低c c溶液溶液y y中的溶質(zhì)分子能夠通過(guò)半透膜進(jìn)入溶液中的溶質(zhì)分子能夠通過(guò)半透膜進(jìn)入溶液x x中中d d溶液溶液z z中的溶質(zhì)分子能夠通過(guò)半透膜進(jìn)入溶液中的溶質(zhì)分子能夠通過(guò)半透膜進(jìn)入溶液x x中中返回目錄返回目錄b變變式題式題某同學(xué)設(shè)計(jì)滲透裝置如圖某同學(xué)設(shè)計(jì)滲透裝置如圖276276所示所示( (開(kāi)始時(shí)狀開(kāi)始時(shí)狀態(tài)態(tài)) )，燒杯中盛放有蒸餾水，圖中豬膀胱膜允許單糖透過(guò)。，燒杯中盛放有蒸餾水，圖中豬膀胱膜允許單糖透過(guò)。倒置的長(zhǎng)頸漏斗中先裝入蔗糖溶液，一段時(shí)間后再加入蔗倒置的長(zhǎng)頸漏斗中先裝入蔗糖溶液，一段時(shí)間后再加入蔗糖酶。該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中最可能出現(xiàn)

14、的是糖酶。該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中最可能出現(xiàn)的是( () )a a漏斗中液面開(kāi)始時(shí)先漏斗中液面開(kāi)始時(shí)先上升，加酶后即下降上升，加酶后即下降b b漏斗中液面先上升，漏斗中液面先上升，加酶后繼續(xù)上升，然后下降加酶后繼續(xù)上升，然后下降c c加酶前后，在燒杯中都加酶前后，在燒杯中都可以檢測(cè)出蔗糖可以檢測(cè)出蔗糖d d加酶后可以在燒杯中檢測(cè)出葡萄糖、果糖和蔗糖酶加酶后可以在燒杯中檢測(cè)出葡萄糖、果糖和蔗糖酶圖圖276b例例2 2圖圖278278表示動(dòng)物肌肉細(xì)胞細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)部分物質(zhì)示意表示動(dòng)物肌肉細(xì)胞細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)部分物質(zhì)示意圖，與圖中信息不相符的是圖，與圖中信息不相符的是( () )a a甲側(cè)為細(xì)胞外，乙側(cè)為細(xì)胞內(nèi)甲側(cè)為細(xì)胞

15、外，乙側(cè)為細(xì)胞內(nèi)b bnana既可順濃度梯度運(yùn)輸也可逆濃度梯度運(yùn)輸既可順濃度梯度運(yùn)輸也可逆濃度梯度運(yùn)輸c c圖示中葡萄糖跨膜運(yùn)輸?shù)闹苯域?qū)動(dòng)力不是圖示中葡萄糖跨膜運(yùn)輸?shù)闹苯域?qū)動(dòng)力不是atpatpd d圖示中葡萄糖跨膜運(yùn)輸方式與細(xì)胞吸收甘油相同圖示中葡萄糖跨膜運(yùn)輸方式與細(xì)胞吸收甘油相同 第第7 7講講細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出圖圖278d變變式題式題圖圖279279表示某種離子跨膜運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程，下列敘表示某種離子跨膜運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程，下列敘述不確切的是述不確切的是( () )a a圖中膜結(jié)構(gòu)表示細(xì)胞膜圖中膜結(jié)構(gòu)表示細(xì)胞膜b b該離子跨膜運(yùn)輸方式為主動(dòng)運(yùn)輸該離子跨膜運(yùn)輸方式為主動(dòng)運(yùn)輸c c該離

16、子與膜上的載體蛋白結(jié)合具有專(zhuān)一性該離子與膜上的載體蛋白結(jié)合具有專(zhuān)一性d d膜上載體蛋白結(jié)合離子后其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變膜上載體蛋白結(jié)合離子后其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變第第7 7講講細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出圖圖279a例例3 320112011天津卷天津卷 將紫色洋蔥鱗片葉表皮浸潤(rùn)在將紫色洋蔥鱗片葉表皮浸潤(rùn)在0.3 g/ml0.3 g/ml的蔗糖溶液中，的蔗糖溶液中，1 1分鐘后進(jìn)行顯微觀(guān)察，結(jié)果分鐘后進(jìn)行顯微觀(guān)察，結(jié)果見(jiàn)圖見(jiàn)圖27112711。下列敘述錯(cuò)誤的是。下列敘述錯(cuò)誤的是( () )a a圖中圖中l(wèi) l是細(xì)胞壁，是細(xì)胞壁，m m是液泡，是液泡，n n是細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞質(zhì)b b將視野中的細(xì)

17、胞浸潤(rùn)在清水將視野中的細(xì)胞浸潤(rùn)在清水中，原生質(zhì)體會(huì)逐漸復(fù)原中，原生質(zhì)體會(huì)逐漸復(fù)原c c實(shí)驗(yàn)說(shuō)明細(xì)胞膜與細(xì)胞壁在實(shí)驗(yàn)說(shuō)明細(xì)胞膜與細(xì)胞壁在物質(zhì)透過(guò)性上存在顯著差異物質(zhì)透過(guò)性上存在顯著差異d d洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞不宜作為該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)材料洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞不宜作為該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)材料圖圖2711a例例4 420132013昆明檢測(cè)昆明檢測(cè) 將同一植物細(xì)胞依次浸入清水、將同一植物細(xì)胞依次浸入清水、0.3 g/ml0.3 g/ml的蔗糖溶液和的蔗糖溶液和0.4 g/ml0.4 g/ml的的knokno3 3溶液中，測(cè)得細(xì)胞溶液中，測(cè)得細(xì)胞的體積隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)如圖的體積隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)如圖27122712所示

18、，則曲線(xiàn)所示，則曲線(xiàn)a a、b b、c c分別代表細(xì)胞所處的溶液是分別代表細(xì)胞所處的溶液是( () )a a清水、蔗糖溶液、清水、蔗糖溶液、knokno3 3溶液溶液b bknokno3 3溶液、清水、蔗糖溶液溶液、清水、蔗糖溶液c c清水、清水、knokno3 3溶液、蔗糖溶液溶液、蔗糖溶液d d蔗糖溶液、蔗糖溶液、knokno3 3溶液、清水溶液、清水圖圖2712c1 1關(guān)于選擇透過(guò)性膜與半透膜的關(guān)系，正確的說(shuō)法是關(guān)于選擇透過(guò)性膜與半透膜的關(guān)系，正確的說(shuō)法是( () )具有半透性必然具有選擇透過(guò)性具有半透性必然具有選擇透過(guò)性具有選擇透過(guò)性必具有選擇透過(guò)性必然具有半透性然具有半透性活的生物膜才具有選擇透過(guò)性活的生物膜才具有選擇透過(guò)性只有只有活的生物膜才具有半透性活的生物膜才具有半透性a a b bc c d dc2 220122012龍巖模擬龍巖模擬 運(yùn)用運(yùn)用“人工膜技術(shù)人工膜技術(shù)”制作的攜有單制作的攜有單克隆抗體的磷脂微球體藥物如圖所示。當(dāng)藥物被注射到實(shí)克隆抗體的磷脂微球體藥物如圖所示。當(dāng)藥物被注射到實(shí)驗(yàn)鼠血液中一段時(shí)間后，首先在某種癌細(xì)胞內(nèi)檢測(cè)到藥物驗(yàn)鼠血液中一段時(shí)間后，首先在某種癌細(xì)胞內(nèi)檢測(cè)到藥物已經(jīng)進(jìn)入。據(jù)此認(rèn)為，藥物