第7講細胞的物質輸入和輸出考點一細胞的吸水和失水

考點二物質出入細胞的方式考點三實驗:探究植物細胞的吸水和失水內容要求學業要求1.物質通過被動運輸、主動運輸等方式進出細胞,以維持細胞的正常代謝活動(1)闡明質膜具有選擇透過性(2)舉例說明有些物質順濃度梯度進出細胞,不需要額外提供能量;有些物質逆濃度梯度進出細胞,需要能量和載體蛋白(3)舉例說明大分子物質可以通過胞吞、胞吐進出細胞2.教學活動:觀察植物細胞的質壁分離和復原從物質與能量視角,闡明細胞生命活動需與外界進行物質交換,以維持細胞代謝正常進行(生命觀念、科學思維、科學探究)一、滲透作用

水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜的擴散，叫做滲透作用。①具有半透膜（允許水分子（或其他溶劑分子）通過，而不允許溶質分子通過）②半透膜兩側溶液具有濃度差2.必須具備兩個條件3.方向水多→水少低濃度→高濃度1.概念考點一細胞的吸水和失水4.滲透作用現象分析④若滲透平衡后,半透膜兩側液面仍存在高度差,則半透膜兩側溶液就存在濃度差,且液面高的一側溶液濃度高。③漏斗內液面停止上升的原因:隨著液面的不斷上升,漏斗內液體的壓強越來越大,從而使水分子從漏斗內移向燒杯的速率加快,水分子進出漏斗的速率越來越接近,直至完全相等,漏斗內液面不再升高,此時水分子的進出達到相對平衡。②漏斗內液面上升的原因:單位時間內由10%的蔗糖溶液進入10%的葡萄糖溶液中的水分子數多于由葡萄糖溶液進入蔗糖溶液中的水分子數。①滲透系統的溶液濃度指物質的量濃度而非質量濃度,實質是指滲透壓。如質量分數為10%的葡萄糖(不能透過該半透膜)溶液和質量分數為10%的蔗糖溶液的質量濃度相等,但質量分數為10%的蔗糖溶液的滲透壓小,故水分子更多地通過半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移動。細胞膜細胞質與外界溶液具有濃度差(3)外界溶液濃度=細胞質濃度?(2)外界溶液濃度>細胞質濃度?(1)外界溶液濃度<細胞質濃度?2.現象二、動物細胞的吸水和失水1.原理半透膜濃度差細胞吸水膨脹;

細胞失水皺縮;

水分處于進出平衡狀態,細胞形態不變。細胞液液泡膜細胞質細胞膜原生質層(2)植物細胞的原生質層相當于一層半透膜,植物細胞通過滲透作用吸水和失水。(3)細胞壁與原生質層具有一定的伸縮性,原生質層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性。(1)原生質層是指細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質。細胞核細胞壁三、植物細胞的吸水和失水細胞液液泡膜細胞質細胞膜原生質層細胞核細胞壁三、植物細胞的吸水和失水（5）外界溶液濃度<細胞液濃度→細胞

→已發生質壁分離的細胞發生

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（4）外界溶液濃度>細胞液濃度→細胞

→原生質層

→發生

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失水皺縮質壁分離吸水質壁分離復原①從細胞角度分析拓展：質壁分離發生的條件②從溶液角度分析c.在高濃度溶液中可發生質壁分離現象,但不會發生質壁分離復原現象。b.在一定濃度(溶質可透過膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可發生質壁分離后自動復原現象。a.在一定濃度(溶質不能透過膜)的溶液中只會發生質壁分離現象,不能發生自動復原現象(只有用清水或低滲溶液處理,方可復原)。b.具有中央大液泡的成熟植物活細胞可發生質壁分離及復原現象。a.死細胞、動物細胞及未成熟的植物細胞(如根尖分生區細胞)不發生質壁分離及復原現象。1.概念②實例(1)自由擴散(簡單擴散)O2、CO2及甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有機物①概念指物質通過簡單的擴散進出細胞的方式。一、被動運輸2.類型物質以擴散方式進出細胞,不需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量。

自由擴散和協助擴散。

考點二物質出入細胞的方式③實例(2)協助擴散（易化擴散）①概念人的紅細胞吸收葡萄糖；腎小管細胞吸收水；Na+內流，K+外流。指借助膜上的轉運蛋白進出細胞的物質擴散方式。②轉運蛋白只允許與自身結合部位相適應的分子或離子通過，每次轉運時都會發生自身構象的改變只允許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過。分子和離子通過通道蛋白時，不需要與通道蛋白結合。載體蛋白通道蛋白二、主動運輸1.概念2.方向低濃度→高濃度

物質逆濃度梯度進行跨膜運輸,需要載體蛋白的協助,同時還需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量,這種方式叫作主動運輸。3.條件需要載體蛋白的協助,需要消耗能量。4.實例小腸上皮細胞吸收葡萄糖、氨基酸、無機鹽等三、胞吞與胞吐3.依賴于細胞膜的結構特點（具有一定的流動性）。

2.胞吞和胞吐需要消耗細胞呼吸釋放的能量，不需要載體；1.蛋白質和多糖類的生物大分子以胞吞、胞吐進出細胞，但胞吞、胞吐卻不全是生物大分子，例如:神經遞質。運輸方式圖例運輸方向是否需要轉運蛋白是否消耗能量舉例分泌蛋白的分泌神經遞質變形蟲攝取食物、白細胞吞噬細菌小腸上皮細胞吸收葡萄糖、氨基酸、無機鹽等人的紅細胞吸收葡萄糖腎小管細胞吸收水Na+內流，K+外流小部分水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有機物消耗消耗消耗不消耗不消耗不需要不需要不需要需要載體蛋白需要載體蛋白或通道蛋白順濃度梯度順濃度梯度逆濃度梯度被動運輸自由擴散協助擴散主動運輸胞吞胞吐細胞內細胞外→細胞外細胞內→拓展1：同種物質的不同運輸方式物質相應過程運輸方式葡萄糖進入紅細胞進入小腸絨毛上皮細胞腎小管重吸收葡萄糖Na+進入神經細胞運出神經細胞K+進入神經細胞運出神經細胞協助擴散主動運輸(Na+—K+泵)協助擴散主動運輸主動運輸協助擴散主動運輸(Na+—K+泵)拓展2：四看法”快速判定物質跨膜運輸方式一看糖蛋白分布糖蛋白只在細胞膜的外側二看分子大小胞吞或胞吐三看轉移方向和能量低→高需能量主動運輸高→低不需能量被動運輸四看載體的有無協助擴散自由擴散→大分子小分子離子有無需要能量，不需要載體判斷物質的進出方向→拓展3：影響物質跨膜運輸的兩大因素——物質濃度、氧氣濃度溫度通過影響生物膜的流動性和酶的活性,進而影響物質運輸的速率。自由擴散協助擴散或主動運輸自由擴散或協助擴散主動運輸P點之后運輸速率不變的原因是膜上載體蛋白數量有限P點之后運輸速率不變的原因是膜上載體蛋白數量有限O點由無氧呼吸提供能量物質濃度運輸速率物質濃度運輸速率PO2濃度運輸速率運輸速率PO2濃度O制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片吸水紙吸引質量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液低倍顯微鏡觀察清水低倍顯微鏡觀察中央大液泡逐漸變大（紫色變淺）原生質層逐漸貼近細胞壁中央大液泡逐漸縮小（紫色變深）原生質層與細胞壁逐漸分離有一個紫色中央大液泡原生質層緊貼細胞壁低倍顯微鏡觀察臨時裝片吸水紙吸引臨時裝片考點三實驗:探究植物細胞的吸水和失水1.探究植物細胞的吸水和失水過程2.質壁分離和復原實驗的易錯考點(5)本實驗用顯微鏡觀察了三次,第一次與第二次形成對照,第三次與第二次形成對照,該對照方法為自身對照。(4)質壁分離與復原過程中水分子的移動是雙向的,最終表現為進或出的水分子多。(3)質壁分離過程中,外界溶液濃度大于細胞液濃度,質壁分離程度越大,植物細胞吸水能力越強;質壁分離復原過程中,外界溶液濃度小于細胞液濃度。(2)單獨觀察處于質壁分離的靜態圖像,不能判斷細胞是正在發生質壁分離還是質壁分離復原。(1)選材時應注意選用細胞液與原生質層的顏色對比度較大的材料,以便觀察。3.不同外界溶液中植物細胞體積變化的分析(2)B曲線表示細胞在0.5mol/L的尿素溶液中:細胞先因滲透失水而發生質壁分離,后由于尿素能進入細胞,使得質壁分離后的細胞可自動復原;KNO3、乙二醇等溶液中也可發生質壁分離后自動復原現象。(3)C曲線表示細胞在0.3g/mL的蔗糖溶液中:蔗糖不能進入細胞,因此質壁分離后細胞不能發生自動復原。(1)A曲線表示細胞在蒸餾水中:細胞略膨脹,但是由于細胞壁的存在,原生質體的體積不能無限增大。將植物的細胞依次浸于蒸餾水、質量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液和0.5mol/L的尿素溶液中,原生質體的體積隨時間變化如圖所示,分析如下:4.質壁分離和復原實驗應用的分析(1)判斷成熟植物細胞的死活待測成熟植物細胞一定濃度生物蔗糖溶液鏡檢發生質壁分離活細胞不發生質壁分離死細胞(2)測定細胞液濃度范圍待測成熟植物細胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液鏡檢細胞液濃度介于未發生質壁分離和剛發生質壁分離的兩蔗糖溶液濃度之間(3)比較不同成熟植物細胞的細胞液濃度不同成熟植物細胞同一濃度的蔗糖溶液