2022-2023學(xué)年浙科版（2019）必修一 3.3物質(zhì)通過多種方式出入細(xì)胞 課件（34張）

物質(zhì)通過多種方式出入細(xì)胞1.物質(zhì)為什么要進(jìn)出細(xì)胞？2.物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式相同嗎，為什么？細(xì)胞要維持正常的代謝，必須從周圍環(huán)境中獲得氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；同時(shí)向周圍環(huán)境中排出各種代謝產(chǎn)物不同的物質(zhì)的分子量大小不同、極性不同、細(xì)胞內(nèi)外的濃度不同；細(xì)胞由一層具有選擇透過性的細(xì)胞膜包被著，細(xì)胞膜具有調(diào)控物質(zhì)出入細(xì)胞的功能被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)不需要消耗能量定義：擴(kuò)散是分子或離子從高濃度處向低濃度處運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象（1）擴(kuò)散方向：物質(zhì)整體是從高濃度向低濃度方向運(yùn)動(dòng)（2）擴(kuò)散結(jié)果：物質(zhì)在水中分布的不均勻直到均勻?yàn)橹梗ǚ肿踊螂x子繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，但維持平衡狀態(tài)）（3）擴(kuò)散原因：分子或離子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)（4）擴(kuò)散的物質(zhì)：氧、二氧化碳等氣體小分子；酒精、甘油等脂溶性物質(zhì)擴(kuò)散滲透1.滲透定義：水分子通過半透膜的擴(kuò)散（從水分子數(shù)多的區(qū)域運(yùn)動(dòng)到水分子數(shù)少的區(qū)域或溶液中水分子從溶液中溶質(zhì)的濃度低一側(cè)進(jìn)入濃度高一側(cè)）2.滲透發(fā)生的條件(1)有半透膜（多孔性的薄膜）：可以是生物性的選擇透性膜，如細(xì)胞膜，也可以是物理性的過濾膜，如玻璃紙。(2)半透膜兩側(cè)的溶液自由水分子數(shù)之間有相對(duì)差。100克1%葡萄糖溶液100克1%蔗糖溶液各100克的1%的蔗糖溶液與1%的葡萄糖溶液之間進(jìn)行比較，雖然兩溶液的水分子數(shù)相同，但前者比后者含有更多的自由水。因?yàn)樵谶@兩個(gè)溶液中，葡萄糖分子數(shù)是蔗糖分子數(shù)的1.9倍，因而葡萄糖溶液中所有的葡萄糖分子具有更多的結(jié)合水，作為溶劑的自由水就更少。實(shí)驗(yàn)顯示，在以上兩種溶液之間放置一層半透膜，開始時(shí)蔗糖溶液中的水滲透到葡萄糖溶液中去。半透膜只允許水分子進(jìn)出擴(kuò)散滲透

對(duì)象是否需跨半透膜關(guān)系各種分子或離子（包括水）水分子跨膜跨膜或不跨膜滲透屬于擴(kuò)散3.滲透和擴(kuò)散之間的關(guān)系4.滲透裝置分析(1)若S1溶液濃度大于S2，則單位體積內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)多于S1→S2，外觀上表現(xiàn)為S1液面上升；若S1溶液濃度小于S2，則情況相反，外觀上表現(xiàn)為S1液面下降。1.水分子上下都有進(jìn)出，但整體從多的往少的地方運(yùn)動(dòng)（溶液濃度低到濃度高）注意：兩種溶液的溶質(zhì)相同,溶質(zhì)無法通過半透膜(2)在達(dá)到滲透平衡后，若存在如圖所示的液面差Δh，則S1溶液濃度仍大于S2。（可用拆分法進(jìn)行分析）vV1V22.水分子的進(jìn)出不光和濃度差有關(guān)還和壓強(qiáng)差有關(guān)8如圖為滲透作用實(shí)驗(yàn)，漏斗下口用半透膜封?。ㄕ崽欠肿硬荒芡ㄟ^），漏斗內(nèi)外均為蔗糖溶液，液面已經(jīng)穩(wěn)定在圖示位置，則下列說法正確的是（）A．此時(shí)漏斗內(nèi)外溶液濃度相等B．此時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過半透膜由內(nèi)向外和由外向內(nèi)擴(kuò)散的水分子數(shù)相等C．若將漏斗中的h段溶液全部抽走，使內(nèi)外液面相平，一段時(shí)間后內(nèi)外液面高度差還會(huì)恢復(fù)到hvV1V2vvvvv5.滲透的應(yīng)用10植物細(xì)胞吸水和失水（原生質(zhì)層）1.原理和現(xiàn)象：a．外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象；b．外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。2.質(zhì)壁分離的原因：a．外因：細(xì)胞液濃度<外界溶液濃度，細(xì)胞通過滲透作用失水；b．內(nèi)因：細(xì)胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層的伸縮性。1.為什么選擇紫色洋蔥作為實(shí)驗(yàn)材料？為什么選擇洋蔥的外表皮而不是內(nèi)表皮？2.為什么用質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液？外表皮顯微鏡圖內(nèi)表皮顯微鏡圖13作用是加快樣品浸潤(rùn)在蔗糖溶液中，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間對(duì)照：自身前后對(duì)照質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的對(duì)照是沒處理的細(xì)胞；質(zhì)壁分離復(fù)原的對(duì)照是質(zhì)壁分離的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1.觀察結(jié)果見左圖2.文字描述結(jié)果：質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)：液泡體積變小、細(xì)胞液濃度變大、顏色變深、吸水能力增大質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)：液泡體積變大、細(xì)胞液濃度變小、顏色變淺、吸水能力變小注意點(diǎn)：初始質(zhì)壁分離是指細(xì)胞的角隅處開始出現(xiàn)質(zhì)膜及其以內(nèi)部分離開細(xì)胞壁的狀態(tài)；能引起約50%的細(xì)胞發(fā)生初始質(zhì)壁分離的蔗糖濃度就是細(xì)胞液的濃度1..實(shí)驗(yàn)材料分析：紫色洋蔥外表皮（有含色素的中央大液泡），注意紫色洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞也有中央大液泡，也能發(fā)生質(zhì)壁分離，但因液泡中不含色素，觀察困難，所以一般不采用。黑藻葉片也可以作為良好實(shí)驗(yàn)材料，原因是葉片薄，細(xì)胞中葉綠體密集程度可作為觀察細(xì)胞是否發(fā)生質(zhì)壁分離的依據(jù)，帶有顏色的花瓣細(xì)胞也可以作為實(shí)驗(yàn)材料洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞葉肉細(xì)胞外界溶液外界溶液細(xì)胞液細(xì)胞液3.實(shí)驗(yàn)拓展應(yīng)用⑴判斷成熟植物細(xì)胞的死活⑵測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍前提：待測(cè)細(xì)胞應(yīng)該濃度一致的細(xì)胞⑶比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度細(xì)胞1:0.13細(xì)胞2:0.16細(xì)胞3:0.21細(xì)胞4:0.29細(xì)胞5:0.50等等⑷鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)易濃度高的蔗糖溶液不能自動(dòng)復(fù)原，加清水后才能復(fù)原濃度高的硝酸鉀溶液自動(dòng)復(fù)原4.實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)：（1）植物細(xì)胞質(zhì)壁分離時(shí)，也有水分子運(yùn)進(jìn)細(xì)胞（2）植物細(xì)胞質(zhì)壁分離后再加清水，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能是不會(huì)復(fù)原，如細(xì)胞失水過多死亡（3）一張植物細(xì)胞細(xì)胞圖片無法判斷植物細(xì)胞在吸水還是失水（4）植物細(xì)胞吸水膨脹至形態(tài)不再變化時(shí)，細(xì)胞液的濃度可能與外界溶液濃度不相等，不相等時(shí)應(yīng)該是細(xì)胞液濃度高被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)定義：物質(zhì)由濃度較高的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)至濃度較低的一側(cè)。被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)種類：簡(jiǎn)單擴(kuò)散（擴(kuò)散和滲透）和易化擴(kuò)散簡(jiǎn)單擴(kuò)散介紹（1）方向：高濃度→低濃度（2）動(dòng)力：濃度差（3）曲線：（4）舉例：水、氧氣、二氧化碳、甘油、乙醇、維生素D、性激素等。雖然有濃度差，但許多種小分子或離子由于不溶于細(xì)胞膜的磷脂雙分子層中，或者是體積太大，不能直接穿過細(xì)胞膜，需借助于細(xì)胞膜中的一類載體蛋白，將分子或離子轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)。易化擴(kuò)散：某些小分子物質(zhì)由高濃度向低濃度在載體蛋白的協(xié)助下通過擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞的方式（1）方向：高濃度→低濃度（2）動(dòng)力：濃度差（3）曲線：（4）舉例：血漿中葡萄糖(水溶性)進(jìn)入紅細(xì)胞、鈉離子通道、鉀離子通道載體蛋白分子與被轉(zhuǎn)運(yùn)的分子或離子結(jié)合后改變形狀，把分子或離子轉(zhuǎn)運(yùn)至膜的另一側(cè)。將分子或離子釋放后，載體蛋白又恢復(fù)至原來的形狀。這種轉(zhuǎn)運(yùn)仍是一種擴(kuò)散作用，但擴(kuò)散的速率要大得多轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白=載體蛋白+離子通道載體蛋白與被轉(zhuǎn)運(yùn)的離子結(jié)合后，其形狀發(fā)生變化，這種變化需要能量。載體蛋白形狀的改變使離子從低濃度運(yùn)至高濃度主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)具有重要的意義：細(xì)胞膜的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)是活細(xì)胞的特性，它保證了活細(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)。是細(xì)胞最重要的吸收或排出物質(zhì)的方式。普遍存在于動(dòng)植物和微生物細(xì)胞中。被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)和主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)拓展分析1.被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)和主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)比較擴(kuò)散易化擴(kuò)散主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)方向能量載體舉例

濃度梯度高濃度低濃度

濃度梯度高濃度低濃度

濃度梯度低濃度高濃度

不消耗ATP不消耗ATP消耗ATP不需要需要需要水O2、CO2、甘油等脂溶性物質(zhì)血漿中葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞各種離子等進(jìn)出細(xì)胞？？甲、乙和丙分別是什么運(yùn)輸？如果這是動(dòng)物肝臟細(xì)胞膜，圖中甲運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)可以是氧氣嗎？2.關(guān)于轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、載體蛋白和通道蛋白的認(rèn)識(shí)（1）轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、載體蛋白和通道蛋白之間的關(guān)系如何？轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白=載體蛋白+通道蛋白（2）哪些物質(zhì)運(yùn)輸需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白？易化擴(kuò)散需要的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白類型是哪些？主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)需要的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白類型是哪些？易化擴(kuò)散和主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)；易化擴(kuò)散需要的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白類型是載體蛋白和通道蛋白；主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)需要的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白類型是載體蛋白（如果某種運(yùn)輸需要通道蛋白，則是易化擴(kuò)散運(yùn)輸方式）（3）在物質(zhì)運(yùn)輸過程中哪些轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的形狀會(huì)改變，這種改變需要消耗能量嗎？載體蛋白和通道蛋白；在易化擴(kuò)散中轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白形狀改變不消耗能量，主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)中轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白形狀改變要消耗能量（4）運(yùn)輸葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白不能運(yùn)輸果糖；需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)速率上升到一定程度后保持不變，這些事實(shí)說明了轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白具有什么特點(diǎn)？專一性和飽和性（注意有些轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可以運(yùn)輸兩種物質(zhì)）（5）易化擴(kuò)散速率比簡(jiǎn)單擴(kuò)散速率快的多的原因是什么？易化擴(kuò)散有載體蛋白的協(xié)助，但若胞內(nèi)外濃度差足夠大，則簡(jiǎn)單擴(kuò)散速率會(huì)比易化擴(kuò)散快293.結(jié)合影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)那€，確定物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式(1)物質(zhì)濃度(2)氧氣濃度(紅細(xì)胞的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)與O2無關(guān))(3)溫度對(duì)跨膜運(yùn)輸?shù)挠绊懀阂环矫妫瑴囟韧ㄟ^影響分子運(yùn)動(dòng)而影響圖甲自由擴(kuò)散；另一方面，溫度直接影響蛋白質(zhì)的活性從而影響圖乙主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)和易化擴(kuò)散。4.其它注意點(diǎn)（1）細(xì)胞內(nèi)最重要的吸收或排出物質(zhì)的運(yùn)輸方式是什么？（2）能使細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)維持濃度差的運(yùn)輸方式是什么？（3）那些運(yùn)輸方式體現(xiàn)了膜的選擇透過性？（4）與主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)的細(xì)胞器主要是？（5）抑制細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的作用會(huì)影響性激素進(jìn)入細(xì)胞嗎？（6）溫度會(huì)影響主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)速度嗎？會(huì)影響易化擴(kuò)散速率嗎？主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（簡(jiǎn)單擴(kuò)散和易化擴(kuò)散都是順濃度運(yùn)輸，是減小濃度差）簡(jiǎn)單擴(kuò)散、易化擴(kuò)散和主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和線粒體不會(huì)會(huì)；會(huì)有些物質(zhì)通過胞吞、胞吐進(jìn)出細(xì)胞上述討論的是小分子物質(zhì)或離子直接穿膜的方式。進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)并不一定都通過跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)來實(shí)現(xiàn)。但當(dāng)白細(xì)胞遇到病原體時(shí)，白細(xì)胞是如何將病原體吞噬進(jìn)細(xì)胞內(nèi)