第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出

第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第一頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例第二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)果分析漏斗中液面上升單位體積清水中水分子數(shù)比單位體積蔗糖溶液中水分子數(shù)（水的物質(zhì)的量濃度）多，因此，根據(jù)擴(kuò)散作用的原理，在單位時(shí)間內(nèi)，水分子由燒杯透過(guò)半透膜進(jìn)入漏斗內(nèi)的數(shù)量，多于水分子由漏斗透過(guò)半透膜進(jìn)入燒杯內(nèi)的數(shù)量，導(dǎo)致漏斗內(nèi)液面上升。第三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日低濃度溶液滲透作用的概念：②半透膜的兩側(cè)的溶液具有濃度差。滲透作用

發(fā)生的條件：①具有半透膜。水分滲透方向：水分子（或其他溶劑分子）透過(guò)半透膜，從低濃度溶液向高濃度溶液的擴(kuò)散高濃度溶液一、滲透作用的原理第四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日二細(xì)胞的吸水和失水1動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水第五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日（1）半透膜：細(xì)胞膜（2）半透膜的兩側(cè)的溶液具有濃度差：細(xì)胞質(zhì)濃度與外界溶液濃度差細(xì)胞失水外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度＞外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度＜細(xì)胞吸水8第六頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日分化為：細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核等。一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞就是一個(gè)原生質(zhì)團(tuán)。原生質(zhì)：細(xì)胞內(nèi)的生命物質(zhì)實(shí)質(zhì)：是生物體新陳代謝的物質(zhì)基礎(chǔ)，是構(gòu)成細(xì)胞的全部生活物質(zhì).第七頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜液泡膜原生質(zhì)層細(xì)胞壁（全透性）細(xì)胞液(1)

一個(gè)成熟的植物細(xì)胞可構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng)，發(fā)生滲透作用半透膜外界溶液濃度差2植物細(xì)胞的吸水和失水第八頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原第九頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日

植物細(xì)胞的失水和吸水外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度植物細(xì)胞通過(guò)滲透作用失水.

細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的現(xiàn)象外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度植物細(xì)胞通過(guò)滲透作用吸水發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象的細(xì)胞逐漸復(fù)原第十頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日三物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例細(xì)胞膜和其他生物膜是一種選擇透過(guò)性膜第十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日細(xì)胞膜的功能特點(diǎn):選擇透過(guò)性水分子可以自由通過(guò),細(xì)胞要選擇吸收的離子和小分子也可以通過(guò),而其他的離子、小分子和大分子則不能通過(guò)。第十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日第十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日探究的一般步驟1提出問題2做出假設(shè)3設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（1）材料的選擇（2）實(shí)驗(yàn)用具的選擇（3）試劑的選擇（4）實(shí)驗(yàn)操作步驟（5）預(yù)期結(jié)果，設(shè)計(jì)記錄表格第十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日4開展實(shí)驗(yàn)5記錄結(jié)果6分析結(jié)果，得出結(jié)論7

表達(dá)與交流第十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的基本原則

科學(xué)性、可行性、嚴(yán)謹(jǐn)性對(duì)照原則：實(shí)驗(yàn)中設(shè)立對(duì)照組，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有說(shuō)服力。（對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組的區(qū)分）

空白對(duì)照、相互對(duì)照、條件對(duì)照、自身對(duì)照。單一變量原則：即控制其他因素不變而只改變其中某一變量，觀察其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

等量原則:實(shí)驗(yàn)中要保證所用材料及實(shí)驗(yàn)條件一致.平行重復(fù)原則：實(shí)驗(yàn)時(shí),多做幾個(gè)在相同的條件下同時(shí)進(jìn)行的對(duì)照實(shí)驗(yàn)，如出現(xiàn)相同的結(jié)果，則更具科學(xué)性。轉(zhuǎn)化原則：一定要保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果是能明顯觀察到的現(xiàn)象，否則要轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)觀測(cè)指標(biāo)。10第十六頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日①空白對(duì)照：即不作任何實(shí)驗(yàn)處理的對(duì)照組。例如，在還原糖鑒定實(shí)驗(yàn)中留一部分樣液不加入斐林試劑，以作對(duì)照。②相互對(duì)照：即不設(shè)控制組，只在幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組之間相互對(duì)比。在實(shí)驗(yàn)中要找出一個(gè)最佳效果點(diǎn)，就要采取相互對(duì)照進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。例如：比較豆?jié){、蛋清、肝臟研磨液等物質(zhì)的蛋白質(zhì)含量第十七頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日③條件對(duì)照：即給對(duì)象施加某種實(shí)驗(yàn)處理，雖不是檢驗(yàn)假設(shè)需要的，但更能充分說(shuō)明實(shí)驗(yàn)變量的對(duì)照。例如，動(dòng)物激素飼喂小動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)方案中：飼喂甲狀腺激素的為實(shí)驗(yàn)組；飼喂甲狀腺抑制劑的是條件對(duì)照組；不飼喂藥劑的是空白對(duì)照組。④自身對(duì)照：即實(shí)驗(yàn)與對(duì)照在同一對(duì)象上進(jìn)行。例如：檢驗(yàn)胰島素對(duì)動(dòng)物血糖的影響。即自身對(duì)照，處理前的對(duì)象狀況為對(duì)照組，處理后的對(duì)象變化為實(shí)驗(yàn)組。第十八頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日

實(shí)驗(yàn)變量剖析

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變量是指可被操縱控制的、在性質(zhì)和數(shù)量上可以變化的特定因素或條件。

1.實(shí)驗(yàn)變量（也稱自變量）：是研究者主動(dòng)操縱的條件和因子，是作用于實(shí)驗(yàn)對(duì)象的刺激變量，自變量須以實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮图僭O(shè)為依據(jù)，應(yīng)具有可變性和可操作性。

2.反應(yīng)變量（又稱因變量）：是隨自變量變化而產(chǎn)生反應(yīng)或發(fā)生變化的變量，反應(yīng)變量是研究是否成功的證據(jù)，應(yīng)具可測(cè)性和客觀性。

二者關(guān)系：實(shí)驗(yàn)變量是原因，反應(yīng)變量是結(jié)果，即具因果關(guān)系。第十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日3.無(wú)關(guān)變量（控制變量）是指與研究目標(biāo)無(wú)關(guān)，但卻影響研究結(jié)果的變量，實(shí)驗(yàn)者應(yīng)嚴(yán)格控制無(wú)關(guān)變量，否則實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性無(wú)法得到認(rèn)定、我們常在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)“選取生長(zhǎng)狀況相同的幼苗”“數(shù)量大小相同的種子”“置于相同并適宜條件下培養(yǎng)”“加入等量的清水”等均是為了控制無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。實(shí)驗(yàn)中不論有幾個(gè)實(shí)驗(yàn)變量，都應(yīng)做到每個(gè)自變量對(duì)應(yīng)一個(gè)因變量，此外還要做到操作規(guī)范。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)施的全過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格操縱實(shí)驗(yàn)變量，嚴(yán)格控制無(wú)關(guān)變量，盡可能消除誤差，獲取較為精確的反應(yīng)變量。第二十頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)變量無(wú)關(guān)變量反應(yīng)變量施加干擾操縱隨機(jī)分組設(shè)置對(duì)照條件適宜重復(fù)實(shí)驗(yàn)控制觀察現(xiàn)象測(cè)量數(shù)值檢測(cè)變量第二十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日關(guān)于“假設(shè)”“預(yù)期”“結(jié)果”與“結(jié)論”的辨析（1）假設(shè)

“假設(shè)”，也稱假說(shuō)或猜測(cè)，是指用來(lái)說(shuō)明某種現(xiàn)象但未經(jīng)證實(shí)的論題，也是對(duì)所提出的問題作出的參考答案，即依據(jù)發(fā)現(xiàn)的事實(shí)材料或科學(xué)原理，通過(guò)創(chuàng)造性思維，提出初步假定。如“觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”實(shí)驗(yàn)中，提出的假設(shè)應(yīng)為：當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度＞細(xì)胞液濃度→細(xì)胞失水當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度＜細(xì)胞液濃度→細(xì)胞吸水第二十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日（2）預(yù)期

“預(yù)期”是在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案確定以后，實(shí)驗(yàn)正式實(shí)施之前，根據(jù)假說(shuō)和原理，對(duì)實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)的結(jié)果的判斷，是依據(jù)提出的假說(shuō)進(jìn)行推理，得出假定性結(jié)果或推論，即“假如假設(shè)成立，則應(yīng)有何種結(jié)果”.“觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)”中，假若假設(shè)成立，則應(yīng)有處于高濃度（30％）蔗糖溶液中的洋蔥表皮細(xì)胞因不斷失水→質(zhì)壁分離，而處于清水中的已分離細(xì)胞因細(xì)胞吸水→質(zhì)壁分離復(fù)原第二十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日（3）結(jié)果：結(jié)果應(yīng)為實(shí)驗(yàn)實(shí)際出現(xiàn)的情況.“質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)”中處于30％蔗糖溶液中的洋蔥表皮細(xì)胞果真發(fā)生了質(zhì)壁分離，而處于清水中的已分離細(xì)胞果真發(fā)生了復(fù)原現(xiàn)象。第二十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日（4）結(jié)論：結(jié)論的得出須依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，即若出現(xiàn)的結(jié)果與預(yù)期結(jié)果一致則得出與先前的假說(shuō)一致的結(jié)論即“假說(shuō)成立”，若實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的結(jié)果與預(yù)期結(jié)果不符，則得出的結(jié)論應(yīng)為“假說(shuō)不成立”。由此可知“假設(shè)”應(yīng)對(duì)應(yīng)“結(jié)論”，“預(yù)期”應(yīng)對(duì)應(yīng)“結(jié)果”在實(shí)驗(yàn)討論時(shí)應(yīng)注意描述的科學(xué)性即“如果出現(xiàn)何種結(jié)果，則應(yīng)有何種結(jié)論”，“觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”實(shí)驗(yàn)中，結(jié)論為：當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度＞細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水。當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度＜細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水。第二十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)步驟書寫的一般格式：（四部曲）第一步：描述分組、編號(hào)，處理材料。如試管（或燒杯，水槽等）要加以編號(hào)，如A、B或甲、乙等等，這樣可使敘說(shuō)簡(jiǎn)潔一些。如果所給的材料未經(jīng)處理，材料的處理過(guò)程一般也寫在第一步。第二步：敘述實(shí)驗(yàn)變量的控制，即各組對(duì)實(shí)驗(yàn)變量的不同處理。第三步：表述無(wú)關(guān)變量的排除，即對(duì)各分組的后續(xù)相同的處理。（在相同且適宜的條件下培養(yǎng)）第四步：闡述反應(yīng)變量的測(cè)量，即用什么工具在什么時(shí)間觀察什么變化，測(cè)定什么，并記錄數(shù)據(jù)?？刹僮鞯挠^察指標(biāo)包括---特異顏色變化、沉淀反應(yīng)、形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特征變化等；測(cè)定指標(biāo)包括---生長(zhǎng)發(fā)育速度、生化反應(yīng)速度等。（觀察并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果）第二十六頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日第二十七頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型第二十八頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程細(xì)胞膜的組成成分是什么？探索這些物質(zhì)是如何組成膜的？蛋白質(zhì)和磷脂的位置關(guān)系是怎樣的呢？有什么證據(jù)證明細(xì)胞膜中的物質(zhì)不是靜態(tài)的呢？第二十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日

提出：膜是由脂質(zhì)組成的時(shí)間：19世紀(jì)末，人物：歐文頓實(shí)驗(yàn)：用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行過(guò)上萬(wàn)次的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性是不一樣的：凡可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。20世紀(jì)初：膜的主要成分是由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)第三十頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日第三十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日時(shí)間：1925人物：兩位荷蘭科學(xué)家實(shí)驗(yàn)：兩位科學(xué)家用丙酮從人的紅細(xì)胞中提取脂質(zhì)，在空氣——水界面上鋪展成單分子層。

測(cè)得單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍。結(jié)論：

細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層第三十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日時(shí)間：1959年人物：羅伯特森實(shí)驗(yàn)：在電鏡下看到了細(xì)胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)。提出假說(shuō)：所有的生物膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，電鏡下看到的中間的亮層是脂質(zhì)分子，兩邊暗層是蛋白質(zhì)分子。他把生物膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)第三十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日

時(shí)間：1970年實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家將人和鼠的細(xì)胞膜用不同熒光標(biāo)記后，讓兩種細(xì)胞融合，融合細(xì)胞的一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā)綠色熒光，放置一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩種熒光均勻分布。結(jié)論：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：膜蛋白并不是全部平鋪在脂質(zhì)表面，有的蛋白質(zhì)鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層中。第三十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日第三十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日1972年，桑格和尼克森提出生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型第三十六頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日（1）生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是不是就完美無(wú)缺了呢？請(qǐng)說(shuō)說(shuō)你的看法（2）縱觀人們對(duì)建立生物膜模型的探索過(guò)程，你能談?wù)剬?shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步起到怎樣的作用（3）分析生物膜模型的建立過(guò)程中，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)是如何得到體現(xiàn)的？第三十七頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1、膜的基本支架：磷脂雙分子層（親水頭部朝外，疏水尾部朝內(nèi)），具有流動(dòng)性第三十八頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日

磷脂分子的運(yùn)動(dòng)側(cè)向擴(kuò)散、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)、伸縮震蕩、翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)第三十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日2、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，有的貫穿整個(gè)磷脂雙分子層，具有流動(dòng)性第四十頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日第四十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日生物膜的內(nèi)外兩層的組分和功能有明顯的差異，稱為膜的不對(duì)稱性結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)第四十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日3、糖被：（1）概念：在細(xì)胞膜的外表，有一層由細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白，叫做糖被。（2）功能：保護(hù)和潤(rùn)滑

與細(xì)胞表面的識(shí)別有密切關(guān)系4、糖脂：在細(xì)胞膜的外表，由糖類和脂質(zhì)分子結(jié)合成。第四十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?第四十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日脂溶性物質(zhì)葡萄糖苯、甘油、乙醇等第四十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日一、小分子或離子的跨膜運(yùn)輸1、被動(dòng)運(yùn)輸?shù)谒氖?yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日第四十七頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日（1）自由擴(kuò)散例如：小球由高處往低處滾落特征：順濃度梯度運(yùn)輸

不需能量

不需載體第四十八頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日第四十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日例如：卡車載貨下坡特征：順濃度梯度運(yùn)輸

需載體

不需能量（2）協(xié)助擴(kuò)散第五十頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日第五十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日例如：卡車載貨上坡特征：逆濃度梯度運(yùn)輸需要載體需要消耗能量2、主動(dòng)運(yùn)輸意義：保證了活細(xì)胞能夠按照生命活動(dòng)的需要，主動(dòng)選擇吸收所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)4第五十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日細(xì)胞膜的功能特點(diǎn)：選擇透過(guò)性細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

具有一定的流動(dòng)性第五十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日比較三種物質(zhì)運(yùn)輸方式的異同：項(xiàng)目自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸運(yùn)輸方向是否需要載體蛋白是否消耗細(xì)胞內(nèi)的能量代表例子順濃度梯度逆濃度梯度不需要需要需要不消耗不消耗需要消耗氧氣、水、苯

二氧化碳、乙醇、甘油、等葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞葡萄糖、氨基酸通過(guò)小腸上皮細(xì)胞膜；離子通過(guò)細(xì)胞膜等順濃度梯度第五十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日細(xì)胞膜的功能特性是___________，其對(duì)物質(zhì)的選擇吸收是取決于細(xì)胞膜上__________________________。自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散相對(duì)于主動(dòng)運(yùn)輸來(lái)說(shuō)是一種________運(yùn)輸。_______運(yùn)輸對(duì)活細(xì)胞完成各種生命活動(dòng)有重要作用。選擇透過(guò)性載體蛋白的種類和數(shù)量被動(dòng)主動(dòng)第五十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日一些大分子或物質(zhì)團(tuán)塊的運(yùn)輸