细胞的物质输入和输出教案

第4章细胞的物质输入和输出 第1节物质跨膜运输的实例 【课标定位】 1.举例说明细胞膜是选择透过性膜。 2.观察植物细胞的质壁分离和质壁分离复原现象。 【教材回归】 一、细胞的吸水和失水 （一）细胞吸水和失水的原理 细胞吸水和失水的原理渗透作用。 （二）渗透作用发生的条件 1.实例分析 在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸（一种半透膜，水分子可以透过，而蔗糖 分子则不能），往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外 的液面高度保持相等。一段时间后，漏斗管内的液面会升高。 特别提示 漏斗管内液面升高的原因由于单位体积清水中的水分子数比单位体积蔗糖溶液中的水 分子数多，在单位时间内，水分子由烧杯透过半透膜进入漏斗内的数量多于水分子由漏斗透 过半透膜进入烧杯内的数量，因此漏斗管内的液面升高了。 2.渗透作用发生的条件 渗透作用的发生必须具备以下两个条件一是具有一层半透膜；二是半透膜两侧的溶液 具有浓度差。 （三）细胞的吸水和失水 1.动物细胞的吸水和失水 （1）动物细胞的结构 由于动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜，细胞质有一定的浓度，因此当动物细胞处于 外界溶液中时就可能因为存在浓度差而发生渗透作用。 （2）动物细胞的吸水和失水 当外界溶液的浓度小于细胞质的浓度时，细胞吸水膨胀；当外界溶液的浓度大于细胞质 的浓度时，细胞失水皱缩；当外界溶液的浓度等于细胞质的浓度时，水分子进出细胞处于动 态平衡状态。 2.植物细胞的吸水和失水 （1）成熟植物细胞的结构 细胞壁 伸缩性小 细胞膜 具有选择透过性（相当于半透膜） 细胞质原生质层 具全透性水分子和溶解在水里的物质都能够自由通过 伸缩性大 液泡膜 细胞液具有一定的浓度 - 1 - 绵阳外国语学校高中生物备课组 （2）植物细胞的吸水和失水 当外界溶液浓度大于细胞液浓度→细胞失水，并逐渐发生质壁分离现象；当外界溶液浓 度小于细胞液浓度→细胞吸水，并逐渐发生质壁分离复原现象。 （3）实验探究 0.3g/mL 蔗糖溶液 低倍镜观察 ②原生质层紧贴细胞壁 制作洋葱鳞片叶表皮临时装片 ①细胞中有一个紫色的中央液泡 吸水纸吸引（重复多次） ①中央液泡逐渐变小（紫色逐渐加深） 低倍镜观察 ②原生质层与细胞壁逐渐分离 清水 低倍镜观察 ②原生质层逐渐贴近细胞壁 实验结论成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用当外界溶液浓度大于细胞 液浓度时细胞失水，当外界溶液浓度小于细胞液浓度时细胞吸水 吸水纸吸引（重复多次） ①中央液泡逐渐胀大（紫色逐渐变浅） 二、物质跨膜运输的其他实例 （一）细胞对无机盐离子的吸收实例 实例1某科学家将番茄和水稻幼苗分别放入含有Ca2、Mg2和SiO4-4的相同培养液中进行 人工培养。一段时间以后检测发现， 番茄培养液中Ca2和Mg2的浓度明显下降，而水稻培养液 中Ca2和Mg2的浓度明显增高，SiO4-4的情况刚好相反。即水稻吸收SiO4-4多，吸收Ca2和Mg2 较少；番茄吸收Ca2和Mg2较多，但几乎不吸收SiO4-4。 实例2人体甲状腺滤泡上皮细胞摄取碘的能力很强。血液中碘的浓度为250mg/L，而甲 状腺滤泡上皮细胞内碘的浓度比血液高2025倍。 实例3不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异。 （二）物质跨膜运输的特点 由以上实例分析可知物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，而且细胞对物质的输 入和输出具有选择性。可以说细胞膜和其他生物膜都是一种选择透过性膜，这种膜可以让水 分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分 子则不能通过。 【要点突破】 一、渗透作用及其原理 1.渗透作用的概念 水分子或其他溶剂分子通过半透膜，从低浓度溶液进入高浓度溶液叫做渗透作用。 特别提示 渗透装置半透膜的两侧必须均为液体，据此可判断某些现象是否为渗透现象，如鲜白菜 放入盐水中失水属于渗透现象，而放在空气中失水则不属于渗透现象。 2.发生渗透作用的条件 渗透作用的发生必须具备以下两个条件一是具有一层半透膜；二是半透膜两侧的溶液 具有浓度差。 - 2 - 高考生物第一轮复习资料（教案）1-4细胞的物质输入和输出 3.渗透作用的原理 当溶液浓度 AB 时， 由 B 流向 A 的水分子多于由 A 流向 B 的水分子， 整体上水分子由 B 流向 A；当溶液浓度 Ab，细胞正处于渗透吸水状态 B.ab，渗透系统正处于动态平衡状态 C.ab，细胞正处于渗透失水状态 D.上述 A、B、C 三种情况都有可能 7.在质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，下列能够发生质壁分离的细胞是 A.人体的口腔上皮细胞 C.洋葱根尖分生区细胞 【自我校对】 一、 （一） 渗透作用 （二） 1.多多于 2.半透膜浓度差 （三） 1. （1） 细胞膜浓度浓度差 （2） 小于膨胀大于皱缩等于平衡 2.（1）全透小原生质层半透膜大浓度（2）大于质 壁分离小于质壁分离复原（3）紫原生质层变小加深分离胀大浅原生质层失吸 二、（二）并不顺选择选择透过性水分子选择吸收不能 b a （ A ） ①实验材料是死亡的细胞②细胞还没有形成中央大液泡③外界溶液的浓度小于细胞 （ D ） B.大熊猫成熟的红细胞 D.洋葱的鳞片叶表皮细胞 - 5 - 绵阳外国语学校高中生物备课组 第2节生物膜的流动镶嵌模型 【课标定位】 1.了解生物膜结构的探索历程。 2.掌握流动镶嵌模型的基本内容。 【教材回归】 一、对生物膜结构的探索历程 时间（人物）实验依据 对植物细胞进行通透性实验发现凡是可以溶于 19世纪末（欧文顿）脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过 细胞膜进入细胞 20世纪初 科学家第一次通过对哺乳动物红细胞膜的化学 分析表明膜的主要成分是脂质和蛋白质 用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气水界 1925年（荷兰科学家）面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为 红细胞表面积的2倍 在电子显微镜下看到了细胞膜清晰的暗亮 暗的三层结构 科学家用发绿色荧光、红色荧光的染料分别标记 小鼠细胞、人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细 1970年胞和人细胞进行融合时，融合细胞的一半发绿色 荧光，另一半发红色荧光。在37℃环境条件下经 过40min，两种颜色的荧光均匀分布 1972年（桑格和尼克森）根据新的观察和实验证据 提出了为大多数学者所接受 的流动镶嵌模型 细胞膜具有流动性 膜的主要成分是脂质和蛋白 质 膜中的脂质分子必然排列为 连续的两层 所有的生物膜都是由蛋白质 脂质蛋白质三层结构构 成的，但是静态结构 膜是由脂质组成的 结论或假说 1959年（罗伯特森） 二、流动镶嵌模型的基本内容 （一）化学组成 生物膜主要由脂质分子和蛋白质分子组成，此外还有少量的糖类。 （二）模型结构 磷脂分子 位置 特点 位置 蛋白质分子特点 功能 位置 糖蛋白 糖 （糖被） 类 规则分布以双分子层的形式构成生物膜的基本支架 具有一定的流动性 不规则分布有的镶在磷脂双分子层的表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分 子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层 大多数蛋白质分子是可以运动的 有的只参与生物膜的构成；有的起