一轮必修1第7讲物质跨膜运输.ppt

1、漏斗管内液面为什么会升高？,2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面还会升高吗？,3、如果烧杯中的不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？,讨论,不会，没有半透膜,液面不会升高，没有浓度差,单位体积内的水分子数：,烧杯（清水）漏斗（蔗糖溶液）,单位时间内水分子透过的数量：,烧杯漏斗漏斗烧杯,所以，漏斗液面升高,这与半透膜两侧溶液的浓度差有关,渗透作用,水分子（或其他溶剂分子）从低浓度溶液通过半透膜向高浓度溶液的扩散。,半透膜,只允许小分子物质自由通过的薄膜,渗透作用发生的条件,正常的红细胞,实验结果：,圆涨的红细胞,涨破的红细胞,外界溶液浓度 小于 细胞质浓度 细胞吸水膨胀,外界溶液浓度 等于 细胞质浓度 保持原状态,外界溶液浓度 大于 细胞质浓度 细胞失水皱缩,归纳：,浓度差越大细胞吸水或失水越多,水的进出方向顺相对含量的梯度进出动物细胞的,细胞膜,细胞质,清水,动物细胞的吸水和失水,?,类比学习,思考：,扩散作用是指从高浓度区域向低浓度区域的运动。 渗透作用是一种特殊方式的扩散，它是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜(或选择透过性膜)进行的扩散。,扩散：物质分子由高浓度区域往低浓度区域移动，直到均匀分布的现象。,思考1扩散作用和渗透作用的关系？,植物细胞失水和吸水的情况是怎样的呢？,探究,洋葱表皮细胞,30%蔗糖溶液,细胞壁,一段 时间后,质壁分离,原生质,原生质,细胞液,液泡膜,细胞质,细胞膜,细胞壁,原生质层,清水,?,类比学习,原生质层VS原生质体,探究实验：植物细胞的吸水和失水,提出问题,作出假设,设计实验,进行实验,分析结果,表达与交流,（原生质层是一层半透膜吗？）,（原生质层相当于一层半透膜）,设计 方案,（按预定方案进行实验）,（分析实验结果，得出结论：）,（总结，写实验报告并适当交流）,预期 结果,将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。,在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。,原因,质壁分离的原因分析,表现,宏观：坚挺萎蔫 液泡：大小 微观 细胞液颜色：浅深 原生质层：与细胞壁分离,特别提醒 实验成功的关键 实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察,死细胞，动物细胞，未成熟的植物细胞不发生质壁分离,质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，因细胞壁是全透性 若用50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因为细胞过度失水而死亡。 若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验会出现质壁分离的自动复原现象，因外界物质会被吸收到细胞内，而引起细胞液浓度升高。,（一定浓度，溶质可穿膜的溶液中先发生质壁分离后自动复原）,植物细胞是一个渗透系统,植物细胞吸水的方式,吸胀 吸水,渗透吸水：,未成熟植物细胞(干种子),（无中央大液泡）,活的、成熟的中央大液泡的植物细胞,原理：靠细胞内的亲水性物质（蛋白质、淀粉、纤维素）吸收水分,（主要的吸水方式）,物质跨膜运输的其他实例 1番茄和水稻吸收无机盐离子的比较 科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2、Mg2和Si4的培养液中培养，结果及分析如下：,不同植物对的吸收有差异，同一种植物对的吸收也有差异，说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有。 水稻吸收水的相对速率比吸收Ca2、Mg2的，造成培养液中Ca2、Mg2浓度；番茄吸收水的相对速率比吸收Si4的，造成培养液中Si4浓度。,同一种无机盐离子,不同种无机盐离子,选择性,大,上升,大,上升,注意： 物质的跨膜运输并不都是顺相对含量浓度梯度的，而且细胞对于物质的输入和输出有选择性。 细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，其结构基础为膜上载体蛋白的种类和数量，有饱和性和竞争抑制现象。,区别：半透膜可以是选择透过性膜，也可以是无生命的物理性膜，即指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。 选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否吸收选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。,共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。,思考半透膜和选择透过性膜的关系,糖蛋白,蛋白质,磷脂双分子,细胞膜和其他的生物膜不仅是半透膜，还是_ 。,选择透过性膜,问题探讨,哪些分子能够通过脂双层？ 哪些分子不能通过？,无蛋白质的脂双层,特点：,顺浓度梯度运输,自由扩散,物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。,如：,小肠上皮细胞,蛋白质,无蛋白质 的脂双层,?,协助扩散,进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散。,特点：,顺浓度梯度运输,1.,需要载体,2.,协助扩散,葡萄糖红细胞吸收,如：,载体蛋白,被动运输,自由扩散,协助扩散,VS,顺浓度梯度的扩散,丽藻细胞液与池水的多种离子浓度比,细胞内离子的浓度远大于细胞外,逆浓度梯度运输,I,甲状腺滤泡上皮细胞,?,20 25倍,28倍,K+,主动运输,主动运输,特点：,逆浓度梯度运输,1.,需要载体,2.,需要消耗能量,3.,物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时要消耗细胞内化学反应所释放的能量的一种运输方式。,如,Na+ 、K+、Ca2+、Mg2+等离子;小肠上皮细胞葡萄糖、氨基酸等分子。,红细胞吸收K离子,它保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。,主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中。,主动运输具有普遍性吗？,特点？,胞吞,胞吐,对象？,顺浓度梯度,顺浓度梯度,逆浓度梯度,由外向内,由内向外,不要,不消耗,要,要,不消耗,消耗,消耗,消耗,不要,不要,水，气体，脂溶性小分子,红细胞吸收 葡萄糖,离子通过细胞膜,白细胞吞噬病菌,分泌蛋白的分泌,载体的化学本质及作用特点 载体是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数量也不同。 载体具有饱和现象,当细胞膜上的某物质的载体达到饱和时,细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。,协助扩散,自由扩散,物质运输方式,主动运输 (逆浓度梯度),小分子物质,大分子物质 (囊泡运输),胞吞,胞吐,顺浓度梯度,被动运输,小结,下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：,在ae的五种过程中，代表被动运输的是_ 。,bcd,可能代表氧气转运过程的是图中编号_; 葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图 中编号_ 。,b,a,大分子的跨膜运输,1.胞吞 当细胞摄取大分子时，首先是大分子附着在细胞膜的表面，这部分细胞内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部。,2、胞吐 细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。如分泌蛋白的形成,1、下列哪些物质进出细胞时与细胞中的核糖体和线粒体密切相关（ ）,A ,B ,C ,D ,一：基础检测,随堂训练,2.下图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸 收的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素 分别是（ ） A.载体数量、能量 B.能量、载体数量 C.载体数量、离子浓度 D.能量、离子浓度,3、下列说法中错误的是：（ ） A黄瓜在腌制中慢慢变甜，是细胞主动吸收糖分的结果 B水分子进出细胞是自由扩散 C葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助，但不消耗能 量，属于协助扩散 D大肠杆菌吸收K+属于主动运输，既消耗能量，又需要 膜上的载体蛋白,二：能力提升,1 解读图表 右图表示的是一个动物细胞内外不同离子的相对浓度。分析图表提供的信息，结合本章所学知识，回答问题。,1、哪种离子通过主动运输进入细胞？ 2、哪种离子通过主动运输排出细胞？ 3、你是如何作出以上判断 的？,K+ Mg2+,Na+ Cl,主动运输,物质逆浓度进行,2 根据下图所示曲线回答下列问题,运输速率,浓度差,协助扩散,（1）从图中可知该种物质进入细 胞的方式是什么?,（2）从图中可以看出物质通过细胞膜的运输速度 与细胞外浓度的关系是什么? （3）上述运输方式中，加入蛋白酶后曲线是否会 发生变化？为什么？,在一范围内,物质的运输速率与外界浓度成正比,会,载体受到破坏,主动运输,细胞中包括蛋白质在内的大多数分子都太大了，以致于不能直接穿过细胞中的膜结构。于是，这些分子的运输需要依赖一种叫囊泡的细胞结构这种有膜包被的小型泡状结构能够将待运输的分子包裹起来，送到目的地去释放掉。 生物体内每一个细胞都是一个生产和运输分子的工厂。比如，胰岛素在这里被制造出来并释放进入血液当中，以及神经传递素从一个神经细胞传导至另一个细胞。这些分子在细胞内都是以“小泡泡”的形式传递的，叫做“囊泡”。 细胞中产生的分子被封装在囊泡中，在特定的时刻运送到细胞内或者细胞外准确的位置。这些“囊泡”，就是今年的主题,2013年诺贝尔生理学或医学奖主题,温故知新：,生物膜的结构模型示意图-流动镶嵌模型,生物膜的组成及特点： 1、化学组成： 膜主要由 构成，其基本支架是 。 2、结构特点： 组成膜的蛋白质和脂质具 ，蛋白质在磷脂双分子层上分布是 。 3、功能特点： 生物膜是一种 膜。,这种膜可以让水分子自由通 过，一些离子和小分子可以 通过，而其他则不能通过。,脂质和蛋白质,磷脂双分子层,流动性,不均匀的,选择透过性,丽藻细胞液所含的离子浓度远远高于丽藻所生长的池水，为什么丽藻还能从周围环境吸收离子呢？,为了能维持生命活动的正常进行，生物体可以依靠细胞膜的选择透过性主动从周围环境中逆浓度梯度吸收营养物质，即主动运输,问题探讨,什么样的分子能够通过脂双层？ 什么样的分子不能通过？,合成的 脂双层,主动运输,胞吞,胞吐,白细胞吞噬入侵的细菌,外胞细,内胞细,细胞膜,载体蛋白,进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散,协助扩散,否,要,要,否,否,要,H2O、CO2、O2、脂溶性小分子,葡萄糖进入红细胞,无机盐离子、氨基酸,CO2 从细胞内排 出去是扩散吗？,O2 从外界进入 细胞是扩散吗？,