物质的输入与输出

物质的输入与输出生物必修1·第四章§1物质跨膜运输的实例几个生活中的例子1吃比较咸的食物时，你的口腔有什么感觉？比如连续嗑带盐的瓜子。2白菜剁碎做馅，放了盐以后，为什么可以见到有水分渗出？3蔫了的青菜放在水中浸，数小时后会有什么变化？4浸在清水的萝卜条和浸在盐水中萝卜条会有什么不同？红细胞的失水与吸水水的移动方向渗透作用的原理渗透作用产生的条件半透膜成熟的植物细胞是否具备发生渗透作用的两个基本条件•半透膜两侧的溶液具有浓度差表现出水分子的运输方向：顺着相对含量的梯度（高低）植物细胞的吸水和失水显微结构动物细胞植物细胞细胞吸水和失水的原理是什么？细胞外液存在于细胞壁中细胞液浓度＞周围溶液的浓度细胞吸水植物细胞的吸水和失水浓度大浓度小细胞壁细胞膜细胞质液泡膜细胞液原生质层细胞液浓度＜周围溶液的浓度细胞失水浓度大浓度小植物细胞的吸水和失水质壁分离和质壁分离复原细胞液浓度＞周围溶液的浓度细胞吸水质壁分离复原细胞液浓度＜周围溶液的浓度细胞失水质壁分离一些离子的跨膜运输并不是顺着离子相对含量的梯度来进行的a、b、c表示某植物体的三个相邻的细胞，它们的细胞液的浓度为a细胞＞b细胞＞c细胞，它们之间的水渗透方向应是下列哪种情况。2、放在0.3g/mL的蔗糖溶液中，会发生质壁分离的细胞是：（）A．人的口腔上皮细胞B．干种子细胞C．洋葱根尖分生区细胞D．白菜叶细胞3、如图所示把体积与浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半透膜(允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过)隔开，开始和一段时间后液面情况是：A．甲高于乙B．乙高于甲C．先甲高于乙，后乙高于甲D．先甲低于乙，后乙低于甲4、当把紫色的洋葱鳞片叶的表皮置于质量浓度为0.3g／ml的蔗糖溶液中后，原生质层和细胞壁之间将（）A、紧紧靠在一起B、充满细胞液C、充满蔗糖溶液D、充满清水C5、判断：植物在盐碱地中生长不好的原因是土壤溶液浓度大，植物将盐或碱吸入根中。（）×细胞膜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。小肠绒毛上皮细胞能够从消化了的食物中吸收葡萄糖，却很难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖，这个事实说明，细胞膜具有选择透过性§3物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式扩散：从高浓度往低浓度的移动被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散主动运输：物质进出细胞，逆浓度梯度的运输一、被动运输。1、自由扩散1、自由扩散的特点2）不需要细胞膜上的载体协助3）不需要消耗细胞内新陈代谢所释放的能量1）从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运。一、被动运输一、被动运输。2、协助扩散2、协助扩散各类离子通道2、协助扩散的特点1）从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运。2）需要细胞膜上的载体协助3）不需要消耗细胞内新陈代谢所释放的能量二、主动运输。二、主动运输的特点1）从浓度低的一侧通过细胞膜向浓度高的一侧转运。2）需要细胞膜上的载体协助3）需要消耗细胞内新陈代谢所释放的能量二、主动运输主动运输这种物质出入细胞的方式，能够保证活细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收需要的营养物质，排出新陈代谢产生的废物和对细胞有害的物质。三、三种运输方式的比较物质出入细胞的方式内外细胞膜物质浓度的高、低是否需要载体蛋白质是否消耗细胞内的能量自由扩散协助扩散高低不需要不消耗高低需要不消耗低高消耗主动运输需要小结三、细胞的胞吞作用和胞吐作用1、胞吞作用三、细胞的内吞作用和外排作用2、胞吐作用与胞吞作用的顺序相反，某些大分子物质通过形成小囊泡从细胞内部移至细胞表面，小囊泡的膜与质膜融合，将物质排出细胞之外，这个过程称为胞吐作用。细胞内不能消化的物质和合成的分泌蛋白都是通过这种途径排出的。§2细胞膜的结构模型一、对生物膜结构的探索历程1、E.Overton1895年发现凡是溶于脂肪的物质很容易透过植物的细胞膜，而不溶于脂肪的物质不易透过细胞膜。因此推测细胞膜由脂类物质组成。一、对生物膜结构的探索历程2、20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来。化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。一、对生物膜结构的探索历程推测细胞膜由双层脂分子组成。3、E.Gorter&F.Grendel1925用有机溶剂提取了人类红细胞质膜的脂类成分，将其铺展在水面，测出膜脂展开的面积二倍于细胞表面积。一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程4、J.D.Robertson1959有超薄切片获得了清晰的细胞膜照片，显示暗-明-暗三层结构，厚约7.5nm。一、对生物膜结构的探索历程他大胆地提出“单位膜”模型。它由厚约3.5nm的双层脂分子和内外表面各厚约2nm的蛋白质构成，即蛋白质—脂质—蛋白质三层结构。不足之处在于把膜的动态结构描写成静止的不变的。一、对生物膜结构的探索历程5、1970年LarryFrye等人将人和鼠的细胞膜用不同荧光抗体标记后，让两种细胞融合，杂种细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。一、对生物膜结构的探索历程5、1970年LarryFrye等人将人和鼠的细胞膜用不同荧光抗体标记后，让两种细胞融合，杂种细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。一、对生物膜结构的探索历程6、S.J.Singer&G.Nicolson1972根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果，在“单位膜”模型的基础上提出“流动镶嵌模型”。强调膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性。一、对生物膜结构的探索历程7．晶格镶嵌模型沃利奇(Wallach)于1975年又提出了晶格镶嵌模型。8．板块镶嵌模型1977年，Jain和White进一步发展了沃利奇(Wallach)提出的晶格镶嵌模型，提出了板块镶嵌模型(图2-3)一、对生物膜结构的探索历程迄今为止，已提出的生物膜结构模型达几十种之多，现仅介绍几种较为重要的模型。随着研究的深入，人们对膜结构的认识将会不断趋向全面与合理。目前所流行的关于膜结构的基本观点仍然是流动镶嵌模型。由于膜的结构复杂和功能多样,还存在不少问题有待解决,目前看来还没有一个模型可以作为所有生物膜的通用模型。一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程细胞学说进化论实验推理想像提出假说进一步完善不断发展二、细胞膜的流动镶嵌模型1、化学成分2、结构特点：①流动性②内外不对称性3、功能1.为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；2.选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排出；3.提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息的跨膜传递；4.为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行；5.介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接；6.参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。二、流动镶嵌模型的基本内容1、化学成分：脂类分子和蛋白质分子2、立体结构：以磷脂双分子层为基本骨架，蛋白质分子镶嵌、贯穿其中或覆盖表面。3、结构特点：细胞膜具有一定的流动性。4、功能：保护（包括支持、识别、免疫）与控制。在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白，叫做糖被。作用：保护和润滑;细胞膜表面的识别。糖被在细胞生命活动中起什么作用？三、细胞膜的功能控制物质进出细胞三、细胞膜的功能进行细胞间的信息交流三、细胞膜的功能进行细胞间的信息交流无论是单细胞生物，还是高等动、植物，许多重要的生命活动都和细胞间的识别能力密切相关。细胞识别是指生物细胞对同种和异种细胞的认识，对自身和异己物质的鉴别。现已知道，细胞相互识别的分子基础是细胞膜上的糖蛋白。三、细胞膜的功能进行细胞间的信息交流三、练习题1、人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于[]A、组织液中甘油的浓度B、细胞膜上甘油载体的数量C、细胞的呼吸作用强度D、细胞膜上载体的种类A三、练习题2、海带细胞中碘的浓度比海水中碘的浓度高很多倍，但仍然能吸收碘，原因是[]A．海带细胞能够通过自由扩散的方式吸收碘B．海带细胞膜上运载碘的载体多，通过协助扩散的方式吸收C．海带细胞膜上运载碘的载体多，通过主动运输方式吸收D．海带细胞不断消耗碘元素，细胞内碘浓度不断降低C三、练习题C3、下列物质中,通过非主动运输方式进入小肠绒毛上皮细胞的是()A、Na+B、氨基酸C、胆固醇D、葡萄糖三、练习题4、下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：（1）A代表_______分子；B代表____________；D代表____。蛋白质磷脂双分子层多糖三、练习题4、下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：（2）细胞膜从功能上来说，它是一层____________膜。选择性透过三、练习题4、下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：（3）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有____。流动性三、练习题4、下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：（4）在a-e的五种过程中，代表被动转运的是__________。b、c、d三、练习题4、下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：（5）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______。bd三、练习题4、下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：（5）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______。bd三、练习题5、下图中纵坐标表示物质通过心肌细胞细胞膜的运输速率。请据图回答：（1）心肌细胞吸收氧气和K+的方式依次为____________。（2）图b中出现BC平区的主要原因是__________________。自由扩散和主动运输细胞膜上的载体数量是有一定限度的ACBCAB浓度差氧气%三、练习题5、下图中纵坐标表示物质通过心肌细胞细胞膜的运输速率。请据图回答：（3）若对心肌细胞施用某种毒素，结果钙离子吸收量明显减少，而钾离子、葡萄糖等物质的吸收量不受影响，其原因是_________________________________。这种毒素能够抑制细胞膜上的钙离子载体的活性ACBCAB浓度差氧气%三、练习题5、下图中纵坐标表示物质通过心肌细胞细胞膜的运输速率。请据图回答：（4）若用呼吸抑制剂处理心肌细胞，则钙离子、钾离子、葡萄糖等物质的吸收均受到明显影响，其原因是_____________________________________________。缺乏主动运输所需要的能量ACBCAB浓度差氧气%三、练习题6、科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时，做了下述实验：先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na。不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na。如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP，测得神经纤维周围溶液中24Na的量如下图所示。药物和ATP对24Na通过细胞膜均有影响，药物会抑制呼吸作用而抑制24Na通过细胞膜，而ATP可以解除药物的抑制作用。（1）据实验过程及图示你可得出哪些科学结论？三、练习题6、科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时，做了下述实验：先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na。不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na。如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP，测得神经纤维周围溶液中24Na的量如下图所示。消耗ATP（或能量）主动运输（2）由此可见，神经纤维排出24Na需要_______，24Na通过细胞膜的方式是_______。三、练习题5.食醋中的醋酸和蔗糖分别是活细胞所不选择吸收的小分子和大分子。但用食醋和蔗糖可以将鲜蒜淹制成糖醋蒜，其原因是_________________________________。