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人教版高中生物必修一第四章(课堂PPT)
2.用尖嘴镊从“井”字中央的一角小心地将洋葱鳞片叶外表皮 撕下,平铺在载玻片中央。
3.用小滴管在表皮上滴一滴质量分数为30%的蔗糖溶液,盖上盖 玻片。用吸水纸吸去多余液体。
4.在显微镜下观察,可见原生质缓慢收缩,逐渐出现与细胞壁 分离的现象,直到原生质收缩成球状小团,与细胞壁完全分开。
5.在盖玻片的一侧滴加清水,用吸水纸在盖玻片的另一侧吸收, 使清水置换蔗糖溶液。
当外界溶液的浓度低于红细胞内部的浓度时,红 细胞一般会因持续吸水而涨破。
28
讨论
4.红细胞吸水或失水的多少取决与什么? 红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内
外浓度的差值。一般情况下,差值较大时吸水或失 水较多。
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第二节 生物膜的流动
镶嵌模型
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细
胞 脂质(磷脂最丰富) 大约占50%
膜
的
主 蛋白质
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流动镶嵌模型的基本内容:
1.磷脂双分子层构成膜的基本支架。
(其中磷脂分子 的亲水性头部朝向两侧,疏水性的 尾部朝向内侧)
2.蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面, 有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的 横跨整个磷脂双分子层。
(体现了膜结构内外的不对称性)
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3.磷脂分子是可以运动的,具有流动性。 (其分子的运动有多种形式) 4.大多数的蛋白质分子也是可以运动的。 (也体现了膜的流动性) 5.细胞膜外表,有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类 结合形成的糖蛋白,叫做糖被。 (糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系)
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运
运 输 速 率
运 输 速 率
输 速 率
浓度差 运 输 速 率
耗氧量
浓度差
细 胞 内 浓 度
(细胞外浓度)
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(二)思考与讨论
1.自由扩散和协助扩散都不需要消耗能量。因为二 者都是顺物质的浓度梯度进行的。
2.自由扩散与协助扩散的共同之处是都不需要细胞 消耗能量。不同之处是:前者不需要蛋白质的协 助,后者必须有蛋白质的协助才能实现。
3.因为自由扩散和协助扩散都是顺物质的浓度梯度 进行的,不需要细胞消耗能量,所以统称为被动 运输。
(友情提醒)半透膜,水分子可以自由通过。
不是的,水分子既可以从烧杯中扩散到漏斗中,
也能从漏斗中扩散到烧杯中,只不过,在单位时间内,
从烧杯中扩散到漏斗中的水分子数量比较多。
5
得出结论
水渗入漏斗内使液面上升必须具备两个条件 半透膜 半透膜两侧溶液浓度差
6
渗透作用 :水分子(或其他溶剂分子)透 过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散, 称为渗透作用 条件
大约占40%
要
成
分 糖类
大约占2%—10%
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材料一
①1859年,E.Oerton选用500多种化学物质对植物细胞
膜的通透性进行了上万次的研究。发现凡是易溶于脂
质的物质,也容易穿过膜,反之,不容易溶于脂质的
物质,也不容易穿过膜。
②1897年,Crijins和Hedin用红细胞做实验,同样也
证明分子的通透性与其在脂质中的溶解度有关,且溶解
46
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一、被动运输
被动运输:物质进出细胞,顺浓度梯度的扩散方式。
自由扩散:物质通过简单的扩散作用进 出细胞。
协助扩散:进出细胞的物质借助载体 蛋白的扩散。
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1.自由扩散:
特征: 1.顺浓度梯度运输 2.不需要载体 3.不需要消耗能量
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自由扩散
50
2.协助扩散:
特征: 1.顺浓度梯度运输 2.需要载体参与 3.不需要消耗能量
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2.质壁分离及复原现象
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物质跨膜运输的其他实例
实例一
培养液中的离子浓度 水稻
番茄
初始浓度
0 Mg2+
Ca2+
Si4+
离子
1.水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高?是不是水
稻不吸收反而向外排出呢?
2.不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗?
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3.水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的,其他物质的 跨膜运输也是这样吗?
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想象空间
发挥空间 想象力,想象 一个近似球型 的细胞,其细 胞膜的磷脂双 分子层的三维 立体结构!
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胆碱 磷酸 甘油 脂肪酸
41
不溶于脂质的物质
●
溶于脂质的物质
●
细胞膜
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43
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白细胞吞噬病毒的过程
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附:磷脂(膜脂)的运动有多种形式:
1.侧向扩散; 2.旋转运动; 3.摆动运动; 4.伸缩运动; 5.翻转运动; 6.旋转异构
因为,细胞膜同样具有有些物质可以通过,而有些物 质不能通过的特点。
问题二 什么情况下,红细胞会发生吸水或失水?
当外界溶液浓度>细胞质基质浓度时, 红细胞失水;
当外界溶液浓度<细胞质基质浓度时, 红细胞吸水。
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课题一 水分子的跨膜运输
【总结】红细胞发生渗透作用的条件 1.细胞膜相当于半透膜 2.外界溶液与细胞质基质存在浓度差
水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的,其他物 质的跨膜运输并不都是这样,这取决于细胞生命活 动的需要。 4.细胞对物质的吸收有选择吗?如果有,这种选择性有 普遍性吗?
细胞对物质的吸收是有选择的。这种选择性具 有普遍性。
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巩固练习
1.以下可以发生渗透作用的是( D )
A.煮熟的马铃薯条放入水中 B.把干种子放在清水中 C.烈日下菠菜叶子下垂 D.放在盐水中的萝卜变软
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问题
1.植物细胞会出现失水的情况吗? 2.植物细胞在什么情况下会失水?
当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时
3.原生质层是否相当与半透膜?
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2.植物细胞的吸水与失水
【探究】植物细胞 原生质层 相当于半透膜 14
探究实验:植物细胞的吸水和失水
提出问题(原生质层是一层半透膜吗?)
作出假设(原生质层相当于一层半透膜)
磷脂是一种由甘油,脂肪酸和磷酸所组成
的分子,“头”部是亲水的,“尾”部是疏水
的。
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(二)思考与讨论1
3.提示:因为磷脂分子的“头部”亲水,所以 在水—空气界面上磷脂分子是“头部”向下 与水面接触,尾部则朝向空气一面。科学家 因测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的 2倍,才得出膜中的脂质必然排列为连续的 两层这一结论。
6.在显微镜下观察,可见质壁分离现象缓慢复原。
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交流
1.实验结果与你与预期相吻合吗?它是否支持你所作出 的假设?如果有的结果与预期有所不同,你认为应当作 怎样的解释?
2.如果没有细胞壁,实验结果会有什么不同? 不会发生质壁分离现象,只发生渗透作用的吸水或失水
3.如果滴加的是0.5克ml的蔗糖溶液,实验结果会有什 么不同?
像
猜想:细胞膜的组成成分中还含有其它物质
材料四
科学家对细胞膜化学成分深层分析发现,细胞膜会
被蛋白酶分解(提示:蛋白酶是生物体内普遍存在的
只对蛋白质分解起催化作用的物质)。
你从以上实验中能得出什么结论? 细胞膜的组成成分中还含有蛋白质
动动 脑筋
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糖类
蛋白质分子
磷脂双分子层
细胞膜结构示意图 35
亲水头部 疏水尾部
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二、主动运输:
物质从低浓度一侧运输到高浓度的一侧,需要 载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应 所释放的能量,这种方式叫做主动运输。
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主动运输
特征:
1.逆浓度梯度运输
2.需要载体 3.需要消耗能量
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主动运输
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主动运输的意义:
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。
高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡, 不可能发生质壁分离复原
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讨论
1.正常生活着的红细胞内的血红蛋白等有机物能过细 胞膜外吗?
红细胞内的血红蛋白等有机物一般不能透过细胞膜。 2.根据现象判断红细胞的细胞膜相当与什么膜?
红细胞的细胞膜相当于“问题探讨”中的半透膜。 3.当外界溶液的浓度低时,红细胞一定会吸水而涨 破吗?
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课题一 水分子的跨膜运输
【思考】
1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗? 不可以,因为血红蛋白是大分子,不能透过细胞膜。
2.当外界溶液浓度过低时,红细胞会发生什么变化?原因 会发生吸水并且胀破 ,因为外界溶液浓度过低,红细
胞不断吸水,而细胞膜的伸缩性是一定的,超过了这个限 度,细胞就会破裂。 3.红细胞吸水或失水的多少与什么有关?
用纱布替代玻璃纸时,因纱布的孔隙很大,蔗 糖分子也可以自由通透,因而液面不会升高。
4
分析实验现象
3.第三组装置,清水换成同样浓度的蔗糖溶液,结 果会怎样?
半透膜两侧溶液的浓度相等时,单位时间内透 过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水 分子数量,液面也不会升高。
4.水分子只能从烧杯中扩散到漏斗中吗?
度越大越容易通过。
动动脑
筋
你从以上实验中能得出什么结论?并说明理由。
细胞膜的组成成分中含有脂质
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材料二
1925年荷兰科学家Gorter和Grendel从细胞膜中 提取脂质,铺成单层分子, 发现面积是细胞膜 的2倍
结论:细胞膜中的磷脂是双层的
磷 脂 分 子
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材料三 电镜下观察细胞膜有“暗-亮-暗”结构图
设计 将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液
方案 中,观察其大小的变化;再将细胞浸润
设计实验
在清水中,观察其大小的变化。
预期 在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变
结果
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。