3.3 物质通过多种方式出入细胞课件-2024-2025学年高一上学期生物浙科版必修一

细胞是一个开放的系统，每时每刻都与环境进行着物质的交换，细胞膜能够对进出细胞的物质进行选择。 3.3物质通过多种方式出入细胞 1 一、被动转运不需要消耗能量 思考：上述现象是由扩散导致，根据你观察到的能否给扩散下定义？ 1.方向： 2.最终状态： 分子或离子 从高浓度到低浓度 该分子或离子 分布均匀（平衡） 1.扩散 一、被动转运不需要消耗能量 思考：上述情境达到平衡状态后，溶液中的分子（或离子）是否均停滞不动？ 分子一直在随机运动，平衡后仍继续运动以维持平衡状态。 1.扩散 氧气和二氧化碳等气体、酒精、甘油等脂溶性物质通过扩散跨膜运输进出细胞 一、被动转运不需要消耗能量 思考：该情境中，分子扩散有什么特点？ 溶剂分子和（适宜大小的）溶质分子都会发生跨膜扩散。 1.扩散 一、被动转运不需要消耗能量 1.扩散 思考：溶剂（水）分子的扩散特点是否与溶质相同 相同，从水分子相对多的一侧往相对少的一侧扩散。 模拟实验：渗透作用 半透膜：可以让小分子（如水、离子）通过而较大分子（如蛋白质、淀粉）不能通过的一类薄膜的统称。 例如：透析膜、羊皮纸、玻璃纸等。 思考与讨论 1、漏斗内液面为什么会升高？ 3、液面停止上升后，水分子是否不再跨膜运输？ 2、液面会持续上升吗？ 4、液面停止上升后，膜内外浓度是否相等？ 如果用一层纱布代替半透膜，液面还会升高吗？ 如果将烧杯中的清水换成同样浓度的蔗糖溶液，结果如何？ 渗透发生条件 1. 具有半透膜 2. 膜两侧溶液具浓度差 2、渗透 渗透作用 扩散：分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象。 渗透：水分子通过半透膜从水分子数相对较多的一侧进入水分子数相对较少的一侧运动的现象。 （低浓度 高浓度） 条件：存在浓度差 方向：从高浓度到低浓度 结果：使得该分子离子分布均匀，直到平衡， 之后继续保持运动，维持平衡状态。 条件：半透膜；膜两侧浓度差 方向：从低浓度到高浓度 结果：半透膜两侧的水分子达到动态平衡 包括 动物细胞的失水与吸水 半透膜——细胞膜 浓度差——细胞质和外界 溶液存在浓度差 动物细胞的失水与吸水 细胞膜相当于一层半透膜；细胞质有一定浓度，与外界溶液能形成一定浓度差，动物细胞通过渗透作用吸水和失水。 原理 条件 结果 外界溶液浓度=细胞质浓度 外界溶液浓度＜细胞质浓度 外界溶液浓度＞细胞质浓度 细胞形态不变 细胞失水皱缩 细胞吸水膨胀，甚至涨破 1.当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗? 不一定，当外界浓度稍高于红细胞细胞质浓度时，红细胞只是吸水膨胀并不会涨破 2.红细胞吸水或失水取决于什么条件? 外界浓度与细胞质浓度有无一定浓度差 3.想一想临床上输液为什么要用生理盐水？ 它的渗透压和细胞外的一样，所以不会让细胞失水或者过度吸水膨胀破裂 植物细胞的失水与吸水 烧苗现象 土壤溶液浓度＞根毛细胞浓度 植物细胞失水 植物萎蔫 原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。 植物细胞的失水与吸水 半透膜——原生质层 浓度差——细胞液和外界溶液存在浓度差 植物细胞的失水与吸水 原理 成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；细胞液有一定浓度，与外界溶液能形成一定浓度差，植物细胞通过渗透作用吸水和失水。 条件 结果 外界溶液浓度=细胞液浓度 外界溶液浓度＜细胞液浓度 外界溶液浓度＞细胞液浓度 细胞吸水，中央液泡体积变大，细胞膨胀 细胞失水，中央液泡体积变小，发生质壁分离 细胞形态不变 质壁分离的原因？ 当细胞外液浓度大于细胞液浓度时 细胞失水，细胞膜及其以内部分因收缩与细胞壁分离 质壁分离 质壁分离复原？ 质壁分离实验的拓展应用 （1）判断成熟植物细胞是否有生物活性 待测成熟植物细胞 + 一定浓度的蔗糖溶液 镜检 发生质壁分离→有生物活性 不发生质壁分离→无生物活性 （2）测定细胞液浓度范围 浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间或能引起50%的细胞发生初始质壁分离的蔗糖溶液 待测细胞 + 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 镜检 细胞液 19 观察植物细胞的质壁分离与质壁分离复原现象 实验步骤 活动：观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原 实验步骤： 实验结果 正常状态下 发生质壁分离 发生质壁分离复原 0.3g/ml蔗糖溶液 清水 a c d e f 请说出图中a~f各代表什么结构或物质。 b 细胞壁 外界溶液 细胞质 细胞膜 液泡膜 细胞液 其中哪些结构合称为原生质层？ c、d、e 此时b浓度与f浓度的大小关系是？ 无法判断，此时为质壁分离状态，可能正在发生质壁分离过程（b>f），也可能正在发生质壁分离复原过程（b<f），也可能达到质壁分离平衡状态（b=f） 下图表示植物细胞在不同浓度溶液中的形态变化。有关叙述正确的是（ D ） A．①到②的过程中该细胞的吸水能力逐渐增大 B．当②的体积稳定时内外溶液浓度相同 C．③中细胞处于质壁分离后的复原过程 D．施肥过多出现烧苗与①到③变化有关 巩固练习 2、a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度> b细胞液浓度> c细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是 C a c b a c b a c b a c b A B C D 人工脂双层 物质进出细胞的几种方式 H2O O2 CO2 甘油 物质进出细胞的几种方式 细胞顺浓度梯度转运小分子或离子 方向 能量 转运蛋白 举例 主要影响因素 不需要 不需要 水、气体、脂溶性小分子物质 顺浓度梯度 高浓度 低浓度 扩散（也称自由扩散、简单扩散） 物质浓度差、温度 V 氧气 A V 氧气 V 能量 V 能量 V 能量 V 浓度差 V 浓度差 B C V 氧气 V 浓度差 载体蛋白的限制 载体蛋白的限制 载体蛋白的限制 厌氧呼吸产能 简单扩散 物质进出细胞的几种方式 细胞顺浓度梯度转运小分子或离子 方向 能量 转运蛋白 举例 主要影响因素 需要 不需要 葡萄糖进入红细胞 Na+进入神经细胞等 顺浓度梯度 高浓度 低浓度 易化扩散（也称协助扩散 物质浓度差、载体蛋白数量 V 氧气 A V 氧气 V 能量 V 能量 V 能量 V 浓度差 V 浓度差 B C V 氧气 V 浓度差 载体蛋白的限制 载体蛋白的限制 载体蛋白的限制 厌氧呼吸产能 易化扩散 物质进出细胞的几种方式 细胞逆浓度梯度转运小分子或离子 方向 能量 转运蛋白 举例 主要影响因素 需要 需要 离子或葡萄糖,氨基酸等小分子物质 逆浓度梯度 低浓度 高浓度 主动转运 载体蛋白数量、能量(氧气、温度) V 氧气 A V 氧气 V 能量 V 能量 V 能量 V 浓度差 V 浓度差 B C V 氧气 V 浓度差 载体蛋白的限制 载体蛋白的限制 载体蛋白的限制 厌氧呼吸产能 主动转运 ①细胞膜的主动转运是活细胞的特性。 ②它保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需的营养物质，主动排出代谢废物和对细胞有害的物质。 ③是细胞最重要的吸收或排出物质的方式。保持细胞内部某些物质的浓度与周围环境相比有较大差别。 主动转运具有重要的意义： 思考： 主动转运过程中载体蛋白是否发生形态改变？和易化扩散有什么不同点？ 过膜方式 方向 载体 耗能 例子 影响因素 (简单)扩散 易化扩散 主动转运 否 否 H2O、CO2、O2、乙醇、脂肪酸等 高 低 要 否 葡萄糖进入红细胞 高 低 要 要 离子、氨基酸、葡萄糖等 低 高 最重要 浓度差 浓度差、 载体蛋白数量 载体蛋白数量、能量(氧气、温度) 三种跨膜运输方式的比较 练习： 例1.右图中“●”表示出入细胞的物质，该物质出入细胞的方式是 A.渗透 B.易化扩散 C.主动转运 D.胞吞 B 练习： 例2.右图是某种物质（用“●”表示）跨膜运输方式的示意图，该物质的运输方式是 A.渗透作用 B.易化扩散 C.主动转运 D.胞吐 C （1）A代表______分子；B代表 ； D代表_______。 （2）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有 __________。 （3）在a～e的五种过程中，代表被动转运的是________。 （4）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 __________。 流动性 b、c、d b a 蛋白质 磷脂双分子层 糖蛋白 囊泡运输 1.膜泡运输属不属于跨膜运输？ 2.运输的物质是大分子还是小分子物质？ 3.膜泡运输需要载体蛋白吗？需要能量吗？ 4.膜泡运输体现了膜的什么特点？穿过了几层膜？ 胞吞 胞吐 囊泡运输 1.膜泡运输属不属于跨膜运输？ 2.运输的物质是大分子还是小分子物质？ 3.膜泡运输需要载体蛋白吗？需要能量吗？ 4.膜泡运输体现了膜的什么特点？穿过了几层膜？ 胞吞 胞吐 胞吞 方向 能量 转运蛋白 举例 主要影响因素 细胞外→细胞内 需要 不需要 变形虫的摄食等 能量 胞吐 方向 能量 转运蛋白 举例 主要影响因素 细胞内→细胞外 需要 不需要 消化道分泌消化酶等 能量 物质运输方式 被动转运 主动转运 胞吞胞吐 扩散 易化扩散 运输方向 载体蛋白 能量 举例 顺浓度梯度 不需要 不消耗 O2、CO2、H2O 甘油、乙醇、苯 顺浓度梯度 需要 不消耗 红细胞吸收葡萄糖 逆浓度梯度 消耗 需要 K+进细胞、 Na+出细胞；小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等 无浓度要求 不需要 消耗 大分子或颗粒性物质，变形虫摄取食物、消化酶的分泌 总结：物质运输方式 V 氧气 自由扩散 V 氧气 V 能量 V 能量 V 能量 V 浓度差 V 浓度差 易化扩散 主动转运 V 氧气 V 浓度差 载体蛋白的限制 载体蛋白的限制 载体蛋白的限制 厌氧呼吸产能 1．某哺乳动物神经细胞内外的K+和Na+浓度见下表。下列属于主动转运的是 A．K+经钾离子通道排出细胞 B．K+与有关载体蛋白结合排出细胞 C．Na+经钠离子通道排出细胞 D．Na+与有关载体蛋白结合排出细胞 细胞内浓度 （mmol·L－1） 细胞外浓度 （mmol·L－1） K+ Na+ 140.0 18.0 3.0 145.0 D 练习： 2. 如图是胡萝卜在不同含氧的情况下从硝酸钾溶液中吸收K＋和NO3-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 氧浓度（能量） K＋ 吸收量 NO3- C A B 3.新生儿小肠上皮细胞通过消耗能量，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖，这两种物质被吸收到血液中的方式分别是（ ） A. 主动转运、主动转运 B.胞吞、主动转运 C.主动转运、胞吞 D.被动运输、主动转运 B B EV录屏5.2.1软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EV录屏5.2.3软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EV录屏5.2.3软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EV录屏5.2.3软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EV录屏5.2.3软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn $$