資源簡介

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【資料】
紅細胞生活于血漿中，正常紅細胞形態(tài)的維持與血漿的滲透壓密切相關(guān)，而血漿滲透壓的大小90%和Na+、Cl-有關(guān)，在醫(yī)院給病人輸液時需使用0.9%的NaCl溶液，為什么？
第三章 細胞的代謝
新浙科版必修1
第三節(jié) 物質(zhì)通過多種方式出入細胞
1.舉例說明有些物質(zhì)通過被動轉(zhuǎn)運進出細胞，有些物質(zhì)通過主動轉(zhuǎn)運進出細胞。
2.舉例說明大分子物質(zhì)可以通過胞吞、胞吐進出細胞。
1.生命觀念——結(jié)構(gòu)與功能觀：認同細胞不是封閉的系統(tǒng)，而是與外界進行著廣泛的物質(zhì)交流。
2.科學(xué)思維——模型與構(gòu)建：通過實例分析，建構(gòu)模型，比較不同物質(zhì)運輸方式的共性與差異。
素養(yǎng)要求
學(xué)習(xí)目標(biāo)
細胞是一個開放的系統(tǒng)，每時每刻都與環(huán)境進行著物質(zhì)的交換，細胞膜能夠?qū)M出細胞的物質(zhì)進行選擇。不同物質(zhì)通過細胞膜出入的方式是不同的。
一、被動轉(zhuǎn)運不需要消耗能量
組成液體和氣體的分子都在不停地隨機運動，溶于液體中的溶質(zhì)分子和離子也在隨機運動。隨機運動導(dǎo)致了物質(zhì)的擴散。氧、二氧化碳等氣體分子通過擴散出入細胞，酒精、甘油等脂溶性物質(zhì)也以這種方式跨膜運輸。擴散是物質(zhì)出入細胞的一種方式。
溶質(zhì)分子
水分子
分子或離子從高濃度處向低濃度處運動的現(xiàn)象
（一）擴散：
細胞膜
溶質(zhì)分子
水分子
（二）滲透：
水分子通過半透膜的擴散
1、發(fā)生條件：①有半透膜
發(fā)生滲透的條件？
②半透膜兩側(cè)溶液有濃度差
紅細胞是通過滲透吸水還是失水，取決于什么？
細胞內(nèi)外溶液中水分子的相對多少，也就是溶液濃度的高低
將植物細胞置于蒸餾水或濃度較高的NaCl溶液中，會發(fā)生與紅細胞同樣的現(xiàn)象嗎？
質(zhì)壁分離
蒸餾水
較濃的NaCl溶液
水分子滲透的方向？
吸水：
細胞外溶液濃度
失水：
細胞外溶液濃度
水分子總是由水分子多處運動到水分子少處
2、滲透作用的方向
溶液濃度低
溶液濃度高
低于
細胞液濃度
高于
細胞液濃度
細胞膜、液泡膜及它們之間的細胞質(zhì)稱為原生質(zhì)層。原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜，能讓水分通過而不能讓蔗糖分子通過。
成熟的植物細胞是一個滲透系統(tǒng)
活動：植物細胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗
(1)成熟植物細胞的細胞膜及其以內(nèi)部分相當(dāng)于一層半透膜。
(2)細胞液與外界溶液存在濃度差。
(3)細胞膜及其以內(nèi)部分的伸縮性比細胞壁的伸縮性大。
2. 實驗流程（如圖所示）
1．實驗原理：
紫色洋蔥鱗片葉外表皮
低倍鏡
高倍鏡
細胞膜及其以內(nèi)部分
0.3g/mL
引流法
質(zhì)壁分離
變小
加深
清水
質(zhì)壁分離復(fù)原
變大
變淺
質(zhì)壁分離的原因？
當(dāng)細胞外液濃度大于細胞液濃度時
細胞失水，細胞膜及其以內(nèi)部分因收縮與細胞壁分離
質(zhì)壁分離（plasmolysis)
反之，質(zhì)壁分離復(fù)原（deplasmolysis)
3. 實驗結(jié)果
成熟植物細胞能與外界溶液發(fā)生滲透作用，當(dāng)外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞失水；當(dāng)外界溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞吸水。
4．實驗結(jié)論：
討論：
1.外界溶液的濃度如何影響洋蔥表皮細胞的水分得失？
2.植物細胞是否為活細胞，可以根據(jù)其能否發(fā)生質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原來判斷，請分析原因。
當(dāng)細胞液濃度>外界溶液濃度時，洋蔥表皮細胞吸水
當(dāng)細胞液濃度<外界溶液濃度時，洋蔥表皮細胞失水
當(dāng)細胞液濃度=外界溶液濃度時，洋蔥表皮細胞不吸水，也不失水
植物細胞就相當(dāng)于一個滲透系統(tǒng)，當(dāng)植物細胞死亡后，其結(jié)構(gòu)中的膜結(jié)構(gòu)變得不完整，質(zhì)壁分離就不會發(fā)生。
質(zhì)壁分離實驗的拓展應(yīng)用
（1）判斷成熟植物細胞是否有生物活性
待測成熟植物細胞
+
一定濃度的蔗糖溶液
鏡檢
發(fā)生質(zhì)壁分離→有生物活性
不發(fā)生質(zhì)壁分離→無生物活性
（2）測定細胞液濃度范圍
濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的蔗糖溶液濃度之間
待測細胞
+
一系列濃度梯度的蔗糖溶液
鏡檢
細胞液
1、概念：物質(zhì)進出細胞，順濃度梯度的擴散方式。
2、類型：擴散（自由擴散、簡單擴散）、協(xié)助擴散
4、簡單擴散特征：
順濃度（高→低）梯度運輸；
不需要載體；
不需要消耗能量
3、簡單擴散： 物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞。
（三）被動轉(zhuǎn)運
5、協(xié)助擴散： 進出細胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴散。
6、協(xié)助擴散特征：
順濃度（高→低）梯度運輸
需要載體
不需要消耗能量
主動轉(zhuǎn)運：物質(zhì)從低濃度一側(cè)運輸?shù)礁邼舛鹊囊粋?cè)，需要載體蛋白的協(xié)助，同時還需要消耗細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量運輸方式。
二、主動轉(zhuǎn)運需要載體蛋白，并且消耗能量
逆濃度（低→高）梯度運輸
需要載體
需要消耗能量
1、主動轉(zhuǎn)運特點：
是細胞最重要的吸收或排除物質(zhì)的方式，可以保持細胞內(nèi)部某些物質(zhì)的濃度與周圍環(huán)境相比有較大的區(qū)別。
2、主動轉(zhuǎn)運意義：
下面幾幅坐標(biāo)圖中所表示的分別是哪種物質(zhì)運輸方式？為什么？
運輸速率
濃度差
能量
運輸速率
濃度差
運輸速率
自由擴散
協(xié)助擴散
主動運輸
載體有專一性且數(shù)量有限，在協(xié)助擴散和主動運輸中，載體具有“飽和效應(yīng)”。
影響三種運輸方式速率的主要因素：
影響因素
膜內(nèi)外濃度差
膜內(nèi)外濃度差
載體蛋白的數(shù)量
能量
載體蛋白的數(shù)量
上述討論的是小分子物質(zhì)或離子直接穿膜的方式。但當(dāng)白細胞遇到病原體時，是如何將病原體吞噬進細胞內(nèi)的呢？
胞吞
消耗能量
胞吐
胞吞和胞吐體現(xiàn)了細胞膜的什么結(jié)構(gòu)特性？
胞吞和胞吐是否需要載體蛋白協(xié)助？
三、有些物質(zhì)通過胞吞、胞吐進出細胞
協(xié)助擴散
自由擴散
物質(zhì)的運輸方式
主動運輸（逆濃度梯度）
小分子物質(zhì)
（跨膜運輸）
大分子物質(zhì)
（膜泡運輸）
胞吞
胞吐
消耗能量
順濃度梯度
被動運輸
載體蛋白
物質(zhì)透過膜的方式 代謝能消耗情況 載體 物質(zhì)運輸方向 被轉(zhuǎn)運物質(zhì)（舉例）
被動
轉(zhuǎn)運 擴散
滲透
易化擴散
主動轉(zhuǎn)運
胞吞
胞吐
物質(zhì)出入細胞的方式比較
物質(zhì)透過膜的方式 代謝能消耗情況 載體 物質(zhì)運輸方向 被轉(zhuǎn)運物質(zhì)（舉例）
被動
轉(zhuǎn)運 擴散 × × 由高濃度向低濃度 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等
滲透 × × 由高濃度向低濃度 水分子
易化擴散 × √ 由高濃度向低濃度 葡萄糖進入紅細胞
主動轉(zhuǎn)運 √ √ （可）由低濃度向高濃度 Na+ 、K+、Ca2+等離子；其他小分子：葡萄糖、氨基酸等
胞吞 √ × 由膜外到膜內(nèi) 白細胞吞噬病原體
胞吐 √ × 由膜內(nèi)到膜外 胰島細胞分泌胰島素
物質(zhì)出入細胞的方式比較

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