第四章细胞的物质输入和输出课件.ppt

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1、第四章细胞的物质输入和输出第1页，此课件共62页哦第一节第一节 物质跨膜运输的实例物质跨膜运输的实例第2页，此课件共62页哦实验现象实验现象结果分析结果分析漏斗中液面上升漏斗中液面上升单位体积清水中水分子数单位体积清水中水分子数比比单位体积蔗糖溶液中水分单位体积蔗糖溶液中水分子数子数（水的物质的量浓度）多，因此，根据扩散作用（水的物质的量浓度）多，因此，根据扩散作用的原理，在单位时间内，水分子的原理，在单位时间内，水分子由烧杯透过半透膜进由烧杯透过半透膜进入漏斗内的数量入漏斗内的数量，多于多于水分子水分子由漏斗透过半透膜进入由漏斗透过半透膜进入烧杯内的数量烧杯内的数量，导致漏斗内液面上升。，导

2、致漏斗内液面上升。第3页，此课件共62页哦低浓度溶液低浓度溶液渗透作用的概念：渗透作用的概念：半透膜的两侧的溶液具有浓度差。半透膜的两侧的溶液具有浓度差。渗透作用渗透作用发生的条件：发生的条件：具有半透膜。具有半透膜。水分渗透方向：水分渗透方向：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，从低浓度溶液向水分子（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高浓度溶液的扩散高浓度溶液高浓度溶液一、渗透作用的原理一、渗透作用的原理第4页，此课件共62页哦二二 细胞的吸水和失水细胞的吸水和失水1 动物细胞的吸水和失水动物细胞的吸水和失水第5页，此课件共62页哦（1）半透膜：）半透膜：细胞膜细胞膜

3、（2）半透膜的两侧的溶液具有浓度差：）半透膜的两侧的溶液具有浓度差：细胞质浓度与外界溶液浓度差细胞质浓度与外界溶液浓度差细胞失水细胞失水外界溶液浓度外界溶液浓度细胞质浓度细胞质浓度外界溶液浓度外界溶液浓度细胞质浓度细胞质浓度细胞吸水细胞吸水8第6页，此课件共62页哦分化为：细胞膜、细胞质、细胞核等。一个动物细胞就是一个原生质团。原生质：细胞内的生命物质实质：是生物体新陈代谢的物质基础，是构成细胞的全部生活物质.第7页，此课件共62页哦细胞质细胞质细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜原生质层原生质层细胞壁（全透性）细胞壁（全透性）细胞液细胞液(1)一个一个成熟的成熟的植物细胞可构成一个渗透系统，发生渗透植物

4、细胞可构成一个渗透系统，发生渗透作用作用半透膜半透膜外界溶液外界溶液浓度差浓度差2 植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水第8页，此课件共62页哦质壁分离质壁分离复原第9页，此课件共62页哦 植物细胞的失水和吸水v外界溶液浓度细胞液浓度植物细胞通过渗透作用失水.细胞发生质壁分离的现象v外界溶液浓度细胞液浓度植物细胞通过渗透作用吸水发生质壁分离现象的细胞逐渐复原第10页，此课件共62页哦三三 物质跨膜运输的其他实例物质跨膜运输的其他实例细胞膜和其他生物膜是一种细胞膜和其他生物膜是一种选择透过性膜选择透过性膜第11页，此课件共62页哦细胞膜的功能特点:选择透过性水分子可以自由通过,细胞要选择吸收

5、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。第12页，此课件共62页哦第13页，此课件共62页哦探究的一般步骤探究的一般步骤1 提出问题提出问题2 做出假设做出假设3 设计实验设计实验（1）材料的选择）材料的选择（2）实验用具的选择）实验用具的选择（3）试剂的选择）试剂的选择（4）实验操作步骤）实验操作步骤（5）预期结果，设计记录表格）预期结果，设计记录表格第14页，此课件共62页哦4 开展实验开展实验5 记录结果记录结果6 分析结果，得出结论分析结果，得出结论7 表达与交流表达与交流第15页，此课件共62页哦实验设计应遵循的基本原则实验设计应遵循的基本原则科学性、可行性

6、、严谨性对照原则对照原则：实验中设立对照组，使实验结果具有说服力。（对照组与实验组的区分）空白对照、相互对照、条件对照、自身对照。单一变量原则单一变量原则：即控制其他因素不变而只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响。等量原则等量原则:实验中要保证所用材料及实验条件一致.平行重复原则平行重复原则：实验时,多做几个在相同的条件下同时进行的对照实验，如出现相同的结果，则更具科学性。转化原则转化原则：一定要保证实验结果是能明显观察到的现象，否则要转化实验观测指标。10第16页，此课件共62页哦 空白对照空白对照：即不作任何实验处理的对照组。例如，：即不作任何实验处理的对照组。例如，在还原糖鉴定实验

7、中留一部分样液不加入斐林试剂，在还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂，以作对照。以作对照。相互对照相互对照：即不设控制组，只在几个实验组之间：即不设控制组，只在几个实验组之间相互对比。在实验中要找出一个最佳效果点，就要相互对比。在实验中要找出一个最佳效果点，就要采取相互对照进行实验。采取相互对照进行实验。例如：比较豆浆、蛋清、肝脏研磨液等物质的蛋白质例如：比较豆浆、蛋清、肝脏研磨液等物质的蛋白质含量含量第17页，此课件共62页哦条件对照条件对照：即给对象施加某种实验处理，虽不是：即给对象施加某种实验处理，虽不是检验假设需要的，但更能充分说明实验变量的对检验假设需要的，但更能充分说明实验变

8、量的对照。例如，动物激素饲喂小动物的实验方案中：照。例如，动物激素饲喂小动物的实验方案中：饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺抑制剂饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照组。的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照组。自身对照自身对照：即实验与对照在同一对象上进行。例：即实验与对照在同一对象上进行。例如：检验胰岛素对动物血糖的影响。即自身对照，如：检验胰岛素对动物血糖的影响。即自身对照，处理前的对象状况为对照组，处理后的对象变化为处理前的对象状况为对照组，处理后的对象变化为实验组。实验组。第18页，此课件共62页哦 实验变量剖析实验变量剖析 在实验过程中

9、变量是指可被操纵控制的、在性质在实验过程中变量是指可被操纵控制的、在性质和数量上可以变化的特定因素或条件。和数量上可以变化的特定因素或条件。1.实验变量实验变量（也称（也称自变量自变量）：是研究者主动操纵的）：是研究者主动操纵的条件和因子，是作用于实验对象的刺激变量，自变量须条件和因子，是作用于实验对象的刺激变量，自变量须以实验目的和假设为依据，应具有可变性和可操作性。以实验目的和假设为依据，应具有可变性和可操作性。2.反应变量（又称反应变量（又称因变量因变量）：是随自变量变化而产）：是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，反应变量是研究是否成功的生反应或发生变化的变量，反应变量是研究是否成

10、功的证据，应具可测性和客观性。证据，应具可测性和客观性。二者关系二者关系：实验变量是原因，反应变量是结果，：实验变量是原因，反应变量是结果，即具即具因果关系因果关系。第19页，此课件共62页哦3.无关变量（控制变量）是指与研究目标无关，但却无关变量（控制变量）是指与研究目标无关，但却影响研究结果的变量，实验者应严格控制无关变量，影响研究结果的变量，实验者应严格控制无关变量，否则实验结果的真实性无法得到认定、我们常在实验否则实验结果的真实性无法得到认定、我们常在实验过程中强调过程中强调“选取生长状况相同的幼苗选取生长状况相同的幼苗”“数量大数量大小相同的种子小相同的种子”“置于相同并适宜条件下培

11、养置于相同并适宜条件下培养”“加加入等量的清水入等量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。的干扰。实验中不论有几个实验变量，都应做到每个自变量对应实验中不论有几个实验变量，都应做到每个自变量对应一个因变量一个因变量，此外还要做到操作规范。在实验设计、，此外还要做到操作规范。在实验设计、实施的全过程中，应严格操纵实验变量，严格控制实施的全过程中，应严格操纵实验变量，严格控制无关变量，尽可能消除误差，获取较为精确的反应无关变量，尽可能消除误差，获取较为精确的反应变量。变量。第20页，此课件共62页哦实验变量实验变量无关变量无关变量反应变量反应变量施加干扰施

12、加干扰操纵操纵随机分组随机分组设置对照设置对照条件适宜条件适宜重复实验重复实验控制控制观察现象观察现象测量数值测量数值检测检测变量第21页，此课件共62页哦关于关于“假设假设”“预期预期”“结果结果”与与“结论结论”的辨析的辨析（1）假设“假设”，也称假说或猜测，是指用来说明某种现象但未经证实的论题，也是对所提出的问题作出的参考答案，即依据发现的事实材料或科学原理，通过创造性思维，提出初步假定。如“观察植物细胞质壁分离和复原”实验中，提出的假设应为：当细胞外溶液浓度细胞液浓度细胞失水当细胞外溶液浓度细胞液浓度细胞吸水第22页，此课件共62页哦（2）预期“预期”是在实验设计方案确定以后，实验正式

13、实施之前，根据假说和原理，对实验可能出现的结果的判断，是依据提出的假说进行推理，得出假定性结果或推论，即“假如假设成立，则应有何种结果”.“观察植物细胞质壁分离与复原实验”中，假若假设成立，则应有处于高浓度（30）蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞因不断失水质壁分离，而处于清水中的已分离细胞因细胞吸水质壁分离复原第23页，此课件共62页哦（3）结果：结果应为实验实际出现的情况.“质壁分离复原实验”中处于30蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞果真发生了质壁分离，而处于清水中的已分离细胞果真发生了复原现象。第24页，此课件共62页哦（4）结论：结论的得出须依据实验结果，即若出现的结果与预期结果一致则得出与先前的假说一

14、致的结论即“假说成立”，若实验出现的结果与预期结果不符，则得出的结论应为“假说不成立”。由此可知“假设假设”应对应应对应“结论结论”，“预期预期”应对应应对应“结果结果”在实验讨论时应注意描述的科学性即“如果出现何种结果，则应有何种结论”，“观察植物细胞质壁分离和复原”实验中，结论为：当细胞外溶液浓度细胞液浓度时，细胞失水。当细胞外溶液浓度细胞液浓度时，细胞吸水。第25页，此课件共62页哦实验步骤书写的一般格式：（四部曲）v第一步：描述分组、编号，处理材料描述分组、编号，处理材料。如试管（或烧杯，水槽等）要加以编号，如A、B或甲、乙等等，这样可使叙说简洁一些。如果所给的材料未经处理，材料的处理

15、过程一般也写在第一步。v第二步：叙述实验变量的控制叙述实验变量的控制，即各组对实验变量的不同处理。v第三步：表述无关变量的排除表述无关变量的排除，即对各分组的后续相同的处理。（在相同且适宜的条件下培养）（在相同且适宜的条件下培养）v第四步：阐述反应变量的测量阐述反应变量的测量，即用什么工具在什么时间观察什么变化，测定什么，并记录数据。可操作的观察指标包括-特异颜色变化、沉淀反应、形态结构、生理特征变化等；测定指标包括-生长发育速度、生化反应速度等。（观察并记录实验结果）（观察并记录实验结果）第26页，此课件共62页哦第27页，此课件共62页哦第二节第二节 生物膜的流动生物膜的流动镶嵌模型镶嵌模

16、型第28页，此课件共62页哦一、对生物膜结构的探索历程一、对生物膜结构的探索历程第29页，此课件共62页哦 提出：提出：膜是由脂质组成的膜是由脂质组成的时间：时间：19世纪末，人物：欧文顿世纪末，人物：欧文顿实验：用实验：用500多种化学物质对植物细胞的通透性多种化学物质对植物细胞的通透性进行过上万次的实验，发现细胞膜对不同物质进行过上万次的实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是不一样的：的通透性是不一样的：凡可以溶于脂质的物质，凡可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。20世纪初：世纪初：膜的主要膜的主要成分是由脂质和蛋白

17、质成分是由脂质和蛋白质第30页，此课件共62页哦第31页，此课件共62页哦时间：时间：1925 人物：两位荷兰科学家人物：两位荷兰科学家实验：两位科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，实验：两位科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气在空气水界面上铺展成水界面上铺展成单分子层单分子层。测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。倍。结论：结论：细胞膜中的脂质分子细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层排列为连续的两层第32页，此课件共62页哦时间：时间：1959年年人物：罗伯特森人物：罗伯特森实验：在电镜下看到了细胞膜清晰的实验：在电镜下看到了细胞膜清晰的暗暗亮亮暗

18、暗的三层结构。的三层结构。提出假说：提出假说：所有的生物膜都由所有的生物膜都由蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质三层三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边暗层是结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边暗层是蛋白质分子。他把生物膜描述为蛋白质分子。他把生物膜描述为静态静态的统一结构的统一结构第33页，此课件共62页哦 时间：时间：1970年年实验：科学家将人和鼠的细胞膜用实验：科学家将人和鼠的细胞膜用不同不同荧光标记荧光标记后，让两种细胞融合，融合细胞的后，让两种细胞融合，融合细胞的一半发红色荧光，另一半发绿色荧光，放置一段一半发红色荧光，另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现

19、两种荧光均匀分布。时间后发现两种荧光均匀分布。结论：结论：细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性 科学家发现：膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面，有科学家发现：膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面，有的的蛋白质镶嵌在脂质双分子层蛋白质镶嵌在脂质双分子层中。中。第34页，此课件共62页哦第35页，此课件共62页哦1972年，桑格和尼克森提出年，桑格和尼克森提出生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型第36页，此课件共62页哦二、流动镶嵌模型的基本内容二、流动镶嵌模型的基本内容1、膜的基本支架：、膜的基本支架：磷脂双分子层（亲水头部朝外，疏水尾部朝内）磷脂双分子层（亲水头部朝外，疏水尾部朝内），具有流动性，具有流

20、动性第38页，此课件共62页哦 磷脂磷脂分子的运动分子的运动侧向扩散侧向扩散、旋转运动、摆动运动、旋转运动、摆动运动、伸缩震荡、翻转运动伸缩震荡、翻转运动第39页，此课件共62页哦2、蛋白质分子有的、蛋白质分子有的镶在镶在磷脂双分子层磷脂双分子层表面表面，有的部分或全部有的部分或全部嵌入嵌入磷脂双分子层中，有的磷脂双分子层中，有的贯贯穿穿整个磷脂双分子层，具有流动性整个磷脂双分子层，具有流动性第40页，此课件共62页哦第41页，此课件共62页哦生物膜的内外两层的组分和功能有明显的差异，称生物膜的内外两层的组分和功能有明显的差异，称为膜的不对称性为膜的不对称性 结构与功能相适应结构与功能相适应

21、第42页，此课件共62页哦3、糖被：、糖被：（1）概念：在细胞膜的外表，有一层由细胞）概念：在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。糖被。（2）功能：）功能：保护和润滑保护和润滑 与细胞表面的识别有密切关系与细胞表面的识别有密切关系4、糖脂：、糖脂：在细胞膜在细胞膜的外表，由糖类和脂的外表，由糖类和脂质分子结合成。质分子结合成。第43页，此课件共62页哦第三节第三节物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式8第44页，此课件共62页哦脂溶性物质脂溶性物质葡萄糖葡萄糖苯、甘油、乙醇等苯、甘油、乙醇等第45页，此课件共62页哦一、

22、小分子或离子的跨膜运输一、小分子或离子的跨膜运输1、被动运输、被动运输第46页，此课件共62页哦第47页，此课件共62页哦（1）自由扩散）自由扩散例如：小球由高处往低例如：小球由高处往低处滚落处滚落特征：特征：顺浓度梯度运输顺浓度梯度运输 不需能量不需能量不需载体不需载体 第48页，此课件共62页哦第49页，此课件共62页哦例如：卡车载货下坡例如：卡车载货下坡特征：特征：顺浓度梯度运输顺浓度梯度运输需载体需载体 不需能量不需能量（2）协助扩散）协助扩散第50页，此课件共62页哦第51页，此课件共62页哦例如：卡车载货上坡例如：卡车载货上坡特征：特征：逆浓度梯度运输逆浓度梯度运输需要载体需要载体

23、需要消耗能量需要消耗能量2、主动运输、主动运输意义：保证了活细胞能够按照生命活动的意义：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，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排出代谢废物和对细胞有害的物质4第52页，此课件共62页哦细胞膜的细胞膜的功能特点功能特点：选择透过性：选择透过性细胞膜的细胞膜的结构特点结构特点：具有一定的流动性具有一定的流动性第53页，此课件共62页哦比较三种物质运输方式的异同：比较三种物质运输方式的异同：项项目目自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散主动运输主动运输运输方向运输方向是否需要是否需要载体蛋白载体蛋白是否消耗是否消

24、耗细胞内的细胞内的能量能量代表例子代表例子顺顺浓度梯度浓度梯度逆逆浓度梯度浓度梯度不需要不需要需要需要需要需要不消耗不消耗不消耗不消耗需要需要消耗消耗氧气、水、苯氧气、水、苯二氧化碳、乙醇、二氧化碳、乙醇、甘油、等甘油、等葡萄糖进入红葡萄糖进入红细胞细胞葡萄糖、氨基酸通葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；过小肠上皮细胞膜；离子通过细胞膜等离子通过细胞膜等顺顺浓度梯度浓度梯度第54页，此课件共62页哦细胞膜的功能特性是细胞膜的功能特性是_，其对，其对物质的选择吸收是取决于细胞膜上物质的选择吸收是取决于细胞膜上_。自由扩散和协助扩散相对于主动运输来自由扩散和协助扩散相对于主动运输来说是一种说是一种_

25、运输。运输。_运输对活细胞完成各种生命活动有重要运输对活细胞完成各种生命活动有重要作用。作用。选择透过性选择透过性载体蛋白的种类和数量载体蛋白的种类和数量被动被动主动主动第55页，此课件共62页哦一些大分子或物质团块的运输，是通过胞吞和一些大分子或物质团块的运输，是通过胞吞和胞吐作用来实现的。胞吐作用来实现的。第56页，此课件共62页哦胞吞：胞吞：物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，从细物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，从细胞外进入细胞内的过程。（如果进入的是固态物胞外进入细胞内的过程。（如果进入的是固态物质，称为吞噬；如果进入的是液态物质，称为胞质，称为吞噬；如果进入的是液态物质，称为胞饮。）饮。

26、）二、大分子物质进出细胞的方式二、大分子物质进出细胞的方式-胞吞和胞吐胞吞和胞吐第57页，此课件共62页哦胞吐：胞吐：物质以囊泡的形式通过细胞膜，物质以囊泡的形式通过细胞膜，从细胞内排到细胞外的过程。从细胞内排到细胞外的过程。第58页，此课件共62页哦归纳总结归纳总结第59页，此课件共62页哦1、红细胞吸收无机盐和葡萄糖得共同点是（、红细胞吸收无机盐和葡萄糖得共同点是（）A、都可以从低浓度的一边到高浓度的一边、都可以从低浓度的一边到高浓度的一边B、都需要供给、都需要供给ATPC、都需要载体协助、都需要载体协助D、既需要载体协助又需要消耗能量、既需要载体协助又需要消耗能量C巩固练习巩固练习第60

27、页，此课件共62页哦2、若用呼吸酶抑制剂处理小肠绒毛上皮，则会明显影、若用呼吸酶抑制剂处理小肠绒毛上皮，则会明显影响其细胞吸收的物质是（响其细胞吸收的物质是（）A、氧气、氧气B、脂肪酸、水、脂肪酸、水 C、葡萄糖、水、葡萄糖、水D、钾离子、氨基酸、钾离子、氨基酸D第61页，此课件共62页哦3、人的红细胞和血浆中的各种离子浓度、人的红细胞和血浆中的各种离子浓度（mmol/L）如下：）如下：K+Na+Ca+Cl+红细胞红细胞1502670.174血浆血浆51443.21111、红细胞中、红细胞中K和和Ca的浓度明显高于血浆，的浓度明显高于血浆，K和和Ca 进入红细胞的方式是进入红细胞的方式是，这种，这种方式的必要条件是方式的必要条件是主动运输主动运输载体协助载体协助消耗能量消耗能量第62页，此课件共62页哦