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高中生物沪科版 (2019)必修1《分子与细胞》第四章 细胞的生存需要营养物质和能量第一节 质膜参与物质交换和信息交流精品ppt课件
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这是一份高中生物沪科版 (2019)必修1《分子与细胞》第四章 细胞的生存需要营养物质和能量第一节 质膜参与物质交换和信息交流精品ppt课件，文件包含41质膜参与物质交换和信息交流课时1课件ppt、41质膜参与物质交换和信息交流课时1教案doc等2份课件配套教学资源，其中PPT共24页， 欢迎下载使用。
这两道菜的原理是什么？
当一阵风吹过，或者一滴雨飘落，含羞草的叶片就自动合拢，宛如一个少女害羞地用手遮住了脸庞。含羞草的叶柄基部有一个膨大部位叫叶枕，叶枕内的薄壁细胞对外界刺激很敏感。一旦叶片受到触动，薄壁细胞内的水立即向细胞间隙渗透，叶枕下部细胞间的压力降低，从而出现叶柄下垂的现象。经过1~2min水又逐渐渗透进入薄壁细胞，于是叶片恢复原状。水和其他物质是如何进出细胞的？外界刺激是如何引起细胞响应的？
离子和小分子以穿膜运输方式进出细胞
新鲜的蔬菜放置一段时间后会萎蔫，喷洒清水后，又会变得硬挺，这与植物细胞的失水和吸水有关。
外界溶液浓度低于 细胞质浓度细胞吸水膨胀
外界溶液浓度等于 细胞质浓度动态平衡
外界溶液浓度高于 细胞质浓度细胞失水皱缩
离子和小分子物质以被动运输或主动运输方式穿过质膜进出细胞，称为穿膜运输（transmembrane transprt），也称跨膜运输。
植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
物质（如碘）的跨膜运输并不都是和水一样顺相对含量梯度运输的。
物质跨膜运输的其他实例：
细胞对于物质的输出和输入有选择性。
细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。
水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散称为渗透作用。成熟植物细胞的质膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，原生质层相当于一层半透膜。当细胞液与外界溶液之间出现浓度差时，细胞就会吸水或失水。由于原生质层和细胞壁的伸缩性不同，从而发生质壁分离（plasmlysis）或质壁分离复原（deplasmlysis）。选择液泡中富含色素的植物细胞，依次浸入蔗糖溶液和清水中，通过观察液泡大小和颜色的变化，可以推测水进出细胞的情况。
观察植物细胞的质壁分离和复原现象
目的要求：用显微镜观察植物细胞质壁分离和质壁分离复原的过程，理解植物细胞发生渗透作用的原理，体会植物细胞吸水、失水和外界物质浓度之间的关系。
材料器具：紫色洋葱或紫鸭跖草，质量浓度为0.3gmL的蔗糖溶液、清水，显微镜、镊子刀片、载玻片、盖玻片、滴管、吸水纸。
活动程序1.制作和观察临时装片（1）在洁净的载玻片中央滴一滴清水。（2）在洋葱鳞片叶的外表皮上，用刀片划一小正方形，用镊子撕取外表皮放在水滴上展开，盖上盖玻片。（3）用显微镜观察细胞的液泡。
2.观察质壁分离现象（1）从盖玻片的一侧滴加质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片另一侧用吸水纸吸引，重复几次，使洋葱表皮细胞浸入蔗糖溶液中。（2）用显微镜观察，注意洋葱表皮细胞液泡的变化。
浓度比细胞液高的蔗糖溶液
3.观察质壁分离复原现象（1）观察到洋葱表皮细胞发生质壁分离后，从盖玻片的一侧滴加清水，在盖玻片另一侧用吸水纸吸引，重复几次，使细胞浸入清水中。（2）用显微镜观察洋葱表皮细胞液泡的变化。
使用刀片时要小心，以免受伤
植物细胞——质壁分离复原
浓度比细胞液低的蔗糖溶液
1.本实验为什么要设置3次观察？2.能否根据质壁分离和复原的实验现象来判断植物细胞的生理活性？3.不同植物的细胞吸水能力不同。根据质壁分离复原的实验原理，尝试设计实验比较当地水生植物和陆生植物细胞的细胞液浓度大小。
原生质层相当于一层半透膜
氧、二氧化碳等气体分子以及甘油、乙醇、苯、性激素等脂溶性小分子，也能像水分子一样自由地通过质膜。物质通过简单的扩散顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量，这种物质进出细胞的方式叫作自由扩散（free diffusin）。
有些离子和小分子不能自由地通过质膜，需要质膜上载体蛋白的协助，才能顺浓度梯度进出细胞，这种物质进出细胞的方式叫作协助扩散（facilitated diffusin）。
正常生理条件下，神经元或肌肉细胞内K浓度约为胞外的30倍，胞外Na浓度约为胞内的10倍，但细胞仍能积累K、排出Na。同样，某些海藻细胞的胞内碘浓度比周围海水中的碘浓度高得多，但仍在摄入碘。K、Na、碘等物质能逆浓度梯度进出细胞，不仅需要质膜上载体蛋白的协助，还需要细胞代谢提供能量，这种运输方式称为主动运输（active transprt）
载体蛋白 + 能量
细胞通过主动运输的方式有选择地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，保证了生命活动的正常进行。
质膜上的转运蛋白除载体蛋白外还有通道蛋白。通道蛋白主要包括水通道蛋白和离子通道蛋白，通过形成亲水性通道使得某些分子或离子极易顺浓度梯度通过质膜，但不消耗能量。在肾小管、唾液腺和泪腺细胞的质膜上有大量水通道蛋白，保证了水分子能快速地穿膜运输。离子通道蛋白普遍存在于真核细胞质膜上，如神经元轴突质膜上的K*、Na通道蛋白。离子通道蛋白比任何一种载体蛋白的最快转运速率还要高1000倍以上。
阅读活动:水通道蛋白和离子通道蛋白
1.下列关于物质进出细胞的相关叙述，正确的是（ ）A．性激素进入靶细胞的过程需要载体蛋白的协助B．神经细胞受到刺激时，Na+的内流属于被动运输C．氧气浓度为零时，K+不能通过主动运输的方式进入细胞D．吞噬细胞摄入病原体的过程属于主动运输
2.下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是（ ） A．人体红细胞能吸收葡萄糖与细胞膜上的载体蛋白有关 B．若黑藻细胞被放人某低浓度溶液中不发生质壁分离，则说明细胞已死亡 C．细胞通过被动运输吸收物质时，需要膜两侧具有浓度差 D．某些小分子物质也会通过消耗能量的方式运出细胞
这两道菜的原理是什么？
当一阵风吹过，或者一滴雨飘落，含羞草的叶片就自动合拢，宛如一个少女害羞地用手遮住了脸庞。含羞草的叶柄基部有一个膨大部位叫叶枕，叶枕内的薄壁细胞对外界刺激很敏感。一旦叶片受到触动，薄壁细胞内的水立即向细胞间隙渗透，叶枕下部细胞间的压力降低，从而出现叶柄下垂的现象。经过1~2min水又逐渐渗透进入薄壁细胞，于是叶片恢复原状。水和其他物质是如何进出细胞的？外界刺激是如何引起细胞响应的？
离子和小分子以穿膜运输方式进出细胞
新鲜的蔬菜放置一段时间后会萎蔫，喷洒清水后，又会变得硬挺，这与植物细胞的失水和吸水有关。
外界溶液浓度低于 细胞质浓度细胞吸水膨胀
外界溶液浓度等于 细胞质浓度动态平衡
外界溶液浓度高于 细胞质浓度细胞失水皱缩
离子和小分子物质以被动运输或主动运输方式穿过质膜进出细胞，称为穿膜运输（transmembrane transprt），也称跨膜运输。
植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
物质（如碘）的跨膜运输并不都是和水一样顺相对含量梯度运输的。
物质跨膜运输的其他实例：
细胞对于物质的输出和输入有选择性。
细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。
水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散称为渗透作用。成熟植物细胞的质膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，原生质层相当于一层半透膜。当细胞液与外界溶液之间出现浓度差时，细胞就会吸水或失水。由于原生质层和细胞壁的伸缩性不同，从而发生质壁分离（plasmlysis）或质壁分离复原（deplasmlysis）。选择液泡中富含色素的植物细胞，依次浸入蔗糖溶液和清水中，通过观察液泡大小和颜色的变化，可以推测水进出细胞的情况。
观察植物细胞的质壁分离和复原现象
目的要求：用显微镜观察植物细胞质壁分离和质壁分离复原的过程，理解植物细胞发生渗透作用的原理，体会植物细胞吸水、失水和外界物质浓度之间的关系。
材料器具：紫色洋葱或紫鸭跖草，质量浓度为0.3gmL的蔗糖溶液、清水，显微镜、镊子刀片、载玻片、盖玻片、滴管、吸水纸。
活动程序1.制作和观察临时装片（1）在洁净的载玻片中央滴一滴清水。（2）在洋葱鳞片叶的外表皮上，用刀片划一小正方形，用镊子撕取外表皮放在水滴上展开，盖上盖玻片。（3）用显微镜观察细胞的液泡。
2.观察质壁分离现象（1）从盖玻片的一侧滴加质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片另一侧用吸水纸吸引，重复几次，使洋葱表皮细胞浸入蔗糖溶液中。（2）用显微镜观察，注意洋葱表皮细胞液泡的变化。
浓度比细胞液高的蔗糖溶液
3.观察质壁分离复原现象（1）观察到洋葱表皮细胞发生质壁分离后，从盖玻片的一侧滴加清水，在盖玻片另一侧用吸水纸吸引，重复几次，使细胞浸入清水中。（2）用显微镜观察洋葱表皮细胞液泡的变化。
使用刀片时要小心，以免受伤
植物细胞——质壁分离复原
浓度比细胞液低的蔗糖溶液
1.本实验为什么要设置3次观察？2.能否根据质壁分离和复原的实验现象来判断植物细胞的生理活性？3.不同植物的细胞吸水能力不同。根据质壁分离复原的实验原理，尝试设计实验比较当地水生植物和陆生植物细胞的细胞液浓度大小。
原生质层相当于一层半透膜
氧、二氧化碳等气体分子以及甘油、乙醇、苯、性激素等脂溶性小分子，也能像水分子一样自由地通过质膜。物质通过简单的扩散顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量，这种物质进出细胞的方式叫作自由扩散（free diffusin）。
有些离子和小分子不能自由地通过质膜，需要质膜上载体蛋白的协助，才能顺浓度梯度进出细胞，这种物质进出细胞的方式叫作协助扩散（facilitated diffusin）。
正常生理条件下，神经元或肌肉细胞内K浓度约为胞外的30倍，胞外Na浓度约为胞内的10倍，但细胞仍能积累K、排出Na。同样，某些海藻细胞的胞内碘浓度比周围海水中的碘浓度高得多，但仍在摄入碘。K、Na、碘等物质能逆浓度梯度进出细胞，不仅需要质膜上载体蛋白的协助，还需要细胞代谢提供能量，这种运输方式称为主动运输（active transprt）
载体蛋白 + 能量
细胞通过主动运输的方式有选择地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，保证了生命活动的正常进行。
质膜上的转运蛋白除载体蛋白外还有通道蛋白。通道蛋白主要包括水通道蛋白和离子通道蛋白，通过形成亲水性通道使得某些分子或离子极易顺浓度梯度通过质膜，但不消耗能量。在肾小管、唾液腺和泪腺细胞的质膜上有大量水通道蛋白，保证了水分子能快速地穿膜运输。离子通道蛋白普遍存在于真核细胞质膜上，如神经元轴突质膜上的K*、Na通道蛋白。离子通道蛋白比任何一种载体蛋白的最快转运速率还要高1000倍以上。
阅读活动:水通道蛋白和离子通道蛋白
1.下列关于物质进出细胞的相关叙述，正确的是（ ）A．性激素进入靶细胞的过程需要载体蛋白的协助B．神经细胞受到刺激时，Na+的内流属于被动运输C．氧气浓度为零时，K+不能通过主动运输的方式进入细胞D．吞噬细胞摄入病原体的过程属于主动运输
2.下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是（ ） A．人体红细胞能吸收葡萄糖与细胞膜上的载体蛋白有关 B．若黑藻细胞被放人某低浓度溶液中不发生质壁分离，则说明细胞已死亡 C．细胞通过被动运输吸收物质时，需要膜两侧具有浓度差 D．某些小分子物质也会通过消耗能量的方式运出细胞
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