分子與細胞本書目錄1、走近細胞2、組成細胞的分子3、細胞的基本結構4、細胞的物質輸入和輸出5、細胞的能量供應和利用6、細胞的生命歷程細胞細胞的發現細胞的組成細胞的結構細胞的物質交換細胞的代謝細胞的一生第四章細胞的物質輸入和輸出掌握著道道閘門，驅動著各式舟車。輸入輸出中忙碌，被動主動間選擇。生物大分子鑄就，神奇的生命之膜。第1節被動運輸第四章細胞的物質輸入與輸出指物質分子從相對含量多的地方向相對含量少的地方自由運動直到均勻分布的現象。溶質：溶劑：擴散作用：將一滴紅墨水滴入一杯清水中，會出現什么現象？現象：整杯清水變成了均勻的淡紅色色。高濃度→低濃度低濃度→高濃度生活中我們會發現：①你吃比較咸的食物時，例如你吃腌制的咸菜，連續嗑鹽的瓜子等，你的口腔和唇的黏膜有什么感覺？為什么？②糖拌西紅柿放置一段時間后，會出現很多“汁”，“汁”中的水是哪來的？問題探討水是如何進出細胞的？滲透作用細胞膜功能之一：控制物質進出細胞1.滲透作用擴散：分子從高濃度一側向低濃度一側運動的現象。滲透作用：水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散。滲透作用是一種特殊的擴散。圖1擴散圖2滲透半透膜一.水進出細胞的原理半透膜特性：水分子等小分子可以通過，蔗糖等大分子則不能通過。玻璃紙，腸系膜，蛋殼膜，魚鰾等半透膜：是一種只允許離子和小分子自由通過的膜結構。物質能否通過只與膜上孔徑直徑的大小有關。

視頻：水分子通過半透膜的擴散滲透現象演示滲透現象動畫演示分子級別動畫演示蔗糖分子水分子在一個長頸漏斗的漏斗口外密封上一層玻璃紙，往漏斗內注入蔗糖溶液，然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，使漏斗內外的液面高度相等。問題探究滲透現象：玻璃紙(又叫賽璐玢)是一種半透膜，水分子可以自由透過它，而蔗糖分子則不能。一.水進出細胞的原理半透膜蔗糖分子水分子清水玻璃紙(半透膜)蔗糖溶液S2S1單位時間內：從燒杯擴散到漏斗中的水分子數＞從漏斗中擴散到燒杯的水分子數水多水少

討論1漏斗管內的液面為什么會升高？滲透作用：水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜的擴散滲透現象演示動畫演示動畫演示蔗糖分子水分子思考：①滲透時水只從水多處向水少處擴散嗎？水分子是雙向移動的問題2：

如果漏斗管足夠長，管內的液面會

無限升高嗎？為什么？不會，當管內的液面上升到一定高度之后，管中的水柱產生的重力將加快漏斗中水分向外擴散的速度，當_______________________________最終達到平衡，液面將不再上升。漏斗內滲透壓=液柱的壓力,此時，半透膜兩側溶液濃度相等嗎？不相等，漏斗內濃度大于燒杯內濃度

（滲透壓=靜水壓）

達到平衡后仍然有水分子進出半透膜水分子進出速率相等（動態平衡）滲透現象演示動畫演示動畫演示蔗糖分子水分子3.如果燒杯中不是清水,而是同樣濃度的蔗糖溶液結果會怎樣?2.如果用一層紗布代替玻璃紙,漏斗管內的液面還會升高嗎?液面不會升高，因紗布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透。液面也不會升高，半透膜兩側溶液的濃度相等時，單位時間內透過半透膜進入長頸漏斗的水分子數量等于滲出的水分子數量。條件一：半透膜條件二：濃度差低濃度溶液滲透作用滲透作用的概念：②半透膜的兩側的溶液具有濃度差。滲透作用發生的條件：①具有半透膜。（如：膀胱膜,玻璃紙,卵殼膜）水分子滲透方向：水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜，從低濃度溶液向高濃度溶液的擴散高濃度溶液讓小分子通過而大分子不能通過的一類多孔性薄膜的總稱。水分子數多水分子水少鹽水清水10%蔗糖10%葡萄糖①若半透膜兩側分別為質量分數10%蔗糖、

10%葡萄糖溶液，會發生滲透作用嗎？②當燒杯中溶液為清水時，△h是否一直增大？

當液面靜止時，S1濃度是否等于S2濃度?思考：指溶質顆粒的物質的量濃度(摩爾濃度)而非質量濃度，只比較單位體積內溶質顆粒數，與溶質顆粒的大小與種類無關。會，因為10%蔗糖溶液摩爾濃度

小于10%葡萄糖溶液摩爾濃度

，蔗糖溶液中的水多于葡萄糖溶液。不會一直增大。

S1>S2否。溶液濃度：①

溶質能不能通過半透膜滲透平衡≠濃度相等10%葡萄糖10%蔗糖右側液面先上升后下降，最終左側液面高于右側液面。

③葡萄糖能通過半透膜，蔗糖不能通過半透膜蔗糖被水解為兩分子單糖，導致左側濃度升高，水分子由葡萄糖溶液→蔗糖溶液透過較多，則左側液面升高，最終高于右側。若單糖能通過半透膜,液面變化又如何呢？②

溶質能不能通過半透膜：加蔗糖酶，清水中0.9%NaCl溶液中20%的蔗糖溶液中

外界溶液濃度

細胞質的濃度小于吸水膨脹大于失水皺縮等于保持原狀一.水進出細胞的原理2.動物細胞的吸水和失水1.紅細胞內的血紅蛋白等有機物能夠透過細胞膜嗎？2.當外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而漲破嗎？所以紅細胞吸水或失水的多少取決于什么條件？3.想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水。4.將食物用食鹽腌制為什么可以達到防止食物腐爛變質的目的？血紅蛋白屬于大分子，不能透過細胞膜不一定，紅細胞吸水后，細胞質濃度也降低，當與外界溶液濃度相等時就不吸水了，所以濃度差小，平衡時不會漲破。所以吸水失水決于細胞內外液體的濃度差

思考討論因為生理鹽水的濃度與血漿的濃度基本一致，血細胞不會因為過度吸水或失水而出現形態和功能上的異常。在高濃度的溶液中，細菌等微生物會過度失水而死亡。對農作物施肥過多，會造成“燒苗”現象。將有些萎蔫的菜葉浸泡在清水中，不久，菜葉就會變的硬挺鹽腌制過的黃瓜,皺皺巴巴，還出水。Q：植物細胞會出現滲透失水和吸水的情況嗎？視頻：白蘿卜滲透失水和吸水的實驗圖4-2成熟植物細胞模式圖細胞膜細胞液細胞質液泡膜細胞壁(全透性)①具有半透膜②半透膜兩側的溶液具有濃度差相當于半透膜？細胞液與外界溶液之間存在濃度差是否滿足發生滲透作用的條件：原生質層伸縮性較小，主要作用是支持和保護作用一.水進出細胞的原理3.探究植物細胞的吸水和失水[提出問題]水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？原生質層是否相當于一層半透膜？[作出假設]原生質層相當于一層半透膜，植物細胞失水和吸水屬于滲透作用若原生質層相當于一層半透膜，當外界溶液濃度（與細胞液濃度相比）高時，植物細胞會______水；當外界溶液濃度（與細胞液濃度相比）低時，植物細胞會_____水怎樣改變外界溶液的濃度？哪種材料適合觀察細胞吸水和失水？可選液泡可見的植物細胞紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞細胞液有顏色水分進出植物細胞主要指進出液泡失去吸收將植物細胞浸潤在不同濃度的溶液中[設計實驗][進行實驗]液泡大，且細胞液有顏色；為單層細胞，便于制作臨時裝片一.水進出細胞的原理3.探究植物細胞的吸水和失水實驗：探究植物細胞的吸水和失水(視頻)[進行實驗]蓋上蓋玻片，制成洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片1234滴清水撕取洋蔥鱗片葉外表皮低倍鏡觀察撕取洋蔥鱗片葉時要不帶葉肉且不宜過大，避免制作裝片時出現重疊和氣泡，撕取后要放入載玻片上的清水中一.水進出細胞的原理3.探究植物細胞的吸水和失水[進行實驗]56低倍鏡觀察在蓋玻片的一側滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一側用吸水紙吸引

中央液泡逐漸變小，顏色變深,原生質層與細胞壁逐漸分離；細胞大小基本不變質壁分離一.水進出細胞的原理3.探究植物細胞的吸水和失水質指原生質層，壁指細胞壁[進行實驗]78在蓋玻片的一側滴加清水，在另一側用吸水紙吸引低倍鏡觀察

中央液泡逐漸變大，顏色變淺,原生質層逐漸恢復到貼近細胞壁;細胞大小基本不變質壁分離復原一.水進出細胞的原理3.探究植物細胞的吸水和失水[實驗現象]試劑中央液泡變化原生質層的位置細胞大小0.3g/mL蔗糖溶液清水逐漸變小，顏色變深原生質層脫離細胞壁基本不變基本不變逐漸恢復原來位置逐漸恢復原來大小，顏色變淺0.3g/mL蔗糖溶液清水中[實驗結論]植物細胞原生質層相當于一層半透膜，植物細胞是通過滲透作用吸水和失水一.水進出細胞的原理3.探究植物細胞的吸水和失水Q1：為什么會出現質壁分離？①細胞液與外界環境具有一定的濃度差，能滲透吸水和失水③原生質層比細胞壁的伸縮性大②成熟植物細胞的原生質層相當于一層半透膜外因內因Q2：質壁分離時，細胞壁與原生層之間的空隙中是什么物質？Q3：細胞壁與原生層之間的空隙中充滿外界溶液時，細胞液濃度＞/＜/＝外界溶液濃度？Q4：若用0.5g/mL蔗糖溶液做實驗，能發生質壁分離但不能復原，為什么？外界溶液細胞因失水過多死亡都有可能一.水進出細胞的原理3.探究植物細胞的吸水和失水Q5：若將蔗糖溶液替換成等濃度的尿素、乙二醇、KNO3、NaCl等做實驗，會出現質壁分離自動復原的現象，為什么？KNO3、NaCl：細胞會主動吸收這些營養成分，引起細胞液濃度升高尿素、乙二醇：脂溶性物質，可以進入細胞，引起細胞液濃度升高滲透失水增大緩慢增大后趨于穩定蔗糖清水乙二醇增大大液泡一.水進出細胞的原理3.探究植物細胞的吸水和失水1、實驗材料：A紫色的洋蔥鱗片葉外表皮細胞質壁分離明顯的黑藻細胞活細胞成熟的植物細胞①不可用死細胞，保證細胞膜具有選擇透過性②有大液泡，最好選液泡有顏色或者含葉綠體，現象明顯B黑藻細胞2、實驗原理原理內因外因①成熟植物細胞的原生質層相當于一層________②原生質層比細胞壁的伸縮性____細胞液與外界溶液之間存在________半透膜大濃度差拓展：沒有中央液泡植物細胞（干種子、根尖分生區）主要的吸水方式：吸脹吸水（靠親水性物質吸水）補充拓展待測成熟植物細胞一定濃度蔗糖溶液鏡檢發生質壁分離無質壁分離活細胞死細胞待測成熟植物細胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液鏡檢細胞液濃度介于未發生質壁分離和剛發生質壁分離的兩蔗糖溶液濃度之間判斷成熟植物細胞的生物活性1測定細胞液濃度范圍2探究植物細胞的吸水和失水及質壁分離在探究實驗中的應用補充拓展3比較不同植物細胞的細胞液濃度大小比較未知濃度溶液的濃度大小不同植物細胞同一濃度蔗糖溶液鏡檢發生質壁分離所需時間越短，細胞液濃度越小，反之則細胞液濃度越大。同一植物的相同成熟細胞未知濃度的溶液鏡檢發生質壁分離所需時間越短，未知溶液的濃度越大，反之則未知溶液的濃度越小4探究植物細胞的吸水和失水及質壁分離在探究實驗中的應用補充拓展5鑒別不同種類的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）成熟植物細胞不同種類溶液鏡檢只發生質壁分離質壁分離后自動復原溶質不能透過半透膜（如蔗糖溶液）溶質能透過半透膜（如KNO3溶液）KNO3溶液探究植物細胞的吸水和失水及質壁分離在探究實驗中的應用補充拓展細胞的吸水和失水滲透作用的兩個條件動物細胞植物細胞1.半透膜。2.濃度差。外界溶液濃度＜細胞液濃度

細胞吸水外界溶液濃度＜細胞液濃度

細胞失水外界溶液濃度=細胞液濃度

細胞形態不變外界溶液濃度＜細胞液濃度

質壁分離外界溶液濃度>細胞液濃度

質壁分離復原質壁分離超過一定限度不能復原。像水分子這樣，物質以擴散方式進出細胞，不需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量，這種物質跨膜運輸方式稱為被動運輸。被動運輸分為自由擴散和協助擴散兩類。被動運輸視頻：物質跨膜運輸方式之被動運輸1.概念：2.運輸方向：高濃度低濃度4.實例：氣體分子；水；尿素、甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子物質3.特點：5.影響因素：細胞外細胞內氣體分子細胞膜物質濃度運輸速率膜兩側物質的濃度差順濃度梯度，不需膜上轉運蛋白的協助和能量物質通過簡單的擴散作用進出細胞，叫做自由擴散，也叫簡單擴散。被動運輸---自由擴散組織間隙組織細胞管血細毛肺泡O2O2O2O2O2O2O2組織間隙O2是怎樣進入血液以及組織細胞？以自由擴散的方式O2從肺泡腔進入血液需要穿過幾層生物膜？（肺泡壁、毛細血管壁為單細胞層）4層O2從肺泡腔進入組織細胞需要穿過幾層生物膜？9層生物膜、磷脂分子層、磷脂雙分子層1.概念：2.運輸方向：高濃度低濃度順濃度梯度，需膜上轉運蛋白的協助，不需要能量4.實例：紅細胞吸收葡萄糖3.特點：5.影響因素：P點后速率受轉運蛋白數量限制（67頁最后一段）物質濃度運輸速率P濃度差和轉運蛋白數量借助膜上的轉運蛋白進出細胞的物質擴散方式叫作協助擴散。被動運輸---協助擴散(1)定義：鑲嵌在膜上的一些特殊的蛋白質，能夠協助離子和一些小分子有機物順濃度梯度跨膜運輸，這些蛋白質稱為轉運蛋白。(2)類型：分為

和

兩種類型。載體蛋白通道蛋白被動運輸---轉運蛋白名稱載體蛋白通道蛋白圖示

轉運對象與自身

部位相適應的分子或離子與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子特點每次轉運時都會發生自身_____的改變轉運分子不需要與通道蛋白_____結合構象結合即自身構象不改變水分子的進出細胞的方式有哪些？水分子的運輸方式協助擴散（水通道蛋白）自由擴散（磷脂分子的縫隙）主要被動運輸項目載體蛋白通道蛋白

轉運特點轉運蛋白構象是否改變轉運蛋白是否與被轉運分子結合是否有特異性實例只容許與自身“結合部位相適應”的分子或離子通過。只容許與自身“通道的直徑和形狀相適配、通道的大小和電荷相適宜”的分子或離子通過。載體蛋白構象改變通道蛋白構象不改變載體蛋白與被轉運分子結合通道蛋白與被轉運分子不結合具有特異性不具有特異性葡萄糖通過載體蛋白進入紅細胞水分子通過水通道蛋白、K+通過鉀離子通道蛋白進出細胞影響因素膜兩側濃度差、濃度差擴散速度O2（能量）擴散速度轉運蛋白擴散速度PP點后速率受轉運蛋白數量限制拐點前：看橫坐標拐點后：除橫坐標外其他影響因素轉運蛋白數量、溫度（轉運蛋白的活性）影響因素膜兩側濃度差、轉運蛋白數量、溫度（轉運蛋白的活性）溫度生物膜的流動性酶活性呼吸速率影響影響影響影響物質運輸速率溫度對被動運輸的影響方式自由擴散協助擴散運輸方向是否消耗能量（ATP）是否需要轉運蛋白舉例圖例曲線圖（一定濃度范圍內）影響因素高濃度

低濃度（順濃度梯度）不消耗不需要需要氧氣、二氧化碳、乙醇、苯等葡萄糖、氨基酸、水等細胞膜內外物質的濃度差濃度差；轉運蛋白的數量與生活的聯系絕大部分保濕防凍產品中都有油脂類物質（如：甘油），想一想，這是為什么呢？油脂類物質通過自由擴散的方式被細胞吸收，能吸收一部分空氣的水分，同時它可以使一部分自由水轉化為結合水，減少水分的散失，降低結冰點；從而可以防干燥，還能一定程度上防凍。潤膚霜細胞的物質輸入和輸出細胞的吸水和失水自由擴散滲透作用的兩個條件動物細胞特點：順濃度梯度，不需要轉運蛋白，不需要能量植物細胞1.半透膜。2.濃度差。外界溶液濃度＜細胞液濃度

細胞吸水外界溶液濃度＜細胞液濃度

細胞失水外界溶液濃度=細胞液濃度

細胞形態不變外界溶液濃度＜細胞液濃度

質壁分離外界溶液濃度>細胞液濃度

質壁分離復原質壁分離超過一定限度不能復原。協助擴散特點：順濃度梯度，需要轉運蛋白，不需要能量例子：水分子進出細胞（水通道蛋白）、葡萄糖進入紅細胞（載體蛋白）、K+外流和Na+內流（離子通道蛋白）等P68：腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收轉運蛋白：載體蛋白和通道蛋白例子：水、尿素、氣體（O2

、CO2、N2）、脂溶性小分子（甘油、脂肪酸、乙醇、苯）、

脂質分子（膽固醇、性激素等）課堂小結考點訓練

1．某同學設計的滲透裝置實驗如圖所示(開始時狀態)，燒杯中盛放有蒸餾水。圖中豬膀胱膜允許單糖透過。倒置的長頸漏斗中先裝入蔗糖溶液，一段時間后再加入蔗糖酶(微量)。下列有關該實驗描述正確的是(

)A．漏斗中液面開始時先上升，加酶后即下降B．漏斗中液面先上升，加酶后繼續上升，然后下降，最后保持內外液面基本相平C．漏斗中液面先上升，加酶后繼續上升，然后保持一定的液面差不變D．加酶后在燒杯中可檢測出的有機物僅有葡萄糖長頸漏斗中有蔗糖溶液，滲透壓較高，液面上升，加酶后水解為單糖，分子數目增多，滲透壓更高，液面繼續上升，但是單糖分子可以通過豬膀胱膜進入燒杯中，使兩邊滲透壓相等，漏斗中滲透壓降低至內外液面基本相平考點訓練

2.如圖為一個滲透裝置，假設溶液中的分子或離子不能通過半透膜，實驗開始時，液面a和b平齊。下列判斷正確的是(

)A．如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的濃度低于乙，則液面a會下降，液面b會上升B．如果甲、乙分別是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，兩者的質量分數相同，則液面a會下降，液面b會上升C．當半透膜兩側的滲透作用達到平衡時，甲、乙溶液的濃度相等D．當半透膜兩側的滲透作用達到平衡時，甲、乙溶液的滲透壓一定相等如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的濃度低于乙，則水分子主要向乙一側擴散，液面a會下降，液面b會上升甲的物質的量濃度大于乙，則液面a會上升，液面b會下降當半透膜兩側的滲透作用達到平衡時，由于兩側的液面高度差可能不同，因此甲、乙溶液的濃度不一定相等，甲、乙溶液的滲透壓也不一定相等考點訓練

3.哺乳動物細胞在0.9%NaCl溶液中能保持其正常形態。將兔的紅細胞置于不同濃度NaCl溶液中，一段時間后制作臨時裝片，用顯微鏡觀察并比較其形態變化。下列敘述正確的是()A.在高于0.9%NaCl溶液中，紅細胞因滲透作用失水皺縮并發生質壁分離B.在0.9%NaCl溶液中，紅細胞形態未變是由于此時沒有水分子進出細胞C.在低于0.9%NaCl溶液中，紅細胞因滲透作用吸水膨脹甚至破裂D.滲透作用是指水分子從溶液濃度較高處向溶液濃度較低處進行的擴散兔的紅細胞沒有細胞壁，不會發生質壁分離0.9%NaCl溶液中，紅細胞形態未變是由于水分子進出細胞達到平衡從溶液濃度較低處向溶液濃度較高處進行擴散考點訓練

4.在觀察植物細胞的質壁分離和復原過程中，某同學在視野中看到生活著的洋蔥表皮細胞正處于下圖狀態，a、b表示兩處濃度，由此可推測（

）

A．此時a>b，細胞滲透吸水

B．此時a=b，滲透系統保持動態平衡

C．此時a<b，細胞滲透失水

D．上述三種情況都有可能存在

【易錯提示】當在顯微鏡下觀察到細胞處于質壁分離狀態時，細胞①可能正在失水，②可能正在吸水，③可能處于平衡狀態，④也可能已死亡。考點訓練

5.下列有關“探究植物細胞的吸水和失水”實驗的分析，正確的是（

）A.“原生質層比細胞壁的伸縮性大”是該實驗依據的原理之一B.引流蔗糖溶液時最好把臨時裝片放在實驗桌上進行操作C.滴入蔗糖溶液后可觀察到洋蔥鱗片葉外表皮細胞體積明顯縮小D.把蔗糖溶液換成KNO3溶液一定能觀察到質壁分離自動復原現象最好把臨時裝片放在顯微鏡的載物臺上操作滴入蔗糖溶液后，細胞失水，但細胞壁的伸縮性較小，因此洋蔥鱗片葉外表皮細胞體積變化不明顯若KNO3溶液的濃度過大，可能會導致細胞過度失水死亡，不再發生質壁分離復原考點訓練

6.將某種植物的成熟細胞放入一定濃度的物質A溶液中，發現其原生質體的體積變化趨勢如圖所示。下列敘述正確的是（

）A.0～4h內物質A沒有通過細胞膜進入細胞內B.0～1h內細胞體積與原生質體體積的變化量

相等C.2～3h內物質A溶液的滲透壓小于細胞液的

滲透壓D.0～1h內液泡中液體的滲透壓大于細胞質基質的滲透壓該細胞中原生質體的相對體積先減小后增大，這說明該細胞先發生質壁分離后復原，由此可推知，物質A可通過細胞膜進入細胞內0～1h內，原生質體的體積不斷縮小，由于原生質體的伸縮性要遠大于細胞壁，因此該時間段內細胞體積與原生質體體積的變化量不相等2～