高一生物第四章细胞的物质输入和输出人教实验版知识精讲.docVIP

高一生物第四章细胞的物质输入和输出人教实验版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 第四章 细胞的物质输入和输出 第一节 物质跨膜运输的实例 主要讲述了渗透作用的原理，植物细胞的吸水和失水，细胞膜的结构发现过程，细胞膜的结构特点。 第二节 生物膜流动镶嵌模型 二. 重点、难点： 1. 渗透作用的原理 2. 植物细胞失水、吸水的原理 3. 渗透作用的概念。 4. 细胞膜发现的经典试验 三. 教学内容： 植物的光合作用需要有两种原料：二氧化碳和水。 二氧化碳来自大气，通过植物的叶片吸收，再被利用。而水分则来自土壤，通过根吸收。 根吸收水分最活跃部位是根尖成熟区表皮细胞，通过渗透作用吸收水分。 （一）渗透作用原理 在长颈漏斗口处密封玻璃纸（半透膜）往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入到盛有清水的烧杯中，使管内外的液面高度相等。 现象：漏斗管内的液面逐渐上升。 解释：烧杯内的水分子透过半透膜，向漏斗内的蔗糖溶液中扩散，蔗糖则不能透过半透膜向清水里扩散。 原理：半透膜是只能让一部分分子通过的特殊膜，在该实验中，漏斗内是蔗糖溶液，单位体积内水分子的数目比另一侧，清水侧单位体积所含水分数少；水是可自由通过半透膜的，而蔗糖分子不能通过半透膜。因此，在分子热运动情况下，同一时间内进入漏斗的水分子比出漏斗的水分子数目多，因而漏斗内液面不断上升，直到在单位时间内通过半透膜的分子数相等——这种水分子（其它溶剂分子）透过半透膜的扩散称渗透作用。 渗透作用必备条件： ① 具有半透膜 ② 该半透膜两侧溶液具有浓度差 （二）植物细胞是一个渗透系统： 成熟的植物细胞，细胞质中有一个大的液泡，即中央液泡。 1. 未成熟植物细胞：吸胀吸水。（无中央液泡） 细胞内，蛋白质、淀粉、纤维素等亲水性物质吸收水分。 干燥的种子和根尖分生区的细胞，吸胀作用吸水。 2. 成熟植物细胞：渗透作用吸水（具有中央液泡） a. 细胞壁：非选择性透过膜，水和溶质都能透过。 b. 细胞膜、液泡膜：选择透过性膜，水分子可自由通过；细胞选择吸收的离子和小分子也可通过；其它离子、小分子、大分子均不能通过。 因此，原生质（细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质）可看成一层半透膜。而液泡液与外界溶液通常具有浓度差——成熟植物细胞往往是个渗透系统，当成熟植物细胞与外界溶液接触时，细胞液就会通过原生质层与外界溶液发生渗透作用。 第二节 生物膜流动镶嵌模型 1. E.Overton 1895 发现凡是溶于脂肪的物质很容易透过植物的细胞膜，而不溶于脂肪的物质不易透过细胞膜。 2. 脂质溶剂处理膜，细胞膜被溶解。 推测：细胞膜由连续的脂类物质组成。 3. E. Gorter F. Grendel 在1925用有机溶剂提取了人的红细胞膜的脂类成分，将其铺展在水面，测出脂膜展开的面积二倍于细胞表面积。推测:细胞膜由双层脂分子组成。 4. J. Danielli H. Davson 1935 发现质膜的表面张力比油－水界面的张力低得多。 5. 蛋白酶处理细胞膜，膜结构被破坏。 推测：膜中含有蛋白质。 1959年在上述基础上提出了修正模型，认为膜上还具有贯穿脂双层的蛋白质通道，供亲水物质通过。 6. J. D. Robertson 1959 用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗－明－暗三层结构，它由厚约3.5nm的双层脂分子和内外表面各厚约2nm的蛋白质构成，总厚约7.5nm。 7. S. J. Singer G. Nicolson 1972　根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果，提出了“流动镶嵌模型”。 （1）组成成分：主要是磷脂分子和蛋白质分子 （2）研究材料：动物细胞、红细胞、神经髓质等 （3）分子结构： ① 厚度：8nm 在电子显微镜下可见 ② 结构：中层 磷脂双分子层 细胞膜的基本骨架 两侧 蛋白质分子 a. 镶在膜的表层 b. 嵌插或贯穿磷脂双分子层 （示结构模型） ③ 特点：流动性 磷脂分子和蛋白质分子大都不是静止的，是可流动的，对完成各种功能非常重要 ④ 糖被： a. 概念：膜外表的一层由膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白 b. 功能：保护润滑作用 消化道、呼吸道上皮细胞 细胞识别作用 动物细胞、海绵融合实验 植物细胞的吸水与失水 当外界溶液浓度液泡液浓度 细胞渗透失水 外界溶液浓度液泡液浓度 细胞渗透吸水 通常情况下，土壤溶液浓度比较低，成熟植物细胞液浓度较高，细胞可以渗透吸水。 【模拟试题】（答题时间：15分钟） 1. 植物主要的吸水器官和吸水部位是（ ） A. 根尖，根冠 B. 根的成熟区表皮细胞