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第4章 细胞的物质输入和输出　知识系统表解
?【本章总系统】
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第1节 物质跨膜运输的实例
　　【探究】植物细胞的吸水和失水
实验理论：
实验探究的
基本步骤
步 骤
内　　　　　容
观察现象
科学发现离不开观察。科学观察要在自然常态条件下进行，观察要保持客观的态度，必须周详,并记录，对观察到的现象还要进行客观的描述。
提出问题
步骤：思考（对观察到的现象做深入的思考）→提出探究的问题（提出的问题要有探究价值）→组内交流（看看组内的其他同学能否准确理解你有意思）→修改完善→确定题目
作出假设
据已有知识和生活经验，对提出的问题尝试回答。
设计实验
设计检验假设是否正确的实验方案，具体步骤包括：确定实验思路→选择材料用具→设计方法步骤→预期实验结果。
进行实验
按照实验方案进行实验操作、观察现象、记录结果。
分析结果
得出结论
若结果与预期相符，可得出实验结论。
若结果与预期不符，查找原因，进行解释。
总结交流
陈述内容（探究的问题、过程、结果、结论）→听取质疑→进行解释→修改完善。
进一步
探究
在以上结论的基础上继续探究其它未知问题。
实验目的
（1）尝试从生活现象中提出问题，作出假设。
（2）学习进行探究问题的一般方法和步骤。
（3）进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。
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方
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法
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步?
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骤
观察现象
当你把白菜剁碎准备做馅时，常常要放一些盐，稍等一会儿，就可见到有水分渗出。将置于空气中刚刚萎蔫的青菜叶片泡在清水中，稍等一会就可看到青菜变得硬挺了。
提出问题
成熟的植物细胞放在外界溶液中会出现水分进出细胞的现象，那么什么条件下植物细胞会吸水，什么条件下植物细胞会失水呢？
作出假设
因为细胞膜和液泡膜都是生物膜，生物膜具有选择透过性，那么由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成的原生质层也就具有选择透过性，相当于半透膜。这样成熟的植物细胞就会与外界溶液构成一个渗透系统。
当细胞液浓度＞外界溶液浓度时，会使植物细胞吸水。
当细胞液浓度＜外界溶液浓度时，会使植物细胞失水。
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设
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计
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实
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验
确定思路
将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，会观察到中央液泡变小，细胞皱缩；再将细胞浸润在清水中，中央液泡会变大，细胞膨胀。
选择材料用具
材料：紫色的洋葱鳞片叶。
器材：刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，显微镜。
试剂：质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，清水。
设计步骤
预期结果
步骤
操作方法
结果预期
中央液泡的大小
原生质层的位置
细胞大小
制片
制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片。低倍镜观察。
大
紧紧贴着细胞壁
基本不变
质壁分离观察
盖玻片一侧滴蔗糖溶液，另一侧吸水纸吸引。重复几次，低倍镜观察。
变小
原生质层脱离细胞壁
基本不变
质壁分离复原的
观察
盖玻片一侧滴清水，另一侧吸水纸吸引。重复几次，低倍镜观察。
逐渐恢复原来大小
原生质层恢复原来位置
基本不变
进行实验
按照实验方案认真操作，仔细观察，记录结果。
分析结果
得出结论
通过对实验结果的分析，可得出以下结论：水分子是可以出入细胞膜（在本实验中是原生质层，下同）的物质；而且水分子进出细胞的方向取决于细胞膜两边溶液的浓度，细胞吸水和失水是水分子顺相对含量梯度进行跨膜运输的过程。同时也证明细胞膜是选择透过性膜，因为蔗糖分子并未如水分子那样进出细胞膜。
表达交流
略
进一步
探究
本实验中还可提出如下问题，做进一步的实验探究：植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？
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第2节 生物膜的流动镶嵌模型
探究历程
时间
科学家
方?法
现?象
推测或结论
膜成分的探究
19世纪末
欧文顿
用化学物质对植物细胞的通透性进行实验
脂溶性物质更容易通过细胞膜
膜是由脂质构成。
20世纪初
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分离哺乳动物的红细胞膜，并化学分析。
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膜的主要成分是脂质的蛋白质
膜静态结构的建立
1925年
两位荷兰科学家
将丙酮提取的人红细胞膜中的脂质在空气－水界面上铺展成单分子层
单分子层的面积为红细胞表面积的2倍
细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层
20世纪40年代
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推测
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蛋白质分子覆盖在脂质两边
20世纪50年代
罗伯特森
电镜观察细胞膜
细胞膜的“暗―亮―暗”的三层结构
中间亮层是脂质分子，两边暗层是蛋白质分子。
膜动态模型的建立
20世纪60年代以后
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新技术用于生物膜的研究
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膜蛋白有的镶嵌于脂质双分子层中
1970年
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绿和红色荧光染料分别标记鼠和人细胞表面的蛋白质，细胞融合
开始融合细胞一半发绿色荧光，一半发红色荧光，37 ℃40 min后荧光均匀分布
细胞膜具有流动性
1972年
桑格、尼克森
第3节 物质跨膜运输的方式
运输方式
比???? 较
举 ?例
意 ???义
运输方向
是否需载体蛋白协助
是否耗能
被动运输
自由扩散
顺浓度梯度扩散
否
否
水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯
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协助扩散
顺浓度梯度扩散
是
否
葡萄糖进入红细胞
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主动运输
低浓度一侧→高浓度一侧
是
是
无机离子、葡萄糖和氨基酸的吸收
主动选择吸收所需营养物质，排出代谢废物和有害物质，保证了活细胞能够按照生命活动的需要。
胞吞胞吐
大分子物质进细胞叫胞吞；大分子物质出细胞叫胞吐。
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