生命科学高中生物必修教学资源13章.docx
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生命科学高中生物必修教学资源13章
高中第一册
第二章生命的物质基础
第1节生物体中的无机化合物
一、教学目标
1、知识与技能
（1）知道水在生物体中的作用，生物体需要足够的水。
（2）知道生物体中无机盐及其维持正常生命活动的重要作用。
（3）知道生物体需要适量无机盐的科学原理。
2、过程与方法
比较人体组织器官中水的含量，以及不同生物体的含水量，分析水在生命活动中的作用。
3、情感态度与价值观
（1）感悟生命的物质性，初步形成正确的生命观。
（2）感悟生命活动中物质的“需要”和“适量”的辩证关系。
二、重点与难点
1、重点
（1）生物体中水的存在形式和作用。
（2）生物体中无机盐的主要存在形式及其作用。
（3）生物体需要适量的无机盐。
2、难点
（1）水在生物体中的存在形式及作用。
（2）生物体需要适量的水和无机盐。
三、教学资源
1、水在生物体内的作用
水是生命存在的条件。
首先，水是细胞内良好的溶剂，生物体内的大部分物质都溶解于水。
生物体内的生化反应必须在水中才能进行，各种代谢过程，如营养物质的吸收、代谢废物的排出等，也必须有水的参与。
其次，水的比热和蒸发热大，因而水能吸收较多的热而自身的温度升高并不多，蒸发少量的汗就能散发大量的热，对维持生物体体温的稳定有很大的作用。
对于植物体来说，还有维持细胞的形态使植物枝叶挺立，便于接受阳光和气体交换，保持正常的生长发育。
水还有润滑的作用，水分子的极性强，能使溶解于水中的许多物质解离成例子，有利于体内化学反应的进行。
2、生物体的必需元素
生物体内的必须元素如何确定？
以植物为例，如果只是根据灰分分析得到的数量来确认，是不够准确的，因为有些元素在植物生长中不太需要，但体内大量积累；相反，有些元素在植物体内较少，却是植物绝对必需的。
采用水培法（溶液培养法）可以确定哪些元素是植物生长必需的。
水培法是在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法。
研究植物的必需元素时，可在人工配成的混合营养液中除去或加入某些元素，观察植物的生长发育和生理性状的变化。
当除去培养液中的某些元素时，如植物发育正常，就表示这种元素是植物所不需要的；如植物生长发育不正常，但当补充该元素后又恢复正常，即可断定该元素对植物是必需的。
按元素的生物学功能，大致可以分为下列类型：
（1）构成细胞的基本元素如C、H、O、N、P是构成核酸的主要元素；C、H、O、N、S是构成蛋白质的主要元素。
（2）调节机体生命活动的元素如离子态的Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、H+及OH-、HCO3-、SO42-、HPO42-等其他离子。
（3）与蛋白质结合的元素如Fe（血红蛋白、细胞色素等），Cu（血蓝素、细胞色素氧化酶等），Mo（固氮酶），Co（构成维生素B12。
在天然存在形式中，维生素B12可能是与肽或蛋白质相结合的），Zn（DNA聚合酶、RNA聚合酶），I（构成甲状腺球蛋白。
这是一种含碘蛋白质，是人体内的碘库），Mn（精氨酸酶等多种酶）。
（4）微量调节元素如B、Cr、Se、As、Ni等。
这些元素是不可缺少的，也是不可替代的。
“小金鱼”：
为什么大量出汗时应多喝淡盐水？
答：
人体大量出汗后，体内的盐分（含Na+、Cl-）被汗水带走二大量损失，这时若仅喝水而不补充盐分，饮入的水被胃肠吸收后，一部分会很快变成汗水，连同体内的盐分一起排出，这样，体内的盐分损失会更多。
所以，人体大量出汗时，应多喝淡盐水，不但能解渴，还能补充盐分。
第2节生物体中的有机化合物
一、教学目标
1、知识与技能
（1）知道糖类、脂质、蛋白质、核酸和维生素等有机物的种类和作用。
说出蛋白质结构及功能。
（2）初步学会鉴定糖类、脂质和蛋白质的生化检测方法。
2、过程与方法
（1）分析实例，了解生物体内有机化合物的种类和作用。
（2）描述物质鉴定的基本方法及其在鉴定食物营养成分中的用途。
3、情感态度与价值观
（1）从生物大分子水平上感受生物体结构和功能的统一性。
（2）体验合理营养的必要性。
二、重点与难点
1、重点
（1）糖类、脂质、蛋白质、核酸和维生素的作用。
（2）糖类、脂质和蛋白质的生化检测方法。
2、难点
（1）蛋白质结构及功能。
（2）糖类、脂质和蛋白质的生化检测方法。
三、教学资源
1、有机分子的骨架
除了水、无机盐以外，糖类、脂质、蛋白质、核酸等生物有机分子是生物体的主要组成成分。
碳元素在生物有机分子中的含量最高。
碳原子相互连接起来，构成各种生物有机分子的骨架。
碳与碳之间有的以单键连接，有的以双键连接，可以形成不同长度的链状骨架或环状骨架。
碳原子与其他元素如氢、氧、氮、磷、硫等相连组成的功能基团，可引起生物有机分子间特定的化学反应，生物有机分子中主要有羟基、羧基、氨基、磷酸基等功能基团，这些功能基团几乎都是亲水性基团，使得生物有机分子具有亲水性，有利于这些化合物存在于细胞中。
2、糖类
糖类广泛存在于生物界，按干重计，糖类占植物体的85%-90%，占细菌的10%-30%，在动物体所占的比例小于2%，动物体内糖类的含量虽然不多，但其生命活动所需能量主要来源于糖类。
糖类是地球上数量最多的一类有机化合物。
地球上糖类的根本来源是绿色植物进行的光合作用。
大多数糖类由碳氢氧三种元素组成，其分子式为（CH2O）nCn（H2O）m。
其中氢和氧的原子数比例是2:
1，犹如水分子中氢和氧之比，因此过去曾误认为这类物质是碳的水合物，碳水化合物也因此得名。
但后来发现有些糖类，如脱氧核糖（C5H10O4），它们的分子中氢氧之比并非2:
1，而一些非糖物质，如甲醛（CH2O）、乙酸（C2H4O2）和乳酸（C3H6O3）等，它们的分子中的氢氧之比却都是2:
1。
英文中的carbohydrate是糖类的总称，比较简单的糖类常称为sugar或saccharide，saccharide一词常被冠于词头，用作糖类的类别名称，如monosaccharide（单糖），polysaccharide（多糖）等。
①作为生物体的结构成分。
植物的根、茎、叶含有大量的纤维素、半纤维素和果胶物质等，这些物质构成细胞壁的主要成分；肽聚糖是细菌细胞壁的结构成分；昆虫和甲壳动物的外骨骼也是糖类，称为壳糖（甲壳质）。
②作为生物体的主要能源物质。
糖类在生物体内通过生物氧化释放能量，供生命活动的需要。
生物体内作为能源储存的糖类有淀粉、糖原。
③在生物体内转变为其他物质。
有些糖类是代谢的中间产物，通过这些中间产物为合成其他生物分子如氨基酸、核苷酸、脂肪酸等提供碳骨架。
④作为细胞识别的信息分子。
糖蛋白是一类在生物体内分布极其广泛的复合糖。
它们的糖链可能起着信息分子的作用。
细胞识别、免疫、代谢调控、受精作用、个体发育、癌变、衰老、器官移植等，都与糖蛋白的糖链有关。
还原性糖及其鉴定
各种单糖（葡萄糖、果糖及核糖等）和双糖中的麦芽糖、乳糖和纤维二糖（蔗糖除外），分子中含有自由醛基或酮基，具有还原性，故称为还原性糖。
它能还原金属离子，如Cu2+和Ag+等，常可用班氏试剂鉴定。
3、脂质
（1）脂肪脂肪是由一个甘油分子与三个脂肪酸结合形成的化合物，又称甘油三酯。
（2）磷脂磷脂的分子结构与脂肪相似，不同的是在甘油分子上只连有两个脂肪酸，第三个羟基与磷酸结合成脂，并有一个含氮碱基与磷酸结合。
磷脂的这一结构使它成为一种双性分子，它的磷酸和含氮碱基一端是极性的，易于水相吸，构成磷脂分子的亲水性头部，而它的脂肪酸一端是非极性的，不与水相吸，构成磷脂分子的疏水性尾部。
当磷脂分子被水分子包围时，便会自动排列成双分子层。
磷脂是构成细胞膜结构的重要成分，细胞的各种膜结构的形成和特性，都与磷脂分子的双性性质密切相关。
（3）固醇固醇类化合物广泛存在于自然界，这一类化合物不含脂肪酸，而是环戊烷多氢菲的衍生物。
①固醇类化合物是构成组织细胞的结构大分子，如有些固醇类化合物是构成神经末梢的主要成分，由于它有良好的绝缘性，对神经冲动的传递十分重要；固醇类化合物也参与细胞膜的组成。
②某些固醇类化合物可以转变为维生素D，如存在于麦角、酵母菌中的麦角固醇，经日光和紫外线的照射可以转化成维生素D2;存在于动物皮下的7-脱氢胆固醇，在紫外线作用下可形成维生素D3。
③固醇类化合物也是某些激素的前体，如调节水分和盐类代谢的肾上腺皮质激素；促进性器官和第二性征发育的性激素都是固醇类化合物的衍生物。
脂质过氧化作用对机体的损伤
脂质的过氧化作用的直接结果是不饱和脂肪酸减少，膜脂的流动性降低。
动脉粥样硬化是一种侵害大中动脉，使血管内壁增厚、变硬、管腔狭窄的疾病，脂质的过氧化物与此过程密切相关；
老年斑是衰老的重要标志之一，它出现在老年人的皮肤，特别是面部和手的背部，老年色素主要有脂褐素和黑色素组成。
脂褐素是长期积累在老细胞内的不溶性有色物质，是氧化了的不饱和脂质、蛋白质和其他细胞降解物的聚合物，存在于所有细胞特别是神经元和肌肉细胞，影响RNA代谢，使细胞萎缩和死亡。
4、蛋白质
从蛋白质的水解产物分离出来的常见氨基酸有20种。
这些氨基酸（脯氨酸除外）在结构上的共同点是：
与羧基相连的α-碳原子上都有一个氨基，因而叫做α-氨基酸。
从氨基酸的结构通式上可以看出，各种α-氨基酸的区别在于侧链上的R基的不同，因此20中氨基酸可以按照R基的化学结构或极性进行分类。
按照R基的化学结构将20种氨基酸可分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和杂环氨基酸三大类。
按照R基的极性（即在生理pH时，它与水作用的趋势），可将20中氨基酸分为极性氨基酸和非极性氨基酸。
极性氨基酸的R基是亲水性的极性基，它的R基含有一个亲水性的羟基，如丝氨酸、苏氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、谷氨酸等。
非极性氨基酸的R基是疏水性的非极性基，如甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸等。
氨基酸通过肽键连接成多肽，一个蛋白质分子通常由一个到几个多肽链组成，包含近百个乃至上千个氨基酸。
这样大的蛋白质分子常形成不同的空间结构，蛋白质的各种特异功能，跟它的特定的空间结构密切相关。
蛋白质的一级结构蛋白质分子中，由肽键连接起来成线装的各种氨基酸的排列顺序。
蛋白质的二级结构蛋白质多肽链不是伸直展开的，而是部分卷曲盘成螺旋状（又称α螺旋），或折叠成片层状（又称β折叠）。
在临近的螺旋圈之间或平行折叠链之间依靠氢键联系，以保持分子的稳定。
这种多肽链的螺旋结构或折叠结构叫做蛋白质分子的二级结构。
蛋白质的三级结构具有二级结构的多肽链依靠侧链基团形成氢键和二硫键的作用，进一步弯曲、折叠或盘绕，变成更复杂的三维空间结构，叫做三级结构。
蛋白质的四级结构有些蛋白质分子由一条多肽链构成，只有一、二、三级结构，并无四级结构。
但有些蛋白质分子却由多条肽链构成，这里每一条多肽链的三级结构称为蛋白质分子的亚基，它们相互之间依靠静电引力、分子引力、氨基酸侧链的相互作用等，构成更为复杂的空间结构，叫做四级结构。
在有袭击结构的蛋白质分子中，亚基是独立的结构单位，可以分离，但分离后一般失去活性，如血红蛋白有四条多肽链，两条α链和两条β链，以及四个血红素辅基，血红蛋白有携氧的功能，而单个α亚基或β亚基则没有此功能
蛋白质分子在物理或化学因素的影响下，原有的空间构象发生改变，从而造成蛋白质分子原有的理化性质和生物活性的改变，这种现象在生化上叫做蛋白质的变性。
化学因素：
强酸、强碱、重金属离子、某些弱酸、尿素、酒精、丙酮等；物理因素有加热（70-100度）、剧烈震荡或搅拌、超声波、强磁、紫外线照射及X射线等。
蛋白质的变性主要是蛋白质分子的空间结构发生了改变。
因为蛋白质分子是通过氢键、离子键等，使蛋白质形成一定的空间构型的，而促使变性的理化因素可以使氢键、离子键等断裂，蛋白质分子就从原来有序的卷曲的紧密结构变为无序的松散的伸展结构。
在变性过程中，蛋白质分子中的肽键并未断裂，化学组成也没有改变，即蛋白质分子的一级结构没有改变。
蛋白质生物活性的丧失是蛋白质变性的主要特征：
将鸡蛋煮熟，鸡蛋的蛋白变成固态，不再溶于水；酒精、加热、紫外线等消毒、杀菌，使菌体和病毒的蛋白质变性而失去其致病性和繁殖能力；血液化验常用钨酸或三氯醋酸使血液中的蛋白质变性沉淀，然后取其滤液进行血液中非蛋白化合物的分析；重金属盐如汞中毒早期，可以大量服用乳制品或鸡蛋清，使蛋白质在消化道中与汞盐结合成变性的不溶解物，然后再设法将沉淀物自胃中洗出，以阻止有毒的汞离子吸收入体内。
4、试剂与有关有机物反应机理
（1）班氏试剂：
柠檬酸钠和碳酸钠都属于强碱弱酸盐，均可水解产生OH-,当CuSO4溶液和柠檬酸钠-碳酸钠溶液混合时，Cu2+和OH-结合生成Cu（OH）2。
柠檬酸钠和碳酸钠是一对缓冲化合物，所形成的OH-数量不多，与CuSO4溶液混合后产生的Cu（OH）2浓度相对较低，不易形成沉淀析出，所以由A液和B液混合后形成的班氏试剂可较长时期保存。
Cu（OH）2与可溶性还原性糖在加热条件下，吸纳变成黄色的CuOH（氢氧化亚铜），然后再变成砖红色的Cu2O（氧化亚铜）沉淀，而葡萄糖本身氧化为葡萄糖酸。
其反应式为：
2Cu（OH）2CH2OH-（CHOH）4-CHO→加热→CH2OH-（CHOH）4-COOH2H2OCu2O
（2）碘液与淀粉显色原理：
淀粉是白色无定形粉末，由直链淀粉和支链淀粉两部分组成。
直链淀粉的分子量约在60000左右，相当于由300-400个葡萄糖分子缩合而成。
直链淀粉是一种不分枝的链状结构，但并不呈直线型，而是借分子内氢键卷曲成螺旋状，每一螺圈有6个葡萄糖残基。
直链淀粉遇碘显蓝色，因为碘与淀粉之间并不形成化学键，而是碘分子进入葡萄糖残基所构成的螺旋圈里，两者借助于范德华力联系在一起，从而改变了碘液原有的颜色。
碘与淀粉相遇时呈现的颜色与螺旋状葡萄糖链的长短有关。
支链淀粉的分子量一般比较大，为分枝的链状结构。
但支链淀粉的分枝中缺乏较长的螺旋状葡萄糖链，故遇碘只呈紫色。
直链淀粉的初步水解产物叫糊精，它虽仍属多糖，但分子量比淀粉要小，遇碘显蓝色或蓝紫色；继续水解得到分子较小的糊精，遇碘显红色，叫做红糊精；再继续水解变成分子更小的无色糊精，它与碘不发生颜色反应；无色糊精继续水解成麦芽糖，最后水解成葡萄糖。
（3）双缩脲试剂
双缩脲反应是肽和蛋白质所特有的，而为氨基酸所没有的一个颜色反应。
一般含有两个或两个以上的肽键化合物与CuSO4溶液都能发生双缩脲反应而生成紫色的复合物。
双缩脲H2N-CO-NH-CO-NH2能与CuSO4溶液产生双缩脲反应，而肽键与双缩脲所含的肽键基团相同，故能发生此反应，不仅可以坚定蛋白质的存在，还可以借助分光光度计测定蛋白质的含量。
（4）苏丹Ⅲ染液
脂肪可被棕红色的苏丹Ⅲ染液染成橘红色，故可用来坚定脂肪的存在。
当待测溶液中脂肪含量较少时，可用苏丹Ⅲ染液1-2滴沿壁缓慢加入后，精制片刻观察液面颜色，然后以吸管吸取液面的液体置于显微镜下观察呈橘红色的油滴。
分光光度计的使用以及标准曲线法求浓度
四、实验建议
实验2.1食物中主要营养成分的鉴定
1、试剂配制
（1）班氏试剂：
A液：
18.75g硫酸铜，溶于100mL热水中，冷却后稀释至150mL。
B液：
173g柠檬酸钠和100g无水碳酸钠，加热水600mL，冷却后稀释至850mL。
实验时，将A液倾注入B液，搅拌均匀，临时配制成呈蓝色的班氏（Benedict）试剂。
（2）碘液（革兰氏碘液）
0.2g碘化钾，溶于100mL蒸馏水中，再加入0.1g碘，搅拌，加热溶解，然后加蒸馏水至300mL，置棕色瓶中，在暗处保存。
（3）苏丹Ⅲ染液
0.1g苏丹Ⅲ溶解于10mL95%乙醇中，保存于棕色瓶中。
如配制时间过久，有沉淀产生，应过滤后使用。
（4）双缩脲试剂
A液：
5%氢氧化钠溶液。
B液：
1%硫酸铜溶液。
实验时，先向待测样品中注入A液，振荡后，再逐滴滴入B液。
2、教学建议
滴加化学试剂：
在鉴定淀粉时，要求逐滴加入碘液，即加入1滴后摇匀，再加，再摇匀，同时观察颜色变化。
一次性加入过量的试剂导致实验结果不真实。
在新鲜样品中，含有大量的水分，各营养成分的浓度相对较小，检测脂肪时，苏丹Ⅲ染液本身呈红棕色，溶在水中呈淡棕红色，与脂肪结合呈橘红色，样品中脂肪含量很少，如果加入过量的苏丹Ⅲ染液，结果会将试管中显示的淡棕红色当成脂肪显示的颜色。
可以准备一支试管用水稀释的苏丹Ⅲ溶液，供学生作对照，以植物油+苏丹Ⅲ作为阳性对照，以水+苏丹Ⅲ作为阴性对照，供学生参比。
实验2.2溶液中蛋白质含量的测定
首次引入定量测试方法
生物化学中测量蛋白质浓度是一种间接推算法。
即先测定已知浓度系列蛋白质的OD值，列出浓度与OD值的关系曲线（标准曲线）。
然后在同样条件下，测得待测样品OD值后，从标准曲线上查出样品中蛋白质的含量。
实验过程中，应对待测样品中蛋白质浓度有一个估算，使得待测样品的OD值应落在标准曲线范围内，如果太高应对样品进行稀释。
两种溶液中蛋白质含量的测定方法，即分光光度计法和色度传感器法。
从分光光度计读得OD值，色度传感器则用色度来表示。
“小金鱼”：
糖类都是甜的吗？
甜的物质都是糖吗？
答：
单糖和双糖具有显著的甜味，而多糖一般不具有甜味。
有些非糖类物质却具有很甜的味道，如糖精（邻苯甲酰磺酰亚胺）、木糖醇（）、甜味菊甙、甘草甙（dai）等。
“小金鱼”：
磷脂和脂肪的分子结构有什么不同？
答：
脂肪是由甘油和脂肪酸构成，而磷脂是由含氮碱基、磷酸、甘油和脂肪酸构成，含氮碱基有亲水性；一分子脂肪含有三个脂肪酸，而一分子磷脂含有两个脂肪酸。
第三章生命的结构基础
第1节细胞膜
一、教学目标
1、知识与技能
（1）理解细胞膜的组成成分和结构特点。
（2）理解物质通过细胞膜的各种方式。
（3）理解细胞吸水和失水的原理。
（4）知道细胞通过细胞膜上的受体来接受外界的信息。
（5）学会观察植物细胞质壁分离的现象，能够应用显微测微尺测量质壁分离的程度。
2、过程与方法
（1）描述细胞膜的磷脂双分子层结构以及磷脂分子与蛋白质分子的关系。
（2）以一系列浓度梯度的溶液作为植物细胞外界溶液进行探究实验，感受通过内外溶液的浓度差而引起的质壁分离过程，懂得渗透吸水和失水的原理，并能运用细胞吸水和失水的原理唠解释生活和生产实践中的有关现象。
。
3、情感态度与价值观
通过学习细胞膜的组成、结构和功能，逐步感悟结构与功能相适应的辩证观点。
二、重点与难点
1、重点
（1）细胞膜的化学组成和结构特点。
（2）被动运输、主动运输和胞吞胞吐。
（3）细胞渗透吸水的原理。
2、难点
（1）细胞膜上脂质和蛋白质都是运动的。
（2）细胞吸水和失水的原理。
三、教学资源
1、细胞膜的组成成分
组成细胞膜的成分可分为三大类：
脂质、蛋白质和糖类。
脂质是细胞膜的基本成分，约占膜成分的50%，它包括磷脂、胆固醇和糖脂。
在磷脂分子结构中，磷酸和含氮碱基构成其亲水的头部，两个脂肪酸长链构成其疏水的尾部，所以磷脂是兼性分子或两性分子；胆固醇也是兼性分子，羟基为其亲水的头部，类固醇环和碳氢长链为其疏水的尾部；糖脂也是兼性分子。
蛋白质是构成细胞膜的重要成分，细胞膜的大部分功能主要由蛋白质完成。
蛋白质约占膜成分的40%。
根据蛋白质与脂质的结合方式，可分为内在蛋白和外在蛋白。
细胞膜中的糖类约占膜成分的2%-10%，它们通常与磷脂结合形成糖脂，或与蛋白质结合形成糖蛋白，其中的糖类分子有单糖，也有多糖。
2、细胞膜的结构模型
1925年，E.Gorter和F.Grendel用有机溶剂抽提人的红细胞膜的膜脂成分，并测量膜脂单层分子在水面的铺展面积，发现它为红细胞表面积的两倍，由此提示细胞膜是由磷脂双分子层构成的；
随后人们发现细胞膜的表面张力比油-水界面的表面张力低得多，当脂滴表面吸附有蛋白质时成分则其表面张力就会降低；
1935年，J.Danielli和H.Davson推测细胞膜中不仅含有脂质成分，还有蛋白质成分存在，提出了“蛋白质-脂质-蛋白质”的三明治式细胞膜结构模型，即磷脂双分子层的内外表面各附着一层蛋白质，蛋白质均为球形结构；
1959年，J.D.Robertson发展了三明治模型，提出了单位膜模型，并认为真核细胞和元和细胞具有相同的膜结构，该模型强调连续的磷脂双分子层组成细胞膜的主体，蛋白质分子在脂分子表面呈伸展构型，以β折叠形式通过静电作用与磷脂分子的极性端相结合。
不足之处认为细胞膜结构是静止不变的；
1972年，S.J.Singer和G.Nicolson提出了流动镶嵌模型，它的主要特点：
强调膜的不对称性和不均匀性，即膜蛋白分为内在蛋白和外在蛋白，并且指出蛋白质在磷酸双分子层中的分布是不对称性和不均匀性；强调膜结构的流动性，即膜的结构成分不是静止的，而是动态的，膜脂和膜蛋白都可以发生侧向扩散和旋转运动。
3、细胞膜的主要功能
①作为细胞的界膜，保证细胞具有一个相对稳定的胞内环境，同时在细胞与环境之间进行物质和能量的交换及信息传递的过程中也起着决定性的作用。
无论真核还是原核，都有一个由膜结构形成的界膜，细胞膜的出现是生命起源的重要事件，是细胞出现的必要条件。
②细胞膜是细胞与细胞外部环境之间的一种选择性通透屏障，它既能保障细胞对基本营养物质的摄取、代谢废物的排出和细胞内离子浓度的调节，又能使细胞维持相对稳定的内部环境
因此，物质的跨膜运输对细胞的生存和生长至关重要。
物质通过细胞膜的运输主要有三种途径：
被动运输、主动运输和胞吞胞吐。
物质从高浓度一侧转运到低浓度一侧，属于被动运输，不需要消耗能量；物质从低浓度一侧转运到高浓度一侧，需要消耗能量，属于主动运输；对于大颗粒和大分子物质的运输，细胞采用胞吞胞吐的方式，通过将物质包裹在囊泡中进行运输。
③细胞膜是信息交流的通道。
细胞膜上某些蛋白质是接受外界信号的受体蛋白，能与细胞外的信息分子结合并被激活，然后将信息转入细胞内，再通过胞内信号转导分子沿信号通路传递，最终产生特定的生物学效应。
4、细胞吸水和失水的原理
细胞吸水有三种方式：
未形成液泡的细胞，靠吸涨作用吸水；液泡形成以后，细胞主要靠渗透作用吸水；与渗透作用无关的代谢性吸水。
三种方式中，以渗透作用吸水为主，渗透作用是水分透过细胞膜进出细胞的基本过程。
四、实验建议
实验3.1探究植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系
因为内表皮较外表皮容易撕取，且细胞形态较大，在低倍镜下比外表皮细胞更容易观察。
为提高实验效果，可采用着色的洋葱鳞叶内表皮作实验材料。
洋葱鳞叶内表皮主色的具体操作步骤：
将洋葱鳞茎外部老鳞叶剥去，用刀纵剖鳞叶到茎盘处成六等分，将各前后叠合的叶片稍稍掰开使整个鳞茎成莲座状，置温暖无直射光处，并隔一定时间喷雾使保持润湿，2-3d后，内表皮均呈深紫色，镜检时可发现内表皮液泡内有紫红色的细胞液。
实验分两个阶段进行，第一个阶段作为基础训练，即进行定性观察，用30%蔗糖溶液处理，观察细胞质壁分离过程并绘图，通过对已发生质壁分离的洋葱表皮细胞观察，了解“原生质层”的概念及细胞吸水和失水的原理，并用原理解释生活中的有关现象。
第二阶段进行定量实验，结合显微测量技术，进行不同浓度细胞外界溶液对植物细胞质壁分离影响的探究。
不同浓度的外界溶液处理细胞时须各计算3个以上细胞的平均值。
以4位同学为一组，每人只测一个浓度的外界溶液，如10%蔗糖溶液和清水对照。
蔗糖溶液配制后如较长期放于滴瓶中，由于微生物的作用，可能被分解成双糖和单糖，同时液面会长有菌膜，因此蔗糖溶液须每日配制更换。
用某一种浓度的蔗糖溶液做引流时，一定要引流2-3次，以确保细胞外界溶液浓度达到该试剂的浓度；在做复原实验时，也一定要
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