物质跨膜运输的实

1、第章细胞的物质输入和输出第章细胞的物质输入和输出细胞是一个开放的系统，每时每细胞是一个开放的系统，每时每刻都与环境进行着物质的交换。细胞刻都与环境进行着物质的交换。细胞膜是怎样控制物质进出细胞的？下面，膜是怎样控制物质进出细胞的？下面，我们以水分为例，共同探讨水分是怎我们以水分为例，共同探讨水分是怎样通过细胞膜进出细胞的样通过细胞膜进出细胞的物质跨膜运输的实例物质跨膜运输的实例第节第节凉伴黄瓜时有水出现，萎蔫的青菜浸泡在青水中变硬，凉伴黄瓜时有水出现，萎蔫的青菜浸泡在青水中变硬，从这些现象里，你可以提出什么问题从这些现象里，你可以提出什么问题? ? 细胞会失水吗细胞会失水吗?(?(渗出的水是细

2、胞内的水还是间隙的水渗出的水是细胞内的水还是间隙的水) )细胞在什么情况下会失水，什么情况下会吸水呢细胞在什么情况下会失水，什么情况下会吸水呢? ?水分是如何进出细胞的水分是如何进出细胞的? ?哪些问题是有价值的，值得探究的哪些问题是有价值的，值得探究的 ？提问： 为什么用蔗糖凉拌的西红柿放置一段时间后，盘子中会有水分出现？ 植物细胞失水造成的。一、渗透作用及其发生的条件一、渗透作用及其发生的条件1.1.半透膜：半透膜： 让让小分子小分子物质通过而物质通过而大分子大分子物质不能通过的多孔性薄膜物质不能通过的多孔性薄膜讨论：讨论：1.1.漏斗管内的液面漏斗管内的液面为什么会升高？为什么会升高？2

3、.2.如果用一层纱布如果用一层纱布代替半透膜，漏斗代替半透膜，漏斗管内的液面还会升管内的液面还会升高吗？高吗？3.3.如果烧杯中不是如果烧杯中不是清水，而是同样浓清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结度的蔗糖溶液，结果会怎样？果会怎样？一、渗透作用及其发生的条件一、渗透作用及其发生的条件分析实验现象分析实验现象1. 1. 第一组装置的第一组装置的 漏斗管内液面为什么会升高？漏斗管内液面为什么会升高？2.2.如果用一层纱布代替半透膜，漏斗管内的液面还如果用一层纱布代替半透膜，漏斗管内的液面还会升高吗？会升高吗？ 3.3.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖

4、溶液，结果会怎样？结果会怎样？由于单位时间内透过玻璃纸由于单位时间内透过玻璃纸进入进入长颈漏斗的长颈漏斗的水分子数量水分子数量多于多于从长颈漏斗从长颈漏斗渗出渗出的水分子数量的水分子数量用纱布替代玻璃纸时，因纱布的用纱布替代玻璃纸时，因纱布的孔隙孔隙很大，很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高 半透膜两侧溶液的浓度相等，单位时间内半透膜两侧溶液的浓度相等，单位时间内透过透过和和渗出渗出的水分子数量相等，液面不会升高的水分子数量相等，液面不会升高 条件条件2.2.渗透作用渗透作用半透膜半透膜膜两侧的溶液具有膜两侧的溶液具有浓度差浓度差一、渗透作用及

5、其发生的条件一、渗透作用及其发生的条件水水分子（或其他分子（或其他溶剂溶剂分子）透过分子）透过半透膜从半透膜从低浓度低浓度溶液向溶液向高浓度高浓度溶液的溶液的扩散扩散发生渗透作用的条件发生渗透作用的条件渗透作用渗透作用1.1.半透膜：半透膜：水往高处流水往高处流让让小分子小分子物质通过而物质通过而大分子大分子物质物质不能通过的多孔性薄膜不能通过的多孔性薄膜渗透与扩散的区别是什么？扩散：外延广。凡物质从高浓度到低浓度的运动。物质可以是气体如O2，溶剂分子，也可以是溶质分子;不必非有半透膜渗透：一种特殊的扩散作用，指溶剂分子从低浓度一边透过半透膜往高浓度一边的扩散;必须有半透膜例例1 1。以下可以

6、发生渗透作用的是。以下可以发生渗透作用的是_。 A A。煮熟的马铃薯条放入水中。煮熟的马铃薯条放入水中 C C。把经。把经10%10%盐酸处理的根尖放入清水里盐酸处理的根尖放入清水里 D D。把生活的根尖放在。把生活的根尖放在30%30%的蔗糖溶液中的蔗糖溶液中E E。把活马铃薯去皮放在清水中。把活马铃薯去皮放在清水中F。氧气通过细胞膜。氧气通过细胞膜DE例题2、如图在U形管的中部C处装有半透膜，在A侧加入细胞色素C（分子量为1.3万道尔顿的蛋白质）的水溶液（红色），B侧加入清水，并使A、B两侧液面高度一致。经过一段时间后，结果是_。A。A、B两侧液面高度一致，B侧为无色B。 A、B两侧液面高

7、度一致，B侧为红色C。A液面低于B液面，B侧为红色D。 A液面高于B液面，B侧为无色D半透膜半透膜30蔗糖液20蔗糖液图表信息解读图表信息解读1.1.浓度高的一侧渗透压高浓度高的一侧渗透压高 吸水吸水2.2.水分动态平衡后两侧浓度是否相等水分动态平衡后两侧浓度是否相等 不等不等4.4.水分移动与否是看水分移动与否是看 摩尔浓度差摩尔浓度差3.3.若溶质可通过半透膜，则若溶质可通过半透膜，则U U形管形管 两端液面最后会两端液面最后会 平齐平齐20葡萄糖液1mol2mol30葡萄糖液30蔗糖液水分子水分子透过半透膜透过半透膜从低浓度溶液向从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。高浓度溶液的扩散。渗透吸水

8、的原理渗透吸水的原理半透膜半透膜30%30%蔗糖蔗糖液液清水清水渗透作用：渗透作用：例例3 3。将人体血液置于。将人体血液置于9%9%的食盐溶液中制成的食盐溶液中制成装片，用显微镜观察，可以发现血细胞呈现装片，用显微镜观察，可以发现血细胞呈现A A。质壁分离。质壁分离 B B。正常状态。正常状态C C。细胞膜破裂。细胞膜破裂 D D。细胞皱缩。细胞皱缩D外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞质浓度细胞质浓度1 1、红细胞内的、红细胞内的血红蛋白血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？等有机物能透过细胞膜吗？2 2、红细胞的细胞膜是不是相当于半透膜？、红细胞的细胞膜是不是相当于半透膜？1.1.动物细胞的吸水和失

9、水动物细胞的吸水和失水3 3、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？水而涨破吗？4 4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？浓度差越大细胞吸水或失水越多浓度差越大细胞吸水或失水越多细胞膜细胞膜相当于相当于半透膜半透膜水的进出方向水的进出方向顺相对含量的梯度顺相对含量的梯度进出动物细胞的进出动物细胞的 二、细胞的吸水与失水二、细胞的吸水与失水动物细胞能与外界溶液发生渗透作用吗？动物细胞能与外界溶液发生渗透作用吗？ a.a.回忆回忆细胞膜制备细胞膜制备的实验；的实验；b.b.医生给病人进行静脉注射时，

10、医生给病人进行静脉注射时，常常使用常常使用0.9%0.9%的生理盐水，为什么？的生理盐水，为什么？ c.c.连续嗑带盐瓜子，你的连续嗑带盐瓜子，你的口腔黏膜口腔黏膜有什么感觉？有什么感觉？吸水膨胀吸水膨胀失水皱缩失水皱缩水分子进出细胞水分子进出细胞处于动态平衡处于动态平衡原理？原理？ 渗透作用渗透作用问题：问题： 植物细胞的结构与动物细胞有明显区别，那么植物植物细胞的结构与动物细胞有明显区别，那么植物细胞吸水和失水的原理也是细胞吸水和失水的原理也是渗透作用渗透作用吗？其吗？其半透膜半透膜是什是什么？是么？是细胞膜细胞膜吗？植物细胞内的吗？植物细胞内的液体环境主要指液泡中的液体环境主要指液泡中的

11、细胞液细胞液还是细胞质里液体？还是细胞质里液体？ 植物植物细胞壁细胞壁对吸水和失水有没有影响？对吸水和失水有没有影响？2 2、植物细胞的吸水与失水、植物细胞的吸水与失水二、细胞的吸水与失水二、细胞的吸水与失水细胞壁细胞膜细胞质液泡膜细胞液外界溶液原生质层浓度差半透膜全透性质壁分离与复原.swfA A、理论分析、理论分析B.B.探究实验：探究实验：提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验进行实验进行实验分析结果分析结果表达与交流表达与交流：原生质层是一层半透膜吗？：原生质层是一层半透膜吗？：原生质层相当于一层半透膜：原生质层相当于一层半透膜：设计方案（：设计方案（材料、试剂、用具材料、试

12、剂、用具)、预期结果预期结果：按预定方案进行实验：按预定方案进行实验：分析实验结果，得出结论：分析实验结果，得出结论：总结，写实验报告并适当交流：总结，写实验报告并适当交流2 2、植物细胞的吸水与失水、植物细胞的吸水与失水进行实验进行实验实验现象：实验现象：例例3。在洋葱表皮细胞发生质壁分离过程中，液泡体积。在洋葱表皮细胞发生质壁分离过程中，液泡体积由由 ，颜色由，颜色由 。此时，还可看到。此时，还可看到 的界面，其外界面实际上是的界面，其外界面实际上是 。此时。此时原生质层与细胞壁之间充满了原生质层与细胞壁之间充满了 。大变小大变小浅变深浅变深原生质层原生质层细胞膜细胞膜蔗糖溶液蔗糖溶液现象

13、现象试剂试剂中央液泡中央液泡大小大小原生质层原生质层的位置的位置细胞大小细胞大小蔗糖蔗糖溶液溶液清水清水变小变小脱离细胞壁脱离细胞壁基本不变基本不变基本不变基本不变逐渐恢复逐渐恢复原来的大小原来的大小逐渐恢复逐渐恢复原来的位置原来的位置观察结果记录观察结果记录f得出结论 植物细胞原生质层相当于一层半透膜 成熟的植物细胞靠渗透作用吸水。进一步探究植物细胞会由于过多吸水而胀破吗？不会因为植物细胞受细胞壁的限制和保护1.1.将洋葱表皮细胞放入将洋葱表皮细胞放入50%50%的蔗糖溶液中，很快发的蔗糖溶液中，很快发生了质壁现象，却不能发生质壁分离复原现象，生了质壁现象，却不能发生质壁分离复原现象，原因是

14、什么？原因是什么？2.2.用用尿素、乙二醇、甘油或尿素、乙二醇、甘油或KNOKNO3 3作质壁分离剂作质壁分离剂时，发现很快发生了质壁分离现象，但过了一时，发现很快发生了质壁分离现象，但过了一会又发生了质壁分离复原现象，原因是什么？会又发生了质壁分离复原现象，原因是什么？50%50%的蔗糖溶液浓度太高，使细胞的蔗糖溶液浓度太高，使细胞失水过多而死失水过多而死亡亡，因此只能发生质壁分离，而不能发生质壁分，因此只能发生质壁分离，而不能发生质壁分离复原。离复原。这是因为植物细胞能这是因为植物细胞能吸收吸收尿素分子等进入细胞液，尿素分子等进入细胞液，使细胞液浓度增大，而从外界溶液中吸水。使细胞液浓度增

15、大，而从外界溶液中吸水。交流交流 1.1.真菌细胞、细菌细胞会发生真菌细胞、细菌细胞会发生质壁分离现象吗？质壁分离现象吗？ 2. 2. 动物细胞会发生质壁分离现动物细胞会发生质壁分离现象吗？象吗？交流交流渗透系统装置成熟的植物细胞动物细胞半 透 膜长颈漏斗中有蔗糖液烧杯中有清水原生质层 (选择透过性膜)细胞内有细胞液外界溶液外界溶液细胞膜(选择透过性膜) 细胞内有细胞质小结1.动物细胞和成熟植物细胞是一个渗透系统二、细胞的吸水与失水生活应用生活应用 1.糖渍、盐渍食品为什么不易腐烂变质？ 细菌失水死亡2.医用0.9NaCl有什么用？ 维持细胞形态细胞失水细胞失水质壁质壁分离分离外界溶液浓度外界

16、溶液浓度细胞液浓度细胞液浓度细胞吸水细胞吸水质壁质壁分离分离复原复原外界溶液浓度外界溶液浓度细胞液浓度细胞液浓度二、细胞的吸水与失水二、细胞的吸水与失水指指原生质层与细胞壁的分离原生质层与细胞壁的分离3.质壁分离：质壁分离：外因外因:内因内因:外因外因:细胞壁的伸缩性细胞壁的伸缩性原生质层的伸缩性原生质层的伸缩性外界溶液浓度高于细胞液浓度时细胞失水外界溶液浓度低于细胞液浓度时细胞吸水质壁分离:指原生质层与细胞壁的分离细胞失水：细胞失水：5 5. .成熟植物细胞吸水和失水的条件成熟植物细胞吸水和失水的条件细胞液浓度细胞液浓度大于大于外界溶液浓度。外界溶液浓度。细胞液浓度细胞液浓度小于小于外界溶液

17、浓度外界溶液浓度细胞吸水：细胞吸水：一般的说，根毛细胞的一般的说，根毛细胞的细胞液浓度细胞液浓度大于大于土壤溶液浓度土壤溶液浓度，根毛细胞吸水根毛细胞吸水二、细胞的吸水与失水二、细胞的吸水与失水6 6. . 水的进出方向：水的进出方向：顺相对含量的梯度顺相对含量的梯度进出细胞的进出细胞的 4.质壁分离及复原的意义质壁分离及复原的意义:判断细胞的判断细胞的死活死活（要求进行实验设计）（要求进行实验设计）;观察植物观察植物细胞膜细胞膜(光镜下光镜下)测定植物细胞液的浓度测定植物细胞液的浓度（要求进行实验设计）（要求进行实验设计）证明细胞膜（原生质层）具选择性透过性证明细胞膜（原生质层）具选择性透过

18、性资料一：资料一：1 1、海带细胞中，碘的浓度高出海水中、海带细胞中，碘的浓度高出海水中碘浓度的碘浓度的200200倍，但它还能不断地积累碘。倍，但它还能不断地积累碘。2 2、人的红细胞和血浆中的各种离子浓度（、人的红细胞和血浆中的各种离子浓度（mmol/lmmol/l）如下：如下： 111 111 3.2 3.2 5 5 114 114血血 浆浆 74 74 70.1 70.1 150 150 26 26红细胞红细胞 Cl Cl Ca Ca2 2 K K Na Na三、三、物质跨膜运输的其他实例物质跨膜运输的其他实例结论：结论：不同细胞吸收无机盐离子是从低浓度向不同细胞吸收无机盐离子是从低浓

19、度向高浓度高浓度逆着相对含量梯度进行。逆着相对含量梯度进行。- -三三、物质跨膜运输的其他实例、物质跨膜运输的其他实例水稻培养液水稻培养液中里的中里的CaCa2+2+和和MgMg2+2+浓度浓度为什么会增为什么会增高？高？请分析图请分析图表信息表信息资料二资料二 1. 1. 同一植物细胞对不同离子的吸收有差异同一植物细胞对不同离子的吸收有差异, ,不同植物细胞对同一离子的吸收有差异不同植物细胞对同一离子的吸收有差异. .说明植说明植物细胞对离子的吸收具有选择性物细胞对离子的吸收具有选择性. . 分析及结分析及结论论 2. 2.植物细胞在单位时间内吸收离子和吸收水植物细胞在单位时间内吸收离子和吸

20、收水的量不同。的量不同。说明吸收离子和吸收水是两个不同的说明吸收离子和吸收水是两个不同的过程过程. .三、三、物质跨膜运输的其他实例物质跨膜运输的其他实例结论：结论：不同生物细胞对物质的吸收量不同，不同生物细胞对物质的吸收量不同，说明细胞对物质的吸收是具有说明细胞对物质的吸收是具有选择性选择性。资料三资料三几种微生物体内的矿物质含量几种微生物体内的矿物质含量（占全部矿物质含量的（占全部矿物质含量的% %） 物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，细胞对于物质的输入和输出是有的，细胞对于物质的输入和输出是有选择性选择性的。的。 生物膜的功能（生理）特点：生物膜的功

21、能（生理）特点： 选择透过性膜选择透过性膜小结：物质跨膜运输特点（细胞膜功能特性）小结：物质跨膜运输特点（细胞膜功能特性）（水分子水分子可以自由通过，一些可以自由通过，一些离子、小分子离子、小分子可通过，其它的可通过，其它的离子、小分子和大分子离子、小分子和大分子不能不能通过）通过）2 2、利用高浓度盐水（、利用高浓度盐水（NaClNaCl溶液）杀菌防腐的原理是溶液）杀菌防腐的原理是A A、盐水中的、盐水中的ClCl有杀菌防腐的作用有杀菌防腐的作用 （ ）B B、盐水中的、盐水中的NaNa不利于细菌的生活不利于细菌的生活C C、盐水是中性的，不适于细菌的生活、盐水是中性的，不适于细菌的生活D

22、D、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡 D1 1、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗烧苗”。其原因是（。其原因是（ ）A A、根细胞从土壤中吸收的养分过多、根细胞从土壤中吸收的养分过多B B、根细胞不能从土壤中吸水、根细胞不能从土壤中吸水C C、根系不能将水向上运输、根系不能将水向上运输D D、根系被肥料分解释放的热能烧毁、根系被肥料分解释放的热能烧毁B3.3.如图装置。倒置漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间如图装置。倒置漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶，最可能的实验现象是后再加入蔗糖酶，最可能的实验现象是A.A.漏斗液面开始时先上升，加酶后，再上升后又下降漏斗液面开始时先上升，加酶后，再上升后又下降B.B.烧杯中会测出蔗糖和蔗糖酶烧杯中会测出蔗糖和蔗糖酶C C漏斗中液面开始时先下降漏斗中液面开始时先下降 ，加酶后一直上升，加酶后一直上升D D在烧杯中会测出蔗糖酶、在烧杯中会测