第四章第一节物质跨膜运输实例

1、问题探讨：渗透现象问题探讨：渗透现象1 1、漏斗管内的液面为什么会升高？、漏斗管内的液面为什么会升高？2 2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？管内的液面还会升高吗？3 3、如果烧杯中不是清水，而是同样浓、如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？度的蔗糖溶液，结果会怎样？单位时间内透过玻璃纸的水分子数多于渗出玻单位时间内透过玻璃纸的水分子数多于渗出玻璃纸的水分子数量璃纸的水分子数量不会不会, 因为纱布的孔隙很大因为纱布的孔隙很大, 蔗糖分子也可以蔗糖分子也可以自由透过自由透过.不会不会, 单位时间内透过玻璃纸的水分子数等于单位时

2、间内透过玻璃纸的水分子数等于渗出玻璃纸的水分子数量渗出玻璃纸的水分子数量渗渗透透作作用用概念概念：水分子（或其他：水分子（或其他溶剂分子溶剂分子）透过透过半透膜半透膜从溶质从溶质低浓度溶液低浓度溶液 向溶向溶质高浓度溶液质高浓度溶液的扩散。的扩散。条条件件有有半透膜半透膜半透膜两侧半透膜两侧的溶液存在的溶液存在浓度差浓度差方方向向溶质低浓度溶质低浓度 溶质高浓度溶质高浓度溶剂高浓度溶剂高浓度 溶剂低浓度溶剂低浓度 （顺着水的相对含量）（顺着水的相对含量） 一、渗透作用一、渗透作用 （笔记）（笔记）细胞膜细胞膜细胞内溶液细胞内溶液如果将装置中的如果将装置中的漏斗换成动物细漏斗换成动物细胞将如何？

3、胞将如何？外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞质浓度细胞质浓度细胞失水皱缩细胞失水皱缩外界溶液浓度外界溶液浓度=细胞质浓度细胞质浓度保持原状态保持原状态1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？2、红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？一般不能透过细胞膜一般不能透过细胞膜 相当于半透膜相当于半透膜 外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞质浓度细胞质浓度细胞失水皱缩细胞失水皱缩外界溶液浓度外界溶液浓度=细胞质浓度细胞质浓度保持原状态保持原状态3、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？取决于红细胞内外浓度的差值取决于红细胞内外浓度的差值

4、 注意：其他动物细胞的吸水或失水与红细胞相似注意：其他动物细胞的吸水或失水与红细胞相似红细胞一般会因持续吸水而涨破红细胞一般会因持续吸水而涨破 三、植物细胞的吸水和失水三、植物细胞的吸水和失水1 1、成熟植物细胞是一个渗透系统、成熟植物细胞是一个渗透系统细胞吸水的方式细胞吸水的方式吸胀吸水吸胀吸水渗透吸水渗透吸水实例：实例：未成熟植物细胞未成熟植物细胞、干种子、干种子原因：原因：没有形成大的中央液泡没有形成大的中央液泡实例：实例：成熟的植物细胞成熟的植物细胞条件：条件：有中央液泡有中央液泡机理：机理：靠细胞内的亲水性物质（蛋靠细胞内的亲水性物质（蛋 白质、淀粉、纤维素）吸收水分白质、淀粉、纤维

5、素）吸收水分主要的吸水方式主要的吸水方式（笔记）（笔记）1 1、将白菜剁碎做馅时、将白菜剁碎做馅时, ,常常放一些盐常常放一些盐, ,一会儿一会儿后就可看到水分渗出。后就可看到水分渗出。2 2、对农作物施肥过多，会造成、对农作物施肥过多，会造成“烧苗烧苗”现象。现象。 1、植物细胞会出现失水的情况吗？（渗出的水是细胞内的水还是间隙的水）2、植物细胞在什么情况下会失水？3、原生质层是否相当于一层半透膜？ 提出问题：提出问题：成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统探究实验：植物细胞的吸水和失水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

6、分析结果、得出结论分析结果、得出结论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）设计设计方案方案（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）预期预期结果结果将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。在清水中，观察其大小的变化。在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变在蔗糖溶液中植物细胞

7、的中央液泡会变小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。央液泡会变大，细胞膨胀。探究实验主要实验材料：1、紫色的洋葱鳞片叶（外表皮）2、质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液3、清水1.作出假设：原生质层相当于一层半透膜2.设计实验1、滴清水、滴清水2、取材、取材3、平展、平展4、盖盖玻片、盖盖玻片制片制片5、显微观察：先、显微观察：先低低倍后倍后高高倍倍6、滴、滴0.3g/mL0.3g/mL蔗糖溶液观察蔗糖溶液观察7、滴清水再观察、滴清水再观察观察观察方法步骤方法步骤质壁分离：质壁分离：外界溶液浓度细胞液浓度，细胞失水外界溶液浓度细胞液浓度，细胞

8、失水外因：外因：内因：内因：原生质层比细胞壁伸缩性大原生质层比细胞壁伸缩性大失水失水中央液泡大小中央液泡大小原生质层位置原生质层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原生质层脱原生质层脱离细胞壁离细胞壁基本基本不变不变3.进行实验 质壁分离复原：质壁分离复原：外界溶液浓度外界溶液浓度细胞液浓度，细胞细胞液浓度，细胞吸水吸水原因：原因：吸水吸水中央液泡大小中央液泡大小原生质层位置原生质层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原生质层脱原生质层脱离细胞壁离细胞壁基本基本不变不变逐渐恢复逐渐恢复原生质层恢原生质层恢复原来位置复原来位置基本基本不变不变植物细胞是一个渗透系统

9、4.分析结果 得出结论：外界溶液浓度细胞液浓度外界溶液浓度细胞液浓度外界溶液浓度细胞液浓度外界溶液浓度细胞液浓度细胞失水，质壁分离细胞失水，质壁分离细胞吸水，质壁分离复原细胞吸水，质壁分离复原（笔记）（笔记）4 4、质壁分离以后，一定可以复原吗？什么情况下不、质壁分离以后，一定可以复原吗？什么情况下不复原？复原？5 5、质壁分离以后可以自动复原吗，怎么做？、质壁分离以后可以自动复原吗，怎么做？2 2、是不是所有的植物细胞都可以渗透吸水？、是不是所有的植物细胞都可以渗透吸水？思考3 3、除了蔗糖溶液，能用别的溶液观察到质壁分离和复、除了蔗糖溶液，能用别的溶液观察到质壁分离和复原现象吗？需要满足什

10、么条件？原现象吗？需要满足什么条件？不是，如干种子，根尖分生区细胞等不是，如干种子，根尖分生区细胞等1 1、为何选用紫色洋葱鳞片叶外表皮，内表皮行不行？为何选用紫色洋葱鳞片叶外表皮，内表皮行不行？可以，满足有浓度差可以，满足有浓度差不一定，失水太多，细胞膜破坏，不具有选择透过性不一定，失水太多，细胞膜破坏，不具有选择透过性里面含有色素，可以直接观察里面含有色素，可以直接观察可以，加入可以，加入KNOKNO3 3思考：将洋葱表皮细胞浸入浓度为思考：将洋葱表皮细胞浸入浓度为1mol/L的的KNO3溶溶液中，细胞发生质壁分离。但过一段时间后，自动发液中，细胞发生质壁分离。但过一段时间后，自动发生质壁

11、分离复原，表皮细胞又恢复到原来状态。分析生质壁分离复原，表皮细胞又恢复到原来状态。分析（1）发生质壁分离的原因是）发生质壁分离的原因是 （2）自动发生质壁分离复原的原因是）自动发生质壁分离复原的原因是 （3）以上事实表明细胞膜对）以上事实表明细胞膜对 的通透性存的通透性存在差异，所以它是一种选择透过性膜。在差异，所以它是一种选择透过性膜。离子离子 由于细胞可选择由于细胞可选择性地吸收性地吸收K和和NO3，导致细胞液浓度增加直至大于外，导致细胞液浓度增加直至大于外界溶液的浓度，细胞开始吸水，从而发生质壁分离复原界溶液的浓度，细胞开始吸水，从而发生质壁分离复原 洋葱表皮细胞液的浓度洋葱表皮细胞液的

12、浓度小于外界溶液浓度，细胞渗透失水；又由于细胞壁的小于外界溶液浓度，细胞渗透失水；又由于细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，便导致质壁分离伸缩性小于原生质层的伸缩性，便导致质壁分离初始浓度初始浓度 0 Mg2 Ca2+ Si4+ 离子离子培养液中的离子浓度培养液中的离子浓度水稻水稻番茄番茄 物质跨膜运输的其他实例物质跨膜运输的其他实例实例一实例一1、水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？是不、水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？是不是水稻不吸收反而向外排出呢？是水稻不吸收反而向外排出呢？2、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？1.在培养过

13、程中，水稻吸收水分及在培养过程中，水稻吸收水分及Si4+离子较多，离子较多，吸收吸收CaCa2+2+、MgMg2+2+较少，结果导致水稻培养液里的较少，结果导致水稻培养液里的CaCa2+2+、MgMg2+2+浓度增高。浓度增高。2.2.在番茄的培养液中，在番茄的培养液中， Ca Ca2+2+、MgMg2+2+的浓度下降，的浓度下降，而而Si4+的浓度升高，证明番茄吸收的的浓度升高，证明番茄吸收的CaCa2+2+、MgMg2+2+比比Si4+ 多。多。3.3.不同作物对无机盐的吸收是有差异的。不同作物对无机盐的吸收是有差异的。根据资料分析根据资料分析结论：细胞对于物质的输出和输入有选结论：细胞对

14、于物质的输出和输入有选择性。择性。其他物质跨膜运输实例二其他物质跨膜运输实例二 结论：物质（如碘）的跨膜运输并不都是和水结论：物质（如碘）的跨膜运输并不都是和水一样顺相对含量梯度的运输的。一样顺相对含量梯度的运输的。20 25倍倍250mg/L血液中碘的浓度血液中碘的浓度I 水分子的运输是顺相对含量梯度的，其他物水分子的运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也是这样的吗？由此你能得出什质的跨膜运输也是这样的吗？由此你能得出什么结论？么结论？水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的其他物质的跨膜运输并不都是这样，这取决其他物质的跨膜运输并不都是这样，这取决 于细胞生命

15、活动的需要。于细胞生命活动的需要。细胞对物质的吸收是有选择的。细胞对物质的吸收是有选择的。结论：结论： 细胞膜不仅是半透膜，还细胞膜不仅是半透膜，还是选择透过性膜是选择透过性膜（笔记）（笔记）（1）判断植物细胞的生活状况）判断植物细胞的生活状况（2）判断植物细胞的细胞液浓度）判断植物细胞的细胞液浓度（3）农业生产中的水肥管理）农业生产中的水肥管理（4）生活中杀菌、防腐、腌制食品）生活中杀菌、防腐、腌制食品四、渗透作用原理的运用1 1、以下可以发生渗透作用的是（、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 B.B.把干种子放在清水中把干种子放在清水中C.C

16、.烈日下菠菜叶子下垂烈日下菠菜叶子下垂D.D.放在盐水中的萝卜变软放在盐水中的萝卜变软第一关第一关知识闯关知识闯关D2 2、a a、b b、c c是三个相邻的细胞，已知是三个相邻的细胞，已知a a细胞细胞液浓度液浓度 b b细胞液浓度细胞液浓度 c c细胞液浓度细胞液浓度, ,如图所如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是示，能正确表示水分在三者之间关系的是第二关第二关 acbacbacbacbABCDC3 3、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称黄，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

17、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第三关第三关B4 4、利用高浓度盐水（、利用高浓度盐水（NaClNaCl溶液）杀菌防溶液）杀菌防腐的原理是（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 D、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡出而死亡第四关第

18、四关D5.将洋葱鳞片叶表皮放在“0.45 mol/L蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离；放在0. 35mol/L蔗糖溶液中细胞有胀大的趋势；放在0. 40mol/L蔗糖溶中，细胞似乎不发生变化”。这表明( ) A.细胞已经死亡 B.蔗糖分子可以自由进出细胞 C.细胞液浓度与0. 40mol/L蔗糖溶液浓度相当 D.细胞质壁分离后能自动复原C第五关第五关下图是处于不同生理状态的同一个洋葱鳞茎的三个洋葱鳞片叶表皮下图是处于不同生理状态的同一个洋葱鳞茎的三个洋葱鳞片叶表皮细胞，实验药品有清水、细胞，实验药品有清水、30%蔗糖溶液，分析回答：蔗糖溶液，分析回答：（1）图中）图中A细胞处于质壁分离状态，细胞处

19、于质壁分离状态， 处充满了处充满了（2）图中、共同组成）图中、共同组成_。（3）图中各细胞的细胞液浓度最高、颜色最深的是）图中各细胞的细胞液浓度最高、颜色最深的是_ _细胞图。细胞图。（4）如果将）如果将C细胞置于清水中，则该细胞最终将处于图细胞置于清水中，则该细胞最终将处于图中中_细胞的状态。细胞的状态。（5）在做洋葱表皮细胞质壁分离的实验过程中，图中各）在做洋葱表皮细胞质壁分离的实验过程中，图中各细胞状态依次出现的顺序是细胞状态依次出现的顺序是 （用（用A、B、C 顺序表示）。顺序表示）。原生质层原生质层ABBCA蔗糖溶液蔗糖溶液7、在下面的U型管装置中，左边加上10%的葡萄糖溶液，右边加

20、上10%的蔗糖溶液，在两管的中间位置放一半透膜，两种糖都不能通过此半透膜，请问静置一段时间后，两管中的液面变化情况。A、左边上升，右边下降B、右边上升，左边下降C、两边液面没有变化D、不能确定变化情况A9（08上海生物）在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如右图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将A不变 B增大 C减小 D先增后减10.将一张洋葱鳞片叶放在某一浓度的蔗糖溶液中,制成装片,放在显微镜下观察,有3种状态的细胞,如图,你认为这3个细胞（均为正常的活细胞）在未发生上述情况之前,其细胞液的浓度依次是：AABC CBAC DBACBB11

21、（ 2007广东生物）用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是（ ） A将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象 B在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂 C用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离复原现象 D当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能12（08广东生物）观察在0.3g/mL蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞，发现中央液泡逐渐变小，说明（ ）A细胞壁相当于一层半透膜B洋葱表皮细胞是活的C此时蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度D细胞壁收缩导致中央液泡失水BB13（08江苏生物）某同学进行实验，甲图为实验开

22、始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。（1）设计出继续实验的简要步骤： ； 。（2）预测实验现象并作出结论。答：如果答：如果a、b两管高度差缩小且两管高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果物能通过半透膜；如果a、b两管高度差增大且两管高度差增大且A试管内无砖红色沉淀、试管内无砖红色沉淀、B试管内试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜向向a、b两管分

23、别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热U型管至适宜温度，观察型管至适宜温度，观察a、b两管内液面的变化两管内液面的变化 吸取吸取a、b两管内适量液体，分别加入两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入斐林两试管中，并加入斐林试剂，（试剂，（6065）水浴加热，观察）水浴加热，观察A、B试管内有无砖红色沉淀试管内有无砖红色沉淀实验组装片的洋葱细胞呈分散的紫色球形，表明细胞壁已被分解掉。对照实验组装片的洋葱细胞呈分散的紫色球形，表明细胞壁已被分解掉。对照组装片的洋葱细胞呈相互连接的紫色多边形，表明细胞壁未被分解。组装片的洋葱细胞呈相互连接的紫色多边形，表明细胞壁未被

24、分解。14、进行植物体细胞杂交，首先需要除去细胞壁。现提供以下材料和用具：白色洋葱鳞片叶、紫色洋葱鳞片叶、适宜浓度的盐酸、适宜浓度的蔗糖液、纤维素酶、果胶酶、蒸馏水和镊子，显微镜、载玻片、盖玻片等。请你从中选取合适的材料配制成合理的细胞壁分解液，并设计出检验它除去细胞壁的方法和步骤，预测和解释实验的结果。(1)实验步骤：配制细胞壁分解液：选取 配制成细胞壁分解液。这样选取的理由是 检验细胞壁分解液除去细胞壁的方法：第一步： 第二步： 第三步： (2)实验结果的预测和解释：适宜浓度的蔗糖液，加入适量的纤维素酶和果胶酶适宜浓度的蔗糖液，加入适量的纤维素酶和果胶酶 纤维素酶和果胶酶能高效、专一地水解纤维素酶和果胶酶能高效、专一地水解细胞壁，适宜浓度的蔗糖液不会使原生质体过度吸水而胀破细胞壁，适宜浓度的蔗糖液不会使原生质体过度吸水而胀破 滴适量的细胞壁分解液在载玻片水中央，用镊子撕滴适量的细胞壁分解液在载玻片水中央，用镊子撕取一小块紫色洋葱鳞片叶表皮浸泡在其中。一段时间后，取一小块紫色洋葱鳞片叶表皮浸泡在其中。一段时间后，制得实验组装片制得实验组装片 用适宜浓度的蔗糖液替代细胞