第四章第一节物质跨膜运输的实例

1、第一节 物质跨膜运输的实例第四章 细胞的物质输入和输出问题探讨：渗透现象1、漏斗管内的液面为什么会升高？2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？3、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？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不会, 因为纱布的孔隙很大, 蔗糖分子也可以自由透过.不会, 单位时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条件一、渗透作用水分子透过半透膜，由低浓度溶液向高浓度溶液扩散半透膜膜两侧的溶液具有浓度差（一些小分子物质能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜）特点条件外界溶液浓度 细胞质浓度细胞失水皱缩1、红细胞内的

2、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？二、动物细胞的吸水和失水一般不能透过细胞膜 相当于半透膜 外界溶液浓度细胞质浓度保持原状态外界溶液浓度=细胞质浓度细胞失水皱缩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 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 三、植物细胞的吸水和失水1、将白菜剁碎做馅时,常常放一些盐,一会儿后就可看到水分渗出。2、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”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

3、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？ 探究：提出问题：原生质层相当于半透膜作出假设：理由是：植物细胞膜和液泡膜都是生物膜，（P49）他们具有与红细胞的细胞膜基本相同的化学组成和结构。上述的事例与红细胞的失水和吸水很相似。 原生质层是细胞层次的结构，要观察它，我们必须借助于什么工具？那么我们应该选用什么样的实验材料才能使实验成功呢？ 液泡和细胞体积、大小的变化 设计方案：将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液中和清水中，观察其大小的变化。 预期实验的结果 ：由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由通过，而蔗糖分子则不能通过，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央

4、液泡会缩小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的液泡又会变大，细胞膨胀。 设计实验质壁分离及复原现象实验结果： 中央液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液清水变小逐渐恢复原来大小原生质层恢复原来位置原生质层脱离细胞壁基本不变基本不变水的进出方向顺相对含量的梯度进出植物细胞 外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞吸水植物细胞质壁分离和复原现象外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞失水实验结论：原生质层相当于半透膜 细胞内有细胞液 长颈漏斗中有蔗糖液 外界溶液 烧杯中有清水 半透膜成熟的植物细胞渗透系统装置 原生质层 (选择性透过膜) 成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统质壁分离的原因分析5、质壁分离及复原现象植

5、物细胞吸水和失水的探究实验的用途1.鉴定植物细胞的死活（死细胞不会有质壁分离现象）2.证明原生质层具有选择透过性（例如在蔗糖溶液中，蔗糖不能进入细胞中）。3.观察植物细胞的细胞膜（正常状态下的细胞的细胞膜极薄，紧贴细胞壁不易被观察，质壁分离时就可以观察到）。4.测定细胞液的浓度大小（配制具浓度梯度的溶液，观察位于不同浓度中细胞的质壁分离状况，等渗溶液中细胞既不吸水也不失水）。5.证明细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性（因为两者的伸缩性不同，所以才会发生质壁分离）。把蔗糖溶液换成KNO3溶液，实验结果怎样呢？先发生质壁分离，然后自动复原原因：K+可以通过主动运输进入到细胞内。初始浓度 0 Mg2

6、 Ca2+ Si4+ 离子培养液中的离子浓度水稻番茄物质跨膜运输的其他实例实例一1、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？(1)不同植物细胞对同一无机盐离子、同一植物细胞对不同无机离子的吸收均有差异，说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有选择性。(2)番茄吸收Ca2、Mg2多，吸收Si4少；水稻吸收Si4多，而吸收Ca2、Mg2少，从营养学角度讲番茄的补钙效果比水稻好。(3)水稻吸收水的相对速度比吸收Ca2、Mg2的大，造成培养液中Ca2、Mg2浓度上升；番茄吸收水的相对速度比吸收Si4的大，造成培养液中Si4浓度上

7、升。(4)植物细胞在同一时间吸收离子和吸水的量不同，即吸收离子和吸收水是两个不同的过程。原因分析：内因遗传因素外因主要是影响呼吸作用1.在培养过程中，水稻吸收水分及Si4+离子较多，吸收Ca2+、Mg2+较少，结果导致水稻培养液里的Ca2+、Mg2+浓度增高。2.在番茄的培养液中， Ca2+、Mg2+的浓度下降，而Si4+的浓度升高，证明番茄吸收的Ca2+、Mg2+比Si4+ 多。3.不同作物对无机盐的吸收是有差异的。根据资料分析结论：细胞对于物质的输出和输入有选择性。28.1648.55米曲菌38.6651.00酵母菌2.414.93圆褐固氮菌12.9533.99大肠杆菌K2OP2O5微生物

8、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一样顺相对含量梯度的运输的。物质跨膜运输的其他实例三20 25倍人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力250mg/L血液中碘的浓度I 水分子的运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也是这样的吗？由此你能得出什么结论？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 于细胞生命活动的需要。细胞对物质的吸收是有选择的。结论： 细胞膜不仅是半透膜，还是选择透过性膜实例分析结论 (1)细胞膜和其他生物膜一样都是选择透过性膜。 它具有的特点是： 水分子可以自由通过。 一些需要的离子和小分子也可以通过。 其他的离

9、子、小分子和大分子则不能通过。 (2)物质通过生物膜的跨膜运输，有的是顺相对含量梯度的，有的是逆相对含量梯度的。 (3)细胞对于物质输入和输出及选择性是通过细胞膜实现的。 选择透过性的原因是膜上载体的种类和数量不同对比辨析半透膜、选择透过性膜区别： a.半透膜是无生命的物理性膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。 b选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。 选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。

10、即某些物质可以通过，另一些物质不能通过。、扩散与渗透的区别渗透作用是水分子等溶剂分子通过半透膜的扩散。扩散是一种物质由高浓度区域向低浓度区域的物理运动。渗透一定是扩散，但扩散不一定是渗透。渗透相对于扩散有两个要点：要跨膜（扩散可以不跨膜）；是溶剂分子（扩散还可以是气体分子）。扩散渗透不同点概念扩散是一种物质由高浓度区域向低浓度区域的物理运动水分子或其他溶剂分子透过半透膜向溶质浓度大的一侧运动条件浓度差半透膜半透膜两侧具有浓度差物质溶质、溶剂分子溶剂分子联系渗透是扩散的一种特殊形式1、(2008年广东卷)观察在0.3 g/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

11、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B 2、放入30%蔗糖溶液中不会发生质壁分离的一组细胞是 洋葱根尖生长点细胞人的口腔上皮细胞洋葱表皮细胞干种子细胞蛔虫卵细胞洋葱根毛细胞 AB CDC巩固练习 3、U形管中装有两种不同的溶液R及S，两者被一半透膜(X)隔开(如下图a所示)。与S相比，R为低渗溶液(即浓度较低)。图中黑色的深浅即代表浓度的高低。当U形管内达到平衡时。U形管两侧溶液高度及浓度分别是怎样的(参看图b)A右侧较高，两溶液浓度相等B右侧较高，且右侧浓度较高C左侧较高，且左侧浓度较高D两侧高度相等，且浓度相同B4、（2009年海南卷）已知

12、鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的20蔗糖溶液、排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10蔗糖溶液的烧杯中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是B6、（2008年江苏卷）某同学进行实验，甲图为实验开始状态，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：_答案：（1）向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热（或隔水加热）U型管至适宜温度，观察a、b两管内液面的变化吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入斐林试剂，（6065 ）水浴加热，观察A、B试管内有无砖红色沉淀（2）如果a、b两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果a、b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀、B试管内有砖红色沉淀