第一节 物质跨膜运输的实例

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高一生物组教学目标：1、举例说出细胞膜是选择透过性膜2、尝试提出问题，作出假设3、进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作教学重点：举例说出细胞膜是选择透过性膜教学难点：尝试提出问题，作出假设

在第3章的学习中,我们知道细胞膜被称为系统的边界.作为边界,细胞膜具有哪些作用?将细胞与外界分隔开控制物质进出细胞进行细胞间的信息交流回忆：在细胞所需要的物质中,哪一种物质最多?细胞膜虽然能将细胞与外界分隔开,但是细胞作为一个生命系统,必须与外界进行物质和能量交换才能维持下去.

那么，细胞膜是怎样控制物质进出细胞的呢?这是本章探讨的主要内容。我们就先讨论水分是怎样通过细胞膜进出细胞的?(见于P60问题探讨)渗透现象1.分析渗透装置的主要构成。2.预测漏斗内液面变化。3.完成课本中的思考讨论题一、渗透作用的原理1、渗透作用原理的演示实验请观看渗透作用的现象，注意半透膜的特性及水分子的运动特点实验装置实验现象结果分析漏斗中液面上升单位体积清水中水分子数比单位体积蔗糖溶液中水分子数（水的物质的量浓度）多，因此，根据扩散作用的原理，在单位时间内，水分子由烧杯透过半透膜进入漏斗内的数量，多于水分子由漏斗透过半透膜进入烧杯内的数量，导致漏斗内液面上升低浓度溶液2、渗透作用的原理渗透作用的概念：②半透膜的两侧的溶液具有浓度差渗透作用发生的条件：①具有半透膜水分渗透方向：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散高浓度溶液溶液A浓度大于溶液B，水分子从B

A移动溶液A浓度小于溶液B，水分子从AB移动即3.如果烧杯中不是清水,而是同样浓度的蔗糖溶液液面会升高吗?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?液面不会升高，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透液面不会升高，半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量阅读课本P60“问题探究”，思考、讨论完成下列问题科学探究------------渗透现象由于单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量多于渗出的的水分子数量4.漏斗内的液面会持续升高吗？漏斗内液面升高漏斗内液柱产生的压力增大水分子进入漏斗速率逐渐减小进水速率=出水速率液面停止上升（渗透平衡）条件有半透膜半透膜两侧的溶液存在浓度差...渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜从相对含量高的一侧向相对含量低的一侧扩散，称为渗透作用.概念方向：低浓度

高浓度总结：有半透膜渗透平衡：进水速率=出水速率浓度差依然存在扩散：物质从高浓度到低浓度的运动渗透：水及其他溶剂分子通过半透膜的扩散区别：渗透与扩散的不同在于渗透必须有渗透膜（半透膜）概念区分：扩散与渗透的区别？细胞膜细胞内溶液1、如果将装置中的漏斗换成动物细胞还会不会吸水？2、如果吸水会发生什么？如果动物细胞吸水胀破则说明细胞也能渗透吸水、细胞膜相当于

半透膜提出问题：水分进出细胞是否与水分进出半透膜相同，是渗透方式吗？二、细胞的吸水和失水外界溶液浓度

细胞质浓度外界溶液浓度

细胞质浓度外界溶液浓度

细胞质浓度观察教材P60水分进出哺乳动物红细胞图示现象：小于大于等于细胞吸水膨胀细胞失水皱缩保持原状态分析回答P60“思考与讨论”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？不能是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？不一定，浓度差很大时会涨破，浓度差不是很大时不会涨破4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？5、食物较咸时，口腔和唇粘膜有什么感觉？为什么？干燥难受的感觉，外界浓度高，口腔和唇粘膜细胞失水细胞内外溶液的浓度差，浓度差越大细胞吸水或失水越多人的红细胞细胞膜细胞质生理盐水12（一）、动物细胞的吸水和失水：红细胞的细胞膜是不是相当于一层半透膜？红细胞的细胞膜相当于一层半透膜低浓度溶液高浓度溶液人的红细胞生理盐水吸水膨胀失水皱缩红细胞的细胞膜相当于一层半透膜分析结果得出结论提出问题设计实验进行实验作出假设实验结果:当细胞质浓度>外界溶液：动物细胞发生了渗透作用细胞吸水膨胀细胞失水皱缩当细胞质浓度<外界溶液：结果说明:细胞膜相当于半透膜动物细胞是一个渗透系统结果分析：思考？如果换成植物细胞会如何？细胞膜相当于半透膜外界溶液和细胞质浓度的差值相当于半透膜两侧的浓度差吸水、失水方式——渗透(二)、植物细胞的吸水和失水细胞壁细胞膜液泡膜细胞质原生质层（选择透过性，伸缩性大）（全透性，伸缩性小）细胞液(具有一定的浓度)?1、成熟植物细胞的结构：细胞核外界溶液若原生质层相当于半透膜，细胞液和外界溶液存在浓度差，植物细胞就是以渗透方式吸水和失水2、植物细胞吸水方式吸胀吸水渗透吸水实例：未成熟植物细胞、干种子原因：没有形成大的中央液泡实例：成熟的植物细胞条件：有中央液泡机理：靠细胞内的亲水性物质（蛋白质>淀粉>纤维素）吸收水分主要的吸水方式（1）、半透膜与选择透过性膜？半透膜：一些物质（一般是水分子物质）能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜选择透过性膜：指水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子、小分子可以通过，而其他的小离子、小分子和大分子则不能通过的膜选择透过性膜相当于半透膜，反之则不然概念区分：原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质（2）、原生质层和原生质的区别？原生质：细胞内具有生命活动的物质称为原生质（包括细胞膜、细胞质和细胞核）3、植物细胞的吸水和失水实验探究：(1)、探究课题：原生质层是否相当于半透膜？(2)、实验假设：原生质层相当于半透膜(3)、实验设计思路：蔗糖溶液>细胞液失水，细胞变小，细胞皱缩蔗糖溶液<细胞液

吸水，细胞变大，细胞膨胀预期预期(4)、实验材料：紫色洋葱鳞片叶(5)、实验试剂：0.3g/ml蔗糖溶液、清水(6)、实验步骤：制作洋葱鳞片叶临时装片低倍显微镜观察有一个紫色的中央大液泡原生质层紧贴细胞壁滴加蔗糖溶液（重复操作）低倍显微镜观察中央液泡逐渐变小，紫色加深原生质层逐渐与细胞壁分离滴加清水（重复操作）低倍显微镜观察中央液泡逐渐变大，紫色加淡原生质层逐渐贴近细胞壁（7）、结果记录：P62表格细胞失水质壁分离蔗糖溶液浓度细胞液浓度＞细胞吸水蔗糖溶液浓度细胞液浓度＜（8）、结论：质壁分离复原结果与预期相符原生质层相当于半透膜，细胞渗透吸水、失水（9）、质壁分离和复原的原因：质壁分离原因外界溶液浓度细胞液浓度＞细胞失水细胞壁的伸缩性原生质层的伸缩性＜质壁分离复原外界溶液浓度细胞液浓度＜细胞吸水细胞壁的伸缩性原生质层的伸缩性＜质壁分离的细胞吸水能力强(10)、注意事项：①只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离及其复原；动物细胞和没有液泡的植物细胞不能②实验材料中的细胞要有较深的颜色③使用的溶液浓度不能过大④不要让溶液流到显微镜上(11)、应用：①判断细胞的死活:待测细胞+分离剂镜检发生质壁分离和复原不发生质壁分离活细胞死细胞②比较不同植物细胞的细胞液浓度:不同植物细胞+同一浓度的分离剂镜检刚发生质壁分离所需时间比较判断分离速度(分离速度快，时间短，细胞液浓度小)③比较未知溶液浓度的大小:同一植物细胞+未知浓度溶液记录刚发生质壁分离的时间判断溶液浓度（时间短，外界溶液浓度大）④比较未知溶液浓度的大小:处于未发生质壁分离和刚发生质壁分离之间⑤鉴别不同种类的溶液:如KNO3溶液、蔗糖溶液、醋酸溶液①0.5g/mL的蔗糖溶液：质壁分离现象明显但不能复原。因为溶液浓度过高，细胞过度失水，导致死亡。

②1mol/LKNO3溶液：能质壁分离，并能自动复原。因为K+和NO3－可通过主动运输进入细胞，使细胞液浓度增大，细胞渗透吸水③1mol/L醋酸溶液：无质壁分离及复原现象，因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性原理:渗透作用条件有半透膜概念半透膜两侧溶液有浓度差动物细胞细胞的吸水和失水吸水:细胞质浓度>外界水溶液失水:细胞质浓度<外界水溶液动态平衡：细胞质浓度=外界水溶液植物细胞失水:细胞液浓度<外界溶液浓度质壁分离吸水:细胞液浓度>外界溶液浓度质壁分离的复原总结:三、物质跨膜运输的其他实例：细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程。其他物质的跨膜运输是怎样的呢？1、番茄和水稻吸收矿质离子的比较：科学家把番茄和水稻分别放在含有Ca2+、Mg2+、Si4+的培养液中培养，结果及分析如下：初始浓度

0Mg2＋Ca2+Si4+

离子培养液中的离子浓度水稻番茄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资料分析：不同植物细胞对同一无机盐离子的吸收量不同（有差异）同一植物细胞对不同无机盐离子的吸收量不同（有差异）提出问题：为什么水稻培养液中的Ca2+、Mg2+浓度上升，番茄培养液中Si4+浓度上升？水稻吸收水的相对速度比吸收Ca2+、Mg2+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+大，造成培养液中Si4+浓度上升。植物细胞在同一时间内吸收离子和吸收水的量不同，即吸收离子和吸收水是两个相对独立的过程结论：2、人体甲状腺滤泡上皮细胞对I-的吸收：高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？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：不同微生物对同种矿物质的吸收不同同种微生物对不同矿物质的吸收不同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3、微生物对矿物质的吸收：4、结论：细胞对物质的吸收有选择性物质跨膜运输的方式不同有的顺浓度梯度有的逆浓度梯度细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜1.家庭养花，如果施肥过多，会引起花卉萎蔫，这时可以采取的措施有（）①加强光照②改善空气流通③适当浇灌清水④更换盆中泥土A.①③B.②④C.①②D.③④2.a、b、c表示某植物体的三个相邻的细胞,它们的细胞液浓度为a>b>c,它们之间的水分渗透方向应该是()acbacbacbacb课堂练习ABCD3.当把紫色的洋葱鳞片叶的表皮置于质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液中后，原生质层和细胞壁之间将（）紧紧靠在一起B.充满细胞液

C.充满蔗糖溶液D.充满清水4.浓盐水有杀菌防腐的作用，其原因是（）A.浓盐水中含有较多的氯离子，使细菌毒素失效B.浓盐水中没有细菌所需要的酶，细菌不能产生毒素C.浓盐水中含养料少，细菌迅速死亡D.由于渗透作用，使细菌失水死亡5.以下哪种情况会发生渗透作用（）①干种子萌发时的吸水②萎蔫的青菜放进清水中变得硬挺③根毛细胞吸水④水由气孔进入外界环境⑤插在花瓶中的花枝由瓶中吸水⑥洋葱表皮细胞放在盐水中发生质壁分离⑦兔的血液红细胞放在盐水中发生皱缩①②③⑤⑦

B.②③⑤⑥⑦C.②③④⑥⑦D.②③⑥⑦6.某同学设计的渗透实验：用鸡蛋膜将漏斗口封住，再装上清水，把漏斗浸入盛有10％的NaCl溶液的烧杯中，使漏斗管内的液面与烧杯中的液面一样高，但他始终没有观察到渗透现象。他应该怎样改进的此装置才达到实验目的（）A.把10％的NaCl溶液换成30％的NaCl溶液B.把10％的NaCl溶液装在漏斗里，清水装在烧杯中C.把鸡蛋膜换成其