高中生物物质跨膜运输实例

关于高中生物物质跨膜运输实例第1页，共40页，2023年，2月20日，星期日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。物质的进进出出都要经过细胞的边界——细胞膜。而细胞内外的物质含量有很大差别，这与细胞膜的作用有什么关系？不同物质的跨膜运输有什么特点呢？第2页，共40页，2023年，2月20日，星期日§4-1物质跨膜运输的实例第3页，共40页，2023年，2月20日，星期日1、渗透系统装置（笔记）（P60问题探讨）一、渗透作用(笔记)半透膜：一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类多孔性薄膜的总称。如玻璃纸（赛璐玢）第4页，共40页，2023年，2月20日，星期日（1）漏斗管内的液面为什么会升高？液面是否会持续升高？单位时间内水分子数：进入漏斗的多于出来的（2）当液面不动时内外溶液浓度是否相等？此时还有无水分子的进出？不等，漏斗内＞烧杯中有，水分子进出达到动态平衡概念：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，称为渗透作用。第5页，共40页，2023年，2月20日，星期日第6页，共40页，2023年，2月20日，星期日（3）如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？（4）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？不会,因为纱布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由透过

半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内水分子数：渗入＝渗出，故液面不会升高。第7页，共40页，2023年，2月20日，星期日3、条件：①具有半透膜②半透膜两侧具有浓度差（摩尔浓度）

例如：同为质量分数10%的葡萄糖和蔗糖溶液，葡萄糖的摩尔浓度大，单位时间水分子向葡萄糖一侧渗透的多。2、

概念：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，称为渗透作用。水流方向：低浓度流向高浓度(水多)(水少)第8页，共40页，2023年，2月20日，星期日这个装置与我们要讲的“细胞的物质输入和输出”有什么关系呢？第9页，共40页，2023年，2月20日，星期日类比推理细胞膜细胞内溶液1、将装置中的漏斗换成动物细胞还存在渗透现象吗？2、动物细胞具备渗透作用的条件吗？相当于半透膜半透膜种类物理性过滤膜，如玻璃纸、鱼鳔等生物膜（具选择透过性）半透膜=生物膜第10页，共40页，2023年，2月20日，星期日外界溶液浓度

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？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？浓度差越大细胞吸水或失水越多水的进出方向——顺相对含量的梯度进出动物细胞的

其他动物细胞的吸水或失水与红细胞相似

小于

大于

等于二、动物细胞的吸水和失水实验细胞吸水膨胀细胞失水皱缩保持原状态第11页，共40页，2023年，2月20日，星期日吃比较咸的食物（咸菜或带盐的瓜子等），你的口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？怎么缓解？答：觉得比较干，细胞失水；喝水，使细胞吸水、充盈。与生活的联系第12页，共40页，2023年，2月20日，星期日1、成熟植物细胞的结构特点三、植物细胞的吸水与失水细胞壁细胞膜液泡膜细胞质原生质层（全透性）细胞液①②③④⑤焦点：原生质层是不是相当于一层半透膜？（具有一定的浓度）思考：把植物细胞放在清水（或高浓度溶液中）能否发生渗透现象？具备两个条件吗？（选择透过性）第13页，共40页，2023年，2月20日，星期日提出问题作出假设设计实验进行实验实验结论表达与交流进一步探究2、实验：探究植物细胞的吸水与失水原生质层是不是相当于一层半透膜？原生质层相当于一层半透膜点击展开植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，一个成熟的植物细胞可以看做一个渗透系统植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？第14页，共40页，2023年，2月20日，星期日实验原理材料用具紫色洋葱鳞片叶0.3g/ml蔗糖溶液，清水设计实验方法步骤(P62)第15页，共40页，2023年，2月20日，星期日加0.3g/ml蔗糖溶液液泡缩小，颜色加深原生质层与细胞壁分离在高浓度环境下细胞失水再加清水液泡逐渐增大，颜色变浅质壁分离复原在低浓度环境下细胞吸水质壁分离质壁分离复原进行实验第16页，共40页，2023年，2月20日，星期日实验现象

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第17页，共40页，2023年，2月20日，星期日成熟植物细胞对比分析植物细胞的结构与渗透装置（练习册P43）外界溶液细胞膜细胞质液泡膜细胞液原生质层清水半透膜蔗糖溶液渗透装置细胞壁第18页，共40页，2023年，2月20日，星期日1.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？2.如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶液，实验结果会有什么不同？不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡，不可能发生质壁分离复原3.为什么植物细胞失水时,原生质层与细胞壁不是一起变化,而是发生质壁分离?原生质层比细胞壁的伸缩性大思考与讨论第19页，共40页，2023年，2月20日，星期日注意:(笔记)2、质壁分离的原因（即原理）：3、变化“质”——“壁”——内因原生质层具有选择透过性原生质层比细胞壁的伸缩性大外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度。质壁分离——液泡变

、紫色区域变

、紫色变

、细胞液浓度变

、吸水能力变

。复原——反之1、小小深大大原生质层细胞壁第20页，共40页，2023年，2月20日，星期日4、半透膜与选择透过性膜的比较（练习册P43）膜的种类物质通透性特点半透膜较小物质能通过，较大物质不能通过不具选择性，不具活性，是多孔性薄膜选择透过性膜要选择吸收的离子、小分子可以通过，而其他离子、小分子和大分子不能通过具有选择性和活性，是生物膜第21页，共40页，2023年，2月20日，星期日5、发生质壁分离和复原的材料条件①活细胞（原生质层相当于半透膜）②有细胞壁（植物细胞）；③有中央大液泡（如成熟的植物细胞

，最好有颜色，易观察）；（干种子的细胞、根尖分生区以及动物细胞不能发生质壁分离）第22页，共40页，2023年，2月20日，星期日质壁分离及其复原实验的应用（1）判断细胞的死活。（2）测定细胞液浓度范围。（3）验证细胞壁和原生质层的伸缩性大小。（4）比较不同植物细胞的细胞液浓度。（5）农业生产中的水肥管理（6）生活中杀菌、防腐、腌制食品（7）鉴别不同种类的溶液。

成熟植物细胞+不同种类溶液→质壁分离→溶质

不能通过半透膜的溶液（如蔗糖溶液）质壁分离后又自动复原→溶质能通过半透膜的溶液

（如KNO3、尿素、甘油、乙二醇等溶液）第23页，共40页，2023年，2月20日，星期日待测细胞+蔗糖溶液-----发生质壁分离和复原不发生质壁分离（活细胞）（死细胞）（1）判断细胞的死活；（2）测定细胞液的浓度范围待测细胞+一系列浓度梯度的蔗糖溶液——细胞液浓度范围介于‘未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围之间’。6、质壁分离的应用第24页，共40页，2023年，2月20日，星期日不同植物细胞+同一浓度溶液——质壁分离速度、程度（3）比较不同植物细胞的细胞液浓度；（4）比较未知溶液浓度的大小同一植物细胞+未知浓度溶液——质壁分离速度、程度（5）验证原生质层和细胞壁伸缩性的大小（6）鉴别不同种类的溶液如KNO3、葡萄糖、乙二醇、尿素等溶液中质壁分离可自动复原（细胞会吸收这些物质），蔗糖溶液中不可。第25页，共40页，2023年，2月20日，星期日初始浓度

0Mg2＋

Ca2+Si4+

离子培养液中的离子浓度水稻番茄四、物质跨膜运输的其他实例（P63）1、水稻培养液中的Ca2+、Mg2+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？实例一提示1：在培养过程中，水稻吸收水分及其他离子较多，吸收Ca2+、Mg2+较少，结果导致水稻培养液里的Ca2+、Mg2+浓度增高。提示2：不同作物对无机盐的吸收有差异。体现在同种植物对不同离子的吸收及不同植物对同种离子的吸收具有选择性。。第26页，共40页，2023年，2月20日，星期日

物质（如碘）的跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，有些可逆相对含量梯度主动运输，这取决于细胞生活的需要。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（如碘的摄取）的跨膜运输也是这样的吗？实例二人体甲状腺滤泡上皮细胞结论第27页，共40页，2023年，2月20日，星期日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微生物实例三结论第28页，共40页，2023年，2月20日，星期日结论（P64）：

从以上实例可以看出，物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，而且细胞对于物质的输入和输出有选择性。可以说细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，这种膜可以让水分子自由通过，被选择的离子和小分子也可以通过，其他的离子、小分子和大分子不能通过。与细胞生命活动密切相关，是活细胞的一个重要特征。第29页，共40页，2023年，2月20日，星期日1、将一块新鲜马铃薯切成5块，放在一定浓度的蔗糖溶液中，通过显微镜观察细胞，结果是蔗糖浓度g/ml0.050.100.150.200.25质壁分离情况不发生不发生刚发生发生发生则马铃薯的细胞液浓度大约为

g/mlA、0.05—0.10B、0.10-0.15C、0.15-0.20D、0.20-0.25B第30页，共40页，2023年，2月20日，星期日2．将人类的红血球置于不同浓度蔗糖液中，浸泡半小时之后的结果如图4－3。依照血球外形的变化判断蔗糖液的浓度，由高到低排列，正确的是（）。A．甲＞乙＞丙＞丁B．丁＞甲＞乙＞丙C．丙＞丁＞甲＞乙D．丙＞乙＞丁＞甲D第31页，共40页，2023年，2月20日，星期日3.将甲乙两种不同植物的成熟活细胞置于0.3mol/l的蔗糖溶液中，用显微镜观察其形态，如图所示A、甲细胞液浓度较高不适应盐碱地栽培B、甲细胞液浓度较高更适应盐碱地栽培C、乙细胞液浓度较高更适应盐碱地栽培D、乙细胞液浓度较高不适应盐碱地栽培甲乙B第32页，共40页，2023年，2月20日，星期日4、食醋中的醋酸分子是活细胞不需要的小分子物质，蔗糖是活细胞需要的大分子物质，用食醋和蔗糖可将新鲜的大蒜腌制成糖醋蒜，其原因是：A、醋酸和蔗糖分子均能被活细胞选择吸收B、因腌制时间过久两种物质慢慢进入活细胞C、醋酸将活细胞杀死后使细胞膜失去了选择性D、两种物质通过细胞壁，附着在细胞膜的外表面C第33页，共40页，2023年，2月20日，星期日5、a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度>b细胞液浓度>c细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（）CacbacbacbacbABCD第34页，共40页，2023年，2月20日，星期日6、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”。其原因是（）A、根细胞从土壤中吸收的养分过多B、根细胞不能从土壤中吸水C、根系不能将水向上运输D、根系被肥料分解释放的热能烧毁B7、利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（）A、盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用B、盐水中的Na＋不利于细菌的生活C、盐水是中性的，不适于细菌的生活D、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡D第35页，共40页，2023年，2月20日，星期日下图表示多种植物成熟细胞，在不同浓度的蔗糖溶液中质壁分离的百分率，图中曲线表明这些植物细胞

A．细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度

B．细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度

C．有不同浓度的细胞液

D．细胞膜有不同的选择透过性C第36页，共40页，2023年，2月20日，星期日取一段葱茎，将其纵切。由于纵切的葱茎使薄壁的皮层细胞摆脱了厚壁的表皮细胞的束缚，皮层细胞扩张得更快，从而使葱茎向表皮外弯曲，切后的形状如下图，将它作为对照。再取另外四节葱茎做同样的处理，将它们分别置于a至d的不同浓度的蔗糖溶液中，30分钟后，葱茎