生物细胞的物质输入和输出新人教必修

生物细胞的物质输入和输出新人教必修第1页/共42页一、渗透作用半透膜：半透膜是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薄膜的总称第2页/共42页渗透作用装置第3页/共42页分析实验现象1.漏斗管内液面为什么会升高？2.用纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面还会升高吗？

由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。

用纱布替代玻璃纸时，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高。第4页/共42页分析实验现象4.水分子只能从烧杯中扩散到漏斗中吗？（友情提醒）半透膜，水分子可以自由通过。

不是的，水分子既可以从烧杯中扩散到漏斗中，也能从漏斗中扩散到烧杯中，只不过，在单位时间内，从烧杯中扩散到漏斗中的水分子数量比较多。

3.清水换成同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？

半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量，液面也不会升高。第5页/共42页得出结论水渗入漏斗内使液面上升必须具备两个条件半透膜半透膜两侧溶液浓度差第6页/共42页渗透作用：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，称为渗透作用条件①具有半透膜（主要）②半透膜两侧的溶液浓度不同第7页/共42页问题：细胞是否会发生渗透作用呢？

（一）动物细胞的吸水和失水

分析右图，一段时间后红细胞会发生什么变化？

放到清水中，细胞不断吸水膨胀直至胀破。第8页/共42页【探究】红细胞是否具有发生渗透作用的条件问题一红细胞的

相当于半透膜，为什么？

因为，细胞膜同样具有有些物质可以通过，而有些物质不能通过的特点。

问题二什么情况下，红细胞会发生吸水或失水？细胞膜当外界溶液浓度＞细胞质基质浓度时，红细胞失水；当外界溶液浓度＜细胞质基质浓度时，红细胞吸水。第9页/共42页清水0.9%生理盐水10%的盐水2、总结归纳吸水和失水规律当外界溶液浓度大于细胞质的浓度时，红细胞失水皱缩当外界溶液的浓度小于红细胞内部的浓度时，红细胞吸水而膨胀当外界溶液的浓度等于细胞质的浓度时,水分进出红细胞就处于动态平衡第10页/共42页1.细胞膜相当于半透膜2.外界溶液与细胞质基质存在浓度差【总结】红细胞发生渗透作用的条件第11页/共42页1．红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？不可以，因为血红蛋白是大分子，不能透过细胞膜。2．当外界溶液浓度过低时，红细胞会发生什么变化？原因会发生吸水并且胀破，因为外界溶液浓度过低，红细胞不断吸水，而细胞膜的伸缩性是一定的，超过了这个限度，细胞就会破裂。

3．红细胞吸水或失水的多少与什么有关？红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外的浓度差，一般差值越大，吸水或失水越多。【思考】第12页/共42页

红细胞不吸水也不失水，保持细胞原有的形态。因为外界溶液浓度=细胞内浓度，所以单位时间渗入的水分子数量等于渗出的水分子数量，水分子的运动达到动态平衡，因此表现细胞既不吸水也不失水。

4.如果将红细胞放置于生理盐水中呢，细胞有什么变化？原因？

第13页/共42页问题1.植物细胞会出现失水的情况吗？2.植物细胞在什么情况下会失水？3.原生质层是否相当与半透膜？当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时第14页/共42页2.植物细胞的吸水与失水【探究】植物细胞

相当于半透膜原生质层第15页/共42页探究实验：植物细胞的吸水和失水提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果表达与交流（原生质层是一层半透膜吗？）（原生质层相当于一层半透膜）设计方案（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论：……）（总结，写实验报告并适当交流）预期结果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。第16页/共42页1.剥取洋葱鳞茎的鳞片叶，外表皮紫色较浓的更好。用解剖刀或刀片在叶片外表皮划一0.5cm见方的“井”字。2.用尖嘴镊从“井”字中央的一角小心地将洋葱鳞片叶外表皮撕下，平铺在载玻片中央。3.用小滴管在表皮上滴一滴质量分数为30%的蔗糖溶液，盖上盖玻片。用吸水纸吸去多余液体。4.在显微镜下观察，可见原生质缓慢收缩，逐渐出现与细胞壁分离的现象，直到原生质收缩成球状小团，与细胞壁完全分开。5.在盖玻片的一侧滴加清水，用吸水纸在盖玻片的另一侧吸收，使清水置换蔗糖溶液。6.在显微镜下观察，可见质壁分离现象缓慢复原。进行实验第17页/共42页1.实验结果与你与预期相吻合吗？它是否支持你所作出的假设？如果有的结果与预期有所不同，你认为应当作怎样的解释？2.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？3.如果滴加的是0.5克ml的蔗糖溶液，实验结果会有什么不同？交流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第18页/共42页植物细胞的质壁分离及复原第19页/共42页实验现象：

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20页/共42页得出结论

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。细胞液与细胞外界溶液发生了渗透作用。第21页/共42页2.质壁分离及复原现象第22页/共42页初始浓度

0Mg2＋

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？第23页/共42页4.细胞对物质的吸收有选择吗?如果有，这种选择性有普遍性吗？3.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也是这样吗？

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。这种选择性具有普遍性。第24页/共42页被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。主动运输：物质从低浓度一侧运输到高浓度的一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。

物质跨膜运输的方式第25页/共42页第26页/共42页第27页/共42页被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。自由扩散：协助扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞。进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。第28页/共42页协助扩散比自由扩散速率大的原因是协助扩散有载体蛋白的协助第29页/共42页第30页/共42页第31页/共42页主动运输的意义：

保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。第32页/共42页比较三种物质运输方式的异同：运输方式运输方向是否需要载体蛋白是否消耗细胞内的能量代表例子顺浓度梯度顺浓度梯度逆浓度梯度不需要需要需要不消耗不消耗需要消耗O2、CO2等气体、水、乙醇、甘油等通过细胞膜葡萄糖进入红细胞葡萄糖、氨基酸进入小肠上皮细胞；离子通过细胞膜自由扩散协助扩散主动运输被动运输探究发现活动一:第33页/共42页1、不同物质跨膜运输的方式一般不同，有时同一种物质跨膜运输的方式也不同，如葡萄糖2、细胞膜中的载体蛋白在协助扩散和主动运输中都有特异性，仅能运载特异的物质或几种结构相似的物质，如运载葡萄糖的载体就不能运载氨基酸3、主动运输方式进入细胞的物质，吸收量的多少取决于细胞膜上的载体的数量和种类，还与细胞的呼吸作用产生的能量的多少有关物质跨膜运输的特点第34页/共42页胞吞作用：像蛋白质这样的大分子物质和颗粒性物质附着在细胞膜上，由细胞膜内陷形成小囊，这些物质就被包入小囊内，然后，小囊从细胞膜上脱离下来形成小囊泡，进入细胞内部，这种现象叫做胞吞作用。细胞的胞吞作用和胞吐作用第35页/共42页胞吐作用：有些物质在细胞膜内被一层膜所包围，形成小囊泡，囊泡膜与细胞膜融合在一起，小囊泡逐渐移到细胞表面，并且向细胞外张开，使内涵物质排出细胞外，这种现象叫做胞吐作用。如：分泌蛋白的合成与运输。细胞的胞吞作用和胞吐作用第36页/共42页1.以下可以发生渗透作用的是（）

A.煮熟的马铃薯条放入水中

B.把干种子放在清水中

C.烈日下菠菜叶子下垂

D.放在盐水中的萝卜变软D巩固练习第37页/共42页2.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38页/共42页3.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B第39页/共42页4.利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐