第一节物质跨膜运输的实例

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薄膜的总称。讨论：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？渗透作用:水分子或溶剂分子通过半透膜，从溶液浓度低的一侧向溶液浓度高的一侧扩散的现象。若换为纱布，漏斗管内的液面不会上升发生渗透作用的条件：具有半透膜半透膜两侧溶液存在浓度差低溶液浓度高高水势低水分流动方向第1节物质跨膜运输的实例本节聚集：1.细胞在什么情况下吸水或失水？2.植物细胞的质壁分离与复原现象说明什么？3.为什么说细胞膜是选择透过性膜？一、细胞的吸水和失水：1.动物细胞的吸水和失水：吸水胀破失水皱缩正常状态思考与讨论1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？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？一般不会。一般会持续吸水而涨破。

红细胞至于溶液中红细胞正常，无变化外界溶液浓度____细胞质的浓度外界溶液浓度____细胞质的浓度

红细胞膨胀，甚至胀破外界溶液浓度____细胞质的浓度

红细胞皱缩=<>红细胞吸水红细胞失水细胞通过渗透作用是吸水还是失水，取决于细胞液与外界溶液浓度大小进行比较。结论：与生活的联系吃比较咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？思考：其他动物细胞的吸水和失水的原理与红细胞是一样的吗？白菜长时间放置在空气中会慢慢地萎蔫，但是将萎蔫的白菜放进清水中，它又会恢复硬挺的形态。可见，白菜也会失水和吸水。白菜细胞的失水与吸水与红细胞相同吗？如果不同，不同又在哪里呢？植物细胞与动物细胞的区别:(细胞壁是全透性的)成熟的植物细胞细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统课下实验: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、原生质层是否相当于一层半透膜？提出问题：（参考题目）根据同学们观察到的现象提出想探究的问题？讨论：【作出假设】植物细胞

相当于半透膜原生质层【回忆】植物细胞的结构设计实验:（学生阅读p62的参考案例）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。外界溶液浓度细胞液的浓度，细胞失水植物细胞——质壁分离外界溶液浓度细胞液的浓度，细胞吸水。植物细胞——质壁分离复原质壁分离:植物细胞因为失水收缩，细胞膜与细胞壁发生分离的现象。质壁分离复原：发生质壁分离的植物细胞因吸水膨胀，实验结果：

细胞大小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中央液泡大小原生质层的位置蔗糖

溶液清水表格分析：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：分析结果，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。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.动植物细胞在吸水与失水方面的差异

动物细胞没有细胞壁，因此不会有质壁分离现象。植物细胞由于有细胞壁的限制和保护不会因持续吸水而涨破。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。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？2、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？3、同一种植物对不同无机盐离子吸收有差异吗？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。4.植物对水的吸收和离子的吸收是一个相对独立的过程。5.细胞膜对无机盐的吸收具有选择性。根据资料分析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微生物其他物质跨膜运输实例二结论：不同细胞对于物质的输出和输入有选择性。几种微生物体内的矿物质含量（占全部矿物质的%）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。即细胞膜和其他生物膜都是选择通过性膜。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课堂反馈：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（）CacbacbacbacbABCD3、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B4、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D5、将洋葱表皮细胞浸入浓度为1mol/L的KNO3溶液中，细胞发生质壁分离。但过一段时间后，自动发生质壁分离复原，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。（2）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

的通透性存在差异，所以它是一种选择透过性膜。（1）洋葱表皮细胞液的浓度小于外界溶液浓度，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（2）由于细胞可选择性地吸收K＋和NO3－，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（3）离子

半透膜、选择透过性膜

（1）区别①半透膜可以是生物性的选择透过性膜，也可以是无生命的物理性膜，即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。②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。

（2）共性都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。

相关概念辨析原生质层、原生质体（1）原生质层是成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟的植物细胞中。（2）原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，常作为植物细胞融合的材料。

相关概念辨析（1）判断植物细胞的生活状况（2）判断植物细胞的细胞液浓度（3）农业生产中的水肥管理（4）生活中杀菌、防腐、腌制食品渗透作用原理的运用判断细胞是否发生质壁分离及复原的规律(1)从细胞角度分析①具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。②死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离现象。(2)从溶液角度分析①在溶质可穿膜的溶液中细胞会发生先质壁分离后自动复原现象（乙二醇、甘油、尿素、KNO3等溶液）。②在溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象，不能自动复原。③在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象，但会因过度失水而死亡不再复原。质壁分离实验的拓展应用及方法(1)判断细胞的死活待测细胞＋蔗糖溶液发生质壁分离和复原→活细胞不发生质壁分离→可能是死细胞

(2)验证原生质层和细胞壁伸缩性的大小成熟植物细胞+蔗糖溶液→发生质壁分离现象→细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性不发生质壁分离→细胞壁伸缩性大于或等于原生质层的伸缩性。

(3)测定细胞液浓度范围待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。(4)比较不同植物细胞的细胞液浓度不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液刚刚发生质壁分离时