物质跨膜运输的实例课件4.ppt

1、第四章 细胞的物质输入输出 第一节 物质跨膜运输的实例一.生活现象渗透作用半透膜：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 的总称分析实验现象1.第一组装置的第一组装置的 漏斗管内液面为什么会升高？漏斗管内液面为什么会升高？2、第二组装置，用纱布代替玻璃纸，管内液面没有、第二组装置，用纱布代替玻璃纸，管内液面没有升高的升高的 原因？原因？3、第三组装置，清水换成同样浓度的蔗糖溶液，也没有升高的、第三组装置，清水换成同样浓度的蔗糖溶液，也没有升高的 原因？原因？由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的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

2、量，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。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。糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高。半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过玻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，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。液面也不会升高。渗透作用一、渗透作用一、渗透作用（1）渗透作用：）渗透作用：指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散

3、。（2）发生渗透作用的条件：）发生渗透作用的条件：一是一是具有半透膜具有半透膜 二是二是半透膜两侧具有浓度差半透膜两侧具有浓度差【探究】红细胞是否具有发生渗透作用的条件【探究】红细胞是否具有发生渗透作用的条件 问题一问题一 红细胞的红细胞的 相当于半透膜，为相当于半透膜，为什么？什么？因为，细胞膜同样具有有些物质可以通过，而有些因为，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。物质不能通过的特点。问题二问题二 什么情况下，红细胞会发生吸水或失水？什么情况下，红细胞会发生吸水或失水？细胞膜细胞膜二.细胞的吸水和失水（一）动物细胞正常吸水，膨胀失水，皱缩二、细胞的吸水和失水（原理：渗

4、透作用）二、细胞的吸水和失水（原理：渗透作用）1、动物细胞动物细胞的吸水和失水的吸水和失水外界溶液浓度外界溶液浓度细胞质浓度时细胞质浓度时,细胞失水皱缩细胞失水皱缩外界溶液浓度外界溶液浓度=细胞质浓度时细胞质浓度时,水分进出细胞处于动态平衡水分进出细胞处于动态平衡细胞吸水膨胀 保持原状态细胞失水皱缩1 1红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？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。不可以，因为血红蛋白是大分子，不能透过细胞膜。2 2当外界溶液浓度过低时，红细胞会发生什么变化？原因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

5、且胀破会发生吸水并且胀破 ，因为外界溶液浓度过低，红细胞，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，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。细胞就会破裂。3 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，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。一般差值越大，吸水或失水越多。【思考【思考】问 题1.1.植物细胞会出现失水的情况吗？植物细胞会出现失水的情况吗？2.2.植物细胞在什么情况下会失水？植物细胞在什么情况下会失

6、水？3.3.原生质层是否相当与半透膜？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当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时（二）植物细胞植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水 细胞内的液体环境主要指的是细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液液泡里面的细胞液.原生质层：原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质植物细胞的吸水与失水探究实验：植物细胞的吸水和失水提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验进行实验进行实验分析结果分析结果表达与交流表达与交流（原生质层是一层半透膜吗？）（原生质层是一层半透膜吗？）（原生质层相当于一层半透膜）

7、（原生质层相当于一层半透膜）设计设计方案方案（按预定方案进行实验）（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论：（分析实验结果，得出结论：）（总结，写实验报告并适当交流）（总结，写实验报告并适当交流）预期预期结果结果将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液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。央液泡会变大，细胞膨胀。实验步

8、骤1.剥取洋葱鳞茎的鳞片叶，剥取洋葱鳞茎的鳞片叶，外表皮紫色较浓外表皮紫色较浓的更好。用解剖的更好。用解剖刀或刀片在叶片外表皮划一刀或刀片在叶片外表皮划一0.5 cm见方的见方的“井井”字。字。2.用尖嘴镊从用尖嘴镊从“井井”字中央的一角小心地将洋葱鳞片叶外表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。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用小滴管在表皮上滴一滴质量分数为30%的蔗糖溶液的蔗糖溶液，盖，盖上盖玻片。用吸水纸吸去多余液体。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，逐渐出现与细胞在显微镜下观察，可见原生质缓慢收缩

9、，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。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。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。在显微镜下观察，可见质壁分离现象缓慢复原。探究：成熟的植物细胞吸水和失水的探究实验结果中央液泡大小原生质层位置细胞大小0.3g/mL蔗糖溶液变小脱离细胞壁基本不变清水逐渐恢复原来大小恢复原位基本不变*0.5克ml的蔗糖溶液，高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡，不

10、可能发生质壁分离复原*紫色洋葱，液泡为紫色，便于观察。*硝酸钾溶液，即可使细胞发生质壁分离，又可以使它自动复原（钾离子、硝酸根离子被吸收）外界溶液浓度外界溶液浓度细胞液浓度时细胞液浓度时,细胞质壁分离细胞质壁分离 外界溶液浓度外界溶液浓度细胞液浓度细胞液浓度植物吸水方式有两种：植物吸水方式有两种：吸胀作用吸胀作用（未形成液泡）（未形成液泡）：如干种子、根尖如干种子、根尖分生区（亲水性物质吸水。如蛋白质、淀粉、分生区（亲水性物质吸水。如蛋白质、淀粉、纤维素等）纤维素等）渗透作用渗透作用(形成液泡形成液泡)物质跨膜运输的其他实例物质跨膜运输的其他实例1.细胞的吸水和失水是水分子细胞的吸水和失水是水

11、分子顺顺相对含量的梯度跨膜运输的。相对含量的梯度跨膜运输的。2.对矿质元素的吸收对矿质元素的吸收 有些是有些是逆逆相对含量梯度相对含量梯度主动运输主动运输3.细胞膜和其他生物膜都是选择透过细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，水分子可以自由通过，一些离子和小性膜，水分子可以自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。细胞对物质的吸收是有选择的。这种选择性具有普遍性细胞对物质的吸收是有选择的。这种选择性具有普遍性。可作为活细胞的一。可作为活细胞的一个重要特征。个重要特征。三.物质跨膜运输的其他实例初始浓度 0

12、 Mg2 Ca2+Si4+离子离子培养液中的离子浓度培养液中的离子浓度水稻水稻番茄番茄 对物质是否吸收以及吸收多少，都是由细胞膜上载体的种类和数量决定。也取决于细胞生命活动的需要。比较几组概念扩散：扩散：物质从高浓度到低浓度的运动叫做扩散（扩散与过膜与物质从高浓度到低浓度的运动叫做扩散（扩散与过膜与否无关）否无关）（如：（如：O2从浓度高的地方向浓度低的地方运动）从浓度高的地方向浓度低的地方运动）渗透：渗透：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透 （如：细胞的吸水和失水，原生质层相当于半透膜）（如：细胞的吸水和失水，原生质层相当于半透膜）半

13、透膜：半透膜：物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小 （如：动物膀胱、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜等）（如：动物膀胱、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜等）选择透过性膜选择透过性膜：细胞膜上具有载体，且不同生物的细胞膜上载细胞膜上具有载体，且不同生物的细胞膜上载体种类和数量不同，构成了对不同物质吸收与否和吸收多体种类和数量不同，构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性。少的选择性。（如：细胞膜等各种生物膜）（如：细胞膜等各种生物膜）练习题1、以下可以发生渗透作用的是、以下可以发生渗透作用的是_ D _.A.煮熟的马铃薯条放入水中煮熟的马铃薯条放入水中 B.把干

14、种子放在清水中把干种子放在清水中 C.烈日下菠菜叶子下垂烈日下菠菜叶子下垂 D.放在盐水中的萝卜变软放在盐水中的萝卜变软2、a、b、c是三个相邻的细胞，已知是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度细胞液浓度 b细胞液浓度细胞液浓度 c细胞液细胞液浓度浓度,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（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、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗烧苗”。其原因是。其原因是（）A、根细胞从土壤中吸收的养分过多、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、根细胞不能从

15、土壤中吸水 C、根系不能将水向上运输、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、根系被肥料分解释放的热能烧毁B4、利用高浓度盐水（、利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（溶液）杀菌防腐的原理是（）A、盐水中的、盐水中的Cl有杀菌防腐的作用有杀菌防腐的作用 B、盐水中的、盐水中的Na不利于细菌的生活不利于细菌的生活 C、盐水是中性的，不适于细菌的生活、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、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡D5、甜菜块根细胞的液泡中有花青素，使块根变为红色。、甜菜块根细胞的液泡中有花青素，使块根变为红色。将块根

16、切成小块放在蒸馏水中，水无明显的颜色变化。将块根切成小块放在蒸馏水中，水无明显的颜色变化。但用盐酸处理这些根后，则能使水变红。其原因是（但用盐酸处理这些根后，则能使水变红。其原因是（）A花青素不溶于水而溶于盐酸花青素不溶于水而溶于盐酸B盐酸破坏了细胞膜的选择透过性盐酸破坏了细胞膜的选择透过性C盐酸破坏了原生质层的选择透过性盐酸破坏了原生质层的选择透过性D细胞壁被盐酸破坏细胞壁被盐酸破坏C6、下列四项中除了（、下列四项中除了（）外，其余都是一个植物细胞组）外，其余都是一个植物细胞组成的渗透系统的理由。成的渗透系统的理由。A、纤维素和果胶构成的细胞壁是全透性的、纤维素和果胶构成的细胞壁是全透性的B

17、、由细胞膜、细胞质、液泡膜构成的原生质层是选择、由细胞膜、细胞质、液泡膜构成的原生质层是选择透过膜透过膜C、液泡中具有一定浓度的细胞液、液泡中具有一定浓度的细胞液 D、细胞液的浓度大于（或小于）外界溶液的浓度、细胞液的浓度大于（或小于）外界溶液的浓度A课后习题答案四、答案和提示四、答案和提示（一）问题探讨1.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。2.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。3.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

18、升高。（二）思考与讨论1.红细胞内的血红蛋白等有机物一般不能透过细胞膜。2.红细胞的细胞膜相当于“问题探讨”中的半透膜。3.当外界溶液的浓度低于红细胞内部的浓度时，红细胞一般会因持续吸水而涨破。4.红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外浓度的差值。一般情况下，差值较大时吸水或失水较多。（三）资料分析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。2.不同作物对无机盐的吸收是有差异的。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并不都是这样，这取决于细胞生命活动的需要。4.细胞对物质的吸收是有选择的。这种

19、选择性具有普遍性。（四）练习基础题1.。2.。3.。拓展题提示：农业生产上的轮作正是针对不同作物根系对矿质元素的选择性吸收而采取的生产措施。如果长期在同一块田里种植同种作物，地力就会下降（俗称伤地），即某些元素含量下降，这样就会影响作物的产量同步习题2、例题精析、例题精析：例1甜菜块根细胞的液泡中有花青素，使块根变为红色。将块根切成小块放在蒸馏水中，水无明显的颜色变化。但用盐酸处理这些根后，则能使水变红。其原因是（）A花青素不溶于水而溶于盐酸B盐酸破坏了细胞膜的选择透过性C盐酸破坏了原生质层的选择透过性D细胞壁被盐酸破坏解析：盐酸能够杀死甜菜的块根细胞，破坏了细胞的原生质层，所以经盐酸处理后的

20、甜菜块根细胞的原生质层不再具有选择透过性，花青素就可以从细胞液中出来而使水变红。答案：C例2食醋中的醋酸分子是活细胞所不选择的小分子物质，蔗糖是被选择的大分子物质。用食醋和蔗糖可将鲜蒜腌制成糖醋蒜。这是因为（）A.醋酸和蔗糖分子均存在于活细胞间隙中 B.醋酸和蔗糖分解后被细胞吸收 C.腌制时间长，两种物质缓慢地渗入细胞内部 D.醋酸杀死细胞，使细胞膜失去选择透过性的功能解析：解析：细胞膜的生理功能是活细胞所具有的功能，只有细胞是活的，细胞膜才具有选择性。通常情况下，不被细胞选择的离子、小分子等，多为对细胞有害的物质，这些物质浓度较高或较长时间包围细胞，会将细胞杀死，从而改变细胞膜的通透性，成为

21、全透性。这时醋酸与蔗糖分子均进入细胞内。答案：答案：D【自我诊断【自我诊断】基础题1、下列现象中属于渗透作用的是 （）A、水分子通过细胞壁 B、葡萄糖分子通过细胞膜C、K+离子通过原生质层D、水分子通过原生质层答案：D2、放在0.3g/ml的蔗糖溶液中，会发生质壁分离的细胞是 （）A、人的口腔上皮细胞B、干种子细胞 C、洋葱分生区的细胞D、洋葱表皮细胞答案：D3、下列四项中除了（）外，其余都是一个植物细胞组成的渗透系统的理由。A、纤维素和果胶构成的细胞壁是全透性的B、由细胞膜、细胞质、液泡膜构成的原生质层是选择透过膜C、液泡中具有一定浓度的细胞液 D、细胞液的浓度大于（或小于）外界溶液的浓度答

22、案：A4、植物细胞的质壁分离过程中，与细胞壁分离的是（）A、细胞核 B、原生质层 C、细胞质 D、液泡膜答案：B5、盐碱地栽种植物，其出苗率和成活率均较低，原因是（）A、土壤溶液pH太小B、土壤中缺肥C、土壤溶液的浓度高于植物细胞液的浓度D、土壤溶液的浓度低于细胞液的浓度答案：C6、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下图。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.丙乙丁甲答案：D7、将紫色萝卜的块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化，若进行加温，随着水温的升高，水的颜色逐渐变深，分析其原因是（）A、细胞壁在

23、高温中受到破坏B、生物膜在高温时失去了选择透过性C、高温使花青素的溶解度加大D、高温使细胞内形成有色物质答案：B8、新鲜鱼、肉用盐渍不易变质，其作用是（）A、食盐水有杀菌作用B、浓盐水中含水少，细菌无法生存C、由于渗透作用使细菌死亡D、原生质层与细菌发生了质壁分离答案：C9、在做质壁分离和复原实验时，将复原后的植物细胞置于清水中，植物细胞也不会再吸水了；可当把因失水皱缩的红细胞置于清水中时，红细胞复原后会因继续吸水而涨破。产生这种现象的原因是（）A、植物细胞的细胞膜比动物细胞坚韧B、植物细胞有液泡，红细胞没有C、植物细胞能对吸水进行调节D、植物细胞有细胞壁，红细胞没有答案：D10.对海水淡化处

24、理是模拟生物膜的何种功能（）A、对物质运输功能 B、选择透过功能 C、保护功能 D、信息传递功能答案：B拓展题11、构成细胞的生物膜是选择透过性膜，其特点是水分子可以自由通过，被选择的小分子和离子可以通过，请根据提供的实验材料和用具简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果，验证细胞膜的选择透过性功能。实验材料及用具：新鲜的红色康乃馨 烧杯 玻璃铅笔 质量分数为15%的盐酸 清水 量筒第一步：选两只大小相同的烧杯，用玻璃铅笔标上A、B第二步：_。第三步：_。结果：_。问题：盐酸溶液中结果出现的原因是_。答案：第二步：在A、B两只烧杯中，分别加入等量15%的盐酸或清水。第三步：选等量的红色康乃馨花

25、瓣，分别放入A、B两只烧杯中，经过一段时间后观察。结果：水中花瓣仍为红色，水呈无色。盐酸中花瓣的颜色逐渐褪去，而溶液变红。问题：在酸性环境中生物膜上的载体蛋白变性失活，细胞膜失去了选择透过性的能力，大分子的色素分子进入溶液。12.请根据下述条件设计一实验，鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液，写出实验步骤并分析实验结果。一瓶10%的蔗糖溶液。一瓶30的蔗糖溶液，250ml烧杯1个，半透膜制成的透析袋一个，刻度玻璃管一支。细线一根，支架一个。(1)实验步骤：_ _ (2)实验分析：_答案：（1）实验步骤：将一瓶中的溶液倒人烧杯中；将另一瓶中的溶液装满透析袋，刻度玻璃管插人袋内溶液中，用线将袋口和玻璃管扎紧

26、。将插有刻度玻璃管的透析袋放人有溶液的烧杯中垂直固定于支架上，记录玻璃管液面刻度。一段时间后，观察玻璃管液面刻度，确定液面是升还是降。(2)结果分析：如液面升高，则透析袋中的溶液是30蔗糖溶液，烧杯中的溶液为10的蔗糖溶液；反之，可推知透析袋中是10蔗糖溶液，烧杯中的溶液为30蔗糖溶液。【相关链接】半透膜与选择透过性膜半透膜与选择透过性膜半透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的薄膜。它往往是只能让小分子物质透过，大分子物质则不能透过，不具有选择性，不是生物膜。选择透过性膜是指水分子能自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的生物膜。如细胞膜、液泡膜和原生质层。这些膜具有的选择透过性的根本原因在于这些膜上具有运载不同物质的载体。不同的植物对同种离子的吸收量不同，相同的植物对不同种离子的吸收量不同，都证明了细胞膜具有选择透过性。当细胞死亡后，膜的选择透过性便消失，从而说明了选择透过性膜是具有生物活性的。所以可以说，选择透过膜是功能完善的一类半透膜。