11人教版生物必修一 第四章细胞的物质输入和输出第一节物质跨膜运输的实例（共42张PPT）.ppt

1、物质跨膜运输的实例物质跨膜运输的实例 第节第节 第第4 4章章 2010年年9月以来，山东平均降水量仅月以来，山东平均降水量仅12毫米，毫米， 比常年偏少比常年偏少85%。据介绍，山东农田普遍受。据介绍，山东农田普遍受 旱，其中重旱旱，其中重旱483万亩，很多冬小麦因缺少万亩，很多冬小麦因缺少 水浇条件开始水浇条件开始萎蔫萎蔫，严重的已经发生死苗现，严重的已经发生死苗现 象，甚至濒临绝产。针对持续加剧的旱情，象，甚至濒临绝产。针对持续加剧的旱情， 山东省精心组织，全面安排部署抗旱工作，山东省精心组织，全面安排部署抗旱工作， 采取有力措施抗旱保苗，由于措施得力，加采取有力措施抗旱保苗，由于措施得

2、力，加 上水利基础设施完善，目前旱情已基本得到上水利基础设施完善，目前旱情已基本得到 控制控制 你知道植物是怎样吸水的吗？你知道植物是怎样吸水的吗？ 课题一课题一 水分子的跨膜运输水分子的跨膜运输 ？水分子究竟是如何进出细胞的？水分子究竟是如何进出细胞的 （一）渗透实验（一）渗透实验 实验材料：实验材料：玻璃纸玻璃纸 （半透膜半透膜，水水分子可以分子可以通通 过过，蔗糖蔗糖分子分子不能不能通过）通过） 1 2 3 清水清水 玻璃纸玻璃纸 (半透膜半透膜) 蔗糖溶液蔗糖溶液 蔗糖分子蔗糖分子 水分子水分子 5 4 渗透装置渗透装置 课题一课题一 水分子的跨膜运输水分子的跨膜运输 1 1漏斗内的液

3、面的变化？请分析原因漏斗内的液面的变化？请分析原因 2 2水分子只能从烧杯中扩散到漏斗中吗？水分子只能从烧杯中扩散到漏斗中吗？ 【思思 考考】 （友情提醒）半透膜，水分子可以自由通过。（友情提醒）半透膜，水分子可以自由通过。 因为水分子从烧杯中扩散到漏斗内。因为水分子从烧杯中扩散到漏斗内。 不是的，水分子既可以从烧杯中扩散到漏不是的，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，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。子数量比较多。 课题一课题一 水分子的跨膜运输水分子的跨

4、膜运输 液面上升液面上升, , 在单位时间内，从烧杯中扩散到在单位时间内，从烧杯中扩散到 漏斗中的水分子数量比较多。漏斗中的水分子数量比较多。 课题一课题一 水分子的跨膜运输水分子的跨膜运输 渗透作用：渗透作用： 【拓展拓展】学案一、问题探讨学案一、问题探讨 思考：发生渗透作用的需要什么条件思考：发生渗透作用的需要什么条件? ? 课题一课题一 水分子的跨膜运输水分子的跨膜运输 1 1具有具有半透膜半透膜 2 2半透膜两侧存在半透膜两侧存在浓度差浓度差 水的进出方向水的进出方向顺相对含量顺相对含量的梯度进出动物细胞的的梯度进出动物细胞的 水水分子（或其他溶剂分子）透过分子（或其他溶剂分子）透过半

5、透膜半透膜，从，从 溶液浓度溶液浓度低低的一侧向溶液浓度的一侧向溶液浓度高高的一侧扩散的现象。的一侧扩散的现象。 1 1如果烧杯中的不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，液如果烧杯中的不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，液 面怎样变化？原因？面怎样变化？原因？ 液面不会升高，因为半透膜两侧溶液的浓度相等，单位液面不会升高，因为半透膜两侧溶液的浓度相等，单位 时间透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分时间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，水分子的运动达到动态平衡，所以液面不会升高。子数量，水分子的运动达到动态平衡，所以液面不会升高。 2 2如果将烧杯中的溶液与漏斗中的

6、溶液互换，液面怎么变如果将烧杯中的溶液与漏斗中的溶液互换，液面怎么变 化？原因？化？原因？ 液面下降，因为烧杯中蔗糖浓度漏斗中溶液浓度，单液面下降，因为烧杯中蔗糖浓度漏斗中溶液浓度，单 位时间从漏斗中扩散到烧杯中的水分子数量比较多，所以液位时间从漏斗中扩散到烧杯中的水分子数量比较多，所以液 面下降。面下降。 课题一课题一 水分子的跨膜运输水分子的跨膜运输 【知识联想知识联想】 4 4如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗内的液面还会升高吗？如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗内的液面还会升高吗？ 不会。因为纱布是全透性的，不但水分子可以通过，蔗不会。因为纱布是全透性的，不但水分子可以通过，蔗 糖分子也可以通

7、过。糖分子也可以通过。 课题一课题一 水分子的跨膜运输水分子的跨膜运输 【知识联想知识联想】 3 3有两瓶蔗糖溶液，一瓶有两瓶蔗糖溶液，一瓶10%10%，一瓶，一瓶20%20%，可是标签掉了，可是标签掉了， 请用上述装置，设计实验将它们区分？请用上述装置，设计实验将它们区分？ 运用上述装置，在烧杯中加入蔗糖溶液运用上述装置，在烧杯中加入蔗糖溶液A A，在漏斗，在漏斗 中装入蔗糖溶液中装入蔗糖溶液B B，观察其液面变化，若液面上升，则，观察其液面变化，若液面上升，则A A是是 10%10%，B B是是20%20%；若液面下降，则结果相反。；若液面下降，则结果相反。 人的红细胞人的红细胞 细胞膜细

8、胞膜 细胞质细胞质 生理盐生理盐 水水 清水清水 ? 1 2 （标出右装置划部分名称，（标出右装置划部分名称， 并找出两装置中构成上的相似性）并找出两装置中构成上的相似性） 问题：细胞是否会发生渗透作用呢？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（一）动物细胞的吸水和失水 提出问题提出问题 设计实验设计实验 进行实验进行实验 动物细胞的细胞膜是不是相当于一层半透膜？动物细胞的细胞膜是不是相当于一层半透膜？ 动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜 作出假设作出假设 低浓度低浓度 溶液溶液 高浓度高浓度 溶液溶液 人的红细胞人的红细胞 生理盐水生理盐水

9、 实验材料：实验材料：人的红细胞液、三个烧杯、高浓度溶人的红细胞液、三个烧杯、高浓度溶 液、低浓度溶液、生理盐水。液、低浓度溶液、生理盐水。 （一）动物细胞的吸水和失水（一）动物细胞的吸水和失水 完成学案二、完成学案二、 1、2点点 分析结果、得出结论分析结果、得出结论 红细胞的细胞膜相当于一层半透膜红细胞的细胞膜相当于一层半透膜 吸水膨胀吸水膨胀 失水皱缩失水皱缩 吸水和失水动吸水和失水动 态平衡态平衡 低浓度溶液中低浓度溶液中: :由于外界溶液浓度由于外界溶液浓度细胞质细胞质的浓度的浓度 红细胞红细胞。 高浓度溶液中高浓度溶液中: :由于外界溶液浓度由于外界溶液浓度细胞质细胞质的浓度的浓度

10、 细胞细胞。 在等渗溶液中在等渗溶液中: :由外界溶液浓度由外界溶液浓度= =细胞质细胞质的浓度的浓度 红细胞红细胞。 实验现象记录实验现象记录 低浓度低浓度 溶液溶液 高浓度高浓度 溶液溶液 人的红细胞人的红细胞 生理盐水生理盐水 其它动物细胞吸水和失水和原理与红细胞的是一样的。其它动物细胞吸水和失水和原理与红细胞的是一样的。 提出问题提出问题 作出假设作出假设 进行实验进行实验 设计实验设计实验 分析结果，得出结论分析结果，得出结论 总结：科学探究的一般方法总结：科学探究的一般方法 提出一个值得探究的问题提出一个值得探究的问题 根据已有的知识和经验，对根据已有的知识和经验，对 提出的问题作

11、出尝试性的回提出的问题作出尝试性的回 答答 通过实验来验证假设是否正确通过实验来验证假设是否正确 1 1细胞膜细胞膜相当于半透膜相当于半透膜 2 2外界溶液外界溶液与与细胞质细胞质存在浓度差存在浓度差 【总结总结】红细胞发生渗透作用的条件红细胞发生渗透作用的条件 红细胞不吸水也不失水，保持细胞原有的形态。因为外红细胞不吸水也不失水，保持细胞原有的形态。因为外 界溶液浓度界溶液浓度= =细胞内浓度，所以单位时间渗入的水分子数量细胞内浓度，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

12、。表现细胞既不吸水也不失水。 如果将红细胞放置于生理盐水中呢，细胞有什么变如果将红细胞放置于生理盐水中呢，细胞有什么变 化？原因？化？原因？ 课题一课题一 水分子的跨膜运输水分子的跨膜运输 【应用应用】 吃比较咸的食物，口腔和唇的 黏膜有什么感觉？为什么？ 答：觉得比较干，细胞失水答：觉得比较干，细胞失水 新概念新概念:原生质层原生质层 细胞膜细胞膜和和液泡膜液泡膜以及以及两层膜之间的细胞质两层膜之间的细胞质称为称为 原生质层原生质层 (二) 植物细胞的吸水和失水 细胞壁（全透性）细胞壁（全透性） 细胞膜细胞膜 细胞质细胞质 液泡膜液泡膜 原生质层原生质层 1 2 3 4 5 细胞液细胞液 液

13、泡膜液泡膜 细胞质细胞质 细胞膜细胞膜 细胞壁细胞壁 原 生 质 层 原 生 质 层 清水清水 ? （标出右装置划部分名称，并找出两装置中构成上的相似性）（标出右装置划部分名称，并找出两装置中构成上的相似性） 类比学习类比学习 提出问题：提出问题： 植物细胞吸水和失水的原理与动物细胞相同吗？植物细胞吸水和失水的原理与动物细胞相同吗？ 确定探究课题确定探究课题: （二）植物细胞的吸水和失水（二）植物细胞的吸水和失水 观察现象：观察现象：植物细胞有吸水和失水的现象植物细胞有吸水和失水的现象 植物细胞植物细胞 相当于半透膜相当于半透膜 作出假设作出假设: 植物细胞原生质层相当于半透膜植物细胞原生质层

14、相当于半透膜 原生质层原生质层 设计实验步骤设计实验步骤：（只要求说出大致的实验思路（只要求说出大致的实验思路） 进行实验操作，观察并记录结果进行实验操作，观察并记录结果 总结实验结论总结实验结论 方法步骤：方法步骤： 1 1、滴清水、滴清水 2 2、取材、取材 3 3、平展、平展 4 4、盖盖玻片、盖盖玻片 制 片 制 片 5 5、显微观察：先、显微观察：先低低倍后倍后高高倍倍 6、滴、滴0.3g/mL0.3g/mL蔗糖溶液观察现象蔗糖溶液观察现象 7、滴清水再观察现象、滴清水再观察现象 观 察 观 察 3.3.分析植物细胞吸水和失水现象与原因分析植物细胞吸水和失水现象与原因 质壁分离复原质

15、壁分离复原 2 2、滴入清水时，又出现、滴入清水时，又出现 的现象的现象 质壁分离质壁分离 1 1、滴入、滴入0.3g/ml0.3g/ml蔗糖溶液时，蔗糖溶液时， 出现出现 的现象的现象 实验现象实验现象： 中央液中央液 泡大小泡大小 原生质层原生质层 的位置的位置 细胞细胞 大小大小 蔗糖蔗糖 溶液溶液 清水清水 变小变小 逐渐恢复逐渐恢复 原来大小原来大小 原生质层恢原生质层恢 复原来位置复原来位置 原生质层脱原生质层脱 离细胞壁离细胞壁 基本基本 不变不变 基本基本 不变不变 植物细胞的质壁分离及复原 外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞液的浓度， 现象现象: : 植物细胞植物细

16、胞失水失水, ,原生质层与细胞壁分离原生质层与细胞壁分离 外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞液的浓度，植物细胞细胞液的浓度，植物细胞吸水吸水 原生质层原生质层 慢慢恢复成原来状态慢慢恢复成原来状态, ,发生发生质壁分离质壁分离 复原。复原。 发生发生质壁分离质壁分离的现象。的现象。 思考：当植物细胞质壁复原后，仍将思考：当植物细胞质壁复原后，仍将 细胞继续放置水中，植物细胞会涨破细胞继续放置水中，植物细胞会涨破 吗？吗？ 得出结论得出结论 植物细胞原生质层相当于一层半透膜植物细胞原生质层相当于一层半透膜, ,成熟成熟 的植物细胞主要靠渗透作用吸水。细胞液的植物细胞主要靠渗透作用吸水。细胞液 与细胞

17、外界溶液发生了渗透作用。与细胞外界溶液发生了渗透作用。 1.1.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？ 2.2.如果滴加的是如果滴加的是50%50%的蔗糖溶液，实验结果会有的蔗糖溶液，实验结果会有 什么不同？如果滴加浓度稍高的硝酸钾，实验结什么不同？如果滴加浓度稍高的硝酸钾，实验结 果会有什么不同呢？果会有什么不同呢？ 交流交流 不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸 水或失水水或失水 高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡，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；不可能发生质壁分

18、离复原； 出现质壁分离自动复原出现质壁分离自动复原 成熟植物细胞通过渗透作用吸水成熟植物细胞通过渗透作用吸水 （或失水）的实验验证（或失水）的实验验证 想一想想一想 发生质壁分离的发生质壁分离的 条件是什么？条件是什么？ 活的成熟的植物细胞活的成熟的植物细胞 原生质层的伸缩性大原生质层的伸缩性大 于细胞壁的伸缩性于细胞壁的伸缩性 外界溶液浓度大于外界溶液浓度大于 细胞液浓度细胞液浓度 质壁分离产生的条件：质壁分离产生的条件： （1 1）具有大液泡）具有大液泡 （2 2）具有细胞壁）具有细胞壁 (3)(3)活细胞活细胞 质壁分离产生的原因质壁分离产生的原因： 内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性

19、内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性 外因：外界溶液浓度外因：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： 渗透作用渗透作用( (形成液泡形成液泡) ) 吸胀作用（未形成液泡）如：干种子、根尖分生区吸胀作用（未形成液泡）如：干种子、根尖分生区 （亲水性物质吸水。如蛋白质、淀粉、纤维素等）（亲水性物质吸水。如蛋白质、淀粉、纤维素等） 根毛区根毛区 根根 冠冠 分生区分生区 伸长区伸长区 根冠（具大液泡）根冠（具大液泡） 分生区（液泡尚未形成）分生区（液泡尚未形成） 伸长区（液泡由小变大由伸长区（液泡由小变大由 多变少）多变少） 成熟区（具大液泡）成熟区（具大液泡）

20、 注意注意 1 1、动物细胞也能发生渗透作用，只是、动物细胞也能发生渗透作用，只是 不能发生质壁分离现象；不能发生质壁分离现象； 2 2、质壁分离及复原实验必须用、质壁分离及复原实验必须用活细胞活细胞。 渗透作用原理的运用：渗透作用原理的运用： （1 1）判断植物细胞的生活状况）判断植物细胞的生活状况 （2 2）判断植物细胞的细胞液浓度）判断植物细胞的细胞液浓度 （3 3）农业生产中的水肥管理）农业生产中的水肥管理 （4 4）生活中杀菌、防腐、腌制食品）生活中杀菌、防腐、腌制食品 物质跨膜运输其他实例一 血液 I的质量浓度 为250mg/L 人体甲状腺滤泡 上皮细胞 I的质量浓度比 血液高20

21、25倍 结论：结论： 物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的 物质跨膜运输其他实例二 培 养 液 中 的 离 子 浓 度 o Mg2+ Ca2+ SiO42+ 离子离子 水稻培养液 初始浓度 培养后浓度 物质跨膜运输其他实例二 培 养 液 中 的 离 子 浓 度 o Mg2+ Ca2+ SiO42+ 离子离子 水稻培养液 初始浓度 培养后浓度 结论一：结论一：同种植物对不同离子的吸收不一样； 初始浓度初始浓度 0 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 物质跨膜运输的其他实例物质跨膜运输的其他实例实例实

22、例二二 1 1、水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？、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？是不是水稻不吸收反而向外排出呢？ 2 2、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？ 书书p63 p63 资料分析资料分析 1.在培养过程中，水稻吸收水分及在培养过程中，水稻吸收水分及SiSi4+ 4+离子较多， 离子较多， 吸收吸收CaCa2+ 2+、 、MgMg2+ 2+较少，结果导致水稻培养液里的 较少，结果导致水稻培养液里的 CaCa2+ 2+、 、MgMg2+ 2+浓度增高。 浓度增高。 2.2.在番茄的培养液

23、中，在番茄的培养液中， CaCa2+ 2+、 、MgMg2+ 2+的浓度下降， 的浓度下降， 而而SiSi4+ 4+的浓度升高，证明番茄吸收的 的浓度升高，证明番茄吸收的CaCa2+ 2+、 、MgMg2+ 2+ 比比SiSi4+ 4+ 多。 多。 3.3.不同作物对无机盐的吸收是有差异的。不同作物对无机盐的吸收是有差异的。 根据资料分析根据资料分析 结论：结论： 细胞对于物质的输出和输入有选择性。细胞对于物质的输出和输入有选择性。 28.1628.16 48.5548.55 米曲菌米曲菌 38.6638.66 51.0051.00 酵母菌酵母菌 2.412.41 4.934.93 圆褐固氮菌

24、圆褐固氮菌 12.9512.95 33.9933.99 大肠杆菌大肠杆菌 K K2 2O O P P2 2O O5 5 微生物微生物 三、细胞膜和其他生物膜都是三、细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜选择透过性膜 （功能特性）（功能特性） 其特性是： 水分子自由通过，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。 1 1、从水分进出细胞特点的角度分析，我们为什么、从水分进出细胞特点的角度分析，我们为什么 不能直接饮用海水？不能直接饮用海水？ 2 2、一般植物为什么不能种植在盐碱地上？、一般植物为什么不能种植在盐碱地上？ 3 3、询问你的亲人或周围的朋友，在没有冰箱的年、

25、询问你的亲人或周围的朋友，在没有冰箱的年 代，人们是如何保存猪肉等肉类食品的？你能用代，人们是如何保存猪肉等肉类食品的？你能用 今天所学的知识进行解释吗？今天所学的知识进行解释吗？ 学以致用：学以致用： 练习练习 1 1、一个成熟的植物细胞，它的原生质层主要包、一个成熟的植物细胞，它的原生质层主要包 括括 （ ） A A、细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质、细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质 B B、细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质、细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质 C C、细胞膜和液泡膜之间的细胞质、细胞膜和液泡膜之间的细胞质 D D、细胞壁、液泡膜和它们之间的细胞质、细胞壁、液泡膜

26、和它们之间的细胞质 B 2 2、下图是三个相邻的植物细胞，以及它们之、下图是三个相邻的植物细胞，以及它们之 间水分流动方向的示意图。图中三个细胞的细间水分流动方向的示意图。图中三个细胞的细 胞液，在浓度上的关系是（胞液，在浓度上的关系是（ ） A A、甲乙丙、甲乙丙 B B、甲、甲 乙乙 丙丙 C C、甲乙，且乙、甲乙，且乙 丙丙 D D、甲、甲 乙，且乙丙乙，且乙丙 甲甲 乙乙 丙丙 B 3 3、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄， 俗称俗称“烧苗烧苗”。其原因是（。其原因是（ ） A 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

27、B、根细胞不能从土壤中吸水、根细胞不能从土壤中吸水 C C、根系不能将水向上运输、根系不能将水向上运输 D 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 B 4 4、利用高浓度盐水（、利用高浓度盐水（NaClNaCl溶液）杀菌溶液）杀菌 防腐的原理是（防腐的原理是（ ） A A、盐水中的盐水中的ClCl 有杀菌防腐的作用 有杀菌防腐的作用 B B、盐水中的盐水中的NaNa 不利于细菌的生活 不利于细菌的生活 C 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 D、由于渗透作用使细菌细胞内的水分由于渗透作用使细菌细胞内的水分 渗出而死亡渗出而死亡 D 5

28、5、巩固练习、巩固练习1 1、下图是处于不同生理状态的同一个洋葱的、下图是处于不同生理状态的同一个洋葱的3 3 个洋葱鳞片叶表皮细胞示意图（用蔗糖溶液作实验），请根个洋葱鳞片叶表皮细胞示意图（用蔗糖溶液作实验），请根 据图回答下列问题：据图回答下列问题： （1 1）、图中）、图中A A细胞处于细胞处于_状态，状态， 充满了充满了 _。 （2 2）、图中共同组成）、图中共同组成_。 （3 3）、如果将）、如果将C C细胞置于清水中，则该细胞最终将处于图中细胞置于清水中，则该细胞最终将处于图中 _细胞的状态细胞的状态 （4 4）图中各细胞液浓度由高到低依次为）图中各细胞液浓度由高到低依次为 。 质壁分离质壁分离 蔗糖溶液蔗糖溶液 原生质层原生质层 B B A AC CB B