《物质跨膜运输的实例》正式上课课件.ppt

1、1细胞是基本的生命系统生命系统的结构层次系统的功能物质的输入和输出能量的供应和利用组成细胞的分子系统的边界细胞膜系统内的分工合作细胞器系统的控制中心细胞核系统的组成和结构细胞的生长和增殖细胞的分化、衰老、凋亡和癌变系统的发展变化从生物圈到细胞细胞的多样性与统一性分子与细胞知识体系物质跨膜运输的实例物质跨膜运输的实例第四章第四章 细胞的物质输入和输出细胞的物质输入和输出 第第1 1节节 物质跨膜运输的实例物质跨膜运输的实例一、细胞的吸水和失水一、细胞的吸水和失水二、物质跨膜运输的其二、物质跨膜运输的其 他实例他实例一、细胞的吸水和失水一、细胞的吸水和失水(一一)、植物细胞的吸失水、植物细胞的吸失

2、水 A A、吸胀吸水：、吸胀吸水：细胞类型：细胞类型：未成熟不具大液泡未成熟不具大液泡的植物细胞的植物细胞 原原 理：理：细胞中的细胞中的蛋白质蛋白质、淀粉淀粉、和纤和纤维素维素 等亲水性物质吸水等亲水性物质吸水 举举 例：例：干燥的种子，根尖分生区细胞干燥的种子，根尖分生区细胞1、植物吸收水分的方式B B、渗透吸水：、渗透吸水：细胞类型：成熟的细胞类型：成熟的具大液泡具大液泡植物细胞植物细胞 的主要吸水方式的主要吸水方式 原原 理理：渗透作用渗透作用 举举 例：例：根毛细胞根毛细胞 1 1、植物吸收水分的方式植物吸收水分的方式附：渗透作用附：渗透作用 B.B.1 1、概念：、概念：水水分子分

3、子(或其它溶剂或其它溶剂分子分子)透过透过半透膜半透膜,从从低浓度低浓度溶液向溶液向高浓度高浓度溶液的扩溶液的扩散的现象。散的现象。B.2 渗透作用装置渗透作用装置123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54渗透装置渗透装置B.2 渗透作用装置渗透作用装置水分子的跨膜运输水分子的跨膜运输问题讨论问题讨论1、漏斗管内的液面为什么会升高？、漏斗管内的液面为什么会升高？由于单位时间内透过半透膜由于单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量多于从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，使得长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。管内液

4、面升高。3.3.如果烧杯中不是清水如果烧杯中不是清水,而是同样浓度的蔗而是同样浓度的蔗糖溶液结果会怎样糖溶液结果会怎样?2.2.如果用一层纱布代替玻璃纸如果用一层纱布代替玻璃纸,漏斗管内的液漏斗管内的液面还会升高吗面还会升高吗?液面不会升高，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也液面不会升高，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透。因而液面不会升高可以自由通透。因而液面不会升高液面不会升高，半透膜两侧溶液的浓度相等时，单液面不会升高，半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量等位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。于渗出的水分子数量。蔗糖蔗糖溶液

5、溶液鸡蛋膜鸡蛋膜 (半透膜半透膜)蔗糖蔗糖溶液溶液鸡蛋膜鸡蛋膜 (半透膜半透膜)蔗糖蔗糖溶液溶液气球膜气球膜 (不透膜不透膜)蔗糖蔗糖溶液溶液多层纱布多层纱布(全透膜全透膜)小小 组组 合合 作作 探探 究究向烧杯内加清水向烧杯内加清水至液面与漏斗内至液面与漏斗内平齐平齐向烧杯内加等浓向烧杯内加等浓度蔗糖液至液面度蔗糖液至液面与漏斗内平齐与漏斗内平齐向长颈漏斗内向长颈漏斗内加入蔗糖液加入蔗糖液向烧杯内加清水向烧杯内加清水至液面与漏斗内至液面与漏斗内平齐平齐组号组号第一组第一组第二组第二组第三组第三组第四组第四组实验实验操作操作探探究究实实验验装装置置实验实验现象现象液面上升液面上升液面不变液面

6、不变液面不变液面不变液面不变液面不变由第一组实验可判断水分子能否通过半透膜？由第一组实验可判断水分子能否通过半透膜？。由第一、第三、四组实验可得出发生渗透作用的条件之一为由第一、第三、四组实验可得出发生渗透作用的条件之一为 。由第一、第二组实验可得出发生渗透作用的条件之一为由第一、第二组实验可得出发生渗透作用的条件之一为 。由第一组实验可得出发生渗透作用水分子的总体扩散方向由第一组实验可得出发生渗透作用水分子的总体扩散方向为为 。半透膜两侧溶液有半透膜两侧溶液有浓度差浓度差具有具有半透膜半透膜B.2、一个典型的物理渗透装置应具一个典型的物理渗透装置应具 备的条件备的条件原生质层原生质层（由纤维

7、素和果胶组成，（由纤维素和果胶组成，是是全透性的、伸缩性小全透性的、伸缩性小）细胞液细胞液12345细胞液细胞液液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?类比学习类比学习3 3、植物细胞吸水和失水、植物细胞吸水和失水半透膜与选择透过性膜半透膜与选择透过性膜 半透膜半透膜：一些物质（一般是水分子物质）能透过，：一些物质（一般是水分子物质）能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。选择透过性膜选择透过性膜：指水分子可以自由通过，细胞要选：指水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子、小分子可以通过，而其他的小离子、择吸收的离子、小分子

8、可以通过，而其他的小离子、小分子和大分子则不能通过的膜。小分子和大分子则不能通过的膜。细胞膜就是选择透细胞膜就是选择透过性膜过性膜选择透过性膜相当于半透膜，选择透过性膜相当于半透膜，但半透膜不是选择透过性膜。但半透膜不是选择透过性膜。1 1、将白菜剁碎做馅时、将白菜剁碎做馅时,常常放一些盐常常放一些盐,一会儿一会儿后就可看到水分渗出。后就可看到水分渗出。2 2、对农作物施肥过多，会造成、对农作物施肥过多，会造成“烧苗烧苗”现象。现象。1 1、植物细胞会出现失水的情况吗？（渗出、植物细胞会出现失水的情况吗？（渗出的水是细胞内的水还是间隙的水）的水是细胞内的水还是间隙的水）2 2、植物细胞在什么情

9、况下会失水？、植物细胞在什么情况下会失水？3 3、原生质层是否相当于一层半透膜？、原生质层是否相当于一层半透膜？探究：探究：提出问题：提出问题：植物细胞通过什么方式吸水和失水呢植物细胞通过什么方式吸水和失水呢?原生质层相当于一层半透膜。原生质层相当于一层半透膜。将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察大小的变化；再浸润在清水中，观察观察大小的变化；再浸润在清水中，观察其大小的变化。其大小的变化。当你将西红柿切片加上白糖凉拌时，不久当你将西红柿切片加上白糖凉拌时，不久会发现碗里出现许多水。萎蔫的青菜放入会发现碗里出现许多水。萎蔫的青菜放入水中一段时间后会变

10、硬挺。水中一段时间后会变硬挺。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（2）方法步骤：）方法步骤：1、滴清水、滴清水2、取材、取材3、平展、平展4、盖盖玻片、盖盖玻片制片制片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蔗糖溶液观蔗糖溶液观察现象察现象7 7、滴清水再观察现象、滴清

11、水再观察现象观察观察 方法步骤方法步骤:1.制作临时装片 2.低倍镜下观察 3.滴加蔗糖溶液 4.低倍镜下观察 5.滴加清水 6.低倍镜下观察滴清水滴清水取取 材材平展平展 盖盖玻片盖盖玻片外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞细胞液的浓度，细胞失水。失水。1)1)、植物细胞质壁分离现象、植物细胞质壁分离现象外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞细胞液的浓度，细胞吸水。吸水。2 2）、植物细胞质壁分离复原现象）、植物细胞质壁分离复原现象植物细植物细胞的质胞的质壁分离壁分离及复原及复原zx xk正常的洋葱正常的洋葱表皮细胞表皮细胞0.3g/mL0.3g/mL的的 蔗糖溶液蔗糖溶液质壁

12、分离的洋质壁分离的洋葱表皮细胞葱表皮细胞原生质层原生质层实验现象实验现象：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变 小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n1.剥取洋葱鳞茎的鳞片叶，外表皮紫色较浓的更好。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用解剖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。n2.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字中央的一角小心地将洋葱鳞片

13、叶外表皮撕下，平铺在载玻片中央。叶外表皮撕下，平铺在载玻片中央。n3.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%的蔗糖的蔗糖溶液，盖上盖玻片。用吸水纸吸去多余液体。溶液，盖上盖玻片。用吸水纸吸去多余液体。n4.在显微镜下观察，可见原生质缓慢收缩，逐渐出现在显微镜下观察，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。与细胞壁完全分开。n5.在盖玻片的一侧滴加清水，用吸水纸在盖玻片的另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。一侧吸收，使清水置换蔗

14、糖溶液。n6.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。进行实验：进行实验：结论结论:细胞液浓度细胞液浓度大于大于外界溶液浓度外界溶液浓度2.2.细胞液浓度细胞液浓度小于小于外界溶液浓度外界溶液浓度细胞细胞失水失水 细胞细胞吸水吸水 成熟的成熟的植物细胞植物细胞渗透渗透系统系统外界外界溶液溶液1、人的红细胞人的红细胞细胞膜细胞膜细胞质细胞质生理生理盐水盐水清水清水12(二二).动物细胞的吸水和失水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

15、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实验材料：实验材料：人的红细胞液、三个烧杯、高浓度溶液、人的红细胞液、三个烧杯、高浓度溶液、低浓度溶液、生理盐水。低浓度溶液、生理盐水。二二 .细胞的吸水和失水细胞的吸水和失水 当外界溶液的浓度比细胞质的溶度当外界溶液的浓度比细胞质的溶度低时，细胞吸水膨胀。低时，细胞吸水膨胀。当外界溶液的浓度比细胞质的溶当外界溶液的浓度比细胞质的溶度高时，细胞失水皱缩。度高时，细胞失水皱缩。当外界溶液的浓度与细胞质的溶度当外界溶液的浓度与细胞质的溶度相同时，水分进出细胞处于动态平衡。相同时，水分进出细胞处于动态平衡。在等渗溶液中在等渗溶

16、液中:由外界溶液浓度由外界溶液浓度=细胞质的浓度细胞质的浓度 红细胞红细胞 。低浓度溶液中低浓度溶液中:由于外界溶液浓度细胞质的浓度红细胞由于外界溶液浓度细胞质的浓度红细胞。高浓度溶液中高浓度溶液中:由于外界溶液浓度细胞质的浓度细胞由于外界溶液浓度细胞质的浓度细胞 。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吸水和失水动态平衡动态平衡实验现象记录实验现象记录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

17、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四、物质跨膜运输的其他实例四、物质跨膜运输的其他实例 细胞的吸水和失水是水分子细胞的吸水和失水是水分子顺应相对含量的梯度跨膜运输的顺应相对含量的梯度跨膜运输的过程。其他物质的跨膜运输是怎过程。其他物质的跨膜运输是怎样的呢？样的呢？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

18、对含量梯度的。20 25倍倍250mg/L血液血液I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四、物质跨膜运输的其他实例四、物质跨膜运输的其他实例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

19、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。28.1628.1648.5548.55米曲菌米曲菌38.6638.6651.0051.00酵母菌酵母菌2.412.414.934.93圆褐固氮菌圆褐固氮菌12.9512.9533.9933.99大肠杆菌大肠杆菌K K2 2O OP P2 2O O5 5微生物微生物 从以上实例可以看出，物质跨膜运从以上实例可以看出，物质跨

20、膜运输并不都是顺相对含量梯度的，而且细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。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可以说细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。择透过性膜。什么是生物膜什么是生物膜?有什么特性有什么特性?生物膜的概念：生物膜的概念：指细胞内所有的生指细胞内所有的生物膜，包括物膜，包括细胞膜、细胞细胞膜、细胞器、核膜。器、核膜。生物膜的功能特点生物膜的功能特点：生物膜是一种生物膜是一种选择透过性膜选择透过性膜。这种膜可以让水分子自由通过，这种膜可以让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以细胞要选择吸收的离子和小分子也可以

21、通过，而其他的离子、小分子和大分子通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。则不能通过。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、液泡膜和它们之间的细胞质B2 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

22、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B3 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 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

23、分解释放的热能烧毁BA.A.甲高于乙甲高于乙 B.B.乙高于甲乙高于甲 C.C.先甲高于乙，后乙高于甲先甲高于乙，后乙高于甲D.D.行甲低于乙，后乙低于甲行甲低于乙，后乙低于甲 体积与质量百分比浓度相同体积与质量百分比浓度相同 1 1、（、（20112011全国卷）将紫色洋葱在完全营养液中浸泡全国卷）将紫色洋葱在完全营养液中浸泡 一段时间，撕取外表皮，先用浓度为一段时间，撕取外表皮，先用浓度为0.3g/mL0.3g/mL的的 蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，立即将外蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，立即将外 表皮放入蒸馏水中，直到细胞中的水分不再增加。表皮放入蒸馏水中，直到细胞中的水分不再增

24、加。在该实验中，蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓在该实验中，蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓 度为甲，细胞中的水分不再增加时外表皮细胞液度为甲，细胞中的水分不再增加时外表皮细胞液 的浓度为乙，则甲、乙的关系，以及实验过程中的浓度为乙，则甲、乙的关系，以及实验过程中 水分进细胞的方式为水分进细胞的方式为()()A A甲甲 乙，被动运输乙，被动运输 C C甲甲 乙，主动运输乙，主动运输 D D甲甲=乙，主动运输乙，主动运输B B 高考链接高考链接2 2、（、（1111年重庆卷）图为某种植物幼苗（大小、长势相同）年重庆卷）图为某种植物幼苗（大小、长势相同）均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度均分为甲、乙两

25、组后，在两种不同浓度KNOKNO3 3溶液中培养溶液中培养时鲜重的变化情况（其它条件相同且不变时鲜重的变化情况（其它条件相同且不变),),下列有关叙下列有关叙述，错误的是述，错误的是()()A A3h3h时，两组幼苗均已时，两组幼苗均已 出现萎蔫现象，直接出现萎蔫现象，直接 原因是蒸腾作用和原因是蒸腾作用和 根细胞失水根细胞失水B B6h6h时，甲组幼苗因根系时，甲组幼苗因根系 开始吸收开始吸收K K+、NONO3 3，吸，吸 水能力增强，使鲜重逐渐提高水能力增强，使鲜重逐渐提高C C12h12h后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过 处理前，乙组幼苗将死亡处理前，乙组幼苗将死亡D D实验表明，该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收实验表明，该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收 是两个相对独立的过程是两个相对独立的过程B B