第4章 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渗透作用装置 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多孔性薄膜的总称分析实验现象1. 漏斗管内液面为什么会升高？会无限上升吗？2. 用纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面还会升高吗？3. 将清水换成同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？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，液面也不会升高不能无限上升，因为升高的水柱产生了静水压，静止后的液面高度和浓度差有关，浓度差越大，高度越高渗透作用 ：水分子或其他溶剂分子透过半透膜的扩散 条件： 半透膜 浓度差溶液A浓度 溶液B，水分子从B A移动水分子通过细胞壁的扩散能不能称为渗透作用？ Na离子透过半透膜的扩散能不能称为渗透作用？ 水分子移动方向：图示渗透作用装置，装置溶液A、B、a、b浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，图2、图4分别表示一段时间后，图1、图3液面上升的高度h1、h2。
如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且MAMB，Ma=MbMA，那么到达平衡后Ah1h2 MaMb Bh1h2 MaMbCh1h2 MaMb Dh1h2 MaMbD把体积与质量浓度相等的葡萄糖溶液和蔗糖溶液用半透膜隔开，半透膜只允许水分子通过，不允许葡萄糖和蔗糖通过，如以下图所示开始液面相等过一段时间后将会 A甲高于乙 B不变 C乙高于甲 D先甲高于乙，后乙高于甲A把体积与质量浓度相等的葡萄糖溶液和蔗糖溶液用半透膜隔开，半透膜允许水分子和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过，如以下图所示开始液面相等过一段时间后将会 A甲高于乙 B先甲低于乙，后乙低于甲 C乙高于甲 D先甲高于乙，后乙高于甲D水的进出方向顺相对含量的梯度进出动物细胞的 4、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？外界溶液浓度 小于 细胞质浓度细胞吸水膨胀外界溶液浓度 等于 细胞质浓度 保持原状态外界溶液浓度 大于 细胞质浓度细胞失水皱缩1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？2、相当于“半透膜的结构是？二、动物细胞的吸水和失水3、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？浓度差，浓度差越大细胞吸水或失水越多三、植物细胞的吸水和失水成熟植物细胞的结构1、蛋白质、色素分子等能通过细胞膜和液泡膜吗？2、相当于半透膜的结构是？植物细胞的质壁别离及复原1、你知道这里的“质与“壁分别指什么吗？2、植物细胞发生质壁别离的内因和外因是什么？ 3、在质壁别离及复原的过程中，细胞液浓度的变化趋势如何？ 质壁别离及复原现象实验现象：中央液泡大小 原生质层质层 的位置细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根本不变根本不变1.如果没有细胞壁或大液泡，实验结果会有什么不同？不会发生质壁别离现象，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，质壁别离后不再发生质壁别离复原。
交流讨论注：能发生质壁别离的细胞：成熟的植物细胞干种子的细胞、根尖分生区等处在发育过程中的植物细胞以及动物细胞不能发生质壁别离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？一学生做质壁别离和复原实验时，显微镜下只有一个细胞没有发生质壁别离，其他细胞都出现了明显的质壁别离现象，这可能是因为 A. 该细胞是正在发育过程中的细胞 B. 该细胞是死细胞 C. 蔗糖溶液浓度太小 D. 实验操作不正确 B将洋葱鳞片叶放在0.45mol的蔗糖溶液中，细胞发生质壁别离；放在0.35mol的蔗糖溶液中，细胞有涨大的趋势；放在0.4mol的蔗糖溶液中，细胞似乎不发生变化，这说明A、洋葱表皮细胞已死亡B、细胞膜不允许水分子自由通过C、蔗糖分子进入细胞导致渗透平衡D、细胞液浓度为0.4mol左右D以下图表示多种植物成熟细胞，在不同浓度的蔗糖溶液中质壁别离的百分率，图中曲线说明这些植物细胞 A细胞液浓度大于蔗糖溶液 浓度 B细胞液浓度小于蔗糖溶液 浓度 C有不同浓度的细胞液 D细胞膜有不同的选择透性C质壁别离和复原实验的应用1判断植物细胞的生活状况死活2判断植物细胞的细胞液浓度 将洋葱鳞片叶表皮细胞分别放入一定浓度的蔗糖溶液和硝酸钾溶液中,二者均发生了质壁别离,过一段时间后观察发现,放入硝酸钾溶液中的细胞那么自动发生了质壁别离复原,而放入蔗糖溶液中的细胞无此现象,请解释。
讨论由于K+和 NO3-进入细胞，增加了细胞液浓度，细胞由于渗透吸水而自动发生了质壁别离复原现象而蔗糖分子不能进入细胞，固无此现象取一段葱茎，将其纵切由于纵切的葱茎使薄壁的皮层细胞摆脱了厚壁的表皮细胞的束缚，皮层细胞扩张得更快，从而使葱茎向表皮外弯曲，切后的形状如以下图，将它作为对照再取另外四节葱茎做同样的处理，将它们分别置于a至d的不同浓度的蔗糖溶液中，30分钟后，葱茎形状记录如下据此判断蔗糖溶液浓度的大小为 Aabcd Bacdb Cbdca DbacdB初始浓度 0 Mg2 Ca2+ Si4+ 离子培养液中的离子浓度水稻番茄四、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？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实例二实例二20 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？结论：细胞对于物质的输出和输入有选择性。
实例三实例三微生物P2O5K2O大肠杆菌33.9912.95圆褐固氮菌4.932.41酵母菌51.0038.66米曲菌48.5528.16几种微生物体内的矿物质含量水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的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于细胞生命活动的需要细胞对物质的吸收是有选择的细胞对物质的吸收是有选择的。