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1、第第4 4章章 细胞的物质输入和输出 细胞是一个开放的系统，每时每刻都与环境进行着细胞是一个开放的系统，每时每刻都与环境进行着 物质的交换。物质的交换。物质的进进出出都要经过细胞的边界物质的进进出出都要经过细胞的边界细胞膜。细胞膜。细胞膜能控制物质进出细胞。细胞膜能控制物质进出细胞。第第1 1节节 物质跨膜运输的实例物质跨膜运输的实例探究细胞的吸水和失水探究细胞的吸水和失水一、渗透作用一、渗透作用自主学习自主学习 请大家阅读课本请大家阅读课本P60“问题探讨问题探讨”部分，了解渗透装置的组成部分，了解渗透装置的组成半透膜：某些物质可以透过，而半透膜：某些物质可以透过，而 另一些物质不能透过的多
2、另一些物质不能透过的多 孔性薄膜。孔性薄膜。例如：玻璃纸、鱼鳔、花生种皮、例如：玻璃纸、鱼鳔、花生种皮、 鸡蛋的卵壳膜鸡蛋的卵壳膜l l小资料：玻璃纸是一种是以小资料：玻璃纸是一种是以棉浆棉浆、木浆木浆等等天然纤维天然纤维为原料，用胶黏法制成的为原料，用胶黏法制成的薄膜薄膜。它透明、无毒无味。其分子链存在着一种奇妙的微透气性，可以让商。它透明、无毒无味。其分子链存在着一种奇妙的微透气性，可以让商品像鸡蛋透过蛋皮上的微孔一样进行呼吸，这对商品的保鲜和保存活性十分品像鸡蛋透过蛋皮上的微孔一样进行呼吸，这对商品的保鲜和保存活性十分有利；对油性、碱性和有利；对油性、碱性和有机溶剂有机溶剂有强劲的阻力有
3、强劲的阻力 ，可做为半透膜。，可做为半透膜。分析思考分析思考 （1）渗透作用进行时，蔗糖分子和水分子是否都通过了半透膜？）渗透作用进行时，蔗糖分子和水分子是否都通过了半透膜？ （2）半透膜两侧水分子的通过数量一样吗？）半透膜两侧水分子的通过数量一样吗？ （3）漏斗中的液面会无限上升吗？）漏斗中的液面会无限上升吗？ （4）如果用一纱布代替半透膜，结果会怎样呢？）如果用一纱布代替半透膜，结果会怎样呢？ （5）如果烧杯中不是清水，而是同浓度的蔗糖溶液，结果又会）如果烧杯中不是清水，而是同浓度的蔗糖溶液，结果又会 怎样？怎样？一、渗透作用一、渗透作用一、渗透作用一、渗透作用渗渗透透现现象象分分析析演演
4、示示一、渗透作用一、渗透作用 （1）渗透作用进行时，蔗糖分子和水分子是否都通过）渗透作用进行时，蔗糖分子和水分子是否都通过了半透膜？了半透膜？蔗糖分子不能透过半透膜，水分子能透过半透膜（2）半透膜两侧水分子的通过数量一样吗？）半透膜两侧水分子的通过数量一样吗？液面上升时，通过的水分子数量不一样；液面不再上升时一样（3）漏斗中的液面会无限上升吗？为什么？）漏斗中的液面会无限上升吗？为什么？不会，因为一段时间后单位时间内通过半透膜的水分子数达到不会，因为一段时间后单位时间内通过半透膜的水分子数达到了动态平衡（即进出半透膜的水分子数相等）了动态平衡（即进出半透膜的水分子数相等） 。（4）如果用一纱布
5、代替半透膜，结果会怎样呢？原因）如果用一纱布代替半透膜，结果会怎样呢？原因是？是？漏斗中的液面不会升高，因为纱布孔隙太大，蔗糖分子会扩散漏斗中的液面不会升高，因为纱布孔隙太大，蔗糖分子会扩散进入烧杯中进入烧杯中（5）如果烧杯中不是清水，而是同浓度的蔗糖溶液，）如果烧杯中不是清水，而是同浓度的蔗糖溶液，结果又会怎样？原因是？结果又会怎样？原因是？液面不会升高，单位时间内通过半透膜进出漏斗的水分子数相等一、渗透作用一、渗透作用自主总结自主总结渗透作用：渗透作用： 水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜， 从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，即顺从低浓度溶液向高浓度溶液的
6、扩散，即顺 着相对含量梯度跨膜运输的现象。着相对含量梯度跨膜运输的现象。条条 件：件： 1、要有半透膜；、要有半透膜； 2、半透膜两侧的溶液存在浓度差。、半透膜两侧的溶液存在浓度差。二、动物细胞的吸水和失水二、动物细胞的吸水和失水观察分析观察分析回忆回忆“制备细胞膜制备细胞膜”的实验，并结合课本的实验，并结合课本P60图图4-1外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞质浓度细胞质浓度1 1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？2 2、红细胞的细胞膜是不是相当于、红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨问题探讨”中中所说的半透膜？所说的半透膜？3 3、当外界溶
7、液的浓度低时，红细胞一定会由于吸、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？水而涨破吗？4 4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？浓度差越大细胞吸水或失水越多浓度差越大细胞吸水或失水越多水的进出方向水的进出方向 顺相对含量的梯度进出动物细胞顺相对含量的梯度进出动物细胞 二、动物细胞的吸水和失水二、动物细胞的吸水和失水思考讨论思考讨论 置于清水或高浓度溶液中的动物细胞会发生渗透置于清水或高浓度溶液中的动物细胞会发生渗透吸水或失水，相当于一个渗透装置。吸水或失水，相当于一个渗透装置。二、探究植物细胞的吸水和失水二、探究植物细胞的吸水和失水成成熟
8、熟植植物物细细胞胞原原生生质质层层二、探究植物细胞的吸水和失水二、探究植物细胞的吸水和失水探究分析探究分析（1 1） 植物细胞会因为过多的吸水而涨植物细胞会因为过多的吸水而涨破吗？破吗？（2 2）植物成熟的细胞中，水分主要是）植物成熟的细胞中，水分主要是分布在哪个部位？分布在哪个部位？（3 3）若液泡无色，容易观察到细胞的）若液泡无色，容易观察到细胞的吸水和失水吗？这与材有关吗？吸水和失水吗？这与材有关吗？（4 4）什么情况下植物细胞会失水或吸）什么情况下植物细胞会失水或吸水？我们该如何去设置？水？我们该如何去设置？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，细胞失水失水植物细胞
9、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，细胞吸水吸水植物细胞质壁分离复原现象植物细胞质壁分离复原现象质壁分离质壁分离：外界溶液浓度细胞液浓度外界溶液浓度细胞液浓度细胞壁和原生质层伸缩性不同；细胞壁和原生质层伸缩性不同；现象：现象：失水失水2 2、质壁分离现象与质壁分离复原现象、质壁分离现象与质壁分离复原现象液泡缩小；液泡颜色变深。液泡缩小；液泡颜色变深。原因：原因：内因内因：原生质层相当于一层半透膜原生质层相当于一层半透膜。外因外因： 质壁分离复原质壁分离复原：吸水吸水外界溶液浓度外界溶液浓度细胞液浓度细胞液浓度细胞壁和原生质层伸缩性不同细胞壁
10、和原生质层伸缩性不同；现象：现象：液泡变大；液泡颜色变浅。液泡变大；液泡颜色变浅。原因：原因：内因内因：原生质层相当于一层半透膜原生质层相当于一层半透膜。外因外因：内内面面溶溶液液外外界界溶溶液液半半透透膜膜原原生生质质层层细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜细胞质细胞质细细胞胞液液细细胞胞壁壁（全（全透透性）性）所以：原生质层相当于半透膜所以：原生质层相当于半透膜、成熟的植物细胞就是一个渗透系统、成熟的植物细胞就是一个渗透系统三、渗透作用原理的运用三、渗透作用原理的运用（1）判断植物细胞的生活状况判断植物细胞的生活状况（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）农业生产中的水肥管理农业生
11、产中的水肥管理（4）生活中杀菌、防腐、腌制食品生活中杀菌、防腐、腌制食品1.在培养过程中，水稻吸收水分及其他离子较多，在培养过程中，水稻吸收水分及其他离子较多，吸收吸收Ca2+、Mg2+较少，结果导致水稻培养液里较少，结果导致水稻培养液里的的Ca2+、Mg2+浓度增高。浓度增高。2.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。 3.水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他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。生命活动的需要。4.细胞对物质的吸收是有选择的。这种选择性细胞对物质的
12、吸收是有选择的。这种选择性具有普遍性。具有普遍性。 64页讨论页讨论三、其他物质的跨膜运输三、其他物质的跨膜运输物质跨膜运输得出的结论物质跨膜运输得出的结论 细胞膜和其他生物膜细胞膜和其他生物膜并不是单纯物并不是单纯物理意义的半透膜，它是有理意义的半透膜，它是有生理活性生理活性的，的，能对一些物质进行能对一些物质进行选择性选择性通过，是通过，是选择选择透过性膜透过性膜。 特性：特性：水分子可自由通过，一些离水分子可自由通过，一些离子和小分子也可通过，而其他的离子、子和小分子也可通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。小分子和大分子则不能通过。1、以下发生渗透作用的例子是、以下发生渗透作用
13、的例子是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D练练 习习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细细胞液浓度胞液浓度 c细胞液浓度细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分在如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是三者之间关系的是CacbacbacbacbABCD3 3、田间一次施肥过多，作物变得枯、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称萎发黄，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
14、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分解释放的热能烧毁B4 4、利用高浓度盐水（、利用高浓度盐水（NaClNaCl溶液）溶液）杀菌防腐的原理是（杀菌防腐的原理是（ ）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，不适于细菌的盐水是中性的，不适于细菌的生活生活D D、由于渗透作用使细菌细胞内的由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡水分渗出而死亡D5 5、下
15、列观察植物细胞质壁分离和复、下列观察植物细胞质壁分离和复原实验改进措施，你认为不影响或能原实验改进措施，你认为不影响或能提高实验效果的是提高实验效果的是A A、用、用0.5g/ml0.5g/ml的蔗糖溶液的蔗糖溶液B B、材料用具有鲜艳色彩的花瓣、材料用具有鲜艳色彩的花瓣C C、用、用0.7g/ml0.7g/ml的的KNOKNO3 3溶液溶液D D、材料用洋葱根尖分生区、材料用洋葱根尖分生区B6 6、观察植物细胞的质壁分离和复、观察植物细胞的质壁分离和复原，常用紫色洋葱做材料，这是原，常用紫色洋葱做材料，这是因为因为A A、只有紫色洋葱易发生质壁分离、只有紫色洋葱易发生质壁分离B B、细胞液呈
16、紫色便于观察、细胞液呈紫色便于观察C C、细胞内液泡较大、细胞内液泡较大D D、细胞膜呈紫色便于观察、细胞膜呈紫色便于观察B7 7、能在、能在0.3g/ml0.3g/ml蔗糖溶液中发生蔗糖溶液中发生质壁分离的细胞是质壁分离的细胞是A A、动物的上皮细胞、动物的上皮细胞B B、人的红细胞、人的红细胞C C、根尖的分生组织、根尖的分生组织D D、成熟的植物细胞、成熟的植物细胞D8、人体红细胞呈圆饼状，具有运输、人体红细胞呈圆饼状，具有运输氧气的功能，若在体外将其放在蒸馏氧气的功能，若在体外将其放在蒸馏水中，则其吸水过多而导致细胞胀破。水中，则其吸水过多而导致细胞胀破。请分析这一现象说明的问题请分析
17、这一现象说明的问题A水分子容易进出细胞水分子容易进出细胞B无机盐离子容易进出细胞无机盐离子容易进出细胞C红细胞的特性造成的红细胞的特性造成的D无机盐对维持细胞的渗透压有重无机盐对维持细胞的渗透压有重要作用要作用D9、人红细胞的渗透压与、人红细胞的渗透压与x浓度的浓度的食盐水相当。而浸在食盐水相当。而浸在y浓度食盐水浓度食盐水中的红细胞破裂；浸在中的红细胞破裂；浸在z浓度食盐浓度食盐水中的红细胞皱缩。则这三种食水中的红细胞皱缩。则这三种食盐水的浓度大小依次为（盐水的浓度大小依次为（ ）AxyzByxzCzyxDzxyD10、将洋葱表皮细胞浸入浓度为、将洋葱表皮细胞浸入浓度为1mol/L的的KNO
18、3溶液中，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：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）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）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）以上事实表明细胞膜对 的通透性存在的通透性存在差异，所以它是一种差异，所以它是一种选择透过性膜选择透过性膜。 洋葱表皮细胞液的浓度小于外界溶液浓度，细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胞渗透失水；又由于细胞壁的伸缩性小于小于原生
19、质层原生质层的伸缩性，导致质壁分离。的伸缩性，导致质壁分离。 由于细胞可选择性地吸收由于细胞可选择性地吸收K K和和NONO3 3，导致细导致细胞液浓度增加直至大于外界溶液的浓度，细胞开始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。吸水，从而发生质壁分离复原。离子离子1111、下图是某同学画的几个植物细胞的示意图，请回答：、下图是某同学画的几个植物细胞的示意图，请回答： (1)(1)注明图中各标号所指结构的名称：注明图中各标号所指结构的名称：1 1 ；2 2 ；3 3 。(2)(2)表示质壁分离的正确图解是表示质壁分离的正确图解是_。(3)(3)发生质壁分离的原因是
20、发生质壁分离的原因是 细胞壁细胞壁原生质层原生质层 液泡液泡(或细胞液或细胞液) b 外界溶液浓度大于细胞液浓度外界溶液浓度大于细胞液浓度 (4)(4)发生质壁分离的结构基础是发生质壁分离的结构基础是_。(5)(5)将发生了质壁分离的细胞置于清水中，如果将发生了质壁分离的细胞置于清水中，如果不能复原，则说明不能复原，则说明 。(6)(6)质壁分离和复原的实验说明：成熟的植物细质壁分离和复原的实验说明：成熟的植物细胞的胞的 可以通过可以通过 与外界与外界环境的溶液发生渗透作用从而进行环境的溶液发生渗透作用从而进行 。 细胞壁、原生质层、液泡和原生质层内、细胞壁、原生质层、液泡和原生质层内、外两个
21、溶液差体系的存在外两个溶液差体系的存在 细胞由于失水过多而死亡细胞由于失水过多而死亡 细胞液细胞液 原生质层原生质层 渗透吸水和失水渗透吸水和失水 1212、分析下列实验现象。、分析下列实验现象。 实验实验 取蒲公英小花两朵，分别放入盛水的取蒲公英小花两朵，分别放入盛水的甲、乙试管中，浸泡一段时间后，取出小花，甲、乙试管中，浸泡一段时间后，取出小花，试管中的水均为无色透明。试管中的水均为无色透明。实验实验 将花放回试管，并将其中一支试管甲将花放回试管，并将其中一支试管甲加热煮片刻，取出试管中的小花，水呈黄色，加热煮片刻，取出试管中的小花，水呈黄色，另一支试管乙仍无色透明。另一支试管乙仍无色透明
22、。(1)(1)试管甲中，加热煮沸把细胞试管甲中，加热煮沸把细胞_，细胞，细胞膜失去膜失去_，色素自由透过细胞膜，色素自由透过细胞膜，使水变黄。使水变黄。(2)(2)而试管乙中小花的细胞膜具有而试管乙中小花的细胞膜具有_，色素不能自由透过。色素不能自由透过。(3)(3)此实验得出的结论是细胞膜是此实验得出的结论是细胞膜是_。杀死杀死 选择透过性选择透过性 选择透过性选择透过性 具有选择透过性，但以活细胞为前提具有选择透过性，但以活细胞为前提 13、实验室有、实验室有2瓶质量分数均是瓶质量分数均是0.3g/ml的葡萄糖溶液的葡萄糖溶液和蔗糖溶液（葡萄糖可被植物吸收），由于不慎丢失了和蔗糖溶液（葡萄
23、糖可被植物吸收），由于不慎丢失了瓶上粘贴的标签，请你用活细胞作材料设计一个鉴别的瓶上粘贴的标签，请你用活细胞作材料设计一个鉴别的方案。方案。材料：材料：2瓶质量分数均是瓶质量分数均是0.3g/ml的葡萄糖溶液和蔗糖的葡萄糖溶液和蔗糖溶液、溶液、 色洋葱鳞片叶，清水。色洋葱鳞片叶，清水。用具：刀片、滴管、载波片、盖玻片、镊子、显微镜等。用具：刀片、滴管、载波片、盖玻片、镊子、显微镜等。方法步骤：方法步骤：做两个紫色洋葱表皮细胞的临时装片，并做两个紫色洋葱表皮细胞的临时装片，并用低倍显微镜观察紫色液泡的大小。用低倍显微镜观察紫色液泡的大小。 紫紫 将将0.3g/ml0.3g/ml的两溶液分别滴在两盖玻片的一侧，的两溶液分别滴在两盖玻片的一侧，另一侧用吸水纸吸引，并重复几次另一侧用吸水纸吸引，并重复几次 用显微镜观察液泡的大小用显微镜观察液泡的大小结果预测：（表示在坐标内）结果预测：（表示在坐标内）时间时间时间时间时间时间液液泡泡大大小小液液泡泡大大小小液液泡泡大大小小当葡萄糖很快当葡萄糖很快被洋葱表皮细被洋葱表皮细胞吸收时胞吸收时当葡萄糖缓慢当葡萄糖缓慢被洋葱表皮细被洋葱表皮细胞吸收时胞吸收时蔗糖溶液中的蔗糖溶液中的液泡变化液泡变化
