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1、第一节第一节 物质跨膜实例物质跨膜实例渗渗 透透 作作 用用 机机 制制讨论讨论1、漏斗管内的液面为什么会升高？液、漏斗管内的液面为什么会升高？液面会不会无限制的上升？上升速度会变面会不会无限制的上升？上升速度会变化吗？化吗？2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗 管内的液面还会升高吗？管内的液面还会升高吗？3、如果烧杯中不是清水，而是同样浓、如果烧杯中不是清水，而是同样浓 度的蔗糖溶液，结果会怎样？度的蔗糖溶液，结果会怎样？原理原理条件条件一、渗透作用一、渗透作用概念：概念：水分子（或其他溶剂分子）水分子（或其他溶剂分子）透过透过半透膜半透膜的的 扩散，称为渗透作
2、用扩散，称为渗透作用半透膜半透膜膜两侧的溶液具有膜两侧的溶液具有浓度差浓度差溶液溶液A浓度浓度大于大于溶液溶液B，水分子从，水分子从B A移动移动“水往水往 处流处流” 高高溶液溶液A浓度浓度小于小于溶液溶液B，水分子从，水分子从A B移动移动半透膜：可以让某些分子通过而不让另一些分子通过的膜；选择透过性膜：指具有生物活性的生物膜，它对物质的通过既有半透膜的物理性质，又具有主动的选择性二、水分子的跨膜运输二、水分子的跨膜运输（一）动物细胞的吸水和失水（一）动物细胞的吸水和失水失水失水 皱缩皱缩外界浓度外界浓度细胞质浓度细胞质浓度水分进出处动态平衡水分进出处动态平衡外界浓度外界浓度细胞质浓度细胞
3、质浓度=外界浓度外界浓度细胞质浓度细胞质浓度吸水吸水 膨胀膨胀当外界溶液的浓度低于细胞内部的浓度时，红细胞一般会因当外界溶液的浓度低于细胞内部的浓度时，红细胞一般会因当外界溶液的浓度低于细胞内部的浓度时，红细胞一般会因当外界溶液的浓度低于细胞内部的浓度时，红细胞一般会因持续吸水而涨破。持续吸水而涨破。持续吸水而涨破。持续吸水而涨破。思考与讨论思考与讨论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？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”中所说的半透膜中所说的半透膜？3、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸
4、水而涨破吗？、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？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？红细胞内的血红蛋白等有机物一般不能透过细胞膜。红细胞内的血红蛋白等有机物一般不能透过细胞膜。红细胞内的血红蛋白等有机物一般不能透过细胞膜。红细胞内的血红蛋白等有机物一般不能透过细胞膜。红细胞的细胞膜相当于红细胞的细胞膜相当于红细胞的细胞膜相当于红细胞的细胞膜相当于“ “问题探讨问题探讨问题探讨问题探讨” ”中的半透膜。中的半透膜。中的半透膜。中的半透膜。红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外红细胞吸水或
5、失水的多少主要取决于红细胞内外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浓度的差值浓度的差值浓度的差值。一般情况下，差值较大时吸水或失水较多。一般情况下，差值较大时吸水或失水较多。一般情况下，差值较大时吸水或失水较多。一般情况下，差值较大时吸水或失水较多。与经典渗透装置比较与经典渗透装置比较 细细胞胞质质细细胞胞膜膜外外界界溶溶液液内内溶溶液液半半透透膜膜动物红细胞的细胞膜是一种动物红细胞的细胞膜是一种 选择透过性膜选择透过性膜思考：v其他动物细胞的吸水和失水的原理与红细胞是一样的吗？1、外界溶液浓度、外界溶液浓度 细胞质浓度时，细胞细胞质浓度时，细胞吸水吸水 3、外界溶液浓度、外界
6、溶液浓度 = 细胞质浓度时，细胞细胞质浓度时，细胞失水失水吸水和失水达吸水和失水达到动态平衡到动态平衡一一 样样小结小结：成成熟熟的的植植物物细细胞胞和和外外界界溶溶液液组组成成一一个个 渗渗透透系系统统（二）、植物细胞的吸水和失水（二）、植物细胞的吸水和失水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、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
7、隙的水）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？ 现象现象：提出问题：提出问题：原生质层相当于半透膜作出假设：作出假设：理由是：植物细胞膜和液泡膜都是生物膜，（P49）他们具有与红细胞的细胞膜基本相同的化学组成和结构。上述的事例与红细胞的失水和吸水很相似。 原生质层是细胞层次的结构，要观原生质层是细胞层次的结构，要观察它，我们必须借助于什么工具？察它，我们必须借助于什么工具？那么我们应该选用什么样的实验材那么我们应该选用什么样的实验材料才能使实验成功呢？料才能使实验成功呢？观察观察指标是指标是什么呢
8、？什么呢？ 液泡和细胞体积、大小的变化 设计方案：设计方案：将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液中和清水中，观察其大小的变化。 预期实验的结果预期实验的结果 ：由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由通过，而蔗糖分子则不能通过，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会缩小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的液泡又会变大，细胞膨胀。 进行进行实验实验实验结果：实验结果： 中央液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液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略略实验结论：实验结论：原生质层相当
9、于半透膜原生质层相当于半透膜 细胞内有细胞液 长颈漏斗中有蔗糖液 外界溶液 烧杯中有清水 半透膜成熟的植物细胞渗透系统装置渗透系统装置 原生质层 (选择性透过膜) 因为：液泡膜和细胞膜均具选择透过性因为：液泡膜和细胞膜均具选择透过性内内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（全透性）（全透性）所以：原生质层相当于一层半透膜所以：原生质层相当于一层半透膜 也是选择透过性膜也是选择透过性膜小结：探究实验步骤小结：探究实验步骤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（
10、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）（原生质层相当于一层半透膜）（设计方案、预期结果（设计方案、预期结果）（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）1、植物细胞质壁分离现象、植物细胞质壁分离现象细胞失水细胞失水外界溶液浓度外界溶液浓度 大于大于细胞液的浓度细胞液的浓度（二）植物细胞的吸水和失水（二）植物细胞的吸水和失水质壁分离质壁分离当外界溶液浓度当外界溶液浓度细胞液浓度时细胞液浓度时植物通过渗透作用植物通过渗透作用失水失水，体积，体
11、积缩小缩小外因：外因：内因：内因：细胞壁和原生质层收缩性不同细胞壁和原生质层收缩性不同( (细胞壁和原生质层分离）细胞壁和原生质层分离）现象：现象：液泡液泡 缩小缩小；液泡体积；液泡体积 变小变小；液泡颜色；液泡颜色 变深变深。失水失水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细胞吸水细胞吸水外界溶液浓度外界溶液浓度 小于小于细胞液的浓度细胞液的浓度质壁分离复原质壁分离复原现象：现象：液泡液泡 变大变大；液泡体积；液泡体积 变大变大；液泡颜色；液泡颜色 变浅变浅。外界溶液浓度外界溶液浓度细胞液浓度细胞液浓度植物细胞通过渗透作用植物细胞通过渗透作用吸水吸水发生发生质壁分离的细胞质壁分
12、离的细胞会出现会出现质壁分离复原现象质壁分离复原现象原因：原因：吸水吸水1、自动复原溶液：、自动复原溶液： KNO3溶液、溶液、NaCl溶液、尿素溶液、甘油溶液、尿素溶液、甘油2、质壁分离及复原实验的应用：、质壁分离及复原实验的应用： （1）、鉴定植物细胞的死活）、鉴定植物细胞的死活 （2） 、证明原生质层具有选择透过性、证明原生质层具有选择透过性 （3） 、测定细胞液浓度的大小、测定细胞液浓度的大小物质跨膜运输的其他实例物质跨膜运输的其他实例1、水稻培养液中钙、镁两种离子浓度为什么会增高？、水稻培养液中钙、镁两种离子浓度为什么会增高？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
13、离子的吸收有差异吗？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番茄番茄水稻水稻结论：结论：物质（如碘）的跨膜运输并不都是和水物质（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。一样顺相对含量梯度的运输的。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水分子的运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜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？运输也是这样的吗？由此你能得出什么结论？20 25倍倍250mg/L血液中碘的浓度血液中碘的浓度水分子跨膜运输是顺相
14、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。细胞膜是细胞膜是选择透过性膜选择透过性膜小结小结 物物质质跨跨膜膜运运输输的的实实例例渗透作用发生的条件渗透作用发生的条件具有半透膜具有半透膜半透膜两侧具有浓度差半透膜两侧具有浓度差动物细胞的吸水和失水动物细胞的吸水和失水细胞质细胞质外界溶液外界溶液时吸水时吸水细胞质细胞质外界溶液外界溶液吸水吸水细胞液细胞液外界溶液外界溶液失水失水其他实例其他实例 ： 选择透过性膜选择透过性
15、膜 随堂练习随堂练习 1.在蔗糖溶液中发生质壁分离的细胞在蔗糖溶液中发生质壁分离的细胞,它的原生质层与它的原生质层与细胞壁之间充满了细胞壁之间充满了()细胞质空气细胞质空气水分水分 蔗糖溶液蔗糖溶液人红细胞的渗透压与浓度的盐水相当，而浸在浓度人红细胞的渗透压与浓度的盐水相当，而浸在浓度的盐水中的红细胞破裂，浸在浓度的盐水中的红细胞皱缩，的盐水中的红细胞破裂，浸在浓度的盐水中的红细胞皱缩，问这三种盐水的浓度大小依次为（）问这三种盐水的浓度大小依次为（）概念：概念：半透膜：可以让某些分子通过而不让另一些分子通过的膜；选择透过性膜：指具有生物活性的生物膜，它对物质的通过既有半透膜的物理性质，又具有主动的选择性概念：概念：原生质：细胞内的生命物质；原生质层：细胞膜，液泡膜以及这两层膜之间的细胞质；(成熟植物细胞特有)设计实验设计实验实验结果：实验结果： 中央液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液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水的进出方向水的进出方向顺相对含量的梯度进出植物细胞顺相对含量的梯度进出植物细胞
