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1、第4章 细胞的物质输入和输出第1节 物质跨膜运输的实例请同学们观察渗透现象，分析原因。请同学们观察渗透现象，分析原因。半透膜：可以让小半透膜：可以让小分子物质通过而大分子物质通过而大分子物质不能通过分子物质不能通过的一类薄膜的总称。的一类薄膜的总称。1 1. .漏斗管中的液面为什么会升高？漏斗管中的液面为什么会升高？因为水分子能透过半透膜而蔗糖分子不能。烧杯中因为水分子能透过半透膜而蔗糖分子不能。烧杯中清水的水分子含量比蔗糖溶液中的水分子含量高，清水的水分子含量比蔗糖溶液中的水分子含量高，水透过半透膜进入漏斗内的速度比从漏斗中出来的水透过半透膜进入漏斗内的速度比从漏斗中出来的速度快。速度快。2
2、.2.若用纱布或滤纸代替玻璃纸，液面还会升高吗？若用纱布或滤纸代替玻璃纸，液面还会升高吗？不会，因为水和蔗糖都能通过且两者速率相等。不会，因为水和蔗糖都能通过且两者速率相等。3.3.若内外都是清水或都是同样的蔗糖溶液，液面还若内外都是清水或都是同样的蔗糖溶液，液面还会升高吗？会升高吗？不会，因为水进出的速率相等。不会，因为水进出的速率相等。【思考与讨论【思考与讨论】渗透作用：渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散。扩散。条件：条件：具有半透膜具有半透膜半透膜两侧的溶液要有浓度差半透膜两侧的溶液要有浓度差溶液溶液A A浓度大于溶液浓度大于溶液B B
3、浓度，水分子从浓度，水分子从B AB A移动移动。溶液溶液A A浓度小于溶液浓度小于溶液B B浓度，水分子从浓度，水分子从A BA B移动。移动。原理原理: :半透膜可以是具有半透膜可以是具有选择透过性选择透过性的半透的半透膜，也可以是膜，也可以是物理性物理性的过滤膜。的过滤膜。【警示【警示】渗透作用渗透作用是指水分子（或其他溶剂分子）透是指水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散。可见，渗透是扩散的一种特殊形式，过半透膜的扩散。可见，渗透是扩散的一种特殊形式，一般是相对溶剂物质而言的。扩散可以跨膜运动也可一般是相对溶剂物质而言的。扩散可以跨膜运动也可以不跨膜运动，而渗透过程必须跨膜。以不跨膜
4、运动，而渗透过程必须跨膜。扩散作用扩散作用是指物质从相对含量高的地方到相对含量低是指物质从相对含量高的地方到相对含量低的地方的运动，习惯上大多指非溶剂物质。的地方的运动，习惯上大多指非溶剂物质。1.1.举例说出细胞膜是选择透过性膜举例说出细胞膜是选择透过性膜（重点）（重点）2.2.尝试提出问题，作出假设。尝试提出问题，作出假设。（难点）（难点）当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，细胞一般会因持续吸水而涨破。细胞一般会因持续吸水而涨破。当外界溶液浓度比细胞质的浓度高时，当外界溶液浓度比细胞质的浓度高时，细胞失水皱缩。细胞失水皱缩。当外界溶液的浓度与细胞质的浓度
5、相同当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时时, ,水分进出细胞就处于动态平衡。水分进出细胞就处于动态平衡。一、细胞的失水和吸水一、细胞的失水和吸水（一）动物细胞的失水和吸水（一）动物细胞的失水和吸水1.1.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？2.2.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”中所说中所说的半透膜？的半透膜？3.3.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？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？
6、【思考与讨论【思考与讨论】白菜长时间放置在空气中会慢慢地萎蔫，但是将萎蔫白菜长时间放置在空气中会慢慢地萎蔫，但是将萎蔫的白菜放进清水中，它又会恢复硬挺的形态。的白菜放进清水中，它又会恢复硬挺的形态。思考：思考：1.1.白菜细胞的失水和吸水与红细胞相同吗？白菜细胞的失水和吸水与红细胞相同吗？2.2.如果不同，不同在哪里呢？如果不同，不同在哪里呢？讨论：讨论：植物细胞与动物细胞的区别？植物细胞与动物细胞的区别？（二）植物细胞的吸水和失水实验（二）植物细胞的吸水和失水实验1.1.植物细胞有细胞壁，且是植物细胞有细胞壁，且是全透性全透性的。的。2.2.成熟的植物成熟的植物细胞内的液体环境主要指的是液泡
7、里细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液。的细胞液。 3.3.细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原原生质层。生质层。讨论：讨论：1.1.原生质层是不是相当于一层半透膜呢？原生质层是不是相当于一层半透膜呢？2.2.植物细胞的细胞壁对细胞的吸水和失水有无影响呢？植物细胞的细胞壁对细胞的吸水和失水有无影响呢？细胞膜、液泡膜以及它们之细胞膜、液泡膜以及它们之间的细胞质称为间的细胞质称为原生质层原生质层。原生。原生质层相当于半透膜，能让水分子质层相当于半透膜，能让水分子通过而不能让蔗糖分子通过。通过而不能让蔗糖分子通过。细胞壁的伸缩性比原生质层细胞壁的伸缩
8、性比原生质层小得多。原生质层失水缩小时细小得多。原生质层失水缩小时细胞壁不能同步缩小胞壁不能同步缩小, ,两者就发生两者就发生了分离。当原生质层重新吸水胀了分离。当原生质层重新吸水胀大时大时, ,细胞就复原了。细胞就复原了。实验：实验：植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水植物细胞的质壁分离与复原实验植物细胞的质壁分离与复原实验只有成熟的植物只有成熟的植物细胞原生质层和细胞原生质层和细胞壁才可以分细胞壁才可以分离。离。该细胞为什么不发生该细胞为什么不发生质壁分离质壁分离? ?细胞发生质壁分离的条件细胞发生质壁分离的条件1.1.细胞是活的细胞是活的( (死细胞的细胞膜死细胞的细胞膜为全透性为全
9、透性) )2.2.细胞有大液泡细胞有大液泡3.3.细胞外溶液的浓度高于细胞细胞外溶液的浓度高于细胞液浓度液浓度【警示【警示】 只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原。动物细胞和没有液泡的植物细胞不能发分离和复原。动物细胞和没有液泡的植物细胞不能发生质壁分离。死的植物细胞的细胞膜因为失去了选择生质壁分离。死的植物细胞的细胞膜因为失去了选择透过性，所以也不能发生质壁分离。已发生质壁分离透过性，所以也不能发生质壁分离。已发生质壁分离的细胞死亡后，也无法复原。的细胞死亡后，也无法复原。实验材料中的细胞要有较深的颜色，以便于观察。实验材料中的细胞要有较深的颜色
10、，以便于观察。 使用的溶液浓度不能过大（防止细胞失水过多而死使用的溶液浓度不能过大（防止细胞失水过多而死亡）。亡）。不要让溶液流到显微镜上（防止污染显微镜）。不要让溶液流到显微镜上（防止污染显微镜）。原核生物不会发生质壁分离。原因在于相当多的原核生物不会发生质壁分离。原因在于相当多的“原核生物原核生物”虽然有细胞壁，但通常无大液泡。虽然有细胞壁，但通常无大液泡。【例【例1 1】将一洋葱鳞片叶放在某一浓度的蔗糖溶液中，将一洋葱鳞片叶放在某一浓度的蔗糖溶液中，制成装片，放在显微镜下观察，有三种状态的制成装片，放在显微镜下观察，有三种状态的细胞，如图所示。你认为这三个细胞在未发生上述细胞，如图所示。
11、你认为这三个细胞在未发生上述情况之前，其细胞液的浓度是情况之前，其细胞液的浓度是 ( )( )【解析【解析】在外界溶液浓度相同的情况下，细胞液浓度越在外界溶液浓度相同的情况下，细胞液浓度越小，细胞越易失水而发生质壁分离。根据三个细胞失水小，细胞越易失水而发生质壁分离。根据三个细胞失水程度的大小，可以判断出其细胞液浓度的大小。程度的大小，可以判断出其细胞液浓度的大小。A.AA.AB BC B.AC B.AB BC C.BC C.BA AC D.BC D.BA AC C【解题关键【解题关键】明确外界溶液浓度与细胞液浓度的关系。明确外界溶液浓度与细胞液浓度的关系。A A水稻吸收水稻吸收SiOSiO4
12、 44-4-比水多得多，因此溶液中的比水多得多，因此溶液中的SiOSiO4 44-4-离子浓度明显比初始浓度低；它吸收离子浓度明显比初始浓度低；它吸收MgMg2+2+和和CaCa2+2+比水比水少，因此离子的浓度比初始浓度高。番茄的情况也与少，因此离子的浓度比初始浓度高。番茄的情况也与此类似，不过它吸收此类似，不过它吸收MgMg2+2+和和CaCa2+2+比水多，而吸收比水多，而吸收SiOSiO4 44-4-比水少。比水少。二、物质跨膜运输的其他实例二、物质跨膜运输的其他实例与社会联系与社会联系: :1.1.饮料浓度高低问题。饮料浓度高低问题。2.2.注射时所用的生理盐水的问题。注射时所用的生
13、理盐水的问题。这些实例说明：这些实例说明：1.1.物质通过细胞膜并非都是顺浓度梯度的。物质通过细胞膜并非都是顺浓度梯度的。2.2.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。3.3.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。【例【例2 2】下列关于物质跨膜运输实例的说法中，不正下列关于物质跨膜运输实例的说法中，不正确的是确的是 ( () )A.A.细胞膜、核膜等生物膜都是选择透过性膜细胞膜、核膜等生物膜都是选择透过性膜B.B.水分子进出细胞，取决于细胞内外液体的浓度差水分子进出细胞，取决于细胞内外液体的浓
14、度差C.C.小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质则不能小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质则不能D.D.细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程运输的过程【解析【解析】细胞需要的小分子、离子可以通过细胞膜，细胞需要的小分子、离子可以通过细胞膜，而细胞不需要的小分子、离子和大分子则不能通过细而细胞不需要的小分子、离子和大分子则不能通过细胞膜胞膜。【解题关键【解题关键】明确细胞膜等生物膜具有选择透过性。明确细胞膜等生物膜具有选择透过性。C C细胞的吸水细胞的吸水和失水和失水动物细胞实例动物细胞实例植物细胞实例植物细胞实例选择透过性选择透过性
15、原理：渗原理：渗透作用透作用1.1.浓盐水有杀菌防腐的作用，其原因是（浓盐水有杀菌防腐的作用，其原因是（ ）A.A.浓盐水中含有较多的氯离子，使细菌毒素失效浓盐水中含有较多的氯离子，使细菌毒素失效B.B.浓盐水中没有细菌所需要的酶，细菌不能产生毒素浓盐水中没有细菌所需要的酶，细菌不能产生毒素C.C.由于渗透作用，使细菌失水死亡由于渗透作用，使细菌失水死亡D.D.浓盐水中含养料少，细菌迅速死亡浓盐水中含养料少，细菌迅速死亡C C2 2将人体口腔上皮细胞转移至不同浓度将人体口腔上皮细胞转移至不同浓度(、)的三种盐溶液中，结果如图所示。这三种溶液的的三种盐溶液中，结果如图所示。这三种溶液的浓度是浓度
16、是( () )A AB BC CD D。B B3.3.一学生做质壁分离和复原实验时，显微镜下只有一一学生做质壁分离和复原实验时，显微镜下只有一个细胞没有发生质壁分离，其他细胞都出现了明显的个细胞没有发生质壁分离，其他细胞都出现了明显的质壁分离现象，这可能是因为质壁分离现象，这可能是因为( () )A A该细胞是正在发育过程中的细胞该细胞是正在发育过程中的细胞B B该细胞是死细胞该细胞是死细胞C C蔗糖溶液浓度太小蔗糖溶液浓度太小D D实验操作不正确实验操作不正确【解析【解析】因为是同一个学生在同一次实验时的结果，因为是同一个学生在同一次实验时的结果，所以所以C C、D D两项可以排除；而正发育
17、中的细胞也可能与两项可以排除；而正发育中的细胞也可能与其他细胞一样发生质壁分离；只有原生质层已破坏的其他细胞一样发生质壁分离；只有原生质层已破坏的死细胞，不具有选择透过性，不会发生渗透失水，因死细胞，不具有选择透过性，不会发生渗透失水，因此也就观察不到质壁分离的现象。此也就观察不到质壁分离的现象。B B4.4.下图为一实验装置，各种试管中装有一长度与体积均下图为一实验装置，各种试管中装有一长度与体积均相同的新鲜马铃薯条，处理如下。约相同的新鲜马铃薯条，处理如下。约1 1小时后取出各马小时后取出各马铃薯条，并观察它的长度变化，实验室的温度和湿度在铃薯条，并观察它的长度变化，实验室的温度和湿度在实
18、验过程中保持不变，试分析：实验过程中保持不变，试分析：（1 1）甲试管中马铃薯条长度的变化是）甲试管中马铃薯条长度的变化是_，原，原因是因是_。乙试管中马铃薯条长度的变化是乙试管中马铃薯条长度的变化是_，原因是，原因是_。丙试管中马铃薯条长度的变化是。丙试管中马铃薯条长度的变化是_，原因是，原因是_。（2 2）丙试管中的马铃薯，在实验中的作用是）丙试管中的马铃薯，在实验中的作用是_。（3 3）此实验的原理是）此实验的原理是_。【解析【解析】成熟的植物细胞相当于一个渗透系统。当细成熟的植物细胞相当于一个渗透系统。当细胞液浓度与外界溶液之间存在浓度差时，水分就会通胞液浓度与外界溶液之间存在浓度差时
19、，水分就会通过原生质层向浓度高的一侧渗透，造成细胞吸水或失过原生质层向浓度高的一侧渗透，造成细胞吸水或失水。甲试管中蔗糖溶液的浓度大于细胞液的浓度，细水。甲试管中蔗糖溶液的浓度大于细胞液的浓度，细胞将失水，使马铃薯条变短；乙试管中，由于蒸馏水胞将失水，使马铃薯条变短；乙试管中，由于蒸馏水的浓度小于细胞液的浓度，造成细胞吸水，使马铃薯的浓度小于细胞液的浓度，造成细胞吸水，使马铃薯条变长；丙试管中的马铃薯条的长度则基本保持不变，条变长；丙试管中的马铃薯条的长度则基本保持不变，因为细胞既不吸水也不失水，这块马铃薯在实验中起因为细胞既不吸水也不失水，这块马铃薯在实验中起对照作用。对照作用。答案：答案：（1 1）变短）变短 细胞失水细胞失水 变长变长 细胞吸水细胞吸水不变不变 细胞中的水分基本不变细胞中的水分基本不变 （2 2）对照作用）对照作用 （3 3）渗透作用的原理）渗透作用的原理 一个心胸开阔的人，能够正确地看待自身与他人的差别；他既不会自轻自贱，崇拜英雄和偶像；也不会盲目自信，一味地贬低他人。他不会计较在每件事情上是否公平，只愿自己的内心快乐与充实。
