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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1物质跨膜运输的实例渗透现象演示实验渗透现象演示实验Next实实验验现现象象2物质跨膜运输的实例1 1、装置管内液面升高的原因是什么？、装置管内液面升高的原因是什么？单位时间内单位时间内 进入半透膜的水分子数进入半透膜的水分子数 渗出半透膜的水分子数渗出半透膜的水分子数2. 2. 如果用一如果用一层纱层纱布代替玻璃布代替玻璃纸纸，漏斗管内的液面，漏斗管内的液面还还会会升高升高吗吗？漏斗管内的液面不会升高。因为纱布的孔隙很大，蔗糖分子也漏斗管内的液面不会升高。因为纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通过。可以自由通过。3.3.如果如果烧烧杯中不
2、是清水，而是同杯中不是清水，而是同样浓样浓度的蔗糖溶液度的蔗糖溶液结结果会怎果会怎样样？半透膜两侧溶液浓度相等，（单位时间内半透膜两侧溶液浓度相等，（单位时间内 透过半透膜的水分子透过半透膜的水分子数量数量=渗出的水分子数量），因此液面不会上升。渗出的水分子数量），因此液面不会上升。3物质跨膜运输的实例渗透作用：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，称为渗透作用。渗透作用的产生必须具备两个条件: 具有半透膜具有半透膜 半透膜两侧的溶液具有浓度差半透膜两侧的溶液具有浓度差一、渗透作用一、渗透作用( (玻璃纸、动物膀胱、卵壳内膜、花生种皮、玻璃纸、动物膀胱、卵壳内膜、花
3、生种皮、鱼鳔等）鱼鳔等）4物质跨膜运输的实例在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差h，则S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度。因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。5物质跨膜运输的实例吸水胀破吸水胀破失水皱缩失水皱缩正常状态正常状态二、动物细胞的吸水和失水6物质跨膜运输的实例把红细胞看作一个渗透装置把红细胞看作一个渗透装置细胞质细胞质（蔗糖溶液）（蔗糖溶液）清水清水（清水）（清水）细胞膜细胞膜（半透膜）（半透膜）7物质跨膜运输的实例其他动物细胞的吸水或失水与红细胞相似二二.动物细胞的吸水和失水动物细胞的吸水和失水(1)(1)(2)(2)现象现象 外界溶液浓度外界溶液浓
4、度 细胞质浓度细胞质浓度细胞细胞失水失水皱缩皱缩 外界溶液浓度外界溶液浓度= =细胞质浓度细胞质浓度水分进出水分进出平衡平衡8物质跨膜运输的实例与生活的联系与生活的联系与生活的联系与生活的联系吃比较咸的食物，口腔和吃比较咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感觉？为唇的黏膜有什么感觉？为什么？什么？答：觉得比较干，细胞失水答：觉得比较干，细胞失水9物质跨膜运输的实例植物细胞的吸水和失水萝卜条吸水和失水盐水盐水清水清水溶液浓度比细胞液的大（失水）溶液浓度比细胞液的小（吸水）10物质跨膜运输的实例细胞膜液泡膜细胞质细胞液细胞液细胞核细胞壁细胞壁原生质层原生质层由纤维素和果胶组成，由纤维素和果胶组成，是是全
5、透性全透性的，伸缩性小的，伸缩性小成熟的植物细胞相当于半透膜，伸缩性大二、植物细胞的吸水和失水二、植物细胞的吸水和失水11物质跨膜运输的实例复习提问：1、渗透作用发生的两个条件2、动、植物细胞里什么充当半透膜3、动、植物细胞失水吸水何时发生4、什么是原生质层5、植物细胞质壁分离的内外因6、生物膜的流动镶嵌模型是谁提出的？内容是？7、细胞膜的结构特点与功能特点之间的关系？12物质跨膜运输的实例实验假设：若原生质层相当于一层半透膜，实验假设：若原生质层相当于一层半透膜，把成熟的植物细胞放置在不同的外界溶液中，把成熟的植物细胞放置在不同的外界溶液中，它应该有吸水或失水的现象它应该有吸水或失水的现象实
6、验材料的选择：实验材料的选择：实验材料：实验材料：紫色紫色的洋葱鳞片叶外表皮的洋葱鳞片叶外表皮 细胞细胞 质量浓度为质量浓度为0.3g/ml0.3g/ml的蔗糖溶液、清水的蔗糖溶液、清水探究实验：植物细胞的吸水和失水13物质跨膜运输的实例探究实验：植物细胞的吸水和失水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（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）设计设计方案方案（按预定方案进行实验）（按预定方案进行实验）（分析实验结果，（分析实验结果，得出结论得出结论：）（总结，写
7、实验报告并适当交流）（总结，写实验报告并适当交流）预期预期结果结果将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。在清水中，观察其大小的变化。在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩；在清水中植物细胞变小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。的中央液泡会变大，细胞膨胀。14物质跨膜运输的实例取一小块洋葱鳞茎取一小块洋葱鳞茎的紫色外表皮，放的紫色外表皮，放在载玻片的中央的在载玻片的中央的水滴中水滴中镜检镜检观察自观察自然状态下
8、的紫色然状态下的紫色洋葱外表皮细胞洋葱外表皮细胞的结构。的结构。 用对侧引流法加入质量浓度为用对侧引流法加入质量浓度为0.3g/ml0.3g/ml的蔗糖溶液，再次镜检。的蔗糖溶液，再次镜检。观察浸浴在蔗糖溶液中的表皮细胞观察浸浴在蔗糖溶液中的表皮细胞有什么变化。有什么变化。（与自然状态下的表皮细胞比较）（与自然状态下的表皮细胞比较）15物质跨膜运输的实例方法步骤方法步骤0.3g/ml0.3g/ml蔗糖溶蔗糖溶液液质质壁壁分分离离16物质跨膜运输的实例清水清水质壁分离复原质壁分离复原质壁分离的过程质壁分离的过程17物质跨膜运输的实例植物细胞的吸水与失水1 1 物质跨膜运输的实例物质跨膜运输的实例
9、18物质跨膜运输的实例滴加蔗糖溶液发生滴加蔗糖溶液发生质壁分离的细胞质壁分离的细胞改换清水后正在发生改换清水后正在发生质壁分离复原的细胞质壁分离复原的细胞探究实验：植物细胞的吸水和失水注意颜色的变化注意颜色的变化19物质跨膜运输的实例v质壁分离:植物细胞因为失水收缩，原生质层与细胞壁发生分离的现象。v质壁分离复原：发生质壁分离的植物细胞因吸水膨胀，恢复为原来的状态。注意颜色的变化注意颜色的变化探究实验：植物细胞的吸水和失水20物质跨膜运输的实例实验结果：实验结果： 细胞细胞大小大小蔗糖溶蔗糖溶液液清水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复原生质层恢复原来位置原来位置原生质层脱
10、离原生质层脱离细胞壁细胞壁基本基本不变不变基本基本不变不变中央液泡中央液泡大小大小原生质层原生质层的位置的位置探究实验：植物细胞的吸水和失水21物质跨膜运输的实例细胞质细胞质细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜原生质层原生质层细胞壁细胞壁细胞液细胞液一个成熟的植物细胞可构成一个渗透系统，发生渗透作用一个成熟的植物细胞可构成一个渗透系统，发生渗透作用植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水半透膜半透膜外界溶液外界溶液浓度差浓度差22物质跨膜运输的实例注意注意植物细胞的原生质层相当于一层半透膜植物细胞的原生质层相当于一层半透膜细胞失水时细胞壁和原生质层都会出现一细胞失水时细胞壁和原生质层都会出现一定程度的收缩
11、，但原生质层的伸缩性更大，定程度的收缩，但原生质层的伸缩性更大，故原生质层会与细胞壁发生分离故原生质层会与细胞壁发生分离植物细胞质壁分离复原的植物细胞质壁分离复原的条件条件: : 植物细胞必须是活细胞植物细胞必须是活细胞 细胞液与外界溶液必须有浓度差细胞液与外界溶液必须有浓度差 必须有大的液泡必须有大的液泡（课本（课本P63P63）23物质跨膜运输的实例探究探究甘油溶液中分子跨膜运输的实验现象甘油溶液中分子跨膜运输的实验现象5%5%甘油甘油 溶液溶液 12.13.21:0612.13.21:065%5%甘油溶液甘油溶液 12.13.21:4112.13.21:41细胞发生质壁分离的自动复原细胞
12、发生质壁分离的自动复原24物质跨膜运输的实例探究探究KNOKNO3 3溶液溶液中分子跨膜运输的实验现象溶液溶液中分子跨膜运输的实验现象7%KNO7%KNO3 3溶液溶液 12.13.21:5812.13.21:587%KNO7%KNO3 3溶液溶液 12.13.22:14 12.13.22:14 细胞发生质壁分离的自动复原细胞发生质壁分离的自动复原25物质跨膜运输的实例细胞发生质壁分离的自动复原细胞发生质壁分离的自动复原原因：原因： 蔗糖分子不被植物细胞吸收，因蔗糖分子不被植物细胞吸收，因而在适宜蔗糖溶液中发生质壁分离后不而在适宜蔗糖溶液中发生质壁分离后不能自动复原，可见外界溶液中的能自动复原
13、，可见外界溶液中的小分子小分子物质物质或或离子离子能否被细胞吸收将决定能否能否被细胞吸收将决定能否自动复原。自动复原。甘油甘油、KNOKNO3 3与与乙二醇、尿素乙二醇、尿素等等一样能进入细胞内，故其内的细胞能一样能进入细胞内，故其内的细胞能自动复原。蔗糖分子不能进入细胞内，自动复原。蔗糖分子不能进入细胞内，故不能自动复原，只能人工复原。故不能自动复原，只能人工复原。26物质跨膜运输的实例0 60 120 180 240 300 0 60 120 180 240 300 时间（时间（S S）5050100100原生质体原生质体体积（相体积（相对值）对值）（复原状态）（复原状态）2mol/L2m
14、ol/L乙二醇溶液乙二醇溶液2mol/L2mol/L蔗糖溶液蔗糖溶液例：用例：用2mol/L2mol/L的乙二醇溶液和的乙二醇溶液和2mol/L2mol/L的蔗糖溶的蔗糖溶液分别浸浴某种植物细胞，观察质壁分离现象，液分别浸浴某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如图所示。得到其原生质体体积变化情况如图所示。27物质跨膜运输的实例例：将同一植物细胞依次浸入蒸馏水、例：将同一植物细胞依次浸入蒸馏水、0.3 mol0.3 mol蔗糖溶液和蔗糖溶液和0.5 mol0.5 mol尿素溶液中，观察原生质体的体积随时间的变化如右图所示：尿素溶液中，观察原生质体的体积随时间的变化如右图所示
15、： （1 1）A A、B B、C C中细胞在蒸馏水中的是中细胞在蒸馏水中的是 ，在，在0.5 mol0.5 mol尿素溶液中尿素溶液中的是的是。（2 2）abab段的下降速度较段的下降速度较aeae段的快，这是因为段的快，这是因为 _；AB尿素溶液浓度大于尿素溶液浓度大于蔗糖溶液浓度蔗糖溶液浓度（3 3）简要分析）简要分析B B、C C曲线差异的原因曲线差异的原因_。 起初尿素溶液浓度起初尿素溶液浓度大于蔗糖溶液浓度大于蔗糖溶液浓度细胞失水较快，随细胞失水较快，随着尿素分子进入细着尿素分子进入细胞使细胞液浓度逐胞使细胞液浓度逐渐增大，引起细胞渐增大，引起细胞吸水。吸水。28物质跨膜运输的实例质
16、壁分离实验的拓展应用及方法质壁分离实验的拓展应用及方法1 1、判断细胞的死活、判断细胞的死活待测细胞待测细胞+ +蔗糖溶液蔗糖溶液镜检镜检发生质壁分离和复原发生质壁分离和复原活细胞活细胞不发生质壁分离或不发生质壁分离或质壁分离后不复原质壁分离后不复原死细胞死细胞实验单一变量：待测细胞的生活状态。实验单一变量：待测细胞的生活状态。29物质跨膜运输的实例质壁分离实验的拓展应用及方法质壁分离实验的拓展应用及方法2 2、测定细胞液浓度范围、测定细胞液浓度范围待测细胞待测细胞 + + 一系列浓度梯度的蔗糖溶液一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别镜检分别镜检细胞液的浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁细胞液的浓度
17、介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。分离的蔗糖溶液的浓度之间。实验单一变量：不同浓度的蔗糖溶液。实验单一变量：不同浓度的蔗糖溶液。30物质跨膜运输的实例质壁分离实验的拓展应用及方法质壁分离实验的拓展应用及方法3 3、比较不同植物细胞的细胞液浓度、比较不同植物细胞的细胞液浓度不同植物细胞不同植物细胞 + + 同一浓度的蔗糖溶液同一浓度的蔗糖溶液镜检镜检记录刚刚发生质壁分离时所需时间记录刚刚发生质壁分离时所需时间判断细胞液浓度（即时间越短，细胞液浓度越小）判断细胞液浓度（即时间越短，细胞液浓度越小）对所需时间长短进行比较对所需时间长短进行比较实验单一变量：不同植物细胞。实验单
18、一变量：不同植物细胞。31物质跨膜运输的实例质壁分离实验的拓展应用及方法质壁分离实验的拓展应用及方法4 4、比较未知浓度溶液的浓度大小、比较未知浓度溶液的浓度大小同一植物的成熟细胞同一植物的成熟细胞 + + 未知浓度的溶液未知浓度的溶液镜检镜检记录刚刚发生质壁分离所需时间记录刚刚发生质壁分离所需时间判断溶液浓度的大小判断溶液浓度的大小（即时间越短，未知（即时间越短，未知溶液的浓度越大）溶液的浓度越大）比较所用时间长短比较所用时间长短实验单一变量：未知浓度的溶液。实验单一变量：未知浓度的溶液。32物质跨膜运输的实例4细胞吸水和失水原理的应用(1)对农作物进行合理灌溉，既满足了作物对水分的需要，同
19、时也降低了土壤溶液的浓度，有利于水分的吸收。(2)盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多易造成“烧苗”现象，都是由土壤溶液浓度过高，甚至超过了根细胞液浓度，使根细胞不易吸水甚至失水造成的。(3)糖渍、盐渍食品不易变质是因为在食品外部和内部形成较高的渗透压，使微生物不能在其中生存和繁殖，所以能较长时间地保存。(4)医用的生理盐水浓度为0.9%，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，可以使人体细胞保持正常的形态和功能。33物质跨膜运输的实例初始初始浓度度0Mg2Ca2+Si4+离子离子培养液中的离子培养液中的离子浓度度水稻水稻番茄番茄三、物质跨膜运输的其他实例三、物质跨膜运输的其他实例34物质跨膜运输
20、的实例35物质跨膜运输的实例讨论：1 1、在培养过程中，水稻吸收水分的量多于吸收3 3、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。4 4、细胞对物质的吸收是有选择性的。这种选择性具有普遍性。Ca2、Mg236物质跨膜运输的实例三、其他物质的跨膜运输三、其他物质的跨膜运输其他物质的跨膜运输并不顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输并不顺相对含量梯度的，这取决于细胞生命活动的需要。这取决于细胞生命活动的需要。细胞对物质的输入和输出有选择性。细胞对物质的输入和输出有选择性。总结总结37物质跨膜运输的实例强调强调细胞膜并不是单纯物理意义的半透膜，它是细胞膜并不是单纯物理意义的半透膜，它
21、是有生理活性的，能以一些物质进行选择通过，有生理活性的，能以一些物质进行选择通过，这叫这叫选择透过性膜选择透过性膜。细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜：可细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜：可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子和大分子则可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过。不能通过。根据细胞膜有无选择透过性可以判定细胞死根据细胞膜有无选择透过性可以判定细胞死活活（课本（课本P64P64）38物质跨膜运输的实例水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、尿素等甘油、性激素、维生素D等都能横穿细胞膜三、物质跨膜运输的其他实例三、物质跨
22、膜运输的其他实例39物质跨膜运输的实例1.家庭养花，如果施肥过多，会引起花卉萎蔫，这时可以采取的措施有（）加强光照改善空气流通适当浇灌清水更换盆中泥土A.B.C.D.2.a、b、c表示某植物体的三个相邻的细胞,它们的细胞液浓度为abc,它们之间的水分渗透方向应该是( )( )acbacbacbacbA AB BC CD D40物质跨膜运输的实例3.当把紫色的洋葱鳞片叶的表皮置于质量浓度为当把紫色的洋葱鳞片叶的表皮置于质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液中后，原生质层和细胞壁之间的蔗糖溶液中后，原生质层和细胞壁之间将（将（）A.紧紧靠在一起紧紧靠在一起B.充满细胞液充满细胞液C.充满蔗糖溶液充满蔗
23、糖溶液D.充满清水充满清水4.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.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.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.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D.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41物质跨膜运输的实例5.以下哪种情况会发生渗透作用（以下哪种情况会发生渗透作用（）干种子萌发时的吸水干种子萌发时的吸水萎蔫的青菜放进清水中变得硬挺萎蔫的青菜放进清水中变得硬挺根毛细胞吸水根毛细胞吸水水由气孔进入外界环境水由气孔进入外界环境插在花瓶中的花枝由瓶中吸水插在花瓶中的花枝由瓶中吸水洋葱表皮细胞放在盐水中发生质壁分离洋葱表皮细胞放在盐水中发生质壁分离兔的血液红细胞放在盐水中发生皱缩兔的血液红细胞放在盐水中发生皱缩A.B.C.D.42物质跨膜运输的实例
