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1、 第第4 4章章 细胞的物质输入和输出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夏天家里做凉拌黄瓜时有水出现夏天家里做凉拌黄瓜时有水出现;腌萝卜条时洒上一些盐腌萝卜条时洒上一些盐会出水会出水;卖菜的师傅经常向菜叶上喷水卖菜的师傅经常向菜叶上喷水,菜叶变得硬挺菜叶变得硬挺.一、半透膜半透膜：小分子能通过，大分子不能通过的多孔性薄膜。物质能否通过与孔径大小有关。玻璃纸、羊皮纸、青蛙皮、鱼鳔等一、渗透作用一、渗透作用问题：水分子的移动是单向的吗？一段时间后一段时间后1.漏斗中的液面为什么会升高？单位时间内，进入漏斗的水分子数多于渗出漏斗的水分子数。渗透作用：液体透过半
2、透膜发生扩散的现象。液体透过半透膜发生扩散的现象。问题探讨所需条件？2.漏斗内溶液不再上升时，半透膜两侧的溶液浓度相同吗？不等，漏斗内溶液浓度仍大于烧杯中清水的浓度。只是水分子通过半透膜的双向扩散速率相等1.1.如果用纱布代替半透膜，漏斗内的液如果用纱布代替半透膜，漏斗内的液面也会升高吗？面也会升高吗？问题探讨2.2.若内外都是清水或同样浓度的蔗糖溶若内外都是清水或同样浓度的蔗糖溶液，漏斗中的液面也会升高吗？液，漏斗中的液面也会升高吗？不会不会不会不会具有半透膜；膜两侧溶液具有浓度差。发生条件：水的扩散方向？水的扩散方向？当当S1S1浓度浓度 S2S2浓度时，浓度时，当当S1S1浓度浓度 S2
3、S2浓度时，浓度时，当当S1S1浓度浓度 =S2=S2浓度时，浓度时，水由水由S1S2 S1S2；水由水由S1S2 S1S2；水由水由S1S1S2S2，处于动态平衡；，处于动态平衡；低浓度溶液 高浓度溶液。u水的相对含量：高低u溶液浓度：你能否总结出渗透作用你能否总结出渗透作用的概念的概念？问题探讨渗透作用概念概念：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜由低浓度溶液向高浓度水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散的现象叫做渗透作用。溶液扩散的现象叫做渗透作用。注意：注意：这里所说的溶液浓度指这里所说的溶液浓度指物质的量浓度。物质的量浓度。如如质质量量分分数数为为10%10%葡
4、葡萄萄糖糖溶溶液液和和质质量量分分数数为为10%10%蔗蔗糖糖溶溶液液，虽虽然然质质量量浓浓度度相相同，但蔗糖溶液物质的量浓度小，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。同，但蔗糖溶液物质的量浓度小，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。漏斗中的液面会一直升高吗？不会。长颈漏斗中的液面升高时，液体产生的静水压也随之变大，当静水压增大到和渗透压相等时，通过半透膜进出长颈漏斗的水分子数相等，液面就不再升高。探 究生物细胞也能发生生物细胞也能发生渗透作用吗？渗透作用吗？动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜类比推理类比推理外界溶液浓度细胞质浓度高渗溶液外界溶液浓度细胞质浓度等渗溶液外界溶液浓度细胞质浓度低渗溶液请尝试解
5、释下图的现象细胞失水皱缩细胞形态稳定细胞吸水膨胀外界溶液浓度细胞质浓度，细胞失水皱缩。外界溶液浓度细胞质浓度，水分进出细胞处于动态平衡。外界溶液浓度细胞质浓度，细胞吸水膨胀。思考：当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？红细胞吸水或失水的量的多少究竟取决于什么？不一定主要取决于红细胞内外浓度差，一般情况下，差值较大时吸水或失水较多。动物细胞的吸水和失水红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？不能外界溶液浓度细胞质浓度，细胞失水皱缩。外界溶液浓度细胞质浓度，水分进出细胞处于动态平衡。外界溶液浓度细胞质浓度，细胞吸水膨胀。动物细胞的吸水和失水细胞膜细胞膜相当于红细胞的相当于红细胞的
6、半透膜半透膜，细胞质与外界溶液，细胞质与外界溶液之间存在之间存在浓度差浓度差，因此红细胞相当于一个渗透系统。，因此红细胞相当于一个渗透系统。动物细胞通过动物细胞通过渗透作用渗透作用吸水和失水吸水和失水思考：思考：如果换成如果换成植物细胞植物细胞会如何会如何？1.植物细胞会出现失水的情况吗？2.植物细胞在什么情况下会吸水和失水？3.什么结构相当于一层半透膜？问题探讨成熟的植物细胞模式图成熟的植物细胞模式图细胞壁细胞膜液泡膜细胞质原原生生质质层层细胞液细胞液原生质层是否相当原生质层是否相当于一层半透膜呢？于一层半透膜呢？植物细胞的吸水和失水（全透性）材料用具：紫色的洋葱鳞片叶紫色的洋葱鳞片叶刀片、
7、镊子、载玻片、刀片、镊子、载玻片、盖玻片、吸水纸盖玻片、吸水纸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，清水显微镜显微镜植物细胞的吸水和失水方法步骤：1234植物细胞的吸水和失水2.用低倍显微镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色的中央液泡的大小，以及原生质层的位置；1.制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片方法步骤：566.在显微镜下观察中央大液泡的大小、原生质层的位置。87植物细胞的吸水和失水3.从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，重复几次；4.在显微镜下观察中央大液泡的大小、原生质层的位置；5.在盖玻片的一侧滴加清水，用吸水纸在盖玻片的另一侧吸收
8、，使清水置换蔗糖溶液；外界溶液外界溶液（蔗糖溶液）正常状态下细胞失水液泡缩小滴加蔗糖溶液细胞吸水液泡变大滴加清水现象中央液泡大小 液泡颜色原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液逐渐减小变深逐渐与细胞壁分离基本不变清水从小变大直至恢复原状变浅逐渐靠近直至紧贴细胞壁 基本不变植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水1 1、质壁分离中的、质壁分离中的“质质”与与“壁壁”分别指什么？分别指什么？“质质”指原生质层，指原生质层，“壁壁”指细胞壁指细胞壁2 2、植物细胞发生质壁分离的内因和外因是什么？、植物细胞发生质壁分离的内因和外因是什么？外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度。外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度。内因
9、内因：原生质层相当一层半透膜；原生质层相当一层半透膜；原生质层比细胞壁的伸缩性大原生质层比细胞壁的伸缩性大3 3、观察细胞的质壁分离和复原，对材料有何要求？、观察细胞的质壁分离和复原，对材料有何要求？有细胞壁（植物细胞）有细胞壁（植物细胞）有中央液泡（颜色为深色较好）有中央液泡（颜色为深色较好）活细胞（原生质层相当于半透膜）活细胞（原生质层相当于半透膜）植物细胞的吸水和失水4.4.植物细胞壁对水分的进出有没有影响呢？植物细胞壁对水分的进出有没有影响呢？细胞壁是全透性的细胞壁是全透性的(自由通行自由通行)5 5、当植物细胞质壁复原后，仍将其放置水中，植物细胞会涨破吗、当植物细胞质壁复原后，仍将其
10、放置水中，植物细胞会涨破吗？不会。植物细胞最外层的细胞壁对原生质层具支持和保护作用不会。植物细胞最外层的细胞壁对原生质层具支持和保护作用6 6、在质壁分离及复原的过程中，细胞液浓度的变化趋势如何、在质壁分离及复原的过程中，细胞液浓度的变化趋势如何？质壁分离质壁分离细胞液浓度变大细胞液浓度变大质壁分离的复原质壁分离的复原细胞液浓度变小细胞液浓度变小植物细胞的吸水和失水7 7、如果将蔗糖溶液换成、如果将蔗糖溶液换成0.5g/ml0.5g/ml会发生什么变化？会发生什么变化？细胞质壁分离现象明显，但不能复原细胞质壁分离现象明显，但不能复原（原因：蔗糖浓度过高，致使植物细胞失水过多而死亡）8 8、若将
11、蔗糖溶液换成一定浓度的、若将蔗糖溶液换成一定浓度的KNOKNO3 3、尿素、葡萄糖或、尿素、葡萄糖或NaClNaCl又会发又会发生什么现象？生什么现象？（原因：先失水发生质壁分离，但细胞会吸收溶质微粒，导致细胞液浓度上升，发生吸水，质壁分离自动复原）细胞发生质壁分离后又自动复原细胞发生质壁分离后又自动复原（1）实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗？（2）只要外界溶液的浓度大于细胞液的浓度，植物细胞就会发生质壁分离吗？请简述原因。不一定未成熟的植物细胞、死细胞就不会发生质壁分离现象。下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是()A与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察B用黑藻叶
12、片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察C用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同D紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察B细胞的吸水和失水时水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程。其他物质的跨膜运输是怎么样的呢？物质跨膜运输的其他实例材料一：将番茄和水稻分别放在含Ca2+、Mg2+和SiO44-的培养液中培养。一段时间后，出现了如图所示的情况。1.水稻培养液中Ca2+和Mg2+浓度为什么会升高？2.不同作物对无机盐的吸收有差异吗？答：水稻吸收水的速率大于吸收Ca2+和Mg2+的速率，导致培养液中Ca2+和Mg2+浓度增高。答：不同作物对无机盐的吸收
13、是有差异的。初始浓度初始浓度 Mg2 Ca2+Si4+培养液中的离子浓度培养液中的离子浓度水稻水稻番茄番茄离子离子0物质跨膜运输的其他实例溶质溶剂材料二：人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力。血液中碘的质量浓度为250 mg/L，而甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液高2025倍。4.细胞对物质的吸收有选择性吗？如果有，这种选择性有普遍性吗？材料三：不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异。3.水分子跨膜运输是相对含量梯度，其他物质的跨膜运输也是这样吗？答：否，答：否，取决于细胞生活的需要取决于细胞生活的需要。答答：细细胞胞对对物物质质的的吸吸收收是是有有选选择择性性的的，这种选择这种
14、选择具有普遍性具有普遍性。物质跨膜运输的其他实例2.2.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。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。结论：结论：细胞膜不仅是半透膜还是选择透过性膜细胞膜不仅是半透膜还是选择透过性膜小 结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。1.1.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关于选择透过性膜与半透膜的关系，正确的说法有()A具有半透性就必须具有选择透过性B具有选择透过性就必须具有半透性C活的生物膜才具有选择透过性D只有活的生物膜才具有半透性BC选择透过性膜一定具有半透性，半透膜不一定具有选择透过性 三、渗透作用原理的运用三、渗透作用原理的运用（1 1）判断植物细胞的生活状况）判断植物细胞的生活状况（2 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 3）农业生产中的水肥管理）农业生产中的水肥管理（4 4）生活中杀菌、防腐、腌制食品）生活中杀菌、防腐、腌制食品