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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1.1.细胞在什么情况下吸水或失水？细胞在什么情况下吸水或失水？2.2.植物细胞的质壁分离与复原现象说明了什么？植物细胞的质壁分离与复原现象说明了什么？3.3.为什么说细胞膜是选择透过性膜？为什么说细胞膜是选择透过性膜？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：可以半透膜：可以让小分子物质让小分子物质通过而大分子通过而大分子物质不能通过物质不能通过的一类薄膜的的一类薄膜的总称。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。烧杯中清因为水分子能透过半透
2、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，水透过半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速度快。透膜进入漏斗内的速度比从漏斗中出来的速度快。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，液面还会升高若内外都是清水或都是同样的蔗糖溶液，液面还会升高吗？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：水分子（
3、或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散。渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散。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的半透选择透过性的半透膜，也可以是物理膜，也可以是物理性的过滤膜。性的过滤膜。(水分进出是顺相对浓度梯度的水分进出是顺相对浓度梯度的)水分子透过半透膜，由低浓度溶液向高浓度水分子透过半透
4、膜，由低浓度溶液向高浓度溶液扩散溶液扩散当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，细胞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。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，细胞当外界溶液浓度比细胞质的浓度高时，细胞失水皱缩。失水皱缩。当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时,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、动物细胞的失水和吸水一、动物细胞的失水和吸水（二）、植物细胞的吸水和失水（二）、植物细胞的吸水和失水1 1、植物细胞是一个渗透系统、植物细胞是一个渗透系统细细胞胞吸吸水水的的方方式式吸胀吸水吸胀吸水渗透
5、吸水渗透吸水实例：实例：未成熟植物细胞、干种子未成熟植物细胞、干种子原因：原因：没有形成大的中央液泡没有形成大的中央液泡实例：实例：成熟的植物细胞成熟的植物细胞条件：条件：有中央液泡有中央液泡机理：机理：靠细胞内的亲水性物质靠细胞内的亲水性物质 （蛋蛋 白质、淀粉、纤维素）白质、淀粉、纤维素）吸收水分吸收水分主要的吸水方式主要的吸水方式7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。放进清水中，它又会恢复硬挺的形态。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.
6、如果不同，不同在哪里呢？如果不同，不同在哪里呢？植物细胞与动物细胞的区别植物细胞与动物细胞的区别:1.1.细胞壁是细胞壁是全透性全透性的。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里的细胞液。细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液。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生质层。原生质层。原生质层不包括液泡内的细胞液。原生质层不包括液泡内的细胞液。4.4.原生质层仅存在于成熟的植物细胞中原生质层仅存在于成熟的植物细胞中二、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3 3植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水细胞
7、膜细胞膜液泡膜液泡膜细胞质细胞质液泡液泡细胞核细胞核细胞壁细胞壁 原生质层原生质层（半透膜）（半透膜）（全透性，伸缩性小）（全透性，伸缩性小）成熟的植物细胞成熟的植物细胞9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、液泡膜以及它们之间的细胞膜、液泡膜以及它们之间的细胞质称为细胞质称为原生质层原生质层。原生质层相当。原生质层相当于半透膜，能让水分子通过而不能让于半透膜，能让水分子通过而不能让蔗糖分子通过。蔗糖分子通过。细胞壁的伸缩性比原生质层小得
8、细胞壁的伸缩性比原生质层小得多。原生质层失水缩小时细胞壁不能多。原生质层失水缩小时细胞壁不能同步缩小同步缩小,两者就发生了分离。当原生两者就发生了分离。当原生质层重新吸水胀大时质层重新吸水胀大时,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(死细胞的细胞膜为死细胞的细胞膜为 全透性全透性)
9、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液浓度细胞外溶液的浓度高于细胞液浓度3、渗透作用原理的运用、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14水稻吸收水稻吸收SiOSiO4 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-离子浓度离子浓度比初始浓度显著低了；它吸收比初始浓度显著低了；它吸收MgMg2+2+和和CaCa2+2+比水少，因此离子的
10、浓比水少，因此离子的浓度比初始浓度高了。番茄的情况也与此类似，不过它吸收度比初始浓度高了。番茄的情况也与此类似，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。三、物质跨膜运输的其他实例三、物质跨膜运输的其他实例1.1.在培养过程中，水稻吸收水分及在培养过程中，水稻吸收水分及Si4+离子较多，离子较多，吸收吸收CaCa2+2+、MgMg2+2+较少，结果导致水稻培养液里的较少，结果导致水稻培养液里的CaCa2+2+、MgMg2+2+浓度增高。浓度增高。2.2.在番茄的培养液中，在番茄的培养液中，CaCa2+2+、MgMg2+2
11、+的浓度下降，的浓度下降，而而Si4+的浓度升高，证明番茄吸收的的浓度升高，证明番茄吸收的CaCa2+2+、MgMg2+2+比比Si4+多。多。3.3.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。根据资料分析根据资料分析结论：细胞对于物质的输出和输入有选结论：细胞对于物质的输出和输入有选择性。择性。28.1648.55米曲菌米曲菌38.6651.00酵母菌酵母菌2.414.93圆褐固氮菌圆褐固氮菌12.9533.99大肠杆菌大肠杆菌K2OP2O5微生物微生物其他物质跨膜运输实例二其他物质跨膜运输实例二16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
12、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，这取决于细胞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。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。结论：结论：细胞膜不仅是半透膜，细胞膜不仅是半透膜，还是选择透过性膜还是选择透过性膜1.1.下列关于物质跨膜运输实例的说法中，不正确的是下列关于物质跨膜运输实例的说法中，不正确的是()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度差C.C.小
13、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浓度梯度跨膜运细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的浓度梯度跨膜运输的过程输的过程【解析】【解析】细胞膜等生物膜具有选择透过性，细胞需要的小分细胞膜等生物膜具有选择透过性，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胞膜。大分子则不能通过细胞膜。C C2.2.（20122012扬州检测）扬州检测）a a、b b、c c表示某植物体的三个相邻表示某植物体的三个相邻的细胞的细胞,它们的
14、细胞液浓度为它们的细胞液浓度为abc,abc,它们之间的水分渗透它们之间的水分渗透方向应该是方向应该是()()C C3.(20113.(2011新课标全国卷新课标全国卷)将人的红细胞放入将人的红细胞放入44蒸馏水蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是（中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是（）A A红细胞膜具有水溶性红细胞膜具有水溶性B B红细胞的液泡体积增大红细胞的液泡体积增大C C蒸馏水大量进入红细胞蒸馏水大量进入红细胞D D低温时红细胞膜流动性增大低温时红细胞膜流动性增大【解析】【解析】A A项项,红细胞膜主要以磷脂为基本骨架，因此不具红细胞膜主要以磷脂为基本骨架，因此不具有水溶性，而
15、是脂溶性。有水溶性，而是脂溶性。B B项项,红细胞是动物细胞没有液泡。红细胞是动物细胞没有液泡。C C项，红细胞从外界吸水膨胀，使红细胞破裂。项，红细胞从外界吸水膨胀，使红细胞破裂。D D项，低温项，低温时细胞膜的流动性减小，不是增大。时细胞膜的流动性减小，不是增大。C C4 4某成熟植物细胞经某种处理后仍保持活性，但在某成熟植物细胞经某种处理后仍保持活性，但在0.3 g/mL0.3 g/mL的蔗糖溶液中不发生质壁分离现象，实验操的蔗糖溶液中不发生质壁分离现象，实验操作正确。则先前的作正确。则先前的“某种处理某种处理”所用的试剂是所用的试剂是()A A0.5 g/mL0.5 g/mL的蔗糖溶液
16、的蔗糖溶液 B B清水清水C C纤维素酶纤维素酶 D D10%HCl10%HCl溶液溶液【解析解析】活的成熟植物细胞在活的成熟植物细胞在0.3 g/mL0.3 g/mL的蔗糖溶液中会发的蔗糖溶液中会发生质壁分离现象，而处理后的成熟植物细胞不发生质壁分生质壁分离现象，而处理后的成熟植物细胞不发生质壁分离，选项中只有离，选项中只有C C项处理符合题干要求。项处理符合题干要求。C C5.5.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
17、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红细胞放在盐水中发生皱缩兔的红细胞放在盐水中发生皱缩A.B.A.B.C.D.C.D.B B6.6.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
18、菌迅速死亡C C7.7.某同学用某同学用30%30%的蔗糖溶液来处理生物细胞，在操作步骤的蔗糖溶液来处理生物细胞，在操作步骤都正确的情况下，细胞没有出现质壁分离现象。对此合理都正确的情况下，细胞没有出现质壁分离现象。对此合理的解释可能是的解释可能是()()实验材料是根尖分生区细胞实验材料是根尖分生区细胞 实验材料是动物细胞实验材料是动物细胞 实验材料是死细胞实验材料是死细胞 实验材料是去除了细胞壁的植物细胞实验材料是去除了细胞壁的植物细胞A.B.A.B.C.D.C.D.C C一、渗透作用一、渗透作用1.1.概念：溶液中的溶剂通过半透膜进行的顺浓度梯度的扩散。概念：溶液中的溶剂通过半透膜进行的顺
19、浓度梯度的扩散。2.2.条件：有半透膜，半透膜两侧有浓度差。条件：有半透膜，半透膜两侧有浓度差。二、动物细胞的吸水和失水二、动物细胞的吸水和失水 红细胞膜相当于半透膜。外界溶液浓度小于细胞质浓度红细胞膜相当于半透膜。外界溶液浓度小于细胞质浓度时，细胞吸水膨胀；反之，则细胞失水皱缩；当外界溶液浓度时，细胞吸水膨胀；反之，则细胞失水皱缩；当外界溶液浓度等于细胞质浓度时，水分子进出平衡。等于细胞质浓度时，水分子进出平衡。三、植物细胞的吸水和失水的实验探究三、植物细胞的吸水和失水的实验探究1.1.质壁分离的原因分析质壁分离的原因分析内因内因细胞壁的伸缩性小，具有全透性；细胞壁的伸缩性小，具有全透性；原生质层的伸缩性大，具有选择透过性，是半透膜；原生质层的伸缩性大，具有选择透过性，是半透膜；细胞液具有一定的浓度。细胞液具有一定的浓度。外因：外界溶液浓度与细胞液的浓度之间存在浓度差。外因：外界溶液浓度与细胞液的浓度之间存在浓度差。2.2.细胞发生质壁分离的条件细胞发生质壁分离的条件一个心胸开阔的人，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。