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1、第四章 细胞的物质输入和输出第一节 物质跨膜运输的实例本节考点本节考点考点考点1 1：细胞的吸水和失水：细胞的吸水和失水考点考点2 2：探究植物细胞的吸水和失水：探究植物细胞的吸水和失水考点考点3 3：物质跨膜运输的其他实例：物质跨膜运输的其他实例半透膜：一些物质可以透过，另一些物质不能透过的多孔性薄膜。(如：蛋壳膜、膀胱膜、肠系膜等）问题探讨：1.漏斗管内的液面为什么会升高？2.如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？3.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果呢？4、渗透作用的、渗透作用的发生发生需具备哪些条件？需具备哪些条件？玻璃纸：是一种半透膜，水分子可以透过,而蔗
2、糖分子则不能。1 1、漏斗管内的液面为什么会升高？、漏斗管内的液面为什么会升高？2 2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？还会升高吗？3 3、如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶、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？液，结果会怎样？单位时间内透过玻璃纸的水分子数多于渗出玻璃纸的水单位时间内透过玻璃纸的水分子数多于渗出玻璃纸的水分子数量。分子数量。不会不会,因为纱布的孔隙很大因为纱布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由透过蔗糖分子也可以自由透过.半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间
3、内透过玻璃纸的透过玻璃纸的水分子数等于渗出玻璃纸的水分子数量水分子数等于渗出玻璃纸的水分子数量，液面不会升高。，液面不会升高。原理原理条件条件渗透作用渗透作用水分子（或其他溶剂分子）水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，称透过半透膜的扩散，称为渗透作用为渗透作用半透膜半透膜这层膜两侧的溶液具有浓度差这层膜两侧的溶液具有浓度差溶液溶液A浓度浓度溶液溶液B，水分子从水分子从A B移动移动 （中水分子（中水分子 多余多余 中水分子）中水分子）溶液溶液A浓度浓度溶液溶液B，水分子从水分子从B A移动移动（中水分子（中水分子 少于少于 中水分子）中水分子）在渗透作用中，水分是从溶液浓度在渗透作用中，
4、水分是从溶液浓度在渗透作用中，水分是从溶液浓度在渗透作用中，水分是从溶液浓度 的一侧向溶的一侧向溶的一侧向溶的一侧向溶液浓度液浓度液浓度液浓度 的一侧渗透。的一侧渗透。的一侧渗透。的一侧渗透。原理：原理：半透膜半透膜两侧存在两侧存在浓度差浓度差“水往水往水往水往 处流处流处流处流”高高低低高高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）外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞质浓度细胞质浓度细胞吸水膨胀细胞吸水膨胀外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞质浓度细胞质浓度 保持原状态保持原状态外界溶液浓度外界溶液浓度
5、细胞质浓度细胞质浓度细胞失水皱缩细胞失水皱缩一、动物细胞的吸水和失水一、动物细胞的吸水和失水 小于小于 大于大于 等于等于1.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“问题探讨”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水而涨破吗？4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？思考与讨论：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吃比较咸的食物，口腔和比较咸的食物，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，细胞失水植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水萝卜条吸水和失水萝卜条吸水
6、和失水盐水盐水清水清水溶液浓度比细胞液的大溶液浓度比细胞液的大（失水）（失水）溶液浓度比细胞液的小溶液浓度比细胞液的小（吸水）（吸水）植物细胞的细胞膜也是一层半透膜植物细胞的细胞膜也是一层半透膜细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜细胞质细胞质细胞液细胞液细胞核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，是全透性的，伸缩性小是全透性的，伸缩性小成熟成熟的植物细胞的植物细胞相当于半相当于半透膜，伸透膜，伸缩性大缩性大二、植物细胞的吸水和失二、植物细胞的吸水和失水水 细胞内有细胞液细胞内有细胞液 长颈漏斗中有蔗糖液长颈漏斗中有蔗糖液 外界溶液外界溶液 烧杯中有清水烧杯中有清水 半透
7、膜半透膜成熟的植物细胞成熟的植物细胞渗透系统装置渗透系统装置 原生质层原生质层 (选择性透过膜选择性透过膜)科学探究步骤科学探究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（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）植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水设计方案设计方案:1
8、、材料的选择？2、用什么工具来观察细胞的吸水和失水？3、选用什么试剂？4、具体操作步骤？将植物细胞浸润在将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液较高浓度的蔗糖溶液中，观中，观察大小的变化；再浸润在察大小的变化；再浸润在清水清水中，观察其大小的中，观察其大小的变化变化。5、实验结果的预期？由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以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溶液中，植物细胞的中央液泡会失水缩小失水缩小，细胞，细胞皱缩皱缩；在清水中植物细胞的液泡又会；在清水中植物细胞的液泡又会吸水变
9、大吸水变大，细胞，细胞膨胀膨胀.。进行实验：滴0.3g/ml蔗糖溶液（高浓度）用吸水纸吸用显微镜观察外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞失水,质壁分离,假设成立。实 验 结 果植物细胞植物细胞质壁分离质壁分离现象现象 细胞失水时细细胞失水时细胞壁和原生质层胞壁和原生质层都会出现一定程都会出现一定程度的收缩度的收缩,但原但原生质层的伸缩性生质层的伸缩性更大更大,故原生质故原生质层会与细胞壁发层会与细胞壁发生分离。生分离。外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞细胞液的浓度，细胞_失水失水外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞吸水，质壁分离复原，假设成立。实 验 结 果滴蒸馏水（低浓度）用吸水纸吸用显微
10、镜观察进行实验：植物细胞质壁分离复原现象植物细胞质壁分离复原现象外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞细胞液的浓度，细胞吸水吸水实验结果分析实验结果分析植物细胞的原生质层相当植物细胞的原生质层相当于半透膜。于半透膜。现象现象试剂试剂中央液中央液泡大小泡大小原生质层原生质层的位置的位置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原生质层恢复恢复原来位置原来位置原生质层原生质层脱离脱离细胞壁细胞壁1.1.1.1.在质壁分离和复原的实验中，如果没有细胞壁，结在质壁分离和复原的实验中，如果没有细胞壁，结在质壁分离和复原的实验中，如果没有细胞壁，结在质壁分离和复原的实验
11、中，如果没有细胞壁，结果会有什么不同吗？果会有什么不同吗？果会有什么不同吗？果会有什么不同吗？由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开，从而发生质时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开，从而发生质时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开，从而发生质时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开，从而发生质壁分离。壁分离。壁分离。壁分离。2.2.2.2.发生质壁分离的原因是什么？发生质壁分离的原因是什么？发生质壁分离的原因是什么？发生质壁分离
12、的原因是什么？如果没有细胞壁，如果没有细胞壁，如果没有细胞壁，如果没有细胞壁，细胞细胞细胞细胞就会像红细胞一样会持续吸水就会像红细胞一样会持续吸水就会像红细胞一样会持续吸水就会像红细胞一样会持续吸水直到涨破细胞膜。直到涨破细胞膜。直到涨破细胞膜。直到涨破细胞膜。总结总结一、渗透作用一、渗透作用概念：概念：条件：条件：二、细胞的吸水和失水二、细胞的吸水和失水1 1、动物细胞的吸水和失水、动物细胞的吸水和失水原理：原理：2 2、植物细胞、植物细胞的吸水和失水的吸水和失水原理：原理：3 3、结论：结论：水分子顺相对含量的梯度跨膜运输水分子顺相对含量的梯度跨膜运输取决于取决于细胞液细胞液的浓度与外界溶
13、液的浓度的浓度与外界溶液的浓度取决于取决于细胞质细胞质的浓度与外界溶液的浓度的浓度与外界溶液的浓度对于动物、植物细胞来说：对于动物、植物细胞来说：外界溶液浓度外界溶液浓度细胞内溶液浓度细胞内溶液浓度高高低低失水失水外界溶液浓度外界溶液浓度细胞内溶液浓度细胞内溶液浓度低低高高吸水吸水水分子是顺相对含量梯度跨膜运输水分子是顺相对含量梯度跨膜运输 动植物细胞在吸水与失水方面的差异动植物细胞在吸水与失水方面的差异 动物细胞没有细胞壁，因此不会有动物细胞没有细胞壁，因此不会有质壁分离现象。质壁分离现象。植物细胞由于有细胞壁的限制和保护植物细胞由于有细胞壁的限制和保护不会因持续吸水而涨破。不会因持续吸水而
14、涨破。植物细胞的质壁分离和复原现象证明植物细胞的质壁分离和复原现象证明水分子是可以出入细胞膜（原生质层）的水分子是可以出入细胞膜（原生质层）的物质物质水分子进出细胞的方向取决于细胞膜（原水分子进出细胞的方向取决于细胞膜（原生质层）两边溶液的浓度生质层）两边溶液的浓度细胞吸水和失水是水分子顺（水的）相对细胞吸水和失水是水分子顺（水的）相对含量梯度进行跨膜运输的过程含量梯度进行跨膜运输的过程细胞膜是选择透过性膜细胞膜是选择透过性膜质壁分离和复原实验的应用质壁分离和复原实验的应用说明原生质层是选择透过性膜说明原生质层是选择透过性膜判断植物细胞的死活判断植物细胞的死活测定细胞液的浓度测定细胞液的浓度光
15、学显微镜下观察细胞膜光学显微镜下观察细胞膜初始浓度初始浓度 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水稻水稻番茄番茄物质跨膜运输的其他实例物质跨膜运输的其他实例1、水稻培养液中的、水稻培养液中的Ca2+、Mg2+离子浓度为什么会离子浓度为什么会增高？是不是水稻不吸收反而向外排出呢？增高？是不是水稻不吸收反而向外排出呢？2、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？物质（如碘）的跨膜运输物质（如碘）的跨膜运输并不都是和并不都是和水一样顺相对含量梯度水一样顺相对含量梯度的运输，取决于细的运输，取决于细胞生活的需要。胞生活的需要。20
16、25倍倍人体甲状腺滤泡上皮细胞具有人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘很强的摄取碘的能力的能力250mg/L血液中碘的浓度血液中碘的浓度I 水分子的运输是顺相对含量梯度的，其他物质的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？跨膜运输也是这样的吗？由此你能得出什么结论？人体甲状腺滤泡上皮细胞人体甲状腺滤泡上皮细胞细胞对于物质吸收有细胞对于物质吸收有选择性选择性。且。且这种选择性具有普遍性。这种选择性具有普遍性。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微生物微生物水分子水分子跨膜运输是跨膜运输是顺相对含量顺相对含量梯度的；梯度的；其他物质其他物质的跨膜运输的跨膜运输并不都是并不都是这样，细胞对物这样，细胞对物质的吸收是质的吸收是有选择有选择的的,这取决于细胞生命活动这取决于细胞生命活动的需要。的需要。生物膜可以让生物膜可以让水分子水分子自由自由通过，一些通过，一些离子和小分子离子和小分子也也可以通过，可以通过，其他的离子、小其他的离子、小分子和大分子分子和大分子不能通过。与不能通过。与细胞生命活动密切相关，是细胞生命活动密切相关，是活细胞活细胞的一个重要特征。的一个重要特征。细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。结论：