第4章 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学习目标1.举例说出细胞膜是选择透过性膜。2.尝试提出问题，作出假设。3.进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。第第1 1节节 物质跨膜运输的实例物质跨膜运输的实例一、渗透作用一、渗透作用二、动物细胞的吸水和失水二、动物细胞的吸水和失水三、植物细胞的吸水和失水三、植物细胞的吸水和失水四、渗透作用原理的运用四、渗透作用原理的运用练习问题探讨：渗透现象问题探讨：渗透现象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纸的水分子数量不会不会, 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蔗糖分子也可以自由透过透过.不会不会, 单位时间内透过玻璃纸的水分子数等于渗出单位时间内透过玻璃纸的水分子数等于渗出玻璃纸的水分子数量玻璃纸的水分子数量条件条件一、渗透作用一、渗透作用水分子透过半透膜，水分子透过半透膜，由低浓度溶液向高浓度溶液扩散由低浓度溶液向高浓度溶液扩散半透膜半透膜膜两侧的溶液具有浓度差膜两侧的溶液具有浓度差（一些小分子物质（一些小分子物质能透过，而能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜）另一些物质不能透过的多孔性薄膜）特点特点条件条件外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞质浓度细胞质浓度细胞失水皱缩细胞失水皱缩1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？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？二、动物细胞的吸水和失水二、动物细胞的吸水和失水一般不能透过细胞膜一般不能透过细胞膜 相当于半透膜相当于半透膜 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？取决于红细胞内外浓度的差值取决于红细胞内外浓度的差值 其他动物细胞的吸水或失水与红细胞相似其他动物细胞的吸水或失水与红细胞相似红细胞一般会因持续吸水而涨破红细胞一般会因持续吸水而涨破 外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞质浓度细胞质浓度 细胞失水皱缩细胞失水皱缩三、植物细胞的吸水和失水三、植物细胞的吸水和失水1 1、将白菜剁碎做馅时、将白菜剁碎做馅时, ,常常放一些盐常常放一些盐, ,一会儿一会儿后就可看到水分渗出。后就可看到水分渗出。2 2、对农作物施肥过多，会造成、对农作物施肥过多，会造成“烧苗烧苗”现象。现象。 1、植物细胞会出现失水的情况吗？（渗出的水是细胞内的水还是间隙的水）2、植物细胞在什么情况下会失水？3、原生质层是否相当于一层半透膜？ 探究：探究：提出问题：提出问题：原生质层相当于半透膜作出假设：作出假设：理由是：植物细胞膜和液泡膜都是生物膜，（P49）他们具有与红细胞的细胞膜基本相同的化学组成和结构。上述的事例与红细胞的失水和吸水很相似。 原生质层是细胞层次的结构，要观察它，我们必须借助于什么工具？那么我们应该选用什么样的实验材料才能使实验成功呢？ 液泡和细胞体积大设计方案：设计方案：将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液中和清水中，观察其大小的变化。 预期实验的结果预期实验的结果 ：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，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会缩小，细胞皱缩皱缩；在清水中植物细胞的液泡又会变变大大，细胞膨胀膨胀。 设计实验设计实验实验结果：实验结果： 中央液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液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原生质层恢复原来位置复原来位置原生质层脱原生质层脱离细胞壁离细胞壁基本基本不变不变基本基本不变不变水的进出方向水的进出方向顺相对含量的梯度进出植物细胞顺相对含量的梯度进出植物细胞 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，细胞吸水吸水植物细胞质壁分离植物细胞质壁分离和和复原现象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，细胞失水失水实验实验结论结论：实验结论：实验结论：原生质层相当于半透膜原生质层相当于半透膜 细胞内有细胞液 长颈漏斗中有蔗糖液 外界溶液 烧杯中有清水 半透膜成熟的植物细胞渗透系统装置渗透系统装置 原生质层 (选择性透过膜) 成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统初始浓度初始浓度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实例一实例一1、水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？是不、水稻培养液中的钙、镁两种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？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？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， Ca Ca2+2+、MgMg2+2+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结论：结论：物质（如碘）的跨膜运输并不都是和物质（如碘）的跨膜运输并不都是和水一样顺相对含量梯度的运输的。水一样顺相对含量梯度的运输的。物质跨膜运输的其他实例三物质跨膜运输的其他实例三20 25倍倍人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力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，其他物质的跨膜运输也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？是这样的吗？由此你能得出什么结论？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。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）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、腌制食品四、渗透作用原理的运用1 1、以下可以发生渗透作用的是（以下可以发生渗透作用的是（ ）A.A.煮熟的马铃薯条放入水中煮熟的马铃薯条放入水中 B.B.把干种子放在清水中把干种子放在清水中C.C.烈日下菠菜叶子下垂烈日下菠菜叶子下垂D D. .放在盐水中的萝卜变软放在盐水中的萝卜变软第一关第一关ADCB知识闯关知识闯关2 2、a a、b b、c c是三个相邻的细胞，已知是三个相邻的细胞，已知a a细胞液细胞液浓度浓度 b b细胞液浓度细胞液浓度 c c细胞液浓度细胞液浓度, ,如图所示，如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（）能正确表示水分在三者之间关系的是（）第二关第二关 acbacbacbacbABCDACDB3 3、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称黄，俗称“烧苗烧苗”。其原因是（其原因是（ ）A A、根细胞从土壤中吸收的养分过多、根细胞从土壤中吸收的养分过多B B、根细胞不能从土壤中吸水、根细胞不能从土壤中吸水C C、根系不能将水向上运输、根系不能将水向上运输D D、根系被肥料分解释放、根系被肥料分解释放的热能烧毁的热能烧毁第三关第三关ABCD4 4、利用高浓度盐水（、利用高浓度盐水（NaClNaCl溶液）溶液）杀菌防杀菌防腐的原理是（腐的原理是（ ）A A、盐水中的、盐水中的ClCl有杀菌防腐的作用有杀菌防腐的作用B B、盐水中的、盐水中的NaNa不利于细菌的生活不利于细菌的生活C C、盐水是中性的，不适、盐水是中性的，不适于细菌的生活于细菌的生活D D、由于渗透作用使细菌、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡细胞内的水分渗出而死亡第四关第四关ADCB图将洋葱表皮细胞浸入浓度为图将洋葱表皮细胞浸入浓度为1mol/L1mol/L的的KNO3KNO3溶液中，细胞溶液中，细胞发生质壁分离。但过一段时间后，自动发生质壁分离复原，发生质壁分离。但过一段时间后，自动发生质壁分离复原，表皮细胞又恢复到原来状态。分析表皮细胞又恢复到原来状态。分析（1 1）发生质壁分离的原因是）发生质壁分离的原因是_ _ 。（2 2）自动发生质壁分离复原的原因是）自动发生质壁分离复原的原因是_ _ 。_（3 3）以上事实表明细胞膜对）以上事实表明细胞膜对_的的通透性存在差异，所以它是一种选择透过性膜。通透性存在差异，所以它是一种选择透过性膜。 洋葱表皮细胞液浓度小于外界溶液浓度，洋葱表皮细胞液浓度小于外界溶液浓度，细胞渗透失水；细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，便导致质壁分离细胞渗透失水；细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，便导致质壁分离最后一关最后一关 由于细胞可选择性地吸由于细胞可选择性地吸收收K和和NO3，导致细胞液浓度增加直至大于外界溶液的浓度，细胞开始，导致细胞液浓度增加直至大于外界溶液的浓度，细胞开始吸水，从而发生质壁分离复原吸水，从而发生质壁分离复原离子离子 爱拼才会赢！爱拼才会赢！爱拼才会赢！爱拼才会赢！