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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,细胞是一个开放的系统，每时每刻都与环境进行着物质的交换。物质的进进出出都要经过细胞的边界细胞膜。细胞内外的许多物质并不能自由地出入细胞，细胞膜能够对进出细胞的物质进行选择。,新课导入,这一层薄薄的细胞膜为什么能控制物质的进出呢？,一、渗透装置实验：,仔细观察，分析现象及原因,半透膜：一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类多孔性薄膜。,原理：孔径大小,会发生什么现象？,漏斗管内的液面为什么会升高？,单位时间内透过玻璃纸进入漏斗的水分子比渗出的多，使液面身高。,多,少,水总体的扩散方向溶剂：水分子多水分子少（顺相对含量的梯度）,
2、溶液：即低浓度溶液（清水）高浓度溶液（蔗糖）,物质的量浓度,液面会一直升高吗？若不会，半透膜两侧有水分子出入吗？半透膜两侧溶液浓度相等吗？,不会一直升高，此时水分子移动达到平衡状态，即渗透平衡（漏斗内溶液产生重力，阻止烧杯中水进入漏斗）。半透膜两侧浓度不相等，仍有浓度差，用以维持液面高度所产生的压强。,概念： （或其他溶剂分子）透过 ， 从 向_ 的扩散，叫渗透作用。,水分子,半透膜,低浓度溶液,高浓度溶液,渗透作用,相对含量高,相对含量低,注意区分扩散：物质从高浓度一侧向低浓度一侧的运动，如气体，液体等，不需半透膜。,【思考与讨论】（分小组进行）,1、如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会
3、升高吗？为什么？,不会。蔗糖分子和水分子都可以透过纱布,2、如果烧杯和漏斗管内是同浓度蔗糖溶液，结果会怎样？,单位时间透过玻璃纸进出水分子量相同，故漏斗管液面不变,3、如果烧杯和漏斗管内是不同浓度蔗糖溶液，结果会怎样？,烧杯内蔗糖浓度漏斗管内蔗糖浓度：漏斗管液面下降,烧杯内蔗糖浓度漏斗管内蔗糖浓度：漏斗管液面上升,条件一 ：半透膜,条件二：浓度差,1、概念： （或溶剂分子）透过 ， 从 向_的扩散，叫渗透作用。,水分子,半透膜,低浓度溶液,高浓度溶液,一、渗透作用,2、产生的条件：具有 .半透膜两侧溶液具有 。,浓度差,半透膜,（特指物质的量浓度）,3、方向： 溶剂：水分子多水分子少（顺相对含
4、量的梯度）,溶液：低浓度溶液高浓度溶液,【思考与讨论】,6、若葡萄糖分子能通过半透膜，在烧杯和漏斗管内分别加入同等浓度的蔗糖和葡萄糖，结果会怎么样？ 若改成同等质量分数的蔗糖和葡萄糖，结果会怎么样？,4、如果烧杯中的是蔗糖溶液，漏斗管内是清水，结果会怎样？,漏斗管内的液面会下降,同等浓度：漏斗管内液面下降。 同等质量：漏斗管液面先上升再下降。,5、若葡萄糖分子能通过半透膜，在烧杯和漏斗管内分别加入清水和葡萄糖溶液，结果会怎么样,漏斗管内的液面先上升再下降。,类比推理,如果将装置中的漏斗换成动物细胞，还会不会发生渗透作用呢？,动物细胞也能渗透吸水，细胞膜相当于 。,半透膜,1、外界溶液细胞质浓度
5、：,动物细胞吸水膨胀,2、外界溶液细胞质浓度：,动物细胞失水皱缩,3、外界溶液细胞质浓度：,水分进出动态平衡,二、动物细胞的吸水和失水,思考与讨论,1、红细胞的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？,红细胞的血红蛋白等有机物一般不能透过细胞膜。,2、红细胞的细胞膜是不是相当于半透膜?,红细胞的细胞膜相当于半透膜。,3、当外界溶液浓度低时，红细胞一定会由于吸水而破涨吗?,不一定，当外界溶液浓度过低时，红细胞一般会由于持续吸水而破涨。,4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件?,主要取决于红细胞内外浓度差，一般情况，差值越大，吸水或失水较多。,与生活的联系：P61思考作答,1. 将人类的红血球置于不同
6、浓度蔗糖液中，浸泡半小时之后的结果如图。依照血球外形的变化判断蔗糖液的浓度，由高到低排列，正确的是（ ）,A. 甲乙丙丁 B. 丁甲乙丙 C. 丙丁甲乙D. 丙乙丁甲,D,动植物细胞结构有明显区别，那植物细胞是怎样进行吸水或失水的？是否也可形成渗透系统呢？,细胞壁,细胞膜,液泡膜,细胞质,细胞液,（全透性，伸缩性小）,成熟植物细胞模式图,（半透膜）,浓度差,三、植物细胞的吸水和失水,1、成熟的植物细胞的结构P61图4-2,外界溶液,植物细胞中的细胞膜、液泡膜以及这两者间的细胞质所构成的结构。,原生质层的概念：,注：原生质层仅存在于成熟的植物细胞！（有液泡）,问：原生质层与原生质体有什么区别？,
7、注：原生质体是指除了植物细胞壁后剩下的所有具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分,2、探究实验的一般过程：（P61-62参考案例三个）,提出问题,作出假设,设计实验,进行实验,分析结果得出结论,表达与交流,(原生质层是一层半透膜吗或植物在什么情况下吸水或失水？),(原生质层相当于一层半透膜.),(设计方案,预期结果),（按预定方案进行实验）,(分析实验结果，得出结论：）,（总结，写实验报告并适当交流）,选材：紫色洋葱鳞片叶外表皮 能选细菌吗？,有颜色，易观察,有中央大液泡（成熟的）,具有活性,制片观察（低倍镜观察正常细胞） （1）滴0.3g/ml蔗糖溶液（引流法）,3、实
8、验：植物细胞的质壁分离及复原实验,现象：质壁分离,宏观：植物坚挺萎焉,微观：,原生质层与细胞壁分离液泡体积：大小液泡颜色：浅深,原因：外因：外界溶液浓度细胞液浓度 内因： 原生质层相当于半透膜 伸缩性：原生质层细胞壁,（2）滴清水,现象：质壁分离复原，细胞恢复到最初的状态,原因：外因：外界溶液浓度细胞壁,植物细胞质壁分离和复原现象,0.3g/ml蔗糖溶液,质壁分离（失水）,清水,质壁分离复原（吸水）,蔗糖溶液,水分子移动：双向 结果：顺相对含量梯度 低浓度溶液到高浓度溶液,实验记录：,变小,原生质层脱离细胞壁,基本不变,逐渐恢复原来大小,原生质层恢复原来位置,基本不变,分析结果得出结论P62,
9、1、假如细胞壁相当于一层半透膜，实验结果会有什么不同？ 2、如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同,进一步探究：,植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？,小组讨论,1、植物细胞发生质壁分离后一定能复原吗？,2 、所有的植物细胞都能发生质壁分离吗？,3、质壁分离后细胞壁和原生质层间隙充满的是什么？,不一定，外界溶液浓度过大，细胞过度失水死亡。,要具有中央大液泡的成熟植物细胞。,外界溶液，细胞壁为全透性。,4、注意事项： a、外界溶液浓度不能过高，否则细胞失水过多导致细胞死亡（不能复原） b、若外界溶液是KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，植物细胞先质壁分离后又发生自动复原现象 c、当达到H2O分子渗透平
10、衡时，外界溶液浓度=细胞液浓度 d、该实验观察三次，第一次与第二次对照，第三次与第二次对照，该对照为自身对照,植物细胞是一个渗透系统,细胞吸水的方式,吸胀吸水,渗透吸水,举例：未成熟植物细胞、干种子等,细胞结构特点：没有形成大的中央液泡,条件：成熟的中央有液泡的植物细胞,细胞结构特点：细胞质有大液泡；细胞壁具全透性；原生质层具选择透过性；细胞液具有一定浓度。,原理：靠细胞内的亲水性物质（蛋白质、淀粉、纤维素）吸收水分,（主要的吸水方式）,实例：成熟的植物细胞,原理：具选择透过性膜和浓度差,（1）判断植物细胞的生活状况（2）判断植物细胞的细胞液浓度（3）农业生产中的水肥管理（4）生活中杀菌、防腐
11、、腌制食品,四、渗透作用原理的运用,四、物质跨膜运输的其他实例,细胞的吸水和失水是水分子顺应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样的呢？,培养液中的钙、镁浓度为什么会增高？,根据资料分析进行讨论,培养过程中，水稻吸收水分及其他离子较多，吸收钙、镁较少（需求量低）而导致其浓度升高。,讨论1：,不同作物对无机盐的吸收有差异吗？,不同作物对无机盐的吸收有差异。,讨论2：,20 25倍,人体甲状腺滤泡上皮细胞,250mg/L,血液,I,不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异。,几种微生物体内的矿物质含量 (占全部矿物质的%),材料分析,不一定。主要取决于细胞生命活动的需要。,水分
12、子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也是这样吗？,讨论3：,细胞对物质的吸收有选择吗？如果有，这种选择有普遍性吗？,有。这种选择具有普遍性，是由生物膜的特性所决定的。,讨论4：,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 于细胞生命活动的需要。细胞对物质的吸收是有选择的。,物质跨膜运输的特点:,从以上实例可以看出，物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，而且细胞对于物质的输入和输出有选择性。 可以说细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。,生物膜的概念： 指细胞内所有的生物膜，包括细胞膜、细胞器、核膜。 生物膜的特性：选择透过性膜。(活细胞的一个重要特征） （
13、水分子可自由通过，一些离子和小分子也可通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过）。,选择性透过膜:具有活性的生物膜，它对物质的通过既有半透膜的物理性质，还具有主动的选择性。半透膜与选择透过性膜的区别？,与社会的联系,不同的饮料浓度不同，根据本节知识判断选用不同浓度的饮料对机体细胞有什么影响？,浓度低的饮料可以用来补充体内水分，浓度高的饮料可能使机体细胞脱水。,课堂小结,1、渗透作用：细胞是一个渗透系统。 2、细胞膜不仅仅是半透膜，还是选择透过性膜。 3、动物细胞的吸水和失水：取决于细胞质的浓度和外界溶液的浓度。 4、植物细胞的吸水和失水。,课堂巩固,1、以下可以发生渗透作用的是_.A.煮熟
14、的马铃薯条放入水中 B.把干种子放在清水中C.烈日下菠菜叶子下垂D.放在盐水中的萝卜变软,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( ),C,2.在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如右图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将 ( ) A.不变 B.增大 C.减小 D.先增后减,B,4. 将n块（n5）质量、体积相同并去皮的马铃薯块茎分别放在不同的质量浓度的蔗糖溶液中，15min后，测定马铃薯块茎的质量，并根据测定结果制成直角坐标图。在下图中，你认为能表示本实验结果的是（ ）,D,4、将洋葱表皮细胞浸入浓度为1mol/L的KNO3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，表皮细胞又恢复到原来状态。分析（1）发生质壁分离的原因是 。 （2）自动发生质壁分离复原的原因是 。（3）以上事实表明细胞膜对不同物质的通透性存在差异，所以它是一种选择透过性膜。,外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞壁伸缩性小。,K+，NO3可以通过原生质层进入细胞,