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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,渗透现象演示实验,Next,实验现象,1、装置管内液面升高的原因是什么？,单位时间内 进入半透膜的水分子数 渗出半透膜的水分子数,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？,漏斗管内的液面不会升高。因为纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通过。,3.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？,半透膜两侧溶液浓度相等，（单位时间内 透过半透膜的水分子数量=渗出的水分子数量），因此液面不会上升。,原理,条件,渗透作用,水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，称为渗透作用,半透膜,这层膜两侧的溶液具有浓度差,在
2、渗透作用中，水分是从溶液浓度 的一侧向溶 液浓度 的一侧渗透。,原理：半透膜两侧存在浓度差,“水往 处流”,高,低,高,半透膜与选择透过性膜 半透膜： 一些物质（一般是小分子物质）能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。 选择透过性膜： 指水分子、细胞要选择吸收的离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的膜。,选择透过性膜相当于半透膜，反之则不然,吸水胀破,失水皱缩,正常状态,细胞膜相当于半透膜,制备细胞膜的实验原理,一、动物细胞的吸水和失水,外界溶液浓度 小于 细胞质浓度 细胞吸水膨胀,外界溶液浓度 等于 细胞质浓度 保持原状态,外界溶液浓度 大于 细胞质浓度 细胞失水
3、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？,3、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？,浓度差越大细胞吸水或失水越多,水的进出方向顺相对含量的梯度进出动物细胞的,其他动物细胞的吸水或失水与红细胞相似,动物细胞的细胞膜是半透膜,把红细胞看作一个渗透装置,细胞质 （蔗糖溶液） 清水 （清水）,细胞膜 （半透膜）,与生活的联系,吃比较咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？,答：觉得比较干，细胞失水,植物细胞的吸水和失水,萝卜条吸水和失水,盐水,清水,溶液浓度比细胞液的大 （失水）,溶液浓度比细胞液的小 （吸水）,植物细胞的细
4、胞膜也是一层半透膜,细胞膜,液泡膜,细胞质,细胞液,细胞核,细胞壁,原生质层,由纤维素和果胶组成，是全透性的，伸缩性小,成熟的植物细胞,相当于半透膜，伸缩性大,二、植物细胞的吸水和失水,2、植物细胞的吸水与失水,探究实验：植物细胞的吸水和失水,提出问题,作出假设,设计实验,进行实验,分析结果,表达与交流,（原生质层是一层半透膜吗？）,（原生质层相当于一层半透膜）,设计 方案,（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）,预期结果,将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。,在蔗糖溶液中植物细胞的中央液
5、泡会变小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。,实验现象：,变小,逐渐恢复原来大小,原生质层恢复原来位置,原生质层 脱离细胞壁,基本 不变,基本 不变,植物细胞质壁分离现象,植物细胞质壁分离复原现象,正常情况下的细胞,发生质壁分离,结论：植物细胞的原生质层相当于 一层半透膜,1.在质壁分离和复原的实验中，如果没有细胞壁，结果会有什么不同吗？,由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开，从而发生质壁分离。,2.发生质壁分离的原因是什么？,如果没有细胞壁，细胞就会像红细胞一样会持续吸水 直到涨破细胞膜。,3.如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶
6、液，实验结果会有什么不同？,高浓度的蔗糖溶液会导致植物细胞严重失水而死亡，不能发生质壁分离复原实验。,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,原生质层 (选择性透过膜),总结,一、渗透作用 概念： 条件： 二、细胞的吸水和失水 1、动物细胞的吸水和失水 原理： 2、植物细胞的吸水和失水 原理： 3、结论：,水分子顺相对含量的梯度跨膜运输,取决于细胞液的浓度与外界溶液的浓度,取决于细胞质的浓度与外界溶液的浓度,对于动物、植物细胞来说：,外界溶液浓度,细胞内溶液浓度,高,低,失水,外界溶液浓度,细胞内溶液浓度,低,高,吸水,水分子是顺相对含
7、量梯度跨膜运输,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，因此不会有质壁分离现象。 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。,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）的物质 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 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 细胞膜是选择透过性膜,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 判断植物细胞的死活 测定细胞液的浓度 光学显微镜下观察细胞膜,原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层 膜之间的细胞质。,原生质和原生质层的区别？,原生质：细胞内具有生命活动的物质
8、称 为原生质。（包括细胞膜、细胞质和细 胞核）。,三、物质跨膜运输的其他实例,实例1,讨论：,1、水稻培养液里的Ca2+ 和Mg2浓度为什么会增高？,2、不同作物对无机盐的吸收有差异吗？,在培养过程中，水稻吸收水分及其它离子较多，吸收 较少，结果导致水稻培养液里的浓度较高。,有差异,实例2,20 25倍,人体甲状腺滤泡上皮细胞,250mg/L,血液,I,讨论：,3、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也是这样吗？,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。,细胞对于物质的输出和输入有选择性,实例3,水分子跨膜运输是顺相对含量梯度 其他物质的跨膜运输并不都是这样
9、，这取决 于细胞生命活动的需要。 细胞对物质的输入与输出是有选择性的。,结论：,细胞膜不仅是半透膜 还是选择透过性膜,1、将洋葱表皮浸泡在7%的尿素溶液中，表皮细胞发生质壁分离，随后又自动发生质壁分离复原。出现这种现象的原因可能是（ ） A.细胞液浓度下降 B.尿素分子进入细胞 C.细胞壁受到破坏 D.细胞膜受到破坏,课堂练习,2. 家庭养花，如果施肥过多，会引起花卉萎蔫，这时可以采取的措施有（ ） 加强光照 改善空气流通 适当浇灌清水 更换盆中泥土 B. C. D. 3. 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( ),a,c,b,A,B
10、,C,D,3. 当把紫色的洋葱鳞片叶的表皮置于质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液中后，原生质层和细胞壁之间将（ ） 紧紧靠在一起 B.充满细胞液 C. 充满蔗糖溶液 D.充满清水 4.浓盐水有杀菌防腐的作用，其原因是（ ） A.浓盐水中含有较多的氯离子，使细菌毒素失效 B.浓盐水中没有细菌所需要的酶，细菌不能产生毒素 C.浓盐水中含养料少，细菌迅速死亡 D.由于渗透作用，使细菌失水死亡,5. 以下哪种情况会发生渗透作用（ ） 干种子萌发时的吸水 萎蔫的青菜放进清水中变得硬挺 根毛细胞吸水 水由气孔进入外界环境 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 兔的血液红细胞放在盐水中发生皱缩 B. C. 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 的通透性存在差异，所以它是一种选择透过性膜。,（1）洋葱表皮细胞液的浓度小于外界溶液浓度，细胞渗透失水；又由于细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，便导致质壁分离,（2）由于细胞可选择性地吸收K和NO3，导致细胞液浓度增加直至大于外界溶液的浓度，细胞开始吸水，从而发生质壁分离复原,（3）离子,