教育专题：4-1物质跨膜运输的实例.ppt

第四章细胞的物质输入和输出第四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青州第二中学青州第二中学 邱红岩邱红岩【课前自主预习课前自主预习】1 1低低 高高 相同相同 2 2细胞内部液体和外界溶液之间的浓度差细胞内部液体和外界溶液之间的浓度差 3.(1)3.(1)不能不能 (2)(2)半透膜半透膜 (3)(3)因持续吸水而涨破因持续吸水而涨破 （4 4）吸水）吸水 失水失水 4 4细胞膜细胞膜 液泡膜液泡膜 两层膜之间的细胞质两层膜之间的细胞质 5 5半透膜半透膜 细胞液细胞液 质壁分离质壁分离 细胞液细胞液 渗透作用渗透作用 质壁分离复原质壁分离复原 6.6.原生质层原生质层 细胞膜细胞膜 相对含量梯度相对含量梯度 原生质层原生质层 【课前预习自测课前预习自测】1-5 D C D A A学习目标学习目标 1.1.举例说出细胞膜是选择透举例说出细胞膜是选择透 过性膜。过性膜。2.2.进行关于植物细胞吸水和进行关于植物细胞吸水和 失水的实验设计和操作。失水的实验设计和操作。P60P60问题探讨问题探讨1.1.漏斗管内的液面为什么漏斗管内的液面为什么会升高会升高？2.2.如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？3.3.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？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？不会；因纱布的孔隙很大不会；因纱布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由通透蔗糖分子也可以自由通透,因而液面不会升高。因而液面不会升高。半透膜两侧溶液的浓度相等时半透膜两侧溶液的浓度相等时,单位时间内进入长颈漏斗单位时间内进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量的水分子数量等于渗出的水分子数量,液面也不会升高液面也不会升高.因为在单位时间内水分子进入漏斗的多于渗出，因为在单位时间内水分子进入漏斗的多于渗出，导致漏斗内液面升高导致漏斗内液面升高半透膜能选择性的让水分子通过，不让蔗糖分子通过的原理：半透膜能选择性的让水分子通过，不让蔗糖分子通过的原理：根据膜上的孔的大小来选择分子是否能通过根据膜上的孔的大小来选择分子是否能通过问题探讨问题探讨1、渗透作用渗透作用1 1、概念：、概念：（或溶剂分子）（或溶剂分子）透过透过 ，从，从 向向_溶液的扩散，叫渗透作用。溶液的扩散，叫渗透作用。2 2、渗透作用产生的条件：有、渗透作用产生的条件：有 ，以及以及_的两侧有的两侧有 。:如果长颈漏斗内是清水，烧杯内如果长颈漏斗内是清水，烧杯内 是蔗糖溶液，漏斗管内的液面会如是蔗糖溶液，漏斗管内的液面会如何何 变化？变化？水分子水分子半透膜半透膜低浓度低浓度高浓度高浓度半透膜半透膜浓度差浓度差半透膜半透膜液面会下降液面会下降动物细胞吸水动物细胞吸水外界溶液外界溶液 细胞质浓度细胞质浓度外界溶液外界溶液 细胞质浓度细胞质浓度动物细胞失水动物细胞失水 水分进出动物细胞保持平衡水分进出动物细胞保持平衡 问题探讨问题探讨2、动物细胞的吸水和失水动物细胞的吸水和失水外界溶液外界溶液 细胞质浓度细胞质浓度问题探讨问题探讨2、动物细胞的吸水和失水动物细胞的吸水和失水1 1、红细胞的吸水和失水、红细胞的吸水和失水（1 1）当把红细胞放在清水中，即当外界溶液的浓度）当把红细胞放在清水中，即当外界溶液的浓度小于小于细胞质细胞质的浓度时，细胞的浓度时，细胞 _ _ 。（2 2）当外界溶液的浓度）当外界溶液的浓度大于大于细胞质的浓度时，细胞细胞质的浓度时，细胞_ _ 。（3 3）当外界溶液的浓度）当外界溶液的浓度等于等于细胞质的浓度时，水分进出细细胞质的浓度时，水分进出细 胞胞 。2 2、半透膜相当于红细胞的、半透膜相当于红细胞的 ；与外界溶与外界溶 液之间存在液之间存在 。因此，红细胞相当于一个渗透系统。因此，红细胞相当于一个渗透系统。（1 1）当外界溶液浓度低时，红细胞一定会由于吸水而）当外界溶液浓度低时，红细胞一定会由于吸水而 涨破吗？涨破吗？（2 2）红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？）红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？小结：小结：其他动物细胞的吸水和失水的原理与红细胞是一样的。其他动物细胞的吸水和失水的原理与红细胞是一样的。动物细胞相当于一个渗透系统。动物细胞相当于一个渗透系统。吸水膨胀吸水膨胀失水皱缩失水皱缩处于动态平衡处于动态平衡细胞膜细胞膜细胞质溶液细胞质溶液浓度差浓度差不一定不一定细胞膜以及细胞膜两侧细胞膜以及细胞膜两侧的浓度差的浓度差 迁移训练迁移训练1.1.决定红细胞吸水或失水多少的条件是决定红细胞吸水或失水多少的条件是 A A细胞内外溶液的浓度差细胞内外溶液的浓度差 ()()B B细胞膜两边酶的浓度细胞膜两边酶的浓度 C C细胞膜两边分子运动的速度细胞膜两边分子运动的速度 D D细胞内外溶质分子的运动速度细胞内外溶质分子的运动速度迁移训练迁移训练2.2.当你连续嗑带盐的瓜子，你的口腔和唇当你连续嗑带盐的瓜子，你的口腔和唇的黏膜会有干涩的感觉。其原因是的黏膜会有干涩的感觉。其原因是 ()()A A口腔和唇的黏膜细胞质浓度大于细胞外液浓度，口腔和唇的黏膜细胞质浓度大于细胞外液浓度，细胞失水细胞失水 B B口腔和唇的黏膜细胞质浓度小于细胞外液浓度，口腔和唇的黏膜细胞质浓度小于细胞外液浓度，细胞失水细胞失水 C C口腔和唇的黏膜细胞质浓度大于细胞外液浓度，口腔和唇的黏膜细胞质浓度大于细胞外液浓度，细胞吸水细胞吸水 D D口腔和唇的黏膜细胞质浓度小于细胞外液浓度，口腔和唇的黏膜细胞质浓度小于细胞外液浓度，细胞吸水细胞吸水AB问题探讨问题探讨3 3、植物细胞的吸水和失水、植物细胞的吸水和失水1.1.联系生活实际联系生活实际,感受植物细胞的吸水和失水感受植物细胞的吸水和失水（1 1）你吃比较咸的食物时，例如腌制的咸菜、连续嗑带盐的瓜子等，你的）你吃比较咸的食物时，例如腌制的咸菜、连续嗑带盐的瓜子等，你的 口腔和唇的黏膜会有什么感觉？为什么？口腔和唇的黏膜会有什么感觉？为什么？（2 2）凉拌西红柿时，常常要放一些糖，过一段时间后就可见有水分渗出，）凉拌西红柿时，常常要放一些糖，过一段时间后就可见有水分渗出，这些水分是从哪里来的？这些水分是从哪里来的？（3 3）蔫了的青菜叶放入清水中浸泡一段时间后，会有什么变化？）蔫了的青菜叶放入清水中浸泡一段时间后，会有什么变化？2 2：动手画一个成熟植物细胞的：动手画一个成熟植物细胞的结构模式图结构模式图3 3、原生质层包括、原生质层包括 ，植物细胞的，植物细胞的 吸水和失水与动物细胞有何区别吸水和失水与动物细胞有何区别 。口腔细胞内液和唇的粘膜细胞内液浓度小于外界溶液浓度，细胞失水。口腔细胞内液和唇的粘膜细胞内液浓度小于外界溶液浓度，细胞失水。西红柿细胞液浓度小于外界溶液浓度，细胞失水。西红柿细胞液浓度小于外界溶液浓度，细胞失水。青菜细胞吸水而坚挺。青菜细胞吸水而坚挺。细胞膜、液泡膜，以及两膜之间的细胞质细胞膜、液泡膜，以及两膜之间的细胞质动物细胞吸水和失水会发生细胞涨破和细胞萎缩现象，植物细胞呢？动物细胞吸水和失水会发生细胞涨破和细胞萎缩现象，植物细胞呢？成熟的植物细胞有一个成熟的植物细胞有一个中央大液泡中央大液泡细胞膜细胞膜细胞质细胞质液泡膜液泡膜原生质层原生质层细胞液细胞液液泡液泡细胞壁细胞壁外界溶液外界溶液浓度差浓度差1 1、一个成熟的植物细胞可构成一个渗透系、一个成熟的植物细胞可构成一个渗透系统，发生渗透作用统，发生渗透作用选选择择透透过过性性透透膜膜全透性全透性植物吸收水分的主要器官植物吸收水分的主要器官:根根成熟的植物细胞的吸水方式成熟的植物细胞的吸水方式主要是主要是:渗透作用渗透作用未成熟的植物细胞中有很多未成熟的植物细胞中有很多亲水性物质亲水性物质,主要靠主要靠吸胀作用吸胀作用吸水吸水亲水性大小比较亲水性大小比较:蛋白质蛋白质 淀粉淀粉 纤维素纤维素4 4、探究植物细胞的吸水和失水实验：、探究植物细胞的吸水和失水实验：（1 1）基本步骤：）基本步骤：、提出问题：根据现象提出有价值的问题。、提出问题：根据现象提出有价值的问题。问题：问题：。、作出假设：对问题进行假设。、作出假设：对问题进行假设。作出假设是：作出假设是：。、设计实验：设计思路，预期结果，制定方案。、设计实验：设计思路，预期结果，制定方案。思路：思路：。、进行实验：观察想象，记录结果。、进行实验：观察想象，记录结果。、分析结果：结果与预期一致，可得出结论。、分析结果：结果与预期一致，可得出结论。结论：结论：。、表达和交流：交流、质疑、解释、表达和交流：交流、质疑、解释 、进一步探究：、进一步探究：。原生质层相当于半透膜吗？原生质层相当于半透膜吗？原生质层相当于半透膜原生质层相当于半透膜将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小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；的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化；原生质层相当于半透膜原生质层相当于半透膜植物细胞会由于过多的吸水而涨破吗？植物细胞会由于过多的吸水而涨破吗？取一小块洋葱鳞茎取一小块洋葱鳞茎的紫色外表皮，放的紫色外表皮，放在载玻片的中央。在载玻片的中央。镜检镜检观察自观察自然状态下的紫色然状态下的紫色洋葱外表皮细胞洋葱外表皮细胞的结构。的结构。从载物台上取下装片，用从载物台上取下装片，用对侧对侧引流法引流法加入质量浓度为加入质量浓度为0.3g/ml0.3g/ml的的蔗糖溶液蔗糖溶液，再次镜检。观察浸浴在，再次镜检。观察浸浴在蔗糖溶液中的表皮细胞有什么变化。蔗糖溶液中的表皮细胞有什么变化。（与自然状态下的表皮细胞比较）（与自然状态下的表皮细胞比较）实验方法实验方法中央液泡的中央液泡的大小大小原生质层的原生质层的位置位置细胞大小细胞大小0.3 0.3 g/mLg/mL蔗糖溶液蔗糖溶液清水清水（2 2）实验现象实验现象变小变小原生质层与细原生质层与细胞壁发生分离胞壁发生分离基本不变基本不变逐渐恢复原逐渐恢复原来大小来大小原生质层与细胞原生质层与细胞壁恢复原来位置壁恢复原来位置基本不变基本不变细胞细胞失水失水质质壁壁分分离离外界溶液浓度外界溶液浓度细胞液浓度细胞液浓度细胞壁的伸缩性细胞壁的伸缩性原生质层的伸缩性原生质层的伸缩性质壁分离结果分析：质壁分离结果分析：外界溶液浓度外界溶液浓度细胞液浓度细胞液浓度细胞细胞吸水吸水细胞壁的伸缩性细胞壁的伸缩性原生质层的伸缩性原生质层的伸缩性质质壁壁分分离离复复原原质壁分离复原结果分析：质壁分离复原结果分析：(1)(1)此图所表示洋葱细胞发生的此图所表示洋葱细胞发生的 现象叫现象叫 _ _ (2)(2)图中图中1 1所示的空间充满的液体所示的空间充满的液体 是是_ 问题问题1 1：图中示置于：图中示置于30%30%蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞。蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞。细胞外溶液的浓度比细胞外溶液的浓度比 （）的浓度大）的浓度大 细胞壁的伸缩性比细胞壁的伸缩性比 （）的伸缩性小。）的伸缩性小。(3)(3)细胞发生质壁分离的原因是：细胞发生质壁分离的原因是：质壁分离质壁分离30%30%蔗糖溶液蔗糖溶液细胞液细胞液原生质层原生质层问题问题3 3：动物细胞能发生质壁分离吗？：动物细胞能发生质壁分离吗？不能，动物细胞没有细胞壁不能，动物细胞没有细胞壁问题问题2 2：细菌也有细胞壁，也能发生质壁分离吗？：细菌也有细胞壁，也能发生质壁分离吗？不能，细菌没有原生质层不能，细菌没有原生质层4.4.将洋葱表皮细胞放入将洋葱表皮细胞放入50%50%的蔗糖溶液中，很快发生了质壁现象，的蔗糖溶液中，很快发生了质壁现象，但是却不能发生质壁分离复原现象，原因是什么？但是却不能发生质壁分离复原现象，原因是什么？5.5.当把成熟的植物细胞放在尿素溶液中时，发现很快发生了质壁分当把成熟的植物细胞放在尿素溶液中时，发现很快发生了质壁分离现象，但过了一会又发生了质壁分离复原现象，原因是什么？离现象，但过了一会又发生了质壁分离复原现象，原因是什么？50%50%的蔗糖溶液浓度太高，使细胞失水过多而死亡，因此只的蔗糖溶液浓度太高，使细胞失水过多而死亡，因此只能发生质壁分离，而不能发生质壁分离复原。能发生质壁分离，而不能发生质壁分离复原。这是因为植物细胞能这是因为植物细胞能主动的吸收主动的吸收尿素分子进入细胞液，尿素分子进入细胞液，使使细胞液浓度增大细胞液浓度增大，而从外界溶液中吸水。，而从外界溶液中吸水。思考回答：思考回答：细胞发生质壁分离及复原的条件是细胞发生质壁分离及复原的条件是 ，若换用人的口腔上皮细胞会出现以上想象吗？若换用人的口腔上皮细胞会出现以上想象吗？质壁分离及复原的质指质壁分离及复原的质指 ，壁指，壁指 。质壁分离的原理是：细胞壁和原生质层都有一定的伸缩质壁分离的原理是：细胞壁和原生质层都有一定的伸缩性，原生质层的伸缩性比细胞壁的性，原生质层的伸缩性比细胞壁的 ，当不断失水时，当不断失水时，发生了发生了 ；当吸水时，外界溶液的水就通过原；当吸水时，外界溶液的水就通过原生质层进入细胞液，使植物细胞逐渐发生生质层进入细胞液，使植物细胞逐渐发生 。发生质壁分离时，液泡中的水分经过发生质壁分离时，液泡中的水分经过 结构结构进入外界溶液。发生质壁分离复原时，进入外界溶液。发生质壁分离复原时，外界水分经过外界水分经过 结构进入细胞。结构进入细胞。发生质壁分离的细胞一定能复原吗？发生质壁分离的细胞一定能复原吗？将植物细胞放在将植物细胞放在KNOKNO3 3溶液中会有什么现象？溶液中会有什么现象？小结：小结：细胞的吸水和失水都是水分子从细胞的吸水和失水都是水分子从 浓度浓度 到到 浓度。浓度。植物活细胞、细胞壁、植物活细胞、细胞壁、大液泡、浓度差大液泡、浓度差不会不会原生质层原生质层细胞壁细胞壁大大质壁分离质壁分离质壁分离复原质壁分离复原液泡膜、细胞质、液泡膜、细胞质、细胞膜、细胞壁细胞膜、细胞壁细胞壁、细胞膜、细胞壁、细胞膜、细胞质、液泡膜细胞质、液泡膜不一定不一定质壁分离又质壁分离又自动复原自动复原低低高高迁移训练迁移训练3.3.如图所示，如图所示，a a、b b、c c表示某表示某植物体的三个相邻的细胞，它们的细胞液植物体的三个相邻的细胞，它们的细胞液浓度为浓度为abcabc，则它们之间的水分渗透方，则它们之间的水分渗透方向应是向应是 （）C迁移训练迁移训练4.4.如图，在如图，在U U形管中部形管中部c c处装有半透处装有半透膜，在膜，在a a侧加入红色的细胞色素侧加入红色的细胞色素(相对分子质量相对分子质量为为1300013000的蛋白质的蛋白质)的水溶液，的水溶液，b b侧加入清水，侧加入清水，并使并使a a、b b 两侧液面高度一致。经过一段时间两侧液面高度一致。经过一段时间后，实验结果将是后，实验结果将是 ()()A Aa a、b b 两液面高度一致，两液面高度一致，b b侧为无色侧为无色B Ba a、b b两液面高度一致，两液面高度一致，b b侧为红色侧为红色C Ca a液面低于液面低于b b液面，液面，b b侧为红色侧为红色D Da a液面高于液面高于b b液面，液面，b b侧为无色侧为无色D请分析请分析 P63 P63 资料资料1 1、物质跨膜运输并不都、物质跨膜运输并不都是是 ，而是，而是 。2 2、细胞膜和其他生物膜都是、细胞膜和其他生物膜都是 ，该生理功能特点是，该生理功能特点是 的的一个重要特征。一个重要特征。问题探讨问题探讨4.4.物质跨膜运输物质跨膜运输的其他实例：的其他实例：顺浓度梯度的顺浓度梯度的细胞对物质的细胞对物质的输入和输出有输入和输出有一定选择性一定选择性选择透过性的膜选择透过性的膜活细胞的活细胞的【本节知识小节本节知识小节】1.1.渗透作用渗透作用 概念概念 发生渗透的条件发生渗透的条件2.2.植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水 原生质层原生质层 质壁分离及复原质壁分离及复原水分子（或溶剂分子）透过半透膜，从低水分子（或溶剂分子）透过半透膜，从低浓度向高浓度溶液的扩散，叫渗透作用。浓度向高浓度溶液的扩散，叫渗透作用。半透膜半透膜/浓度差浓度差液泡膜、细胞膜以及液泡膜、细胞膜以及两膜之间的细胞质两膜之间的细胞质选择透选择透过性膜过性膜植物细胞失水时，原生质层与细胞壁发生分离的现象植物细胞失水时，原生质层与细胞壁发生分离的现象已发生质壁分离的细胞，由于细胞吸水，原生质已发生质壁分离的细胞，由于细胞吸水，原生质层与细胞壁又复原的现象层与细胞壁又复原的现象【课堂自我检测课堂自我检测】1 1当你连续嗑带盐的瓜子，你的口腔和唇的黏膜会有干涩的当你连续嗑带盐的瓜子，你的口腔和唇的黏膜会有干涩的 感觉。其原因是感觉。其原因是 ()()A A口腔和唇的黏膜细胞质浓度大于细胞外液浓度，细胞失水口腔和唇的黏膜细胞质浓度大于细胞外液浓度，细胞失水B B口腔和唇的黏膜细胞质浓度小于细胞外液浓度，细胞失水口腔和唇的黏膜细胞质浓度小于细胞外液浓度，细胞失水C C口腔和唇的黏膜细胞质浓度大于细胞外液浓度，细胞吸水口腔和唇的黏膜细胞质浓度大于细胞外液浓度，细胞吸水D D口腔和唇的黏膜细胞质浓度小于细胞外液浓度，细胞吸水口腔和唇的黏膜细胞质浓度小于细胞外液浓度，细胞吸水2.2.一个成熟的植物细胞，它的原生质层主要包括一个成熟的植物细胞，它的原生质层主要包括 ()()A A细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质 B B细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质 C C细胞膜和液泡膜之间的细胞质细胞膜和液泡膜之间的细胞质 D D细胞壁、液泡膜和它们之间的细胞质细胞壁、液泡膜和它们之间的细胞质BB4.4.用紫色洋葱鳞片叶表皮细胞做质壁分离的实验，若发生质用紫色洋葱鳞片叶表皮细胞做质壁分离的实验，若发生质壁分离前观察的细胞如下图甲，刚发生质壁分离时所观察到壁分离前观察的细胞如下图甲，刚发生质壁分离时所观察到的细胞是乙图中的的细胞是乙图中的 ()()甲甲乙乙3 3在发生质壁分离复原的植物细胞中，水分经过的结在发生质壁分离复原的植物细胞中，水分经过的结构依次是构依次是 （）A A、细胞膜、液泡膜、细胞质、细胞壁、细胞膜、液泡膜、细胞质、细胞壁 B B、细胞壁、细胞膜、细胞质、液泡膜、细胞壁、细胞膜、细胞质、液泡膜 C C、液泡膜、细胞质、细胞膜、细胞壁、液泡膜、细胞质、细胞膜、细胞壁 D D、细胞壁、细胞膜、液泡膜、细胞质、细胞壁、细胞膜、液泡膜、细胞质BC 5 5如图是渗透装置示意图，请依图说明：如图是渗透装置示意图，请依图说明：(1)(1)典型的渗透装置必须：典型的渗透装置必须：具有具有 ；在其两侧的溶液具有在其两侧的溶液具有 。(2)(2)设开始时内外液面齐平，设开始时内外液面齐平，一段时间后如图所示，这说明一段时间后如图所示，这说明溶液浓度溶液浓度 。(3)(3)假如假如1 1为清水，为清水，22为稀淀粉糊，为稀淀粉糊，1 1与与2 2的液面相同。过一段时间后，的液面相同。过一段时间后，11的液面高度比的液面高度比22的的 ；若分别向若分别向11与与22中各滴中各滴3 3滴碘液，滴碘液，则则11显显 色，色，22显显 色。色。半透膜半透膜3浓度差浓度差21低低碘的颜色碘的颜色蓝蓝【课后延伸训练课后延伸训练】1-7 D B D D B D D8 8(1)(1)缩小缩小 小于小于 失水失水 增大增大 大于大于 吸水吸水 不变不变 不明显不明显 (2)(2)对照对照 (3)(3)当外界溶液的浓度大于细胞液当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时，细胞失水；反之，细胞的浓度时，细胞失水；反之，细胞吸水。吸水。