教育专题：物质跨膜运输的实例.ppt

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1、 细胞每时每刻都与环境进行细胞每时每刻都与环境进行着物质的交换。物质的进进出出着物质的交换。物质的进进出出都要经过细胞的边界都要经过细胞的边界细胞膜细胞膜。细胞膜能够对进出细胞的物质进细胞膜能够对进出细胞的物质进行行选择选择。细胞壁是细胞壁是全透性的全透性的扩散扩散：是指物质从密度大的空间自然向密度小是指物质从密度大的空间自然向密度小 的空间（的空间（顺着浓度梯度顺着浓度梯度）运动的现象。）运动的现象。扩散现象扩散现象渗透作用渗透作用: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。透过半透膜的扩散。半透膜：半透膜：是一种是一种多孔性薄膜多孔性薄膜。它只能让小分子物质透过，它

2、只能让小分子物质透过，大分子物质不能透过。大分子物质不能透过。条件条件:具有半透膜具有半透膜 膜两侧有浓度差膜两侧有浓度差注意：渗透作用也是顺浓度梯度的注意：渗透作用也是顺浓度梯度的渗渗透透作作用用装装置置（可选用（可选用玻璃纸、哺乳动物的膀胱、卵壳内膜等玻璃纸、哺乳动物的膀胱、卵壳内膜等）1.1.半透膜可选用哪些材料半透膜可选用哪些材料?2.2.若用纱布、塑料薄膜代替半透膜，其现象如何若用纱布、塑料薄膜代替半透膜，其现象如何？(两种材料两种材料均不能观察到液面上升现象均不能观察到液面上升现象)3.3.若烧杯中是蔗糖溶液，漏斗内是清水，其结果怎若烧杯中是蔗糖溶液，漏斗内是清水，其结果怎样？样？

3、(液面会下降液面会下降)RS半透膜半透膜清水清水蔗糖蔗糖溶液溶液RS半透膜半透膜清水清水蔗糖蔗糖溶液溶液 1010%的的蔗糖溶液蔗糖溶液 3030%的的蔗糖溶液蔗糖溶液B B液面上升液面上升结果结果如图在如图在U U形管的中部形管的中部C C处装有半透膜，在处装有半透膜，在A A侧加入侧加入细胞色素细胞色素C C（分子量为分子量为1.31.3万道尔顿的蛋白质）的万道尔顿的蛋白质）的水溶液（红色），水溶液（红色），B B侧加入清水，并使侧加入清水，并使A A、B B两侧两侧液面高度一致。经过一段时间后，结果是（液面高度一致。经过一段时间后，结果是（）A.AA.A、B B两侧液面高度一致，两侧液面

4、高度一致，B B侧为无色侧为无色B.AB.A、B B两侧液面高度一致，两侧液面高度一致，B B侧为红色侧为红色C.AC.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.AD.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“扩散扩散”与与“渗透渗透”的区别的区别区别：渗透与扩散的不同在于区别：渗透与扩散的不同在于渗透必须有渗透必须有半透膜半透膜。一、动物细胞的吸水和失水一、动物细胞的吸水和失水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,细胞失水皱缩细胞失水皱缩外界溶液浓度外界溶液浓度 =细胞质

5、浓度细胞质浓度,细胞动态平衡细胞动态平衡（课本（课本P60P60）思考与讨论1.1.正常生活着的红细胞内的血红蛋白等有机物正常生活着的红细胞内的血红蛋白等有机物能到细胞膜外吗？能到细胞膜外吗？2.2.根据现象判断红细胞的细胞膜相当与什么膜？根据现象判断红细胞的细胞膜相当与什么膜？3.3.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会吸水而当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会吸水而涨破？涨破？4.4.红细胞吸水或失水的多少取决与什么？红细胞吸水或失水的多少取决与什么？不能。不能。相当于半透膜。相当于半透膜。一般会因持续吸水而涨破。一般会因持续吸水而涨破。取决于浓度差。差值较大时吸水或失水较多。取决于浓度差。差

6、值较大时吸水或失水较多。（课本（课本P61P61）植物细胞的结构植物细胞的结构细胞壁细胞壁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植物细胞植物细胞 相当于半透膜相当于半透膜原生质层原生质层二、植物细胞的吸水和失水二、植物细胞的吸水和失水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 1、植物细胞质壁分离现象、植物细胞质壁分离现象v质壁分离质壁分离:植物细植物细胞因为失水收缩，胞因为失水收缩，原生质层与细胞壁原生质层与细胞壁发生分离的现象。发生分离的现象。植物细胞的质壁分离植物细胞的质壁分离（表示刚开始发生质壁分离）（表示刚开始发生质壁分离）（表示已明显发生质

7、壁分离）（表示已明显发生质壁分离）（课本（课本P63P63）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2、植物细胞质壁分离复原现象、植物细胞质壁分离复原现象v质壁分离复原：发质壁分离复原：发生质壁分离的植物生质壁分离的植物细胞因吸水膨胀，细胞因吸水膨胀，恢复为原来的状态。恢复为原来的状态。v质壁分离质壁分离v质壁分离复原质壁分离复原注意颜色的变化注意颜色的变化细胞发生质壁分离的自动复原细胞发生质壁分离的自动复原原因：原因：蔗糖分子不被植物细胞吸收，因而在适蔗糖分子不被植物细胞吸收，因而在适宜蔗糖溶液中发生质壁分离后不能自动宜蔗糖溶液中发生质壁分离后不能自动复原，可见

8、外界溶液中的复原，可见外界溶液中的小分子物质或小分子物质或离子离子能否被细胞吸收将决定能否自动复能否被细胞吸收将决定能否自动复原。原。甘油、甘油、K K+、NONO3 3-与与乙醇乙醇一样能进入一样能进入细胞内，故其内的细胞能自动复原。蔗细胞内，故其内的细胞能自动复原。蔗糖分子不能进入细胞内，故不能自动复糖分子不能进入细胞内，故不能自动复原，只能人工复原。原，只能人工复原。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注意注意1.1.细胞失水时细胞壁和原生质层都会出现细胞失水时细胞壁和原生质层都会出现一定程度的收缩，但一定程度的收缩，但原生质层的伸缩性原生质层

9、的伸缩性更大更大，故原生质层会与细胞壁发生分离。，故原生质层会与细胞壁发生分离。2.2.植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。3.3.植物细胞质壁分离复原的植物细胞质壁分离复原的条件条件:植物细胞必须植物细胞必须是活细胞是活细胞 细胞液与外界溶液必须细胞液与外界溶液必须有浓度差有浓度差 必须必须有大的液泡有大的液泡（课本（课本P63P63）例：下图是一个洋葱表皮细胞浸润在例：下图是一个洋葱表皮细胞浸润在30%30%的蔗糖的蔗糖溶液中出现的情况，根据结构示意图，分析回答：溶液中出现的情况，根据结构示意图，分析回答：（1 1）在显微镜下观察时可发现此细胞正处于）在

10、显微镜下观察时可发现此细胞正处于_ _ _ _ 状态。状态。（2 2）图中相当于半透膜的结构叫）图中相当于半透膜的结构叫_ _ _，它由它由_ _ _、_ _ _和和_ _ _组组成。成。（3 3）在）在1 1的空隙中充满的是的空隙中充满的是_ _ _。若把此细胞放入清水中，则会发生若把此细胞放入清水中，则会发生_ _ _ _ _现象。现象。1质壁分离质壁分离原生质层原生质层细胞膜细胞膜细胞质细胞质液泡膜液泡膜蔗糖溶液蔗糖溶液质壁分离复原质壁分离复原初始浓度初始浓度 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三、物质跨膜运输的其他实例三、物质跨膜运

11、输的其他实例1.1.水稻培养液里水稻培养液里CaCa2 2+和和MgMg2+2+浓度为什么增浓度为什么增高高?水稻吸收水分和其他离子多水稻吸收水分和其他离子多,而吸收而吸收CaCa2+2+和和MgMg2+2+较少较少2.2.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吗?有明显差异有明显差异,水稻吸收大量的水稻吸收大量的SiSi4+4+而番茄几乎而番茄几乎不吸收不吸收.番茄吸收番茄吸收CaCa2+2+和和MgMg2+2+较多较多 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3.3.水分子跨膜运输是顺着相对含量梯度的水分子跨膜运输是顺着相

12、对含量梯度的,其他其他物质也是这样的吗物质也是这样的吗?不是的不是的!比如水稻吸收大量的比如水稻吸收大量的SiSi4+4+,这是这是根据生物根据生物生命活动的需要生命活动的需要.4.4.细胞对物质的吸收有选择性吗细胞对物质的吸收有选择性吗?如果有如果有,这种选这种选择有普遍性吗择有普遍性吗?有有,因为因为不同生物吸收不同生物吸收的离子的离子的量的量是是各不相同各不相同的的;（1 1）离子的跨膜运输并不是顺着离子相对含量的）离子的跨膜运输并不是顺着离子相对含量的梯度来进行的；梯度来进行的；（2 2）细胞膜不仅仅是半透膜，还是选择透过性膜。）细胞膜不仅仅是半透膜，还是选择透过性膜。强调强调1.1.

13、细胞膜并不是单纯物理意义的半透膜，它细胞膜并不是单纯物理意义的半透膜，它是有生理活性的，能以一些物质进行选择是有生理活性的，能以一些物质进行选择通过，这叫通过，这叫选择透过性膜选择透过性膜。2.2.生物膜都是选择透过性膜生物膜都是选择透过性膜：可以让水分子：可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过。而其他离子、小分子和大分子则不能通过。3.3.根据细胞膜有无选择透过性可以根据细胞膜有无选择透过性可以判定细胞判定细胞死活死活（课本（课本P64P64）质壁分离实验的拓展应用及方法质壁分离实验的拓展应用及方法1 1、

14、判断细胞的死活、判断细胞的死活待测细胞待测细胞+蔗糖溶液蔗糖溶液镜检镜检发生质壁分离和复原发生质壁分离和复原活细胞活细胞不发生质壁分离或不发生质壁分离或质壁分离后不复原质壁分离后不复原死细胞死细胞实验单一变量：待测细胞的生活状态。实验单一变量：待测细胞的生活状态。质壁分离实验的拓展应用及方法质壁分离实验的拓展应用及方法2 2、测定细胞液浓度范围、测定细胞液浓度范围待测细胞待测细胞+一系列浓度梯度的蔗糖溶液一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别镜检分别镜检细胞液的浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁细胞液的浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。分离的蔗糖溶液的浓度之间。实验单一变量

15、：不同浓度的蔗糖溶液。实验单一变量：不同浓度的蔗糖溶液。质壁分离实验的拓展应用及方法质壁分离实验的拓展应用及方法3 3、比较不同植物细胞的细胞液浓度、比较不同植物细胞的细胞液浓度不同植物细胞不同植物细胞 +同一浓度的蔗糖溶液同一浓度的蔗糖溶液镜检镜检记录刚刚发生质壁分离时所需时间记录刚刚发生质壁分离时所需时间判断细胞液浓度（即判断细胞液浓度（即时间越短，细胞液浓度越小时间越短，细胞液浓度越小）对所需时间长短进行比较对所需时间长短进行比较实验单一变量：不同植物细胞。实验单一变量：不同植物细胞。质壁分离实验的拓展应用及方法质壁分离实验的拓展应用及方法4 4、比较未知浓度溶液的浓度大小、比较未知浓度

16、溶液的浓度大小同一植物的成熟细胞同一植物的成熟细胞 +未知浓度的溶液未知浓度的溶液镜检镜检记录刚刚发生质壁分离所需时间记录刚刚发生质壁分离所需时间判断溶液浓度的大小判断溶液浓度的大小（即（即时间越短，未知时间越短，未知溶液的浓度越大溶液的浓度越大）比较所用时间长短比较所用时间长短实验单一变量：未知浓度的溶液。实验单一变量：未知浓度的溶液。质壁分离实验的拓展应用及方法质壁分离实验的拓展应用及方法5 5、验证原生质层和细胞壁伸缩性大小、验证原生质层和细胞壁伸缩性大小成熟植物细胞成熟植物细胞 +蔗糖溶液蔗糖溶液镜检镜检发生质壁分离现象发生质壁分离现象细胞壁的伸缩性细胞壁的伸缩性小于小于原生质层的伸缩

17、性原生质层的伸缩性不发生质壁分离现象不发生质壁分离现象细胞壁的伸缩性细胞壁的伸缩性大于或大于或等于等于原生质层的伸缩性原生质层的伸缩性实验单一变量：植物细胞结构特性。实验单一变量：植物细胞结构特性。质壁分离实验的拓展应用及方法质壁分离实验的拓展应用及方法6 6、鉴别不同种类的溶液（如、鉴别不同种类的溶液（如KNOKNO3 3和蔗糖溶液）和蔗糖溶液）成熟植物细胞成熟植物细胞 +不同种类溶液不同种类溶液镜检镜检只发生质壁分离只发生质壁分离溶质溶质不能通过不能通过半透膜的溶液半透膜的溶液（如蔗糖）（如蔗糖）质壁分离后又自动复原质壁分离后又自动复原溶质溶质能通过能通过半透膜的半透膜的溶液（如溶液（如K

18、NOKNO3 3）例：将细胞液浓度相同的紫色洋葱表皮细胞，分例：将细胞液浓度相同的紫色洋葱表皮细胞，分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，制成装片镜检结别置于不同浓度的蔗糖溶液中，制成装片镜检结果如下图所示，根据此实验，可知洋葱表皮细胞果如下图所示，根据此实验，可知洋葱表皮细胞的细胞液浓度大约为的细胞液浓度大约为 （）A A0 02 20 03 M 3 M B B0 01-01-02 M 2 M C C0 03 30 04 M 4 M D D无法确定无法确定A A例：有人提出利用渗透作用实验原理可以来测定例：有人提出利用渗透作用实验原理可以来测定细胞的细胞液浓度的大概范围。下面是将细胞液浓细胞的细胞液

19、浓度的大概范围。下面是将细胞液浓度相同的几个细胞（如下图所示）置于不同蔗糖浓度相同的几个细胞（如下图所示）置于不同蔗糖浓度（度（a ad d）下的细胞状态，则这几个细胞的细胞）下的细胞状态，则这几个细胞的细胞液浓度范围相对最精确的范围是在（液浓度范围相对最精确的范围是在（）Acb Bac Cad DdcC C1 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、把经、把经10%10%盐酸处理的根尖放入清水里盐酸处理的根尖放入清水里 D D、把生活的根尖放在、把生活的根尖放在

20、30%30%的蔗糖溶液中的蔗糖溶液中D练习练习2 2、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？原现象，原因是什么？3 3、当把成熟的植物细胞放在尿素溶液中时，发、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？生了质壁分离复原现象，原因是什么？溶液浓度太高，使细胞失水过多而死亡。溶液浓度太高，使细胞失水过多而死亡。植物细胞植物细胞主动的吸收尿素分子

21、主动的吸收尿素分子，使细胞液，使细胞液浓度增大，而从外界溶液中吸水。浓度增大，而从外界溶液中吸水。4 4、某同学设计的渗透实验：用鸡蛋膜将漏斗口封住，某同学设计的渗透实验：用鸡蛋膜将漏斗口封住，再装上清水，把漏斗浸入盛有再装上清水，把漏斗浸入盛有1010的的NaClNaCl溶液的烧溶液的烧杯中，使漏斗管内的液面与烧杯中的液面一样高，但杯中，使漏斗管内的液面与烧杯中的液面一样高，但他始终没有观察到渗透现象。他应该怎样改进的此装他始终没有观察到渗透现象。他应该怎样改进的此装置才达到实验目的（置才达到实验目的（）A.A.把把1010的的NaClNaCl溶液换成溶液换成3030的的NaClNaCl溶液

22、溶液B.B.把把1010的的NaClNaCl溶液装在漏斗里，清水装在烧杯中溶液装在漏斗里，清水装在烧杯中C.C.把鸡蛋膜换成其它半透膜把鸡蛋膜换成其它半透膜D.D.把把1010的的NaClNaCl溶液换成溶液换成3030的蔗糖溶液的蔗糖溶液5、下图中能够表示洋葱鳞茎表皮细胞在质壁分离及复原、下图中能够表示洋葱鳞茎表皮细胞在质壁分离及复原过程中液泡体积变化的是过程中液泡体积变化的是体体积积时时间间A体体积积时时间间B体体积积时时间间C体体积积时时间间DB例：将一张洋葱鳞片叶放在某一浓度的蔗糖溶液中，例：将一张洋葱鳞片叶放在某一浓度的蔗糖溶液中，制成装片，放在显微镜下观察，有制成装片，放在显微镜下观察，有3 3种状态的细胞，种状态的细胞，如下图。你认为这如下图。你认为这3 3个细胞在未发生上述情况之前，个细胞在未发生上述情况之前，其细胞液的浓度依次是（其细胞液的浓度依次是（）A.ABC B.ABBC B.ABAC D.BAAC D.BAC A A