4.1 物质跨膜运输的实例

(共27张PPT)
一、渗透作用
半透膜：半透膜是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薄膜的总称
渗透作用装置
分析实验现象
1. 第一组装置的 漏斗管内液面为什么会升高？
2、第二组装置，用纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面还会升高吗？
3、第三组装置，清水换成同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？
由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。
用纱布替代玻璃纸时，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高。
半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量，液面也不会升高。
得出结论
水渗入漏斗内使液面上升必须具备两个条件
半透膜
半透膜两侧溶液浓度差
渗透作用 ：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，称为渗透作用
条件
① 具有半透膜（主要）
② （半透膜两侧的溶液浓度不同）
两侧的溶液具有浓度差
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？
一、动物细胞的吸水和失水
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
问题
1.植物细胞会出现失水的情况吗？
2.植物细胞在什么情况下会失水？
3.原生质层是否相当与半透膜？
当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时
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。
植物细胞的质壁分离及复原
实验现象：

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
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
得出结论
植物细胞原生质层相当于一层半透膜,成熟的植物细胞靠渗透作用吸水。细胞液与细胞外界溶液发生了渗透作用。
2、质壁分离及复原现象
初始浓度
0 Mg2＋ Ca2+ Si4+ 离子
培养液中的离子浓度
水稻
番茄
物质跨膜运输的其他实例
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？
4.细胞对物质的吸收有选择吗 如果有，这种选择性有普遍性吗？
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？
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。这种选择性具有普遍性。
细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。
其特性是：
水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
物质跨膜运输的实例
细胞的吸水和失水
动物细胞的吸水和失水：红细胞分别放在不同浓度的外界溶液中所产生的不同变化(胀破、皱缩和保持不变)
植物细胞的吸水和失水：洋葱表皮细胞放在30%的蔗糖溶液中发生质壁分离现象；把分离的细胞放到清水，可见质壁分离复原现象
分析
以上失水和吸水属于渗透作用，渗透作用是小分子物质通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液的方向进行的扩散作用。红细胞的细胞膜和成熟植物细胞中的细胞膜、细胞质和液泡膜-即原生质层均可以作为半透膜，而半透膜的特性是大分子(如血红蛋白、蔗糖分子等)不能通过，小分子可以通过(如水、氧气、二氧化碳、甘油等)；因而动植物细胞的失水和吸水取决于细胞内外溶液的浓度差。
其他实例：物质的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。
结论：细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，可作为活细胞的一个重要特征。
1、以下可以发生渗透作用的是____.
A.煮熟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
练习
2、a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度> b细胞液浓度> c细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（ ）
C
a
c
b
a
c
b
a
c
b
a
c
b
A
B
C
D
3、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”。其原因是（ ）
A、根细胞从土壤中吸收的养分过多
B、根细胞不能从土壤中吸水
C、根系不能将水向上运输
D、根系被肥料分解释放的热能烧毁
B
4、利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（ ）
A、盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用
B、盐水中的Na＋不利于细菌的生活
C、盐水是中性的，不适于细菌的生活
D、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡
D
课后活动
课后继续查找资料,设计实验,探究盐分是否会进入植物细胞,并且对其是否有毒害作用
二、细胞的吸水与失水
1、动物细胞的吸水与失水：
进行实验
1.剥取洋葱鳞茎的鳞片叶，外表皮紫色较浓的更好。用解剖刀或刀片在叶片外表皮划一0.5 cm见方的“井”字。
2.用尖嘴镊从“井”字中央的一角小心地将洋葱鳞片叶外表皮撕下，平铺在载玻片中央。
3.用小滴管在表皮上滴一滴质量分数为30%的蔗糖溶液，盖上盖玻片。用吸水纸吸去多余液体。
4.在显微镜下观察，可见原生质缓慢收缩，逐渐出现与细胞壁分离的现象，直到原生质收缩成球状小团，与细胞壁完全分开。
5.在盖玻片的一侧滴加清水，用吸水纸在盖玻片的另一侧吸收，使清水置换蔗糖溶液。
6.在显微镜下观察，可见质壁分离现象缓慢复原。
1.实验结果与你与预期相吻合吗？它是否支持你所作出的假设？如果有的结果与预期有所不同，你认为应当作怎样的解释？
2.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？
3.如果滴加的是0.5克ml的蔗糖溶液，实验结果会有什么不同？
交流
不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水
高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡，不可能发生质壁分离复原
讨论
1.正常生活着的红细胞内的血红蛋白等有机物能过细 胞膜外吗？
2.根据现象判断红细胞的细胞膜相当与什么膜？
3.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会吸水而涨破吗？
4.红细胞吸水或失水的多少取决与什么？
红细胞内的血红蛋白等有机物一般不能透过细胞膜。
红细胞的细胞膜相当于“问题探讨”中的半透膜。
当外界溶液的浓度低于红细胞内部的浓度时，红细胞一般会因持续吸水而涨破。
红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外浓度的差值。一般情况下，差值较大时吸水或失水较多。