人教版高中生物必修一课件：4-1物质跨膜运输的实例 共41张

课件41张PPT。你吃过“火山飞雪”和
“盐渍乳黄瓜色拉配油醋汁及蒜醋汁”吗？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生物必修1《分子与细胞》 半透膜是一类可以让小分子物质通过，而较大分子物质不能通过的一类多孔性膜。如：玻璃纸。半透膜 鸡蛋膜、鸡的嗉囊、鱼鳔、蚕豆种皮、青蛙皮、动物膀胱、蛋白质胶膜，火棉胶膜以及其他一些可从生物体上剥离的薄膜类物质。玻璃纸也是。蔗糖分子水分子半透膜H2OH2O1.为什么液面会升高？单位时间内进入漏斗中的水分子数量比出来的水分子数量多。2.将清水换成等浓度的蔗糖溶液，液面还会上升吗？为什么？不会。单位时间内进入漏斗的水分子数与出来的水分子数相等。水分子进出处于动态平衡。3.用纱布代替半透膜，液面还会升高吗?为什么？不会。纱布的孔隙很大，蔗糖和水分子都能自由通过纱布。纱布两侧溶液的浓度相等，水分子进出处于动态平衡。渗透作用发生的条件以及验证烧杯内盛清水，
漏斗内盛蔗糖溶液漏斗口密封半透膜漏斗口密封纱布漏斗液面上升漏斗液面不上升A组B组结论一：渗透作用的发生需要半透膜漏斗口密封半透膜烧杯内盛清水，
漏斗内盛蔗糖溶液漏斗内和烧杯内盛
相同浓度的蔗糖溶液漏斗液面上升漏斗液面不上升A组B组结论二：渗透作用的发生需要半透膜两边的溶液浓度差1.发生渗透作用的条件？ 有半透膜
半透膜两侧的溶液存在浓度差2.水分子的扩散方向？低浓度溶液 → 高浓度溶液。 水的相对含量：高低 溶液浓度：顺相对含量梯度3.什么是渗透作用？水分子（或其他溶剂分子）透过
半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散的过程。“水往低（相对含量）处流”漏斗内的液面会持续上升么？
渗透现象最终一定会使半透膜两侧的浓度相等吗？
细胞吸水一定会涨破吗？不会，液面上升的过程中会受到外界的大气压力，而液面上升的动力来自于半透膜两侧的浓度差，随着水分子的扩散，浓度差减小，当浓度差减小到与大气压相抵消时，液面就不再变化了，因此，在实验中，膜两侧始终存在浓度差。不一定会，取决于膜两侧的浓度差与渗透作用的强度不一定会，如果浓度差异不大，则不会吸水到涨破思考：如果烧杯中是蔗糖溶液，漏斗中是清水，结果又会怎样呢？漏斗中的水位下降清水蔗糖溶液有一只U形试管，底部有一半透膜将两侧溶液隔开。U形管左侧装有物质的量浓度为20％的葡萄糖溶液，右侧装有物质的量浓度为5%的葡萄糖溶液。请分析：20%葡萄糖5%葡萄糖半透膜半透膜只允许水分子通过，不允许葡萄糖通过，液面如何变化？左侧液面上升简析：
半透膜左边浓度比右边浓度大，水分子从低浓度溶液移到高浓度溶液（右边到左边）速率较大，故右到左的水分子较多，导致左侧液面上升。有一只U形试管，底部有一半透膜将两侧溶液隔开。U形管左侧装有质量浓度10％的葡萄糖溶液，右侧装有10％的蔗糖溶液。请分析：10%葡萄糖10%蔗糖半透膜半透膜只允许水分子通过，不允许葡萄糖与蔗糖通过，液面如何变化？左侧液面上升特别说明：
溶液浓度指物质的量的浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相同，但物质的量的浓度是10%蔗糖溶液的小，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。A类比推理如果将装置中的漏斗换成细胞还会不会吸水？（一）动物细胞的吸水和失水0.9%NaCl红细胞清水9%NaCl1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？
2.红细胞处于低浓度溶液时，一定会吸水而涨破吗？
3.红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
4.红细胞的细胞膜是不是相当于半透膜？外界溶液：不能是不一定细胞质与外界溶液的浓度差一个动物细胞就是一个渗透系统（一）动物细胞的吸水和失水蔗糖溶液半透膜清水细胞质细胞膜细胞外液外界溶液浓度 细胞质浓度：细胞吸水膨胀。外界溶液浓度 细胞质浓度：细胞失水皱缩。外界溶液浓度 细胞质浓度：水分进出处动态平衡。1.原理：渗透作用2.现象3.吸失水的量取决于：细胞膜内外两侧的浓度差＝＜＞（细胞膜≈半透膜）胆量挑战尝试喝下杯中液体，并在口腔中含30秒以上，说说自己的感受。（二）植物细胞的吸水和失水凉拌黄瓜出水、农作物施肥过多会导致烧苗；
蔫了的青菜放水中一会儿，叶子硬挺起来。。。1、植物细胞的失水和吸水需要的条件与动物细胞相同吗？
2、这两类细胞的结构有哪些差异？
3、植物细胞是不是一个渗透系统？哪些结构相当于半透膜？
4、把植物细胞和动物细胞放到清水里，结果是否相同，请说明理由。相同，半透膜和浓度差植物细胞有液泡、细胞壁、叶绿体是；液泡膜、细胞膜以及两层膜之间的细胞质（原生质层）不同，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保护和限制，不会因为持续吸水而涨破。（二）植物细胞的吸水和失水细胞膜和液泡膜以及这两层膜之间的细胞质称为原生质层。成熟的植物细胞模式图细胞壁细胞膜液泡膜细胞质细胞液成熟的植物细胞由于液泡占据细胞的大部分空间，因此植物细胞内的液体环境主要指的是液泡内的细胞液。（二）植物细胞的吸水和失水刚开始质壁分离质壁完全分离观看视频，描述发生的现象。（二）植物细胞的吸水和失水1.细胞壁能否看作是一层半透膜？2.若细胞壁相当于一层半透膜，将细胞放入清水中，会出现什么现象？不会发生质壁分离及复原的现象，
细胞会因持续性吸水而涨破。原生质层相当于一层半透膜。3.植物细胞的哪一结构相当于一层半透膜？否，因为细胞壁是全透性的，
水分子和溶解在水里的物质都能够通过。判断正误两溶液之间只要有浓度差就能发生渗透作用
渗透作用过程中，水分子只由低浓度溶液通过半透膜进入高浓度溶液中
植物细胞吸水和失水后的细胞体积变化很小
发生质壁分离后的细胞只要给予低于细胞液浓度的外部溶液环境都能发生质壁分离的复原
水分子、离子和小分子物质都能通过细胞膜××××√科学探究过程：科学探究过程凉拌黄瓜、糖拌番茄会出水植物细胞的原生质层相当于一层半透膜吗？植物细胞的原生质层相当于一层半透膜植物细胞的质壁分离以及质壁分离的复原实验将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小变化；再将其浸润在清水中，观察其大小变化观察中央液泡的大小、原生质层的位置、细胞的大小原生质层相当于一层半透膜植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？
如果将植物细胞放在很高浓度的溶液中处理，还能在清水中复原吗？探究实验：植物细胞的失水和吸水实验原理
实验过程
实验现象外界溶液浓度>细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象；
外界溶液浓度<细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原现象制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片低倍镜下观察（紫色的中央液泡，原生质层紧贴细胞壁）滴加蔗糖溶液低倍镜下观察液泡大小和原生质层位置滴加清水低倍镜下观察液泡大小和原生质层位置原生质层与细胞壁分离实验结果比较（二）植物细胞的吸水和失水蔗糖溶液半透膜清水细胞液细胞膜细胞质细胞外液原生质层液泡膜细胞壁外界溶液浓度>细胞液浓度：外界溶液浓度<细胞液浓度：外界溶液浓度=细胞液浓度：1.原理：渗透作用2.现象细胞失水，发生质壁分离细胞吸水，已发生质壁分离的细胞发生质壁分离的复原。水分进出处动态平衡。（原生质层≈半透膜）别再说是水的错
让细胞皱缩
除非是溶质内少外多
中间有半透膜
孔径还要设定如果
只让水通过
但别以为当内外平衡
水就不再穿梭
红细胞只有质膜
比植物脆弱
一旦水分子内少外多
细胞容易胀破
细菌有细胞壁包裹
那会好很多
但细胞壁不像细胞膜
可以选择透过
与其让细胞液相对太稀
宁愿你质壁分离
让细胞壁内充满外液
原生质层孤立
与其让你在甜蜜中死去
宁愿将蔗糖撤离
莫非放你在水里
质壁才能回到一起?
莫非要你尝尽了甜蜜
你才会懂质壁分离质壁分离（节选）2.对农作物一次性施肥过多，为什么会造成“烧苗”？1.你吃了较咸的食物（如咸菜，盐瓜子等），口腔和唇的黏膜有什么感觉，为什么？干涩的感觉。口腔和唇的黏膜细胞质浓度小于外界溶液浓度，细胞失水。施肥过多，土壤溶液浓度就过高，导致植物根部细胞过度失水而死亡。联系生活4.食醋中的醋酸分子是活细胞不会选择的小分子物质，蔗糖是活细胞不会选择的大分子物质，为什么用醋酸和蔗糖可以腌制糖醋蒜？3.给病人进行静脉注射时，常使用0.9%的生理盐水，为什么？ 其与人体细胞的浓度相同，水分进出细胞维持动态平衡状态，细胞能维持正常的形态和结构；若使用清水，可能使红细胞吸水涨破，造成溶血现象。 醋酸能将细胞杀死，细胞死了，原生质层就无法执行“控制物质进出细胞”的功能，成了全透性的，因此醋酸和蔗糖进入了细胞联系生活 渗透作用原理的运用
（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、腌制食品（一）碘的运输资料:
人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力。血液中碘的质量浓度为250 mg/L，而甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液高20～25倍。阅读资料，回答问题。水分子跨膜运输方向是顺相对含量梯度，碘的跨膜运输方向也是顺相对含量梯度吗？其他物质（如碘）的跨膜运输方向可以是逆相对含量梯度。1.水稻培养液中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？同一植物对不同离子吸收有差异吗？（二）Ca2+和Mg2+的吸收水稻吸收水分和SiO44-较多，而吸收Ca2+和Mg2+ 较少。（水稻吸收水和无机盐的量不是按照培养液中水与无机盐的比例进行），故Ca2+和Mg2+的浓度比初始浓度要高。水稻吸收SiO44-较多，吸收Ca2+和Mg2+ 较少。而番茄吸收情况刚好相反。说明同一植物吸收不同离子与不同植物吸收同种离子是有差异的。与细胞膜上蛋白质有关，无机盐离子进出细胞通常由细胞膜上蛋白质来转运。因此，细胞膜上蛋白质的种类和数量不同，吸收的离子的种类和数量也不一样。
因此，细胞膜对无机盐离子的吸收具有选择性。3.推测：
植物对无机盐的差异性吸收与什么有关？生物膜的功能特点：选择透过性膜能让水分子自由通过，小分子和一些离子也可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过。选择透过性膜。半透膜与选择透过性膜有什么区别？① 允许小分子物质通过
② 不具生物活性半透膜上孔径大小控制物质出入根据生命活动的需要，决定物质分子是否通过的生物膜① 具选择透过性
② 具生物活性生物膜上蛋白质的种类和数量不同允许一部分物质通过，不允许另一部分物质通过的多孔性膜用完全培养液在两个相同的容器内分别培养水稻和番茄苗，假设两植物的吸水率相同，一段时间后，测定培养液中各种离子，与实验开始时各种离子浓度之比如下图所示，该实验的结果不能说明（ ）CA.植物根对水分子的吸收和对离子
的吸收是两个相对独立的过程
B.植物对离子的吸收有选择性
C.植物对离子的吸收与溶液中离子
的浓度有关
D.与番茄相比，水稻对Si需要量大，对Ca需要量小将一新鲜马铃薯块茎切成4根粗细相同且长为5.0 cm 的小条，再将这4根马铃薯小条分别放在不同浓度的KNO3溶液中，分两次（浸入30min和4h）测量每一根的长度，结果如图所示。下列结论错误的是（ ）DA. a条马铃薯细胞通过渗透作用吸水
B. b条马铃薯细胞质壁分离后逐渐复原
C. c条马铃薯细胞质壁分离
D. d条马铃薯细胞外KNO3溶液浓度增加物质跨膜运输的实例渗透作用概念：条件方向水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。溶液：低浓度溶液→高浓度溶液。水：顺相对含量梯度有半透膜
半透膜两侧的溶液存在浓度差水的运输外界溶液浓度 细胞质浓度，细胞吸水膨胀。外界溶液浓度 细胞质浓度，细胞失水皱缩。外界溶液浓度 细胞质浓度，水进出处动态平衡。原理：渗透作用现象吸失水的量取决于：细胞膜内外的浓度差＝＜＞动物细胞外界溶液浓度>细胞液浓度，细胞失水。外界溶液浓度<细胞液浓度，细胞吸水。外界溶液浓度=细胞液浓度，水进出处动态平衡。原理：渗透作用现象植物细胞发生质壁分离质壁分离复原→原生质层相当于一层半透膜→细胞质相当于一层半透膜物质跨膜运输的实例其他实例碘：运输方向是逆相对含量梯度。同一植物、不同植物对离子的吸收有差异。Ca2+和Mg2+的吸收细胞膜上蛋白质的种类和数量不同。生物膜选择透过性膜原因功能特点：与半透膜的区别半透膜允许小分子通过；不具生物活性
生物膜具有生物活性和选择透过性