高中生物人教版必修一第四章第1节《物质跨膜运输的实例》（36张PPT）

(共36张PPT)
复习：细胞是一个基本的生命系统，这个系统的边界是什么？有什么作用？
边界：细胞膜；
作用：1、将细胞与外界环境分隔开；
2、控制物质的进出；
3、 进行细胞间的信息交流
第4章 细胞的物质输入和输出
举例：玻璃纸、鸡蛋膜、鸡的嗉囊、鱼鳔、及其他一些可从生物体上剥离的薄膜类物质。
半透膜：是一类可以让小分子物质通过（如水分子），而较大分子物质（如蔗糖）不能通过的一类多孔性膜。
半透膜
直径比半透膜孔径小的分子能通过
直径比半透膜孔径大的分子不能通过
物质透过关键：
物质颗粒与孔径大小的关系
清水
玻璃纸
(半透膜)
蔗糖溶液
水分子
蔗糖分子
渗透装置
渗透：是一种特殊的扩散。仅指水分子等溶剂分子透过半透膜，从相对含量多的地方向相对含量少的地方（低浓度溶液向高浓度溶液）扩散。
扩散：指物质从高浓度→低浓度的运动，可以通过半透膜，也可以不通过半透膜。如花香的飘散；蔗糖的溶解。一般相对于溶质而言。
渗透作用装置
1、为什么长颈漏斗内的液面会上升呢？
蔗糖分子(太大)不能通过半透膜
水分子能透过半透膜
清水中水分子密度较大
单位时间进入漏斗水分子数多于出来
水分子数
漏斗内溶液体积增大， 液面上升
这就是一种水的渗透作用
思考：
3、用纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面会升高？
不会
4、如果烧杯中是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？
漏斗管内液面不会升高
没有半透膜不能发生渗透作用
膜两侧的溶液具没有浓度差不发生渗透作用
结论：
结论：
2．水分子只能从烧杯中扩散到漏斗中吗？
不是的，水分子既可以从烧杯中扩散到漏斗中，也能从漏斗中扩散到烧杯中，只不过，在单位时间内，从烧杯中扩散到漏斗中的水分子数量比较多。
一、渗透作用
渗透作用：溶剂分子（如水）通过半透膜的扩散

水通过半透膜的扩散

低
水相对含量
高
1.对象：
溶剂（水）
4.本质：
3.方向：
渗透作用
2.条件：
①具有半透膜
②半透膜两侧具有浓度差
一、渗透作用
平衡时状态：
1、高浓度侧的溶液浓度下降，但仍然大于低浓度侧溶液浓度；
2、水分子进出半透膜相等（动态平衡）
水分子
溶质分子
上升液面
开始液面
开始液面
下降液面
半透膜
二、细胞的吸水和失水
1.动物细胞的吸水与失水
1.红细胞内的血红蛋白能透过细胞膜外吗？
2.红细胞的细胞膜能看作半透膜吗？
4.红细胞吸水和失水的多少取决什么条件？
3.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定由于吸水而涨破吗？
外界溶液浓度<细胞质浓度
外界溶液浓度>细胞质浓度
外界溶液浓度=细胞质浓度
浓度差
细胞膜
细胞质
①外界溶液小于细胞质的浓度时，
动物细胞发生渗透作用吸水膨胀（甚至涨破）
②外界溶液大于细胞质的浓度时，
动物细胞发生渗透作用失水皱缩
③外界溶液等于细胞质的浓度时，
水分子进出动物细胞达到动态平衡（细胞形态不变）
外界溶液
2.植物细胞的吸水与失水
细胞壁
细胞膜
液泡膜
细胞质
原生质层
（全透性）
细胞液
原生质层是不是相当于一层半透膜？
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
结果、结论
表达与交流
进一步探究
探究 植物细胞的吸水与失水
原生质层是不是相当于一层半透膜？
原生质层相当于一层半透膜
点 击 展 开
植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，
一个成熟的植物细胞可以看做一个渗透系统
点击
植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？
探究类实验的七大步骤：
（按预定方案进行实验）
（总结，写实验报告并适当交流）
点击
1.实验原理
2.材料用具
①原生质层伸缩性大于细胞壁的伸缩性
紫色洋葱外表皮
0.3g/ml蔗糖溶液
设计实验
②成熟植物细胞构成渗透系统，可发生渗透作用
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。
设计
思路：
显微镜
清水
刀片、镊子、滴管等
3.方法步骤
3.加0.3g/ml蔗糖溶液
液泡缩小，颜色加深
原生质层与细胞壁分离
在高浓度环境下细胞失水
4.再加清水
液泡逐渐增大，颜色变浅
质壁分离复原
在低浓度环境下细胞吸水
进行实验
质壁分离
质壁分离复原
3、8
1.制作临时装片
2.观察
正常状态
总共观察了几次？
实验结果
液泡缩小
颜色变深
原生质层与
细胞壁分离
(质壁分离)
变小
液泡大小、颜色
逐渐恢复
原来大小，
颜色变浅
原生质层恢
复原来位置
(质壁分离复原)
基本不变 ?
渗透失水
渗透吸水
实验结论：原生质层相当于半透膜
? 原生质层
的位置 细胞
大小
蔗糖
溶液 ? ?
清水 ?
1.该实验中，选择紫色洋葱外表皮细胞的优点是什么？
2.发生质壁分离的细胞如果久置后，往往不能复原，
这是为什么？
有紫色的中央大液泡，便于观察。
细胞因失水时间过长而死亡
1.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？
2.如果把0.3克/ml的蔗糖溶液换成0.5克/ml的蔗糖溶液，实验结果会有什么不同？
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，能发生质壁分离，不可能发生质壁分离复原。
先发生质壁分离，然后自动复原，因为K+可以通过主动运输进入到细胞内。
思考
3.把蔗糖溶液换成KNO3溶液，实验结果怎样呢？
（尿素）
4、你认为植物细胞发生质壁分离的条件有哪些？
未形成液泡细胞的吸水方式：吸胀吸水（亲水的胶体吸水）
液泡形成后，主要靠渗透作用吸水。
（1）活细胞；
（2）有中央大液泡；
（3）细胞壁的伸缩性比原生质层小；
（4）外界溶液的浓度大于细胞液的。
该实验进行了对照吗？
自身前后对照
进一步探究：（植物细胞会过多吸水涨破吗？）
外界溶液
拓展——质壁分离和复原实验的应用：
（1）判断成熟植物细胞的死活
只有活的，成熟植物细胞才能发生质壁分离
（2）测定植物细胞的细胞液浓度范围
待测细胞+一系列浓度梯度的外界溶液
细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离之间
（3）农业生产中的水肥管理
施肥要适度
（4）生活中杀菌、防腐、腌制食品
过高浓度杀死细胞
三、物质跨膜运输的其他实例
资料分析(一)
　　在培养过程中，水稻吸收水分及其他离子较多，吸收钙、镁离子较少，结果导致水稻培养液里的钙、镁离子浓度增高。
　　不同作用对无机盐的吸收是有差异的。
2、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？
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？
结论：
1.不同植物对同一无机盐离子吸收量不同
2.同一植物对不同的无机盐离子吸收量不同
选择性
人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力
I－
资料分析(二)
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，如I－是逆相对含量梯度的，这取决于细胞生命活动的需要。
3、水分子的运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也是这样的吗？
资料分析（三）
几种微生物体内的矿物质含量(占全部矿物质的%)
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？
　细胞对物质的吸收是有选择的，这种选择性具有普遍性。
细胞对于物质的输出和输入有选择性，这种选择性是普遍存在的。
总结：
四、生物膜——选择透过性膜
物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，而且细胞对物质的输入和输出具有选择性。所以，细胞膜及其他生物膜都是选择透过性膜
拓展： 选择透过性——细胞膜的功能特点，
与细胞膜上的载体蛋白种类和数量有关
选择透过性的表现
1.水分子自由通过
2.需要的离子和小分子也可通过
3.不需要的离子、小分子和大分子则不能通过
选择透过性与细胞的生命活动密切相关，是活细胞的一个重要特征
3
1.将一块新鲜马铃薯切成5块，放在一定浓度的蔗糖溶液中，通过显微镜观察细胞，结果是
则马铃薯的细胞液浓度大约为 （ ）g/ml
A.0.05—0.10 B.0.10-0.15
C.0.15-0.20 D.0.20-0.25
B
蔗糖浓度g/ml 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
质壁分离情况 不发生 不发生 刚发生 发生 发生
2．在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。a、b表示该部位的溶液浓度，由此可推测
A．a>b，细胞渗透吸水
B．a＝b，渗透系统保持动态平衡
C．a D．上述三种情况都有可能
(1)该细胞可能正处于 过程中，
也可能处于质壁分离后的 过程中，
也可能正处在发生 的过程中。
(2)此状态下一步可以是液泡继续 ，也可以是液泡继续
，也可以是液泡 。
　
质壁分离
动态平衡
质壁分离复原
增大
变小
不发生变化
分析
D
要有多图，前后对比才能推出
3.图示渗透作用装置，装置溶液A、B、a、b浓度分别用MA、MB、
Ma、Mb表示，图2、图4分别表示一段时间后，图1、图3液面
上升的高度h1、h2。如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且MA>MB，
Ma=Mb>MA，则达到平衡后（ ）?
A．h1＞h2 Ma＞Mb B．h1＞h2 Ma＜Mb
C．h1＜h2 Ma＜Mb D．h1＜h2 Ma＞Mb
D
成熟区（根毛区）：具大液泡
根冠（具大液泡）
分生区（液泡尚未形成）
伸长区（液泡由小变大由 多变少）