人教版必修一高中生物4-1 物质跨膜运输的实例(31张PPT)

(共31张PPT)
第4章
细胞的物质输入和输出
渗透现象示意图
半透膜：
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。
玻璃纸
肠系膜
蛋壳膜
动物膀胱
鱼鳔等
条件
有半透膜
半透膜两侧的溶液具有浓度差
1、渗透作用
：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用。
概念
方向
：低浓度溶液
高浓度溶液
半
透
膜
漏斗管内的液面为什么会升高？
单位时间内透过玻璃纸的水分子数多于渗出玻璃纸的水分子数量。
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？
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？
不会,
因为纱布的孔隙很大,
蔗糖分子也可以自由透过。
半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过玻璃纸的水分子数等于渗出玻璃纸的水分子数量，液面不会升高。
清水中
0.9%生理盐水中
10%的盐水中
　
(1)红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？红细胞的细胞膜是不是相当于“渗透装置”中的半透膜？
(2)当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
(3)你认为红细胞的吸水和失水多少取决于什么条件？
不能
细胞膜相当于半透膜
不一定，但一般会因持续吸水而涨破。
细胞内外的浓度差，
差值越大细胞吸水或失水越多
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
2、动物细胞的吸水和失水
小于
大于
等于
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
细胞保持原状
条件：
细胞膜相当于半透膜；浓度差。
吃比较咸的食物（如腌制的咸菜），连续嗑带盐的瓜子等，口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？
会有干燥难受的感觉，因为口腔细胞失去水分，即水分的输出。这时及时的喝水，可以缓解口渴。
取决于细胞质的浓度和外界溶液的浓度
（1）动物细胞的__________相当于一层半透膜
（2）________与__________构成浓度差，
当外界溶液浓度__________细胞质浓度时；细胞失水皱缩，
当外界溶液浓度__________细胞质浓度时，细胞吸水膨胀。
细胞膜
细胞质
外界溶液
二、动物细胞的吸水与失水
大于
小于
小结1：
（二）、植物细胞的吸水和失水
1、植物细胞是一个渗透系统
细胞吸水的方式
吸胀吸水
渗透吸水
实例：未成熟植物细胞、干种子
原因：没有形成大的中央液泡
实例：成熟的植物细胞
条件：有中央液泡
机理：靠细胞内的亲水性物质
：
（蛋
白质、淀粉、纤维素）
吸收水分
主要的吸水方式
细胞膜
液泡膜
细胞质
细胞液
细胞核
细胞壁
原生质层
由纤维素和果胶组成，是全透性的，伸缩性小。
成熟的植物细胞
↑
相当于半透膜，伸缩性大。
二、植物细胞的吸水和失水
区别一下
原生质：细胞内具有生命活动的物质称为原生质。（包括细胞膜、细胞质和细胞核）
科学探究：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
原生质层是否相当于一层半透膜？
原生质层相当于一层半透膜
选择材料用具、方法步骤
按预定方案进行实验
分析实验结果，得出结论
进一步探究
实验视频
B、实验证实：质壁分离与复原实验
细胞渗透失水
质壁分离
外界溶液浓度
细胞液浓度
＞
细胞壁的伸缩性
原生质层的伸缩性
＜
质壁分离结果分析：
细胞渗透吸水
质壁分离复原
外界溶液浓度
细胞液浓度
＜
?
中央液泡的大小
原生质层的位置
细胞大小
0.3g/ml蔗糖溶液
清水
????????????????
很明显细胞在0.3g/ml蔗糖溶液下因水发生了质壁分离，而在清水中因吸水发生了质壁分离的复原。
变小
脱离细胞壁
基本不变
逐渐恢复原来的
大小
逐渐恢复原来的
位置
基本不变
成熟植物细胞的原生质层相当于
。
植物细胞是通过
作用吸水和失水的。
半透膜
渗透
①0.5g/mL的蔗糖溶液：质壁分离现象明显但不能复原。
因为溶液浓度过高，细胞过度失水，导致死亡。
②1mol/LKNO3溶液：能质壁分离，并能自动复原。因
为K+和NO3－可通过主动运输进
入细胞，使细胞液
浓度增大，细胞渗透吸水。
③1mol/L醋酸溶液：无质壁分离及复原现象，因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。
植物体的吸水
一般的说，根毛细胞的细胞液浓度大于土壤溶液浓度，根毛细胞吸水。
1、植物细胞质壁分离的条件
膜两侧溶液具浓度差
液泡膜
细胞壁：全透性
原生质层
细胞膜
两膜间的细胞质
2、植物细胞质壁分离复原的条件:
植物细胞必须是活细胞
细胞液与外界溶液必须有浓度差
必须有大的液泡
区别一下
原生质：细胞内具有生命活动的物质称为原生质。（包括细胞膜、细胞质和细胞核）。
质壁分离:植物细胞因为失水收缩，细胞壁与原生质层发生分离的现象。
质壁分离复原：发生质壁分离的植物细胞因吸水膨胀，恢复原状的现象。
1.在质壁分离和复原的实验中，如果没有细胞壁，结果会有什么不同吗？
如果没有细胞壁，细胞就会像红细胞一样会持续吸水
直到涨破细胞膜。
2.发生质壁分离的原因是什么？
由于原生质层的伸缩性大，而细胞壁的伸缩性小，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开，从而发生质壁分离。
※植物细胞的质壁分离和复原现象证明
水分子是可以出入细胞膜（原生质层）的物质
水分子进出细胞的方向取决于细胞膜（原生质层）两边溶液的浓度
细胞吸水和失水是水分子顺（水的）相对含量梯度进行跨膜运输的过程
细胞膜是选择透过性膜
质壁分离和复原实验的应用
说明原生质层是选择透过性膜
判断植物细胞的死活
测定细胞液的浓度
光学显微镜下观察细胞膜
比较动物、植物细胞渗透作用的不同
半透膜
细胞内与外界溶液存在浓度差的液体环境
动物细胞
植物细胞
细胞膜
原生质层
细胞质
液泡中
的细胞液
动植物细胞在吸水方面的差异
动物细胞没有细胞壁，因此不会有质壁分离现象
初始浓度
0
Mg2＋
Ca2+
Si4+
离子
培养液中的离子浓度
水稻
番茄
三、物质跨膜运输的其他实例
细胞膜是一种选择透过性膜
物质（如碘）的跨膜运输并不都是和水一样顺相对含量梯度的运输的。
三、物质跨膜运输的其他实例
20
—25倍
250mg/L
血液中碘的浓度
I－
碘离子数量___
碘离子数量___
少
多
←
讨论：
1、在培养过程中，水稻吸收水分及其它离子较多，吸收
较少，结果导致水稻培养液里的
浓度较高。
3、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。
Ca
2＋
、Mg
2＋
Ca
2＋
、Mg
2＋
总结
其他物质的跨膜运输并不顺相对含量梯度的，这取决于细胞生命活动的需要。细胞对物质的输入和输出有选择性。●
细胞膜和
细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。
由此可见：细胞膜并不是单纯物理意义的半透膜,它是有生理活性的,能对一些物质进行选择性通过,这叫选择透过性膜。
答案：
①相同点：某些物质可以通过，另一些物质不能通过。
②不同点：选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜
半透膜与选择透过性膜有哪些异同点？
说明植物细胞膜吸收无机盐离子具有选择性。
其它生物膜和细胞膜都是选择透过性膜。
细胞膜选择透过性的涵义：
有些物质如水可以自由通过
细胞要选择吸收的离子，小分子物质也可以通过，细胞生命活动不需要的离子、小分子、大分子物质不可以通过。
选择透过性膜的关键是具有选择性，其结构基础是其上具有各种蛋白质（载体），由于不同的细胞膜上载体的种类和数量，因此细胞膜对物质透过表现出高度的选择性，当细胞死亡后，细胞膜的选择性丧失，成为全透性。
1、在用鸡蛋壳膜（半透膜）封口的长颈漏斗内盛入蔗糖溶液，再将漏斗置于装有清水的烧杯中，将会出现（
）
A、漏斗管内液面上升
B、漏斗管内液面无变化
C、漏斗管内液面下降
D、烧杯内液面上升
2、把人的口腔上皮细胞放在载玻片上，用10%的NaCl溶液处理后，显微镜下将看到细胞（
）
A、没有变化
B、胀大
C、破裂
D、皱缩
3、将一种动物细胞浸没于质量分数为5%的蔗糖溶液中，它会膨胀破裂，则其细胞质浓度（
）
A、小于5%
B、等于5%
C、大于5%
D、不能确定
4、利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（
）
A、不适于细菌盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用
B、盐水中的Na＋不利于细菌的生活
C、盐水是中性的的生活
D、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡
5、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
6、请根据图回答以下问题：
（1)图中细胞所处的生理状态叫做
，这种生理状态发生的原因是
,
。
（2)选择图细胞中各结构的编号回答：
?①从整个细胞来看，可以
把
看成是一层半透膜。
而
的结构是全透性的。
????②
图中标号4指的物质是
。
???
外界溶液浓度大于细胞液浓度
细胞因渗透作用而失水
质壁分离
2、3、6
1
外界溶液
条件
有半透膜
半透膜两侧的溶液具有浓度差
1、渗透作用
：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用。
概念
方向
：低浓度溶液
高浓度溶液
半
透
膜
2、细胞的吸水和失水
（1）动物细胞（细胞膜相当于半透膜）
外界溶液浓度
<
细胞质浓度：渗透吸水膨胀
外界溶液浓度
>
细胞质浓度：渗透失水皱缩
外界溶液浓度
=细胞质浓度：水分进出动态平衡
（2）植物细胞（原生质层相当于半透膜）
原生质层：细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质
伸缩性：原生质层
>
细胞壁
外界溶液浓度
>
细胞液浓度：渗透失水
质壁分离
外界溶液浓度
<
细胞液浓度：渗透吸水
质壁分离复原
发生质壁分离和复原需要什么条件?对材料有什么要求？
动植物细胞在渗透吸水和失水方面有哪些差异？
动植物细胞的渗透作用在生产生活中有何运用？