物质跨膜运输的实例
1.4.1 物质跨膜运输的实例
二、植物细胞的吸水和失水问题
探究：
1、将白菜剁碎做馅时,常常放一些盐,一会儿 后就可看到水分渗出。 2、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。 提出问题： 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、原生质层是否相当于一层半透膜？
植物细胞ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ结构复习
植物细胞的吸水和失水的猜想
第四章 细胞的物质输入和输出
第1节 物质跨膜运输的实例
你吃比较咸的食物如咸菜或连续磕带 盐的瓜子时， 盐的瓜子时，你的口腔和唇的黏膜会 有什么感觉？为什么？ 有什么感觉？为什么？
渗透系统装置
半透膜： 半透膜： 是 一类可以让 小分子物质 小分子物质 通过（ 通过（如水 分子）， ），而 分子），而 较大分子物 较大分子物 如蔗糖） 质（如蔗糖） 不能通过的 不能通过的 一类多孔性 膜。
讨论
1、漏斗管内液面为什么会升高？ 、漏斗管内液面为什么会升高？ 单位体积内的水分子数： 单位体积内的水分子数： 烧杯（清水）＞漏斗（蔗糖溶液） 烧杯（清水）＞漏斗（蔗糖溶液） ）＞漏斗 单位时间内水分子透过的数量： 单位时间内水分子透过的数量： 烧杯→漏斗 漏斗→烧杯 漏斗＞ 烧杯 漏斗＞漏斗 烧杯
（3）以上事实表明细胞膜对 ） 的通透性存 在差异，所以它是一种选择透过性膜。 在差异，所以它是一种选择透过性膜。
（1）洋葱表皮细胞液的浓度小于外 界溶液浓度，细胞渗透失水；又由 于细胞壁的伸缩性小于原生质层的 伸缩性，便导致质壁分离. （2）由于细胞可选择性地吸收K＋和NO3－， 导致细胞液浓度增加直至大于外界溶液的浓 度，细胞开始吸水，从而发生质壁分离复原 . （3）离子
作出假设： 原生质层相当于半透膜
理由是：植物细胞膜和液泡膜都是生物膜， 他们具有与红细胞的细胞膜基本相同的化学 组成和结构。上述的事例与红细胞的失水和 吸水很相似。
跨膜运输的实例
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。
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
外界溶液浓度 等于
细胞质浓度
保持原状态
外界溶液浓度 外界溶液浓度
细:原理: 渗透作用
概念 有半透膜
胞
条件 半透膜两侧溶液有
的
浓度差
吸 水 和
动物 细胞
吸水:细胞质浓度>外界水溶液 失水:细胞质浓度<外界水溶液
失 水 植物
细胞
练习
1、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，
俗称“烧苗”。其原因是（ B ）
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
3、设计实验： 4、开展实验： 5、记录结果：
试剂 现象 液泡大小 原生质层的位置 细胞大小 蔗糖溶液
清水 6、分析结果，得出结论：
植物细胞渗透作用的条件
渗透系统装置 成熟的植物细胞
半透膜
原生质层
长颈漏斗中的蔗糖溶液
细胞液
烧杯中有清水
外界溶液
❖质壁分离：植物细胞因为失 水收缩，原生质层与细胞壁发 生分离的现象。
一、动物细胞的吸水和失水
渗透系统装置
动物细胞
半透膜
细胞膜
长颈漏斗中的蔗糖溶液
细胞质
烧杯中有清水
外界溶液
思考：如果换成植物细胞会如何？
二、植物细胞的吸水和失水
1、提出问题：
细胞壁
课件10：4.1 物质跨膜运输的实例
由于单位时间内透过半 透膜进入长颈漏斗的水分子数 量多于渗出的的水分子数量。
半透膜特点: 膜上有小孔，水分子可以通
过，蔗糖等大分子不能通过。
细导管
h
初始液面
渗透装置
蔗糖溶液 清水 半透膜
2.如果用一层纱布代替半透膜，漏斗内的液面还会升高？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？据 此分析，渗透作用发生的条件是什么？
植物细胞质壁分离现象
> 外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞失水
失水时细胞壁和原生质层都会出现一定程度的收缩,但原 生质层的伸缩性更大,故原生质层会与细胞壁发生分离。
植物细胞质壁分离复原现象
< 外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞吸水
生物兴趣小组的实验结果
滴加浓度 为30%的 蔗糖溶液
滴加清水
正常状态
动植物细胞渗透系统
细胞种类 具备条件
动物细胞
成熟植物细胞
半透膜 浓度差
细胞膜
细胞质与 外界溶液
原生质层
细胞液与 外界溶液
四.物质跨膜运输的其他实例
培养液中的离子浓度
初始浓度
水稻 番茄
0 Mg2＋
Ca2+
Si4+ 离子
1、水稻培养液中的Ca2+、Mg2+离子浓度为什么会增高？
水稻吸收水分和其他离子多,而吸收Ca2+和Mg2+较少
C、土壤溶液的浓度低于细胞液的浓度
D、土壤溶液的浓度高于细胞液的浓度
4、向猪膀胱注入0.3g/ml的蔗糖溶液，扎紧入口，
然后将其浸入0.05g/mL的蔗糖溶液中，每隔半小时
称一次重量（ω）下列坐标图中能正确表示测定
结果的是
4.1物质跨膜运输的实例
关系：具有选择透过性一定具有半透性
四、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
本节小结
具有半透膜 渗透作用发生的条件
半透膜两侧具有浓度差
[细胞质]>[外界溶液]时吸水
物质 跨膜 运输 的实 例
动物细胞的吸水和失水 [细胞质]<[外界溶液]时失水 大液泡 结构特点 原生质层 [细胞液]>[外界溶液]吸水 吸水与失水的特点
结论： 细胞膜不仅是半透膜，还是选择透 过性膜
特性：水分子可自由通过，一些离子和小分子也可通 过，而其他的离子、小分子和大分子则不能可通过
相关概念
半透膜：物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小 （如：动物膀胱、玻璃纸、鸡蛋的卵壳膜等）
选择透过性膜：细胞膜上具有载体，且不同生物的细胞 膜上载体种类和数量不同，构成了对不同物质吸收 与否和吸收多少的选择性。 （如：细胞膜等各种生物膜）
即活的成熟的植物细胞
质壁分离产生的原因：
内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性 外因：外界溶液浓度>细胞液浓度 注意： 动物细胞，植物根分生区细胞、形成层细胞、 种子细胞，不能观察到质壁分离现象。
植 物 吸胀吸水 细 胞 吸 水 的 方 渗透吸水 式
机理：靠细胞内的亲水性物质（蛋 白质、淀粉、纤维素）吸收水分 实例：干种子、 根尖分生区细胞 原因：没有形成大的中央液泡 实例：成熟的植物细胞 条件透膜的扩散。
会出现什么现象呢？
蔗糖溶液 2
4 蔗糖分子
3 (半透膜)
玻璃纸
5 水分子
清水 1
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。
物质跨膜运输的实例
物质跨膜运输的实例物质跨膜运输是生物体内物质交换的重要手段，包括被动跨膜和主动跨膜两种形式。
被动跨膜是指物质通过膜的渗透、扩散等方式从高浓度区域向低浓度区域运输，而主动跨膜则是指跨膜物质通过各种机制从低浓度区向高浓度区运输，需要消耗能量。
本文将介绍生物体中常见的物质跨膜运输的实例，以期增加读者对物质跨膜运输的理解。
一、被动跨膜1. 水的渗透在生物体内，细胞和体液之间存在一定的浓度差。
当细胞外溶液浓度高于细胞内溶液时，水通过细胞膜壁的渗透作用向细胞内流动，细胞膜将水分子过滤并防止离子和一些大分子物质渗透到细胞内。
例如，肾脏器官中的近曲小管细胞可以通过大量的跨透透析来除去体内过多的水分，这是由于近曲小管壁上存在的渗透加速蛋白及不同渗透压介导的渗透作用。
2. 碳水化合物的扩散碳水化合物是生物体中最常见的有机化合物之一，其跨膜扩散是被动跨膜的一种形式。
例如，肠道壁上的麦克斯渗透开路蛋白可以促进葡萄糖等碳水化合物通过肠壁向血液中扩散。
3. 气体的扩散生物体内的气体交换是指氧气从外面通过呼吸器官进入体内，而二氧化碳从体内通过呼吸器官排出。
当气体浓度高于体内浓度时，气体分子通过呼吸器官的膜壁向体内扩散，这是一种经典的被动跨膜。
二、主动跨膜1. 离子泵的推动离子泵通过耗能进行离子推动，将离子从低浓度区向高浓度区运输。
例如，钠/钾泵会通过ATP酶催化反应将ATP分解为ADP和磷酸以获得能量，然后将细胞内的钠离子排出并将细胞外的钾离子推进细胞内。
这种推动方式可以维持细胞内离子平衡，并产生电位差，是神经传递和肌肉收缩的关键。
2. 载体蛋白的穿透载体蛋白是一种将物质从低浓度区运输到高浓度区的蛋白。
这种运输方式需要耗费能量，并依赖于蛋白质的特异性结构。
例如，葡萄糖运输蛋白将葡萄糖从肠道或肝脏中运输到细胞内，并在细胞内通过代谢途径提供能量。
3. 膜囊泡的转运细胞内膜囊泡是一种将物质从细胞内运输到细胞外膜的方式。
这种转运方式常常发生在胞吞作用或胞吐作用中。
4.1 物质跨膜运输的实例
C、把经10%盐酸处理的根尖放入清水里
D、把生活的根尖放在30%的蔗糖溶液中
下列现象属于渗透作用
A.蔗糖放入水中溶解后使水变甜；
B.新鲜胡萝卜放在清水中变硬；
B
C.干大豆种子，浸没在水中逐渐膨胀；
D.春天放在空气中的NaCl潮解。
下列各组细胞中，主要依靠渗透作用吸 收水分的一组是（ ） A. 干种子细胞和根毛细胞 B. 根尖生长点细胞和洋葱表皮细胞 C. 干种子细胞和根尖生长点细胞 D. 根毛细胞和洋葱表皮细胞
讨论：
1、水稻培养液中的Mg2+ 、 Ca2+ 的浓度 为什么会增高？ 在培养过程中，水稻吸收水分和其他离 子较多，吸收Mg2+ 、 Ca2+较少，而导致 Mg2+ 、 Ca2+ 的浓度会增高。 2、不同作物对无机盐离子的吸收有差 异吗？ 有差异
3.分析实例2：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。
不会, 因为纱布的孔隙很大, 蔗糖分子也可以自由透过.
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？
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。
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
渗透作用的概念：
（3）水分子可以自由通过，一些离 子和小分子也可以通过，而其它的离 子、小分子和大分子则不能通过。
生物膜的功能特性：
选择透过性
一、细胞的吸水和失水
4-3 物质跨膜运输的方式
氧浓度Biblioteka 【典型例题】（2016课标1卷.2）离子泵是一张具有ATP水解酶活性的载 体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列 叙述正确的是（ C ） A. 离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散 B. 离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度阶梯进行的 C. 动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率 D. 加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率 【方法点拨】 1.离子通过离子泵的跨膜运输属于主动运输，主动运输是 逆着浓度阶梯进行的
二、主动运输
物质从低浓度一侧运输到高浓度的一侧，需要载体蛋白 的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这 种方式叫做主动运输。 意义：能保证活细胞按照生命活动的需要，主动选择吸收所需
的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
1.比较三种物质运输方式的异同
项 目 自由扩散 顺浓度梯度 协助扩散 顺浓度梯度 主动运输 逆浓度梯度
细胞内→细胞外
需要能量， 白细胞吞噬细菌、 不需要载体 变形虫吞噬食物 颗粒 蛋白，依赖 生物膜的流 胰腺细胞分泌胰 动性 岛素
胞吞：物质以囊泡包裹的形式通过细胞 膜，从细胞外进入细胞内的过程。（如 果进入的是固态物质，称为吞噬；如果 进入的是液态物质，称为胞饮。）
胞吐：物质以囊泡的形式通过细胞 膜，从细胞内排到细胞外的过程。
2.蛋白质变性剂会导致载体蛋白因变性而失去运输物质的 功能，所以会降低离子泵跨膜运输离子的速率
【课堂小结】
非跨膜运输 （膜泡运输）
三、影响跨膜运输的因素
(1)物质浓度(在一定的浓度范围内)
(2)氧气浓度
例1、如图是胡萝卜在不同含氧的情况下从 硝酸钾溶液中吸收K＋和NO3-的曲线。影响 Ａ、B两点和B、C两点吸收量不同的因素 分别是（ ）
物质跨膜运输的实例
将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液 中和清水中，观察其大小的变化。
二.植物质壁分离及复原的实验分析
实验流程及注意事项
注意事项： （1）.实验材料的选择：成熟、有颜色
（2）.放洋葱表皮前在载玻片上滴一滴清水，以便 洋葱表皮能平展。
（3）.每次滴清水或蔗糖溶液时只滴一到两滴，以 免污染显微镜。
植物质壁分离及复原的实验分析
5.紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离后，在显微镜下观察
到的正确图示是(
C
)
6.下列能够表示洋葱表皮细胞在质壁分离及复原过程中
液泡体积变化的图形是 (
B)
7.用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的 临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的 叙述，正确的是（ B ） A.将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象 B.在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂 C.用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质 壁分离复原现象 D.当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能
说明有些细胞在实验前已经死亡，死细 胞的原生质层不再具有半透膜的性质， 不能发生渗透作用。
4、蔗糖溶液浓度如果过高会怎么样？ 植物细胞会严重失水导致死亡，当 再滴加清水时不能再复原
动植物细胞符合渗透系统
动物细胞
成熟植物细胞
半透膜 浓度差
细胞膜
原生质层
细胞质与外 细胞液与外 界溶液之间 界溶液之间
三.物质跨膜运输的其他实例 I－ 0.3-0.5% 海带细胞中的碘含量 是海水中碘含量的十 万倍左右
例.如图所示:ab分别为体积与质量浓度相同的
葡萄糖和蔗糖溶液用半透膜隔开，（半透膜允 许水分子和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过）开 始和一段时间后液面的情况如何？ （ C ） A.甲高于乙
4.1 物质跨膜运输的实例
实验结果：
中央液泡大 原生质层的位 细胞大 小 置 小 蔗糖 溶液
变小 逐渐恢复 原来大小
原生质层脱 离细胞壁
原生质层恢 复原来位置
基本 不变
清水
基本 不变
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
要观察细胞发生质壁分离和复 原，对材料有哪些要求？ 有细胞壁（植物细胞）； 有中央液泡（颜色为深色）； 活细胞（原生质层相当于半透膜） • 你觉得植物细胞会过多吸水涨破吗？
在渗透作用中,水分是从溶液浓度 低 的一侧向 溶液浓度 高 的一侧渗透.
“水往 高 处流”
二、 动物细胞的吸盐水中
0.9%生理盐水中
吸水膨胀
失水皱缩
水分进出平衡
（标出右装置划部分名称， 并找出两装置中构成上的相似性）
细胞质 2
1 细胞膜 人的红细胞
清水
生理 盐水
红细胞发生渗透作用的条件 1.细胞膜相当于半透膜 2.外界溶液与细胞质基质存在浓度 差 清水中 总结红细胞吸水和失水规律 PS: 其他动物细胞的吸水和失水的 吸水膨胀： 原理和红细胞一样的 外界溶液浓度<细胞质浓度 失水皱缩： 10%的盐水中 外界溶液浓度>细胞质浓度 水分进出平衡：
结论：细胞膜不仅是半透膜，还是选择 透过性膜
课堂练习
1. 家庭养花，如果施肥过多，会引起花卉萎蔫，
这时可以采取的措施有（ ） ①加强光照 ②改善空气流通 ③适当浇灌清水 ④更换盆中泥土 A. ① ③ B. ② ④ C. ① ② D. ③ ④ 2. a、b、c表示某植物体的三个相邻的细胞,它们 的细胞液浓度为a>b>c,它们之间的水分渗透方 向应该是( )
物质跨膜运输的实例(共27张幻灯片)
不能通过的多孔性薄膜)
问题探讨： 半透膜，水 1、水分子只能从烧杯中扩散到漏斗中吗？ 分子可自由 不是，水分子既能从烧杯中扩散到漏 通过。 斗中，也能从漏斗中扩散到烧杯中 2、漏斗管内液面为什么会升高？ 由于单位时间内进入的水分子数多于渗出的水分子数 量（水进入的速度大于渗出的速度），使液面升高。
置于空气中刚刚萎蔫的 白菜叶片置于清水中又 变得硬挺。
2、植物细胞的吸水和失水
成熟的植物细胞结构 细胞壁 液泡 细 胞 液 细胞膜
液泡膜
细胞质
原 生 质 层
植物细胞壁是全透性的 成熟的植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液 细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层
2）与渗透装置的比较 原生质层----相当于一层半透膜
干燥难受的感觉。外界浓度高，粘膜细胞失水
归纳:
当细胞质浓度>外界溶液： 细胞吸水膨胀
当细胞质浓度<外界溶液： 细胞失水皱缩
结果分析： 动物细胞发生了渗透作用
结果说明: 细胞膜相当于半透膜 动物细胞是一个渗透系统
思考？如果换成植物细胞会如何？
二、细胞的吸水和失水
2.植物细胞的吸水与失水
用盐腌萝卜时会有水渗出， 同时萝卜的体积会减少。
2、实验步骤：
实验原则：前后对照； 实验方法：引流法（在载物台上操作） （第二次和第一次对照， 用显微镜观察了三次 第三次和第二次对照）
3、实验现象：质壁分离和质壁分离的复原
正常的洋葱 表皮细胞
0.3g/mL的 蔗糖溶液
质壁分离的洋 葱表皮细胞 原生质层 质壁分离复原的 洋葱表皮细胞
清水
3、实验现象：
在清水中，观察其大小的变化。
物质跨膜运输的实例
1、渗透吸水 （1）原理：渗透作用 （2）条件：
动物细胞
半透膜
细胞膜 细胞质浓度与 外界溶液浓度差
成熟的植物细胞
原生质层 细胞液浓度与 外界溶液浓度差
浓度差
（3）原生质层、原生质体比较：
原 生 质 层 细胞膜 细胞质 液泡膜 液泡中含细胞液 细胞壁
物质跨膜运输的实例
渗透现象：
注意：
（1）两溶液间的水分子进行双向 运动。
漏斗吸水时，单位时间内向外扩散的水分子 数少于向内扩散的水分子数； 平衡时，单位时间内向内与向外扩散的水分 子数相等。
（2）渗透平衡≠浓度相等。达到渗
透平衡时，两种溶液体系的浓度未必相等。
1、渗透作用？
水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜从低 浓度溶液向高浓度溶液的扩散（或顺相对含量梯 度），称为渗透作用。
单一溶质，且不能通 过半透膜。根据浓度 判断水流向。 单一能过溶质
③漏斗内为葡萄糖溶液、 烧杯内为清水
④漏斗内为葡萄糖溶液， 烧杯内为蔗糖溶液，两 者物质的量浓度相等 ⑤漏斗内为葡萄糖溶液、 烧杯内为蔗糖溶液，两 者的质量浓度相等
两种溶质， 一种能过， 一种不能过
二、细胞的吸水和失水
思考：
动物细胞和植物细胞吸水方式 分别是什么？
注意： 渗透与扩散
是指物质分子从高浓度向低浓度运动， 扩散： 可以是气体、溶剂分子或溶质分子。
扩散 渗透
例1、下列现象属于渗透作用的是 ②④⑤ ①水分子通过植物细胞的细胞壁 ②水分子或其他溶剂分子通过细胞膜 ③蔗糖分子通过细胞膜 ④水分子或其他溶剂分子通过液泡膜 ⑤水分子或其他溶剂分子通过原生质层
课件13：4.1 物质跨膜运输的实例
漏斗内溶液 体积增大， 液面上升
单位时间进入漏斗水分子数多于出来分子数 这就是一种水的渗透作用
一、渗透作用
渗透作用：溶剂分子（如水）透过半透膜的扩散
1.对象： 溶剂（水）
溶液浓度 低
高
渗透作用 2.方向 水相对含量 高
低
3.本质：水透过膜的扩散
用纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面会升高？ 不会
结论 没有半透膜不能发生渗透作用
3.加0.3g/ml蔗糖溶液
液泡缩小，颜色加深
在高浓度环境 下细胞失水
原生质层与细胞壁分离
质壁分离 质壁分离复原
4.再加清水 液泡逐渐增大，颜色变浅
质壁分离复原
总共观察了几次
在低浓度环境 下细胞吸水
该实验进行了对照吗？ 自身前后对照
自变量、因变量是什么？ 实验结果是不是这样呢，让我们通过实验来验证下
实验结果
渗透失水 渗透吸水
蔗糖 溶液
清水
液泡大小、 颜色
液泡缩小 颜色变深
逐渐恢复 原来大小， 颜色变浅
原生质层 的位置
原生质层与 细胞壁分离 (质壁分离)
原生质层恢 复原来位置 (质壁分离复原)
细胞 大小
基本 不变
基本 不变
1.该实验中，选择紫色洋葱外表皮细胞的优点是什么？ 便于观察紫色大液泡体积的变化
实例三
思考64 讨论4 结论：细胞对于物质的输出和输入有选择性
物质跨膜运输具有选择性是普遍存在的
四、生物膜—选择透过性膜
综上所述： 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
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
物质跨膜运输的实例(精华版)
结论：
细胞膜和其他生物膜都是 选择透过性膜 细胞的一个重要特征。 ，这是 活
选择透过性膜： 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。
１、
a、b、c表示某植物体的三个相邻的细胞,它们的细胞 液浓度为a>b>c,它们之间的水分渗透方向应该是( C )
预期实验的结果 ：
由于原生质层相当于一层半透膜，水分 子可以自由通过，而蔗糖分子则不能通过， 因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会 缩小 皱缩 ____，细胞_______；在清水中植物细胞的 变大 膨胀 液泡又会______，细胞_____。
质壁分离:植物细胞因为失水
收缩，原生质层与细胞壁发生
初始浓度 水稻 番茄
0
Mg2＋
Ca2+
Si4+
离子
微生物 大肠杆菌
P2O5 33.99
K2O 12.95
2.41 38.66 28.16
圆褐固氮菌 4.93 酵母菌 米曲菌 51.00 48.55
细胞对于物质的输出和输入有选择性
小结：
1、水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的 2、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。 3、细胞对物质的输入和输出是有选择的。
液面不会上升，单位时间内进出的水分子数量相等。
渗透现象产生的条件
具有半透膜
膜两侧存在浓度差
水分流动方向
低浓度高浓度二、动物细胞的吸水失水1、红细胞结构中，
细胞膜 相当 于渗透装置中的一层半透膜 。
动物细胞的渗透吸水和失水
清水
膨胀→涨破
细胞内液浓度
0.9%生理盐水
保持正常形态 等 等 水等 水等
物质跨膜运输的实例
物质跨膜运输的实例物质跨膜运输是细胞内外物质交换的重要过程。
细胞膜作为细胞的保护屏障，起到了控制物质进出细胞的关键作用。
有许多不同的机制可以让物质穿过细胞膜，其中包括被动扩散、主动运输和细胞内囊泡转运等。
本文将介绍几个常见的物质跨膜运输的实例。
1. 被动扩散被动扩散是指物质沿浓度梯度自由地通过细胞膜，不需要能量输入。
这种运输方式常见于小分子的无极性物质，如氧气、二氧化碳和小的非离子化合物。
下面是被动扩散的一个实例：水分子跨膜扩散水分子是细胞内外交换中最重要的化学物质之一。
细胞膜通过脂质双层的疏水性结构，能够让水分子自由地通过。
这种跨膜扩散的速率主要受渗透压的影响，即溶液内外水分子的浓度差异。
当细胞内外的水浓度不平衡时，水分子会沿浓度梯度由高浓度区向低浓度区扩散，直到两侧的浓度达到平衡。
2. 主动运输主动运输是指物质逆着浓度梯度进出细胞，并需要能量输入。
这种运输方式常见于大分子、离子和荷电分子等带电的物质。
下面是主动运输的一个实例：离子泵的运输细胞内外的离子浓度差异对维持正常细胞功能至关重要。
离子泵是一种负责调节细胞内外离子浓度的膜蛋白。
其中最为常见的是钠-钾泵。
它利用ATP酶活性将细胞内的钠离子排出，同时将外界的钾离子吸收进细胞。
这一过程需要耗费能量，通过细胞内的代谢产生的ATP供能。
3. 细胞内囊泡转运细胞内囊泡转运是指细胞内腔内的囊泡通过与细胞膜融合或分离来实现物质的跨膜运输。
这种转运方式常见于大分子、蛋白质和细胞器之间的物质输送。
下面是一个细胞内囊泡转运的实例：高尔基体的物质转运高尔基体是细胞内的一个重要细胞器，负责合成、修饰和分装蛋白质等分子。
它通过与囊泡融合来将合成的蛋白质等物质从高尔基体中释放出来，并运输至其他细胞器，如细胞膜或是内质网。
这种转运过程被细胞内动力学蛋白驱动。
结论物质跨膜运输是细胞内外物质交换的关键过程之一，可以通过被动扩散、主动运输和细胞内囊泡转运等方式实现。
本文介绍了水分子的跨膜扩散、离子泵的运输以及高尔基体的物质转运等几个常见的物质跨膜运输的实例。
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4.1物质跨膜运输的实例
【教学目标】
1、举例说出细胞膜是选择透过性膜。
2、尝试提出问题，作出假设。
3、进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。
【教学重点】
举例说出细胞膜是选择透过性膜。
【教学难点】
尝试提出问题，作出假设。
【自主学习检测】
一、细胞的吸水和失水
1、动物细胞的吸水和失水
（1）哺乳动物的红细胞是一个渗透系统，其中 相当于半透膜。
膜两侧的 与 组成两个溶液体系。
（2）外界溶液浓度＞细胞质溶液浓度→细胞________
（3）外界溶液浓度＜细胞质溶液浓度→细胞________
（4）外界溶液浓度＝细胞质溶液浓度→水分进出平衡
2、植物细胞的吸水和失水
（1）实验材料
（2）实验试剂 ，清水
（3）植物细胞的原生质层相当于 是指 和 及 。
（4）吸水和失水
①外界溶液浓度＞细胞液浓度 ――→细胞失水
质壁分离
②外界溶液浓度＜细胞液浓度 ――→细胞吸水______________ __
③外界溶液浓度＝细胞液浓度 ――→水分进出平衡 细胞维持原来形态 （5）成熟植物细胞发生质壁分离的条件
①细胞液浓度________外界溶液浓度。
②________的伸缩性比________的伸缩性大。
二、物质跨膜运输的其他实例
1、细胞的吸水和失水是水分子 的过程。
2
、无机盐的跨膜运输
(1)同种植物对不同离子吸收存在____ ____。
(2)不同植物对_____ ___吸收存在差异。
(3)人体甲状腺滤泡上皮细胞可以______ ____从血液中吸收碘。
(4)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异。
3、物质跨膜运输的特点
(1)________可以自由通过，一些需要的________、________也可以通过，其他的________、小分子和________则不能通过。
(2)细胞对物质的吸收具有 性，原因在于细胞膜和其他生物膜都是____ _____。
【问题导思】
1、哺乳动物成熟的红细胞失水皱缩应具备的条件有哪些？
2、渗透作用发生时，液面升降的原因是什么？
【课堂精练】
1、如右图所示，在U 型管的中部C 处装有半透膜，在a 侧加入细胞色素C (分子量是1.3万道尔顿的蛋白质)，水溶液为红色，b 侧加入清水，并使a 、b 两侧液面高度一致。
经过一段时间后，实验结果将是 （ ）
A ．a 、b 两侧液面高度一致，b 侧为无色
B ．a 、b 两侧液面高度一致，b 侧为红色
C ．a 液面高于b 液面，b 侧为红色
D ．a 液面高于b 液面，b 侧为无色
2、从马铃薯中用打孔器打出两圆柱体块P和Q，P放在蒸馏水中1h，Q放在与马铃薯细胞液等渗的盐溶液中1h，再把P、Q放回原来位置，测定处理的圆柱体块是否与原来的孔刚好合适（）A．P不合适，但Q刚好合适 B．P不合适，Q也不合适
C．P精确合适，Q也精确合适 D．P精确合适，Q不精确合适
3、向猪膀胱内注入质量浓度为0.3 g·mL-1的蔗糖溶液，扎紧入口，然后将其放入质量浓度为0.05 g·mL-1的蔗糖溶液中，每隔10 min称一次重量，图示坐标图象中，能表示测定结果的是（）
4、将成熟的植物细胞放在溶液中能构成一个渗透系统，其主要原因是 ( )
A．液泡膜内外溶液有浓度差 B．细胞内原生质层可看作一层选择透过性膜
C．细胞壁是全透性的 D．水分可以自由出入细胞
5、所谓质壁分离中的“质壁”分别是指（）
A．细胞质、细胞壁B．细胞质基质、细胞壁
C．原生质层、细胞壁D．原生质、细胞壁
6、当把紫色的洋葱鳞片叶的表皮细胞置于质量浓度为0.3 g／mL的蔗糖溶液中后，原生质层和细胞壁之间将 ( ) A．紧紧贴靠在一起 B．充满细胞液 C．充满蔗糖溶液 D．充满清水
7、植物细胞发生质壁分离复原时，水分子依次通过的结构是 ( )
A．细胞壁、细胞膜、细胞质、液泡膜 B．细胞膜、细胞质、液泡膜
C．液泡膜、细胞质、细胞膜、细胞壁 D．细胞膜、液泡膜、细胞质
8、下表是洋葱鳞片叶表皮细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中细胞发生的变化，最能说明的事实是 ( )
A．细胞膜由磷脂和蛋白质组成 B．细胞膜具有流动性
C．原生质层是否具有选择透过性 D．细胞液的浓度为0．40 mol／L左右
9、下列细胞用于做质壁分离实验时，能成功的是（）
A．人的囗腔上皮细胞 B．洋葱根尖分生区细胞
C．叶的下表皮细胞 D．用开水煮过的洋葱紫色鳞片叶表皮细胞10、苋菜的细胞液中有一些红色的物质，无论用清水怎么洗，清水仍不见红色物质，但若把苋菜放入沸水中一烫水立刻变成红色。
这种现象是因为（）A．沸水使细胞膜失去选择透过性B．在清水中细胞膜没有选择透过性
C．沸水中色素分解成小分子物质D．在清水中没有物质出入
1.D
2.A
3.D
4.B
5.D
6.C
7.A
8.D
9.C 10.A。