4.1物质跨膜运输的实例

交流
1.如果没有细胞壁，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
2.如果滴加的是50%的蔗糖溶液，实验结果会有 什么不同？
高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞过度失水而死亡，不 可能发生质壁分离复原；
如果滴加浓度稍高的硝酸钾(细胞需要的溶 质分子），实验结果会有什么不同呢？
（标出右装置划部分名称，并找出两装置中构成上的相似性）
类比学习
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细胞液 1
半原 透生 膜质 层
液泡膜
2
细胞质 3 细胞膜 4
细胞壁 5
清水
科学探究步骤
提出问题 作出假设
植物细胞的吸水和失水
（原生质层是一层半透膜吗？）
（原生质层相当于一层半透膜）
1.材料、试剂、用具的选择
设计实验
2.方法步骤 预期结果 实验结论
进行实验 （按预定方案进行实验） 分析结果
（分析实验结果，得出结论：……）
表达与交流 （总结，写实验报告并适当交流）
步骤： 制 片
1、滴清水 2、取材——洋葱外表皮细胞 3、平展 4、盖盖玻片
有一个紫色的中央 大液泡，原生质层 紧贴细胞壁
5、显微观察：先低倍后高倍 正常细胞 对照
引流法 6、滴0.3g/mL蔗糖溶液观察现象 质壁分离
溶液A浓度=溶液B，水(溶剂)分子进出细胞出于 3.原理 动态平衡 溶液A浓度 < 溶液B，水(溶剂)分子从A B移 动 即：水分子由低浓度溶液向高浓度溶液移动
【知识迁移】
实验设计：有两瓶蔗糖溶液，一瓶10%，一瓶20%，可是标 签掉了，设计实验步骤将它们区分。 实验步骤： 1.组装渗透装置； 2.将两瓶蔗糖溶液分别编号为A和B
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半透膜 1
细胞膜
清水
生理 盐水
人的红细胞
（一）动物细胞的吸水和失水
提出问题 作出假设 设计实验
动物细胞的细胞膜是不是相当于一层半透膜？
动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜
进行实验 低浓度 溶液
实验材料：人的红细胞液、三个烧杯、高浓度溶 液、低浓度溶液、生理盐水。
高浓度 溶液
生理盐水
人的红细胞
低浓度 溶液
水分子的 跨膜运输
渗透作用 动物细胞的吸水和失水 植物细胞的吸水和失水
（植物细胞的“质壁分离和复原”实验）
物质跨膜运输的实例 物质跨膜运 输的特点 无机离子的 跨膜运输
源自文库
科学探究------------渗透现象
阅读课本P60“问题探究”，思考、讨论完成下列问题 1.漏斗管内的液面为什么会升高? 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。 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? 液面不会升高，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由 通透。 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?
生理盐水
高浓度 溶液
实验现象记录
人的红细胞
高浓度溶液中:由于外界溶液浓度＞细胞质的浓度，细胞—————————
失水皱缩
低浓度溶液中:由于外界溶液浓度＜细胞质的浓度，红细胞———————
在等渗溶液中:由外界溶液浓度=细胞质的浓度 ，红细胞—————————————
吸水膨胀
吸水和失水动态平衡
分析结果、得出结论 红细胞的细胞膜相当于一层半透膜 动物细胞吸水和失水是渗透作用
2.在烧杯中加入蔗糖溶液A液，在漏斗中加入蔗糖溶液B液；
3.观察漏斗内液面变化。 实验现象及其结论： 1.若漏斗内液面上升，则A是10%，B是20%； 2.若漏斗内液面下降，则结果相反。
问题：细胞是否会发生渗透作用呢？ （标出右装置划部分名称，
（一）动物细胞的吸水和失水
细胞质 2
并找出两装置中构成上的相似性）
思考：当植物细胞质壁复原后，仍将细胞 继续放置水中，植物细胞会涨破吗？
得出结论
• 植物细胞原生质层相当于一层半透膜,成熟 的植物细胞主要靠渗透作用吸水。细胞液与 细胞外界溶液发生了渗透作用。
质壁分离产生的条件（植物细胞） （1）具有大液泡 （2）具有细胞壁 ( 3 ) 活细胞
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
中央液 泡大小 蔗糖 溶液 清水 变 小 逐渐恢复 原来大小 原生质层 的位置 原生质层脱 离细胞壁 原生质层恢 复原来位置 细胞 大小 基本 不变 基本 不变
分析现象
外界溶液浓度 细胞液的浓度， 植物细胞失水,原生质层与细胞壁分离
发生质壁分离的现象。
外界溶液浓度 细胞液的浓度，植物细胞吸水
原生质层 慢慢恢复成原来状态, 发生质壁分离复原。
出现质壁分离自动复原
思考自动复原条件？
植物吸水方式有两种：
• 渗透作用(形成液泡) • 吸胀作用（未形成液泡）如：干种子、根尖分生 区（亲水性物质吸水。如蛋白质、淀粉、纤维素 等）
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
液面也不会升高，半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内 透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。
4．如果将烧杯中的溶液与漏斗中的溶液互换，液面怎么变 化？原因？ 液面下降，因为烧杯中蔗糖浓度＞漏斗中溶液浓度，单位时 间从漏斗中扩散到烧杯中的水分子数量比较多，所以液面下降。
渗透作用
1.概念： 水分子（溶剂分子）可以自由进出膜，并且表 现为顺相对含量（摩尔浓度）梯度进出（即从 单位体积中水分子多的一侧向少的一侧运输）。 2.条件 具有半透膜： 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。 半透膜两侧的溶液有浓度差 溶液A浓度 > 溶液B，水(溶剂)分子从B A移动
中央大液泡逐渐减小， 紫色加深，原生质层 与细胞壁逐渐分离
引流法
中央大液泡逐渐胀 大，紫色变浅，原生 质层逐渐贴近细胞壁
质壁分离复原
7、滴清水再观察现象
3.分析植物细胞吸水和失水现象与原因
1、滴入0.3g/ml蔗糖溶液时，
出现 质壁分离 的现象
2、滴入清水时，又出现 质壁分离复原 的现象
实验现象：
总结：科学探究的一般方法——探究性实验
提出问题 作出假设 设计实验 进行实验
分析观察到的现象，提出一 个值得探究的问题 根据已有的知识和经验，对提 出的问题作出尝试性的回答 通过设计实验来验证假设是否 正确
分析结果，得出结论 结论是对问题的回答
【总结】红细胞发生渗透作用的条件
1．细胞膜相当于半透膜 2．外界溶液与细胞质存在浓度差