第四章第1节 物质跨膜运输的实例

比较干的感觉
原因：细胞失水
• 当你把白菜剁碎准备做馅时，常常放一些盐，过一段时间后就可 见有水分渗出，水分从哪里来？为什么会有水分渗出？
水从白菜流出来
原因：细胞失水
• 萎蔫的青菜放入清水中浸泡一段时间后，会有什么变化？为什么？
细胞吸水
生活中常见的细胞吸水与失水的实例 1、卖肉的小贩常常给肉洒水
2、泡在盐水中的萝卜条会软缩。 3、如泡在清水中的萝卜条会硬挺。 4、对农作物一次施肥过多会造成 “烧苗”现象，等等。
可以半透膜，血红蛋白是大分子，所以不能通过。
2.根据现象判断红细胞的细胞膜相当于什么膜？
红细胞的细胞膜相当于一层半透膜。 3.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会吸水而涨破吗？
红细胞一般会因持续吸水而涨破。 4.红细胞吸水或失水的多少取决与什么？ 主要取决于红细胞内外浓度的差值。一般情况下，差值较 大时吸水或失水较多。
细胞液具有一定浓度。
原理：具选择透过性膜和浓度差 （主要的吸水方式）
再见
半透膜与选择透过性膜
半透膜：一些物质（一般是水分子物质）能
透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。
选择透过性膜：指水分子可以自由通过，细
胞要选择吸收的离子、小分子可以通过，而其
他的小离子、小分子和大分子则不能通过的膜。
细胞膜就是选择透过性膜
选择透过性膜相当于半透膜，
但半透膜不是选择透过性膜。
半透膜与生物膜
植物细胞的质壁分离及复原
实验现象：
中央液 泡大小 蔗糖 溶液 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
清水
分析结果，得出结论
证据是否真正支持原先的假说
原生质层相当于一层半透膜 （1）当外界溶液浓度<细胞液浓度时，植物 吸水 细胞则通过渗透作用—————— 。 （2）当外界溶液浓度>细胞液浓度时，植物 失水 细胞则通过渗透作用——————。 （3）当外界溶液浓度=细胞液浓度时， 吸水和失水达到动态平衡 植物细胞—————————— 。
对于动植物细胞来说：
∧ ∧
外界溶液浓度 外界溶液浓度
细胞内溶液浓度 细胞内溶液浓度
失水 吸水
物质跨膜运输的其他实例
• 1、细胞对无机盐离子的吸收实例 • （1）以水稻、蕃茄吸收无机盐为例，说明 不同植物对不同离子的吸收表现出较大的 差异 • （2）人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量 明显高于血液中碘的含量。 • （3）不同微生物对不同矿物质的吸收表现 出较大的差异。
那么细胞吸水和失水的原理是什么呢？
渗透现象
半透膜：半透膜是 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
自学任务：
1.分析渗透装置的主要构成。
2.预测漏斗内液面变化。 3.完成课本中的思考讨论题。
渗透作用装置
演示渗透作用
4 蔗糖分子
蔗糖溶液 2 5 水分子
玻璃纸 3 (半透膜)
由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，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。
质壁分离产生的条件： （1）具有大液泡和细胞壁（即有原生质层（半透膜） (2)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
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）
B、细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质
C、细胞膜和液泡膜之间的细胞质 D、细胞壁、液泡膜和它们之间的细胞质
2、下图是三个相邻的植物细胞，以及它们之 间水分流动方向的示意图。图中三个细胞的细 胞液，在浓度上的关系是（ B ） A、甲＞乙＞丙 B、甲<乙<丙 C、甲＞乙，且乙<丙 D、甲<乙，且乙＞丙
质壁分离及复原现象
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。 质壁分离复原：发生质壁分
离的植物细胞因吸水膨胀，恢
复为原来的状态。
2、质壁分离及复原现象 正常情况下的细胞
发生质壁分离
正常状态
质壁分离
质壁分离复原
得出结论：
• 植物细胞原生质层相当于一层半透膜。 • 成熟的植物细胞靠渗透作用吸水。 发生质壁分离的原因是什么？
清水 1
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。
二、植物细胞失水和吸水
细胞膜 细胞质 液泡膜 细胞液 外界溶液 浓度差
原生质层
半透膜
植物细胞原生质层相当于一层半透膜,成熟的植 物细胞靠渗透作用吸水。细胞液与细胞外界溶 液发生了渗透作用。
成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统
探究实验：植物细胞的吸水和失水
提出问题 （原生质层是一层半透膜吗？）
红细胞的细胞膜相当于一层半透膜 其它动物细胞吸水和失水和原理与红细胞的是一样的。
总结：科学探究的一般方法
提出问题 提出一个值得探究的问题 作出假设
设计实验 进行实验
分析结果，得出结论
根据已有的知识和经验，对 提出的问题作出尝试性的回 答 通过实验来验证假设是否正确
P61
1.正常生活着的红细胞内的血红蛋白等有机物能过细 胞膜外吗？ 不能。因为红细胞相当半透膜，而小分子
作出假设 （原生质层相当于一层半透膜） 设计实验
设计 将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液 方案 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。 预期 在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变 结果 小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中 央液泡会变大，细胞膨胀。
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）
培养液中的离子浓度
初始浓度
水稻 番茄
0
Mg2＋
Ca2+
Si4+
离子
（1）以水稻、蕃茄吸收无机盐为例，说明不同植物 对不同离子的吸收表现出较大的差异
（2）人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显高于 血液中碘的含量。
I－ 20 —25倍
血液中碘的浓度 250mg/L
人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力
生理盐水
人的红细胞
高浓度溶液
低浓度溶液 生理盐水 实验现象记录
人的红细胞
高浓度溶液 失水皱缩
高浓度溶液中:由于外界溶液浓度＞细胞质的浓度
细胞———————。
吸水膨胀
低浓度溶液中:由于外界溶液浓度＜细胞质的浓度 红细胞—————。
吸水和失水动 在等渗溶液中:由外界溶液浓度=细胞质的浓度 红细胞———— 。 态平衡 分析结果、得出结论
1、物质跨膜运输并不是都是顺浓度梯度的。 （顺浓度梯度是指从浓度高的地方向浓度 低的地方扩散）） 2、细胞对于物质的输入和输出有选择性
生物膜的功能特性：
细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。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通过）。
生物膜的概念：指细胞内所有的生物膜，包括细胞膜、细胞器膜、核膜。
乙 丙 甲
3、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
①植物细胞是一个渗透系 统
原理：靠细胞内的亲水性物质（蛋白质、
淀粉、纤维素）吸收水分
细 吸胀吸水 举例：未成熟植物细胞、干种子等 胞 细胞结构特点：没有形成大的中央液泡 吸 条件：成熟的中央有液泡的植 水 物细胞 的 实例： 成熟的植物细胞 方 式 渗透吸水 细胞结构特点：细胞质有大液泡；细 胞壁具全透性；原生质层具选择透过性；
方向：低浓度
高浓度
2、条件
渗透作用必须具备两个条件： 具有半透膜
半透膜两侧溶液有浓度差
二 . 细胞的吸水和失水
提出问题 动物细胞的细胞膜是不是相当于一层半透膜？ 作出假设 设计实验
动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜
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。 进行实验
低浓度溶液
物质跨膜运输的实例
导入新课：
细胞是一个开放的系统，它不断地 与外界环境进行着物质交换。物质 出入细胞必须经过细胞的边界── 细胞膜，所有物质都能够自由地进 出细胞吗？细胞膜的作用又有什么 特点呢？我们先来分析活细胞中含 量最多的物质──水是如何进出细 胞的 ？
生活现象
• 你吃比较咸的食物时，如腌制的咸菜、连续磕带盐的瓜子等，你 的口腔和唇的黏膜会有什么感觉？为什么？
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?
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。
一、渗透作用
1、概念 ：水分子（或其他溶剂分子）透过半
透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，称为渗 透作用。如成熟植物细胞的吸水与失水；动物细 胞的吸水与失水等。
名称 性 质 温度、 PH 特性 共性
半透膜 物理性
是否通过只取决 无影响 于物质分子直径 的大小 影响 活性
生物 生物膜 活性
ห้องสมุดไป่ตู้
是否通过取决于 膜结构本身，不 取决于物质分子 大小，