生物4.1《物质跨膜运输的实例》
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人教版教学课件4.1物质跨膜运输的实例
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。
对于动物、植物细胞来说：
外界溶液浓度
吸水
细胞内溶液浓度
低
外界溶液浓度
高
细胞内溶液浓度
高
失水
低
水分子是顺相对含量梯度跨膜运输
请根据渗透作用的原理设计一个实验，来测 定细胞液的大体浓度。
（1）按照一定浓度梯度，配制不同浓度的溶液。 （2）把相同的成熟植物细胞分别放入不同浓度的溶液中，
用显微镜观察发生质壁分离的情况。
（3）在显微镜下可看到几乎无变化及发生不同程度质壁 分离的细胞，细胞液的浓度应是介于刚开始发 生质壁分离和刚好不发生质壁分离的两个外界溶液的浓度 之间
3.如果烧杯中不是 低 清水，而是同样浓 半透膜：一类可以让小分子物质通过而大 度的蔗糖溶液，结 分子物质不能通过的一类薄膜的总称。 果会怎样？
把红细胞看作一个渗透装置
细胞膜（半透膜） 细胞质（蔗糖溶液） 清水
与生活的联系
你吃比较咸或甜的食物时，你的 口腔和唇的黏膜会有什么感觉？ 请用所学知识解释原因。 此时你会怎么办？
细胞壁（全透）
细胞膜
细胞质
液泡膜
原生质层
半透膜
细胞液
浓度差
外界溶液
植物细胞——质壁分离
外界溶液浓度
细胞液的浓度，细胞失水
植物细胞——质壁分离复原
外界溶液浓度
细胞液的浓度，细胞吸水
正常情况下的细胞
发生质壁分离
结论：植物细胞的原生质层相当于一 层半透膜
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？
对于动物、植物细胞来说：
外界溶液浓度
吸水
细胞内溶液浓度
低
外界溶液浓度
高
细胞内溶液浓度
高
失水
低
水分子是顺相对含量梯度跨膜运输
请根据渗透作用的原理设计一个实验，来测 定细胞液的大体浓度。
（1）按照一定浓度梯度，配制不同浓度的溶液。 （2）把相同的成熟植物细胞分别放入不同浓度的溶液中，
用显微镜观察发生质壁分离的情况。
（3）在显微镜下可看到几乎无变化及发生不同程度质壁 分离的细胞，细胞液的浓度应是介于刚开始发 生质壁分离和刚好不发生质壁分离的两个外界溶液的浓度 之间
3.如果烧杯中不是 低 清水，而是同样浓 半透膜：一类可以让小分子物质通过而大 度的蔗糖溶液，结 分子物质不能通过的一类薄膜的总称。 果会怎样？
把红细胞看作一个渗透装置
细胞膜（半透膜） 细胞质（蔗糖溶液） 清水
与生活的联系
你吃比较咸或甜的食物时，你的 口腔和唇的黏膜会有什么感觉？ 请用所学知识解释原因。 此时你会怎么办？
细胞壁（全透）
细胞膜
细胞质
液泡膜
原生质层
半透膜
细胞液
浓度差
外界溶液
植物细胞——质壁分离
外界溶液浓度
细胞液的浓度，细胞失水
植物细胞——质壁分离复原
外界溶液浓度
细胞液的浓度，细胞吸水
正常情况下的细胞
发生质壁分离
结论：植物细胞的原生质层相当于一 层半透膜
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？
耿直-4.1物质跨膜运输的实例
中央液泡 细胞壁(全透性) 细胞膜 细胞质 原生质层 液泡膜 （相当于一 层半透膜）
外界 溶液
细胞液
原生质层两侧具有浓度差
推测：成熟的植物细胞是一个渗透系统
科学探究步骤
提出问题 作出假设 设计实验 进行实验
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） （设计方案、预期结果…） （按预定方案进行实验）
高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失 水而死亡，不可能发生质壁分离复原。 4、如果把蔗糖溶液换成细胞可吸收的物质如适 宜浓度的葡萄糖溶液、尿素溶液或KNO3溶液， 实验结果会有什么不同呢？
先分离，后自动复原。因为这些物质可以进入 细胞，使细胞液浓度增大，而从外界溶液中吸 水。
四、物质跨膜运输的其他实例
实例一：番茄和水稻吸收无机盐离子的比较
水稻培养液中 的钙、镁两种 离子浓度为什 么会增高？
结论：不同植物对同种无机盐的吸收有差异,同 种植物对不同无机盐的吸收也有差异,说明植物 细胞对无机盐离子的吸收具有选择性
实例二：人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收
I－ 20—25倍
人体甲状腺滤泡上皮细胞
血液 250mg/L
结论：人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的 摄取碘的能力。物质（如碘）的跨膜运输并 不都是和水一样顺相对含量梯度运输的，这 取决于细胞生命活动的需要。
实例三：微生物吸收无机盐离子的特点 微生物 P2O5 K2O
大肠杆菌
圆褐固氮菌 酵母菌 米曲菌
33.99
4.93 51.09 48.55
12.95
2.41 38.66 28.16
2、如果用一层纱布代替半透膜（玻璃纸），漏 斗管内的液面还会升高吗？
不会升高，因为纱布的孔隙大，水和蔗糖分子都可 以自由透过。
外界 溶液
细胞液
原生质层两侧具有浓度差
推测：成熟的植物细胞是一个渗透系统
科学探究步骤
提出问题 作出假设 设计实验 进行实验
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） （设计方案、预期结果…） （按预定方案进行实验）
高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失 水而死亡，不可能发生质壁分离复原。 4、如果把蔗糖溶液换成细胞可吸收的物质如适 宜浓度的葡萄糖溶液、尿素溶液或KNO3溶液， 实验结果会有什么不同呢？
先分离，后自动复原。因为这些物质可以进入 细胞，使细胞液浓度增大，而从外界溶液中吸 水。
四、物质跨膜运输的其他实例
实例一：番茄和水稻吸收无机盐离子的比较
水稻培养液中 的钙、镁两种 离子浓度为什 么会增高？
结论：不同植物对同种无机盐的吸收有差异,同 种植物对不同无机盐的吸收也有差异,说明植物 细胞对无机盐离子的吸收具有选择性
实例二：人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收
I－ 20—25倍
人体甲状腺滤泡上皮细胞
血液 250mg/L
结论：人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的 摄取碘的能力。物质（如碘）的跨膜运输并 不都是和水一样顺相对含量梯度运输的，这 取决于细胞生命活动的需要。
实例三：微生物吸收无机盐离子的特点 微生物 P2O5 K2O
大肠杆菌
圆褐固氮菌 酵母菌 米曲菌
33.99
4.93 51.09 48.55
12.95
2.41 38.66 28.16
2、如果用一层纱布代替半透膜（玻璃纸），漏 斗管内的液面还会升高吗？
不会升高，因为纱布的孔隙大，水和蔗糖分子都可 以自由透过。
人教版生物必修一4.1 物质跨膜运输实例
课题 4.1 物质跨膜运输的实例学习目标1.生命观念：能举例说出半透膜的特点，结构与功能相统一的观念2.科学思维：能分析渗透现象发生的原理3.科学探究：能自主探究植物细胞的吸水和失水过程4.社会责任：渗透作用在生产生活中的应用重、难点重点：渗透作用的原理和条件难点：将渗透作用现象和细胞的吸水和失水联系起来教学过程时间教师行为预设学生行为设计意图模拟课时3min一情景探究设疑导入通过展示白糖和西红柿的图片，提出疑问“西红柿遇见白糖会发生什么变化”调动学生的积极性，直观演示糖拌西红柿的学生思考问题对西红柿失水的原因产生兴趣创设问题情景，导入新课模拟课时7min 过程，引导学生观察西红柿失水的变化。
设置疑问“为什么西红柿失水了？”引出课题。
二直观演示建构模型简述渗透装置，直观演示将装有蔗糖溶液的漏斗，置于装满清水的烧杯中的渗透现象。
设置疑问：（1）漏斗的液面为什么会升高？（2）用纱布代替玻璃纸，液面还会升高吗？（3）如果把烧杯中的清水换成同等浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？学生认真观察实验现象，发现液面上升学生讨论，回答培养学生的观察能力和发现问题的能力，学生通过观察比较和分析，让学生体验建构模型的过程，培养学生科学思维。
模拟课时10min利用多媒体展示实验现象，引导学生得出结论，并通过两两比较，使学生归纳出发生渗透现象的条件，通过直观的感受实验现象到以表格的形式建立起对渗透现象的理解，学生对渗透有了更深入的认识，并以此为基础，构建渗透作用的概念图。
三类比推理，理论应用（一）动物细胞的吸水和失水1.提出问题：红细胞会不会吸水？利用多媒体展示渗透装置和动物细胞的图片，提出问题“如果把渗透装置的漏斗换成红细胞会不会发生吸水”？学生将无生命的物理装置和有生命的动物细胞联系学生通过回忆制备细胞膜的实验过程和原理，建立新旧知识的结合点，培养学生知识的迁移能力。
2.回忆制备细胞膜实验展示制备细胞膜实验的过程图，学生回忆制备细胞膜中哺乳动物成熟红细胞的的特点和制备原理。
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。
4.1物质跨膜运输的实例
一、渗透作用
1、渗透作用概念：
水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，称为渗透作用。
2、渗透装置
渗透系统装置
思考与讨论
①、漏斗管内的液面为什么会升高？②、如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？③、如果烧杯中的是蔗糖溶液，漏斗管内是清水，结果会怎样？
单位时间内透过玻璃纸进入漏斗的水分子比渗出的多
质壁分离
质壁分离复原
④发生质壁分离的原因
外因：
外界溶液浓度
＞
细胞液浓度
内因：
原生质层相当于一层半透膜
细胞壁的伸缩性
＜
原生质层的伸缩性
特别提醒 1.质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是____________________，因为细胞壁是全透性且有水分通过原生质层渗出来。2.若用50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因为______________________。3.若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl等做实验会出现_ 现象，因为外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
漏斗管内的液面先上升再下降。
⑨ 、若葡萄糖分子不能通过半透膜，在烧杯和漏斗管内分别加入同等浓度的蔗糖和葡萄糖，结果会怎么样？ 若改成同等质量分数的蔗糖和葡萄糖，结果会怎么样？
同等浓度：水分子进出量相等，漏斗管内液面不变。
同等质量：蔗糖溶液浓度低，故漏斗管液面上升。
⑩、若葡萄糖分子能通过半透膜，第⑨题结果会怎么样？
250mg/L
血液中碘的浓度
I－
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？由此你能得出什么结论？
细胞对于物质的输出和输入有选择性。
实例三
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？
1、渗透作用概念：
水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，称为渗透作用。
2、渗透装置
渗透系统装置
思考与讨论
①、漏斗管内的液面为什么会升高？②、如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？③、如果烧杯中的是蔗糖溶液，漏斗管内是清水，结果会怎样？
单位时间内透过玻璃纸进入漏斗的水分子比渗出的多
质壁分离
质壁分离复原
④发生质壁分离的原因
外因：
外界溶液浓度
＞
细胞液浓度
内因：
原生质层相当于一层半透膜
细胞壁的伸缩性
＜
原生质层的伸缩性
特别提醒 1.质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是____________________，因为细胞壁是全透性且有水分通过原生质层渗出来。2.若用50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因为______________________。3.若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl等做实验会出现_ 现象，因为外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
漏斗管内的液面先上升再下降。
⑨ 、若葡萄糖分子不能通过半透膜，在烧杯和漏斗管内分别加入同等浓度的蔗糖和葡萄糖，结果会怎么样？ 若改成同等质量分数的蔗糖和葡萄糖，结果会怎么样？
同等浓度：水分子进出量相等，漏斗管内液面不变。
同等质量：蔗糖溶液浓度低，故漏斗管液面上升。
⑩、若葡萄糖分子能通过半透膜，第⑨题结果会怎么样？
250mg/L
血液中碘的浓度
I－
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？由此你能得出什么结论？
细胞对于物质的输出和输入有选择性。
实例三
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？
高中生物必修一 4.1物质跨膜运输的实例
设计实验：
③实验材料：
洋葱鳞片叶外表皮
有中央大液泡，且 细胞液有紫色，便 于观察
发生质壁分离的材料要求：成熟的植物活细胞
①有中央大液泡； ②有细胞壁； ③活细胞。
清水、 质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液
1.溶液对细胞无毒害 2.溶液浓度不能过高也不能过低。 浓度过高植物会失水过多而死亡， 浓度过低质壁分离太慢，甚至不能发生质壁分离
特点
半透膜
不具选择性、不具活
较小分子能通过，较大 分子不能透过
性，是多孔性薄膜 （如：动物膀胱、玻 璃纸、肠衣、鸡蛋的
卵壳膜等）
选择透 过性膜
要选择吸收的离子、小 分子可通过，而其他离 具有选择性和活性， 子、小分子和大分子不 是生物膜 能通过
选择透过性膜具有选择性的原因:
不同细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同，从而使
把体积与质量浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半透
膜（允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过）隔开（
如图），一段时间后液面情况是
B
A．甲高于乙 B．先甲高于乙，后乙高于甲 C．乙高于甲 D．先甲低于乙，后乙低于甲
将人的红细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡半小 时之后的结果如下图所示，依照红细胞外形的变化判
1.若用纱布或滤纸代替玻璃纸，液面还会升高吗？ 不会，因为水和蔗糖都能通过 2.若内外都是清水或都是同样的蔗糖溶液，液面还 会升高吗？
不会，因为水进出漏斗的速率相等。
条件
具有半透膜 膜两侧的溶液具有浓度差
1 概念
渗透作用
水分子（或其他溶剂分子）透过半透 膜的扩散，称为渗透作用
2 水分渗 水 水 (相对含量多) 水 (相对含量少)
A．若A细胞处于质壁分离生理状态，则图①处的液体浓 度大于细胞液浓度
4&1 物质跨膜运输的实例
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
第四步：观察细胞吸水的过程。 失水的过程。
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
进行实验
分析结果 得出结论
有颜色的，细胞小的还是相对比 ♥第二步：观察正常状态下的红细胞。 在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会 洋葱表皮细胞。 变小 皱缩 ； 较大的，为什么？ _____ ，紫色 变深 ，原生质层 _______ 第三步：用引流法加入清水。 30% 蔗糖溶液。 紫色洋葱表皮
♥在清水中,植物细胞的中央液泡会 试剂的选择： 30%，原生质层 蔗糖溶液、清水 第五步：用引流法加入清水。 ______ ，紫色 变浅 ____ 膨胀 _。 变大 第六步：观察细胞吸水的过程。 实验用具： . . . . . . . . . . . . . . . 显微镜、载玻片、盖玻片 . . . . . .
. . .
3
科学探究的一般过程
提出问题
作出假设
设计实验 进行实验 分析结果 得出结论
30%蔗糖溶液
质壁分离
质壁分离的复原
清水
科学探究的一般过程
提出问题
作出假设
设计实验 进行实验 分析结果 得出结论
科学探究的一般过程
提出问题
作出假设
设计实验 进行实验 分析结果 得出结论
科学探究的一般过程
提出问题 作出假设 设计实验
原理：渗透作用
半透膜 半透膜两侧溶液浓度差 细胞质浓度 细胞质浓度 细胞质浓度 吸水膨胀 保持原状 失水皱缩
1
第四步：观察细胞吸水的过程。 失水的过程。
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
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进行实验
分析结果 得出结论
有颜色的，细胞小的还是相对比 ♥第二步：观察正常状态下的红细胞。 在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会 洋葱表皮细胞。 变小 皱缩 ； 较大的，为什么？ _____ ，紫色 变深 ，原生质层 _______ 第三步：用引流法加入清水。 30% 蔗糖溶液。 紫色洋葱表皮
♥在清水中,植物细胞的中央液泡会 试剂的选择： 30%，原生质层 蔗糖溶液、清水 第五步：用引流法加入清水。 ______ ，紫色 变浅 ____ 膨胀 _。 变大 第六步：观察细胞吸水的过程。 实验用具： . . . . . . . . . . . . . . . 显微镜、载玻片、盖玻片 . . . . . .
. . .
3
科学探究的一般过程
提出问题
作出假设
设计实验 进行实验 分析结果 得出结论
30%蔗糖溶液
质壁分离
质壁分离的复原
清水
科学探究的一般过程
提出问题
作出假设
设计实验 进行实验 分析结果 得出结论
科学探究的一般过程
提出问题
作出假设
设计实验 进行实验 分析结果 得出结论
科学探究的一般过程
提出问题 作出假设 设计实验
原理：渗透作用
半透膜 半透膜两侧溶液浓度差 细胞质浓度 细胞质浓度 细胞质浓度 吸水膨胀 保持原状 失水皱缩
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( )
4.1物质跨膜运输实例
低浓度 溶液
高浓度 溶液
生理盐水
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———————。
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————。
失水皱缩
吸水膨胀
吸水和失水动 态平衡
低浓度 溶液
高浓度 溶液
作出假设
设计实验 进行实验
低浓度 溶液
生理盐水
高浓度 溶液
人的红细胞
分析结 果得出 结论
吸水膨胀
失水皱缩
红细胞的细胞膜相当于一层半透膜
总结：科学探究的一般方法
提出问题 作出假设 设计实验
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
通过实验来验证假设是否正确
进行实验
分析结果，得出结论
生理盐水 人的红细胞
分析结果、得出结论
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。
动物细胞的吸水和失水
【思
考】
1． 红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗 ？ 不可以，因为血红蛋白是大分子，不能透过细胞膜。
?
2．当外界溶液浓度过低时，红细胞会发生什么变化？原因 会发生吸水并且胀破 ，因为外界溶液浓度过低，红 细胞不断吸水，而细胞膜的伸缩性是一定的，超过了这个限 度，细胞就会破裂。 3．红细胞吸水或失水的多少与什么有关？ 红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外的浓 度差，一般差值越大，吸水或失水越多。
第四章 细胞的物质输入 和输出
第一节 物质跨膜运输的实例
在第3章的学习中,我们知道细胞膜被称为 系统的边界.作为边界,细胞膜具有哪些作 用? 1. 将细胞与外界分隔开; 2. 控制物质进出细胞; 3. 进行细胞间的信息交流。
人教版生物必修一4.1物质跨膜运输实例(共14张PPT)
物质跨膜运输的实例
吸水动力？
叶片的蒸腾作用
根压
H2O
H2O是经过什么方式被根系细胞吸收的呢？
扩散 渗透
渗透作用装置
植物细胞吸水和失水的条件
细胞壁
原
条
生 质
件层
液泡 细胞质 细胞膜
细胞液浓度与外界溶液浓度存在浓度差
探究植物细胞的吸水和失水
作出 假设
设计 实验
提出 问题
科学实验探 究步骤
进行 实验
6.进一步探究
如何利用西红柿、白色花瓣（自身无 颜色）来清楚的观察到质壁分离？
初始状态
质壁分离状态
复原状态
学困难生及方活解法动决：的 观察困实难验二 现怎样象利用白色的内表皮细胞观察质壁分 离和复原现象？
撕得太薄容易撕破液泡，太厚细胞 重叠，不便于观察。
初始状态
方法 洋葱鳞片叶外表皮很难撕取
可以用刀片划一个井字，用镊 子尖插入平行于根侧的那个边， 紧紧捏住这侧整个边缘部分， 然后稍用力慢慢撕取即可。
分析结果 得出结论
进一步 探究
1、提出问题
提出：植物细胞在什么条件下失水或吸水？ 能否用渗透作用的原理解释此现象？
2、作出假设：
原生质层相当于一层半透膜
43、、进设行计实实验验
材料
洋葱
茄子
西红柿
试剂
1组 2组 3组 4组 5组 6组 7组 8组 9组
蔗糖溶液
NH4CI
0.3g/ml 0.5g/ml 0.7g/ml 0.1g/ml
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
吸水动力？
叶片的蒸腾作用
根压
H2O
H2O是经过什么方式被根系细胞吸收的呢？
扩散 渗透
渗透作用装置
植物细胞吸水和失水的条件
细胞壁
原
条
生 质
件层
液泡 细胞质 细胞膜
细胞液浓度与外界溶液浓度存在浓度差
探究植物细胞的吸水和失水
作出 假设
设计 实验
提出 问题
科学实验探 究步骤
进行 实验
6.进一步探究
如何利用西红柿、白色花瓣（自身无 颜色）来清楚的观察到质壁分离？
初始状态
质壁分离状态
复原状态
学困难生及方活解法动决：的 观察困实难验二 现怎样象利用白色的内表皮细胞观察质壁分 离和复原现象？
撕得太薄容易撕破液泡，太厚细胞 重叠，不便于观察。
初始状态
方法 洋葱鳞片叶外表皮很难撕取
可以用刀片划一个井字，用镊 子尖插入平行于根侧的那个边， 紧紧捏住这侧整个边缘部分， 然后稍用力慢慢撕取即可。
分析结果 得出结论
进一步 探究
1、提出问题
提出：植物细胞在什么条件下失水或吸水？ 能否用渗透作用的原理解释此现象？
2、作出假设：
原生质层相当于一层半透膜
43、、进设行计实实验验
材料
洋葱
茄子
西红柿
试剂
1组 2组 3组 4组 5组 6组 7组 8组 9组
蔗糖溶液
NH4CI
0.3g/ml 0.5g/ml 0.7g/ml 0.1g/ml
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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
高中生物4-1物质跨膜运输的实例优秀课件
半透膜与选择透过性膜有什么区别？
概念
物质透过 的原理 特点
半透膜
选择透过性膜
允许一局部物质通过，根据生命活动的需要，决定 不允许另一局部物质 物质分子是否通过的生物膜 通过的多孔性膜
半透膜上孔径大 小控制物质出入
生物膜上蛋白质的 种类和数量不同
① 允许小分子物质通过 ② 不具生物活性
① 具选择透过性 ② 具生物活性
用完全培养液在两个相同的容器内分别培养水稻和番茄苗， 假设两植物的吸水率相同，一段时间后，测定培养液中各 种离子，与实验开始时各种离子浓度之比方以下图所示， 该实验的结果不能说明〔C 〕 A.植物根对水分子的吸收和对离子
的吸收是两个相对独立的过程 B.植物对离子的吸收有选择性 C.植物对离子的吸收与溶液中离子
的浓度有关 D.与番茄相比，水稻对Si需要量大，对Ca需要量小
将一新鲜马铃薯块茎切成4根粗细相同且长为5.0 cm 的小 条，再将这4根马铃薯小条分别放在不同浓度的KNO3溶液 中，分两次〔浸入30min和4h〕测量每一根的长度，结果 如下图。以下结论错误的选项是〔D 〕 A. a条马铃薯细胞通过渗透作用吸水 B. b条马铃薯细胞质壁别离后逐渐复原 C. c条马铃薯细胞质壁别离 D. d条马铃薯细胞外KNO3溶液浓度增加
小结
条件
有半透膜 半透膜两侧的溶液存在浓度差
物
渗透作用 方向
溶液：低浓度溶液→高浓度溶液。 水：顺相对含量梯度
质
概念：水分子〔或其他溶剂分子〕透过半透
跨
膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。
膜 运 输 的 实 例
水 的 运 输
动 物 细 胞
植 物 细 胞
原理：渗透作用→细胞质相当于一层半透膜
高中生物4-1 物质跨膜运输的实例优秀课件
【解析】因为是同一个学生在同一次实验时的结果， 所以C、D两项可以排除；而正发育中的细胞也可能与 其他细胞一样发生质壁别离；只有原生质层已破坏的 死细胞，不具有选择透过性，不会发生渗透失水，因 此也就观察不到质壁别离的现象。
4.以下图为一实验装置，各种试管中装有一长度与体积 均相同的新鲜马铃薯条，处理如下。约1小时后取出各 马铃薯条，并观察它的长度变化，实验室的温度和湿度 在实验过程中保持不变，试分析：
与社会联系: 1.饮料浓度上下问题。 2.注射时所用的生理盐水的问题。
【例2】以下关于物质跨膜运输实例的说法中，不 正确的选项是C ( ) A.细胞膜、核膜等生物膜都是选择透过性膜 B.水分子进出细胞，取决于细胞内外液体的浓度差 C.小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质那么不能 D.细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜 运输的过程
植物细胞的质壁别离与复原实验
只有成熟的植物 细胞原生质层和 细胞壁才可以别
பைடு நூலகம்离。
该细胞为什么不发生 质壁别离?
细胞发生质壁别离的条件 1.细胞是活的(死细胞的细胞膜 为全透性) 2.细胞有大液泡 3.细胞外溶液的浓度高于细胞 液浓度
注意：〔1〕本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液(此 浓度下既明显出现质壁别离，又不致杀死细胞)。 盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于 做质壁别离 的溶液。
二、物质跨膜运输的其他实例
水稻吸收SiO44-比水多得多，因此溶液中的SiO44离子浓度明显比初始浓度低；它吸收Mg2+和Ca2+比水 少，因此离子的浓度比初始浓度高。番茄的情况也与 此类似，不过它吸收Mg2+和Ca2+比水多，而吸收SiO44比水少。
这些实例说明： 1.物质通过细胞膜并非都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.细胞对物质的吸收是有选择的。
4.以下图为一实验装置，各种试管中装有一长度与体积 均相同的新鲜马铃薯条，处理如下。约1小时后取出各 马铃薯条，并观察它的长度变化，实验室的温度和湿度 在实验过程中保持不变，试分析：
与社会联系: 1.饮料浓度上下问题。 2.注射时所用的生理盐水的问题。
【例2】以下关于物质跨膜运输实例的说法中，不 正确的选项是C ( ) A.细胞膜、核膜等生物膜都是选择透过性膜 B.水分子进出细胞，取决于细胞内外液体的浓度差 C.小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质那么不能 D.细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜 运输的过程
植物细胞的质壁别离与复原实验
只有成熟的植物 细胞原生质层和 细胞壁才可以别
பைடு நூலகம்离。
该细胞为什么不发生 质壁别离?
细胞发生质壁别离的条件 1.细胞是活的(死细胞的细胞膜 为全透性) 2.细胞有大液泡 3.细胞外溶液的浓度高于细胞 液浓度
注意：〔1〕本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液(此 浓度下既明显出现质壁别离，又不致杀死细胞)。 盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于 做质壁别离 的溶液。
二、物质跨膜运输的其他实例
水稻吸收SiO44-比水多得多，因此溶液中的SiO44离子浓度明显比初始浓度低；它吸收Mg2+和Ca2+比水 少，因此离子的浓度比初始浓度高。番茄的情况也与 此类似，不过它吸收Mg2+和Ca2+比水多，而吸收SiO44比水少。
这些实例说明： 1.物质通过细胞膜并非都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.细胞对物质的吸收是有选择的。