必修1-4-1物质跨膜运输的实例和方式
高中生物必修一第四章第一节
渗透作用产生的条件： 1、具有半透膜 2、半透膜两侧具有浓度差
物质的量浓度
几个生活中的例子
1 吃比较咸的食物时，比如连续嗑带 盐的瓜子。你的口腔有什么感觉？为 什么？
2 浸在清水的萝卜条和浸在盐水中萝 卜条会有什么不同？
二、细胞的吸水与失水 1、动物细胞的吸水与失水：
正常红细胞 吸水的红细胞 失水的红细胞
2、人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点
水分子的流动方向是顺浓度梯度跨膜运输的。 其他物质的运输也一样吗？
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，说明碘进入甲状腺滤泡上皮 细胞是从低浓度向高浓度运输，即逆浓度梯度 运输。
动物细胞发生吸水和失水的条件 细胞膜相当于半透膜（细胞膜具有选
择透过性）
细胞质与外界溶液可以具有浓度差
外界溶液浓度_<___细胞质的浓度
红细胞吸水 红细胞膨胀，甚至胀破
外界溶液浓度_=___细胞质的浓度
红细胞正常，无变化
外界溶液浓度_>___细胞质的浓度
红细胞失水 红细胞皱缩
2、植物细胞的吸水与失水：
细胞壁 全透性 细胞液
细胞核
液泡膜
细胞膜 细胞质
原 生 质 选择透过性 层
成熟植物细胞结构示意图
植物细胞发生吸水和失水的条件 原生质层相当于半透膜
原生质层内外具有浓度差
植物细胞
外界溶液浓度_<___细胞液的浓度
植物细胞吸水 植物细胞膨胀
外界溶液浓度__=__细胞液的浓度
植物细胞正常，无变化
外界溶液浓度_>___细胞液的浓度
四、物质跨膜运输的其他实例 1、水稻和番茄对不同离子的吸收情况
培养液中的离子浓度
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。
人教生物必修1第4章第1节物质跨膜运输的实例
被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。
自由扩散：物质通过简单的扩散作用进 出细胞。
协助扩散：进出细胞的物质借助载体 蛋白的扩散。
主动运输的意义：
保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动 选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细 胞有害的物质。
探究发现活动一:
比较三种物质运输方式的异同：
运输方式
被动运输
自由扩散
协助扩散
运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度
主动运输
逆浓度梯度
是否需要载 体蛋白 是否消耗细 胞内的能量
代表例子
不需要
不消耗
O2、CO2等气 体、水、乙 醇、甘油等 通过细胞膜
需要
需要
不消耗
需要消耗
葡萄糖进入 红细胞
葡萄糖、氨基 酸进入小肠上 皮细胞；离子 通过细胞膜
物质跨膜运输的特点
a
a
bc
bc
A
B
a
a
bc
bc
C
D
二. 物质跨膜运输的其他实例
实例一 培养液中的离子浓度
水稻
番茄
初始浓度
0 Mg2＋
Ca2+
Si4+ 离子
1.水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？是不是水
稻不吸收反而向外排出呢？
2.不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？
实例二 在硫酸铵溶液中，植物吸收铵根比 硫酸根多；在硝酸钠溶液中，植物吸收 硝酸根比钠离子多。
1、不同物质跨膜运输的方式一般不同，有时同一 种物质跨膜运输的方式也不同，如葡萄糖
2、细胞膜中的载体蛋白在协助扩散和主动运输中 都有特异性，仅能运载特异的物质或几种结构相似 的物质，如运载葡萄糖的载体就不能运载氨基酸
1-4-1物质跨膜运输的实例
外界溶液浓度
＞
细胞液浓度
现象：细胞失水， 现象：细胞失水，原生质与细胞壁分离 外界溶液浓度 ＜ 细胞液浓度 现象：细胞吸水（质壁分离复原） 现象：细胞吸水（质壁分离复原）
通过以上知识的学习， 通过以上知识的学习，请分析下列在生活中遇到 的现象： 的现象： 1、当你把白菜剁碎准备做馅时，常常要放一些 、当你把白菜剁碎准备做馅时， 盐。稍等一会儿就可见有水分渗出。 稍等一会儿就可见有水分渗出。 2、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。 、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。 3、为什么盐碱地上不适宜种植农作物？ 、为什么盐碱地上不适宜种植农作物？ 4、萎焉的青菜放入水里，过一段时间青菜会 、萎焉的青菜放入水里， 变得挺直？ 变得挺直？
2、图中a、b、c表示某植物体的三个相邻 、图中 、 、 表示某植物体的三个相邻 的细胞，它们的细胞液浓度为a＞ ＞ ， 的细胞，它们的细胞液浓度为 ＞b＞c， 它们之间的水分 渗透方向是
a a c a
A、 b 、
B、 b 、
a
c
C、 、
b
c
D、 b 、
c
二、细胞的吸水和失水 1、动物细胞的吸水和失水 、 动物红细胞的吸水和失水具备 了什么条件？请具体指出。 了什么条件？请具体指出。
细胞膜
必备条件： 必备条件：
细胞质
细胞内
细胞外
吸水： 吸水：外界溶液浓度 失水： 失水：外界溶液浓度
＜ ＞
细胞液浓度 细胞液浓度
2、植物细胞的吸水和失水 、
成熟的植物细胞是一个渗透系统。 成熟的植物细胞是一个渗透系统。 渗透系统
第四章 细胞的物质输入和输出
必修一4-1物质跨膜运输的实例
是等比例进行的 方式是主动运输 不受温度的影响
③根细胞吸收矿质离子的 ④根吸收矿质离子的过程
B．只有① D．都正确
A．只有①② ③ C．只有①②③
解析 本题考查植物细胞吸收水分和无机盐 的关系，以及理解应用能力、数据分析与判
断能力等。从表中可以看出：水没有减少， 而矿质离子不同程度的减少，所以吸收水和 吸收矿质离子是两个相对独立的过程，且不 同矿质离子的吸收不成比例。表中不能看出 根尖对矿质离子的吸收是主动运输方式，以 及是否受温度的影响。
(3)成熟的植物细胞是一个渗透系统：植物 细胞的最外面是细胞壁，主要由纤维素分子
组成，分子间空隙较大，一切溶剂和溶质都 能够透过，细胞壁是全透性的。细胞膜和液 泡膜是选择透过性膜。我们可以把细胞膜、 液泡膜以及两膜之间的其他原生质当作一层 选择透过性膜，“膜”内的细胞液有一定的 浓度，与细胞外的溶液存在浓度差。这样 ， 细胞也就通过这层选择透过性膜与外界环境 中的溶液发生渗透作用。
2．生物膜的功能特性——具有选择透过性， 原因是膜上载体的种类和数量不同。
2将等量的、微量的 、K＋、 Ca2＋共同置于100 mL蒸馏水中，再放入一
些新鲜的水稻根尖，一段时间后，测定溶液 中上述四种离子和水的含量变化(见下表)。 实验结果可以说明 ( )
①根对水的吸收和对矿质离子的吸收是两个 相对独立的过程 ②根对矿质离子的吸收不
D．在玻璃槽中会测到葡萄糖、果糖和蔗糖 酶 答案 解析 A 实验开始时，蔗糖不能透过半透膜，
命题热点2 渗透作用在农业生产中的应用 【例2】将发芽率相同的甲、乙两种植物的 种子，分别种在含有不同浓度(质量分数)钠 盐的全营养液中，并用珍珠砂通气、吸水和
必修一4-1物质跨膜运输的实例
必修一4-1物质跨膜运输的实例一、选择题1．将成熟的植物细胞放在溶液中能构成一个渗透系统，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做一层选择透过性膜C．细胞壁是全透性的D．水分可以自由出入细胞答案 B2．将马铃薯块切成两半，各在其上挖个凹穴，穴内外分别放两种溶液，一种是清水，另一种是0.3g/mL的蔗糖溶液，液面一样高。
一段时间后液面变化如图所示，下列说法正确的是()A．a是蔗糖溶液，b是清水B．a是清水，b是蔗糖溶液C．甲中c处细胞吸水D．乙中c处细胞失水答案 A3．放入30%蔗糖溶液中不会发生质壁分离的一组细胞是()①洋葱根尖生长点细胞②人的口腔上皮细胞③洋葱表皮细胞④干种子细胞⑤蛔虫卵细胞⑥洋葱根毛细胞A．①④⑤⑥B．②③④⑤C．①②④⑤D．①②④⑥答案 C解析发生质壁分离的细胞必须是具有大液泡的植物细胞，根尖生长点细胞、干种子细胞由于没有大液泡，所以不能发生质壁分离；而蛔虫属于动物，其卵细胞和人体细胞均不存在细胞壁，因此也不能进行质壁分离。
4．为研究植物a能不能移植到b地生长，某生物学研究性学习小组设计了一测定植物a度应() A．≥0.2 B．≤0.2C．≥0.3 D．＜0.2答案 D5．将人类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图，依照细胞外形的变化判断蔗糖溶液的浓度，由高到低排列，正确的是()A．甲>乙>丙>丁B．丁>甲>乙>丙C．丙>丁>甲>乙D．丙>乙>丁>甲答案 D6．利用高浓度的盐水杀菌的原理是()A．盐水中的氯有杀菌作用B．高浓度盐水中水分不足，不利于细菌生长C．由于渗透作用，细菌失水死亡D．钠有杀菌作用答案 CB．与第1组对照，出现第2组实验结果的原因是外界溶液浓度过高C．与第1组对照，出现第3组实验结果的原因是洋葱表皮细胞吸收了尿素D．与第1组对照，出现第4组实验结果的原因是高温时细胞主动吸收了蔗糖答案 D8．(2010·潍坊)在玉米的营养液中加入某种阴离子，结果发现玉米根细胞在吸收该种阴离子的同时，对氯离子的吸收减少了，但对钾离子的吸收没有受影响，最可能的原因是该种离子() A．妨碍了A TP的形成B．抑制了主动运输C．与氯离子的载体相同D．抑制了细胞的呼吸作用答案 C9．(2010·潍坊)下列关于生物膜的叙述，不正确的是() A．功能越复杂的生物膜，蛋白质种类和数量越多B．生物膜的功能特性是选择透过性C．叶绿体类囊体薄膜也属于生物膜系统D．溶酶体、液泡、核糖体均具有单层膜结构答案 D10．某成熟植物细胞经某种处理后仍保持活性，但在0.3g/mL的蔗糖溶液中不发生质壁分离现象，实验操作正确。
高三生物一轮复习——物质跨膜运输的实例和方式
高三生物一轮复习——物质跨膜运输的实例和方式课程内容核心素养——提考能1.物质跨膜运输的方式2.观察植物细胞的质壁分离与复原科学思维构建渗透作用和物质跨膜运输的相关模型科学探究“观察植物细胞的质壁分离与复原”的实验社会责任解决农业、食品问题，关注人体健康1.渗透作用2.动、植物细胞的吸水和失水(1)动物细胞的吸水和失水②现象a.外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀。
b.外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞失水皱缩。
c.外界溶液浓度＝细胞质浓度⇒水分进出平衡。
(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)①条件：成熟植物细胞具有中央大液泡。
②原理③现象a.当外界溶液浓度＞细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。
b.当外界溶液浓度＜细胞液浓度时，细胞吸水，失水的细胞发生质壁分离复原现象。
3.物质跨膜运输的其他实例(1)植物对无机盐离子的吸收①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。
②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。
(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行的。
(3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。
1.影响渗透作用液面变化因素的模型分析半透膜表面积的大小半透膜两侧的浓度差在浓度B＝C>A，其他条件相同的情况下，半透膜的表面积越大，单位时间内进出半透膜的水量越多，液面变化越明显在其他条件相同的情况下，半透膜两侧的浓度差越大，单位时间内进出半透膜的水量越多，液面变化越明显2.成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统与渗透作用模型的比较项目渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成的渗透系统图解基本条件半透膜、浓度差原生质层——选择透过性膜；浓度差——细胞液与外界溶液之间的浓度差原理水分子通过半透膜的扩散作用水分子通过原生质层在细胞液与外界溶液之间发生扩散水扩散总趋势低浓度溶液→高浓度溶液3.科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiO4－4的培养液中培养，结果如图所示，据图分析：(1)由实验结果可以看出：三种离子中，水稻主要吸收SiO4－4，番茄主要吸收Mg2＋、Ca2＋。
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
物质跨膜运输的实例和跨膜运输方式一轮复习
的位置 大小
蔗糖 溶液
变小
原生质层 基本 脱离细胞壁 不变
逐渐恢复 原生质层恢 基本
清水 原来大小 复原来位置 不变
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
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
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
是否需要 载体蛋白 是否消耗细 胞内的能量
代表例子
不需要
不消耗
氧气、水、 二氧化碳等 通过细胞膜
需要
不消耗
葡萄糖通过 红细胞
需要
需要消耗
葡萄糖、氨基酸 通过小肠上皮细 胞膜；离子通过 细胞膜等
四、大分子的跨膜运输
胞吞和胞吐
一些大分子或物质团块的运输，是通过内吞和外 排作用来实现的。
自由扩散 协助扩散
自由扩散
特点：
Hale Waihona Puke a .顺浓度梯度进出细胞 b.不需要膜上载体蛋白参与 c.不需要消耗细胞代谢产生的能量
(3).实例： O2，CO2，乙醇，甘油，胆固醇，尿素
协助扩散
(2).特点： (3).实例:
a.顺浓度梯度进出细胞 b.需要膜上载体蛋白的参与 c.不需要消耗细胞代谢产生的能量 葡萄糖进入红细胞的方式
第4章 细胞的物质输入和输出
第1节 物质跨膜运输的实例
渗透现象演示实验
实 验 现 象
Next
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
※条件
半透膜 这层膜两侧的溶液具有浓度差
半透膜与选择透过性膜
高中生物必修1---物质跨膜运输的方式
3、人的红细胞和血浆中的各种离子浓 度（mmol/L）如下
K+
Na+
Ca+
Cl+
红细 胞
150
26
70.1
74
血浆
5
144
3.2
111
(1)、红细胞中K＋和Ca＋的浓度明 显高于血浆， K＋和Ca＋ 进入红细 胞的方式是主动运输 ，这种方式的必
要条件是______载_体蛋和白______。能量
3、人的红细胞和血浆中的各种离子浓 度（mmol/L）如下
K+
Na+
Ca+
Cl+
红细 胞
150
26
70.1
74
血浆
5
144
3.2
111
2、红细胞中各种离子含量与血浆中 离子含量不成正比，这表明细胞膜 对进出细胞的离子具有 选择性 。
4、下图为物质进入细胞的两种方式示意图，据 图回答（【 】内填上代号，横线上填上相应的 文字）
（1）小肠绒毛的上皮细胞吸收葡 萄来自的方式是 【 乙 】 主动运输 。
典型的例子：葡萄糖进入红细胞
二、主动运输
主动运输
特征：
1. 逆浓度梯度运输
2. 需要载体（具有特 异性）
3. 需要消耗能量 （ATP）
实例如：Na+ 、K+、 Ca2+、Mg2+等离子 通过细胞膜;葡萄糖、 氨基酸进入小肠上皮 细胞。
主动运输对生命活动的意 义
保证了活细胞按照生命活动的需 要，主动地选择吸收需要的营养 物质，排出代谢废物和对细胞有 害的物质。
自由扩散
运 输 速 率
协助扩散
必修一第四章第一节 物质跨膜运输的实例
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。
细胞对物质的吸收是有选择的。
生物膜都是选择透过性膜。
课堂练习
1.将洋葱鳞片叶表皮放在“0.45 mol/L蔗糖溶液 中，细胞发生质壁分离；放在0. 35mol/L蔗糖溶 液中细胞有胀大的趋势；放在0. 40mol/L蔗糖溶 中，细胞似乎不发生变化”。这表明( C )
K2O 12.95
2.41 38.66 28.16
圆褐固氮菌 4.93
酵母菌 米曲菌
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？ 细胞对于物质的输出和输入有选择性。 普遍存在（同一生物对不同离子的吸收量不同； 不同生物对同一种离子的吸收量不同。）
小结：物质跨膜运输的特点
水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的
外界溶液
细胞质浓度
外界溶液
细胞质浓度
动物细胞吸水膨胀
外界溶液
动物细胞失水皱缩
细胞质浓度
水分进出动物细胞动态平衡
思考与讨论
1、红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？
大分子有机物不能通过细胞膜。
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？
一般会因持续吸水而涨破。
3、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
实例二
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
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？
不一定。如碘的吸收，是根据生物生命活动的需要。
实例三
微生物 大肠杆菌
P2O5 33.99
51.00 48.55
高一生物必修一物质跨膜运输的实例
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
由此可以得出什么结论？ 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。
四、物质跨膜运输的其他实例 资料分析：（阅读课本P64）
对于磷的吸收，酵母菌 的需要 圆褐固氮菌 的需要最少。 最多，
因为低浓度的溶液单位体积中的水要多于高浓
度溶液单位体积中的水，对于水来说还是从浓
度高向浓度低扩散，符合扩散定义。
结论：
一个典型的渗透装置必须具备的条件： 1、具有 半透膜 。 2、半透膜两侧具有 浓度差 。 溶液A浓度 > 溶液B，水分子从 B A 移动
溶液A浓度 < 溶液B，水分子从 A
B 移动
细胞壁:全透性 细胞膜 细胞质 液泡膜 细胞液 外界溶液 细胞核 浓度差 原生质层
相当于
半透膜
什么是原生质层？
植物细胞发生渗透现象需要具备的条件
原生质层相当于半透膜 对物质的进出控制 具有选择透过性 动物细胞 细胞液与外界溶液 可以具有浓度差
实验： 植物细胞的吸水和失水
● 总结： 什么情况下植物细胞会失水？什么情
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
动物细胞发生渗透现象需要具备的条件
细胞膜 相当于半透膜 对物质的进出控制 具有选择透过性 动物细胞 细胞质与外界溶液 可以具有浓度差
清水中
< 外界溶液浓度 ﹤ 细胞质的浓度
红细胞吸水 红细胞膨胀，甚至胀破
0.9%生理盐水中 外界溶液浓度 = 细胞质的浓度 红细胞正常，保持原状态
红细胞置 于不同浓 度溶液中
对于钾的吸收，酵母菌 的需要 圆褐固氮菌 的需要最少。 最多，
物质跨膜运输的实例笔记
第一节物质跨膜运输的实例一、问题探讨：1、单位时间漏斗中进入烧杯中的水分子少于烧杯中进入漏斗的水分子，原因是漏斗中单位体积的水分子数少于烧杯中单位体积的水分子数，满足扩散原理。
2、不会，蔗糖也能穿过纱布，所以单位体积的液体中从漏斗进入烧杯和从烧杯进入漏斗的微粒数相等。
3、不会，因为浓度相等，单位时间漏斗中进入烧杯中的水分子等于烧杯中进入漏斗的水分子。
4、结果：漏斗内的浓度依然高于烧杯的浓度，虽然存在浓度差，但已达到渗透平衡，因为漏斗和烧杯液面存在高度差，使漏斗中的水分子进入烧杯的速度加快，最终半透膜两侧的水分子进出达到平衡。
细胞的吸水失水也存在这样的情况。
二、渗透作用的原理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2、条件：半透膜和浓度差3、理解：（1）对象仅指溶剂分子（2）该处的浓度是指物质的量浓度，不是质量百分比浓度；浓度差越大，渗透失水或吸水越快越多；渗透作用的方向是从低浓度到高浓度，溶剂分子实质是双向流动的，只是高浓度流向低浓度的少于于低浓度流向高浓度的。
（3）渗透作用本质上是一种特殊的扩散，对溶剂分子而言，依然满足从高浓度向低浓度的扩散，不耗能。
二、渗透作用的实例1、动物细胞的吸水和失水理论分析：动物细胞的细胞膜相当于半透膜，细胞质和细胞生活的外界溶液存在浓度差。
实验验证：动物细胞在清水中吸水膨胀，在蔗糖溶液失水皱缩。
2、植物细胞的吸水和失水---质壁分离和复原（1）理论分析细胞壁由于具有全透性性不能看作是半透膜，植物细胞的原生质层由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质（不含细胞核）三层构成，而原生质层由于具有选择透过性能看做是半透膜，死细胞没有选择透过性膜不能发生渗透作用（2）实验验证材料：新鲜的紫色色洋葱外表皮细胞，即必须是成熟的植物细胞(液泡中含有色素容易观察，有大液泡现象明显，如果细胞质中含有色素也可以)，蔗糖溶液的浓度是0.3g/ml过高细胞会过度失水而死亡，过低会不失水或失水较少，现象不明显，如果是硝酸钾、乙二醇等溶液则溶质能被细胞吸收到一定程度就大于外界溶液会发生质壁分离自动复原，盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不能做外界溶液。
高级中学人教版高中生物必修一课件：4.1物质的跨膜运输实例
3.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。
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？
细胞对物质的吸收是有选择的。这种选择性具 有普遍性。
第一关（08年广东5) 1、以下可以发生渗透作用的是__D__.
• 3.用小滴管在表皮上滴一滴质量分数为30%的蔗糖溶液， 盖上盖玻片。用吸水纸吸去多余液体。
• 4.在显微镜下观察，可见原生质缓慢收缩，逐渐出现与 细胞壁分离的现象，直到原生质收缩成球状小团，与细 胞壁完全分开。
• 5.在盖玻片的一侧滴加清水，用吸水纸在盖玻片的另一 侧吸收，使清水置换蔗糖溶液。
• 6.在显微镜下观察，可见质壁分离现象缓慢复原。
A、无色、绿色 B、红色、绿色 C、红色、无色 D、红色、红色
7、将洋葱鳞片叶的表皮细胞浸入 1mol／L的尿素溶液中，表皮细胞 会发生质壁分离，一段时间后，表 皮细胞会自动复原，复原后细胞液 的浓度与质壁分离前细胞液的浓度 相比较 Ａ．一样大 B．复原后细胞液浓度大 Ｃ．质壁分离前的细胞液浓度大 D．无法比较
实际上，水总是从多的 地方向少的地方移动）
渗透作用发生的条件:
① 具有半透膜 ②半透膜两侧有浓度差
动物细胞的细胞膜是半透膜
当外界溶液的浓度低 于红细胞内部的浓度
•红细胞一般会因持续
吸水而涨破 •制备细胞膜的实验原理
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
物质跨膜运输的方式及其实例
物质跨膜运输的方式及其实例物质跨膜运输的方式及其实例》摘要：本文介绍了物质跨膜运输的各种方式，对载体的种类和作用，供能的方式以及水分子、葡萄糖分子、Na+和K+等物质的跨膜方式进行了分析和介绍，并对高中教学中的相关疑问进行了说明。
关键词：载体；协助扩散；主动动输；能虽；浓度梯度物质跨膜运输的方式有三种，被动运输、主动运输、胞吞和胞吐。
被动运输只依据于膜两侧的浓度梯度（如果是带电离子，除浓度梯度外，还存在跨膜电压，这两种净驱动力称为该溶质的电化学梯度）来进行，根据运输过程中是否需要载体，被动运输乂可分为自由扩散（不需要载体）和协助扩散（需要载体）；主动运输是指在逆浓度梯度（或电化学梯度）下的运输，它既需要载体乂需要能虽，是物质跨膜运输的主要方式，细胞所需要的一些重要的物质都涉及到这种运输方式；大分子如蛋白质等物质进行跨膜运输的方式是通过胞吞和胞吐的作用，这种运输方式也需要消耗能虽。
一、载体的种类及其作用协助扩散、主动运输与载体的种类和作用有很大的关系。
载体的化学本质主要是蛋白质，根据运输的方式和载体的空间结构，可将载体分为三种基本类型：通道蛋白、载体蛋白和离子载体（见图1 ）。
图1三种不同载体的结构模式图1.通道蛋白。
通道蛋白是一类跨膜蛋白，它能形成亲水的通道，与所转运物质的结合较弱，当通道打开时能允许水、小的水溶性分子和特定的离子被动地通过。
通道蛋白分为水通道和离子通道两种类型。
（1）水通道（乂称水孔）水分子通过水通道从水势较高的地方向水势较低的地方进行扩散。
水通道是连续开放的通道。
实验证明，水分子既可通过自由扩散的方式从质膜磷脂的双分子层中间的间隙通过，也可从水通道中以协助扩散的方式通过。
(2)离子通道。
因为该通道仅能通过无机离子而得名。
离子通道上有控制物质进出的门，因此乂被称为门通道。
离子通道的特点是：？对离子具有选择性和专一性。
即一种通道只允许一种类型的离子通过。
这与离子通道的大小、形状和内部的带电荷氨基酸的分布有关。
高中生物必修一第四章—第1节 物质跨膜运输的实例
A
B
半透膜
如图1所示三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗 糖溶液，且漏斗内液面高度相同，置于同一个水槽的清水中。 三个渗透装置半透膜的面积和蔗糖溶液的体积不同，如下表：
A
图2中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。则
曲线与各装置的对应关系是：
A．1-丙；2-甲；3-乙
发生质壁分离和复原——活细胞 不发生质壁分离——死亡细胞
2、测定细胞液浓度范围 （变量：不同浓度的蔗糖溶液）
待测细胞 + 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 各溶液中细胞的状态
C细胞液范围 = 未发生质壁分离和刚质壁分离的 C外界溶液 范围
3、比较不同植物细胞的细胞液浓度大小
（变量：不同的植物细胞）
不同植物细胞 +同浓度的蔗糖溶液
高度差
次数
溶液不断被吸出，漏斗内则不断吸水，浓度差变小，高度差与浓度差成正相关
2、若将漏斗中的蔗糖溶液换成葡萄糖溶液，液面变化： 漏斗管内液面先上升后下降，最后内外液面相平。
1、A侧加入细胞色素C水溶液（红色，大分子），B侧加清水， 两侧液面高度一致。最终：
A侧液面高于B侧液面，B侧无色
2、A侧为蒸馏水， B侧为麦芽糖溶液， 随即向两侧分别加入 等量的麦芽糖酶，水浴加热后，该过程两侧的液面变化是：
刚发生质壁分离所需时间
比较各自耗时的长短 判断质壁分离速度(细胞液浓度)
4、比较未知浓度的溶液浓度大小 （变量：未知浓度的溶液）
相同植物细胞 + 未知浓度的溶液
刚发生质壁分离所需时间
比较各自耗时的长短 判断溶液浓度的大小(t越短，溶液浓度越大)
5、鉴定不同种类的溶液(如一定浓度的KNO3和蔗糖溶液)
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细胞外→细胞内
胞吐
细胞内→细胞外
白细胞吞噬 病菌 需要能量， 变形虫吞噬 不需要载体 食物颗粒 蛋白 胰腺细胞分 泌胰岛素
物质出入细胞的方式及影响因素
3.生物膜具有选择透过性的原因分析
(1)磷脂双分子层的磷脂，一端为疏水基团（尾部），另一 端为亲水基团（头部），由于细胞存在于组织液中（可 说是水中），所以两层磷脂的尾部相对，头部向外，形 成了生物膜的基本骨架。由于生物膜的这种结构，必然 会对不同极性的物质产生选择。 (1)生物膜上有蛋白质，按功能分为三类：糖蛋白，通道蛋 白，载体蛋白。通道蛋白，就好比一个有大门的隧道， 只有一定大小和电荷的物质才能通过。载体蛋白，就好 比一个指纹识别的防盗门。必须是结构能够与蛋白质刚 恰好结合的物质才能通过它进入细胞。
高中生物第一轮总复习
第4章
细胞的物质输入和输出
第一节 物质跨膜运输的实例 第三节 物质跨膜运输的方式
知识点一
细胞的吸水和失水
半透膜 半透膜 ＜ ＞ ＝
想一想：细胞吸水
时，水分子跨膜运
细胞还有什么吸水 方式？
细胞膜
输的状态如何？
水分子在细胞膜上总是双向运动的。
液泡膜 只不过在细胞吸水时，由外向内扩散
3．渗透系统的应用 (3)探究物质能否通过半透膜 (以碘和淀粉为例)
烧杯内盛 淀粉溶液 变蓝 不变蓝
漏斗内盛淀粉能通过半透膜，而碘不能
变蓝 不变蓝
变蓝 不变蓝
淀粉和碘都能通过半透膜 淀粉和碘都不能通过半透膜
渗透系统的组成分析及应用
特别提醒 ①发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移 动达平衡状态，既不可看作没有水分子移动也不 可看作两侧溶液浓度相等。 ②溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如 10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相等， 但 10% 蔗糖溶液的物质的量浓度小，故水可通过 半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。
2．质壁分离与复原实验流程
3．质壁分离的原因
1外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度 1外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度 原生质层相当于一层半透膜 2内因原生质层相当于一层半透膜 细胞壁的伸缩性小于原生质层 2内因 细胞壁的伸缩性小于原生质层 宏观：坚挺→萎蔫 宏观：坚挺→萎蔫 液泡：大→小 液泡：大→小 4．表现 细胞液颜色：浅→深 4．表现 微观 微观 细胞液颜色：浅→深 原生质层：与细胞壁分离 原生质层：与细胞壁分离 质壁 渗透失水 质壁 分离 渗透失水 分离
渗透系统的组成分析及应用
2.两组相近概念比较
(2)原生质层、原生质体 ①原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜的 结构，由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质 组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅 存在于成熟的植物细胞中。 ②原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有 生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、 细胞核三部分，常用作植物细胞融合的材料。所有 细胞都有原生质体，一个动物细胞就是一团原生质。
渗透系统的组成分析及应用 3．渗透系统的应用 (1)比较不同溶液浓度大小
溶液浓度
漏斗内 M
烧杯内 N
①若漏斗内液面上升，则M>N 现象及结论 ②若漏斗内液面不变，则M＝N ③若漏斗内液面下降，则M<N
渗透系统的组成分析及应用 3．渗透系统的应用 (2)验证渗透作用发生的条件 ①具有半透膜：
②具有浓度差：
质壁分离实验的拓展应用及方法
1．判断细胞的死活
发生质壁分离和复原→活细胞 镜检 待测细胞＋蔗糖溶液― ― → 不发生质壁分离→死细胞
2．测定细胞液浓度范围 分别镜检 待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液 ― ― → 细胞液浓度 介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度 之间。
的水分子总数多于由内向外扩散的水 分子总数。
质壁分离 吸胀吸水 质壁分离复原
大液泡
知识点二
物质跨膜运输的其他实例
不同
不同
选择性
水分子
离子和小分子
离子、小分子和大分子
知识点三
物质进入细胞的方式
高浓度 低浓度
高浓度 载体蛋白
低浓度
低浓度 载体蛋白 ATP
高浓度
知识点三
物质进入细胞的方式
细胞膜 囊泡 囊泡
物质出入细胞的方式及影响因素
4．影响跨膜运输的因素
(1)物质浓度(在一定的浓度范围内)
物质出入细胞的方式及影响因素
4．影响跨膜运输的因素
(2)氧气浓度
(3)温度 温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会影响物 质跨膜运输的速率。
观察植物细胞的质壁分离及复原
1．实验原理：成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。
融合
渗透系统的组成分析及应用
1．渗透系统的组成对比
渗透作用模型 植物细胞与外界溶液形成渗 透系统
图解
渗透系统的组成分析及应用
2.两组相近概念比较 (1)半透膜、选择透过性膜 区别：①半透膜是无生命的物理性薄膜，是指某 些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄 膜，物质能否通过取决于分子的大小。 ②选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体 的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细 胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。 共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子 物质通过。
物质出入细胞的方式及影响因素
1.小分子或离子物质出入细胞的方式
物质出 入细胞 的方式 举例 表示曲线 (一定浓度 范围内) 被动运输
自由扩散
协助扩散
主动运输
O2、CO2、H2O 甘油、乙醇、苯 红细胞吸收葡萄糖 等出入细胞
小肠吸收葡萄糖、 氨基酸、无机盐等
物质出入细胞的方式及影响因素
2.大分子物质出入细胞的方式
提醒 (1) 在实验中，当质壁分离现象出现后，观察 时间不宜过长，以免细胞因长期处于失水状态而死 亡，影响质壁分离复原现象的观察。 (2) 不选动物细胞做实验材料是因为动物细胞 无细胞壁，不会在失水时发生质壁分离现象。 (3) 本实验所用的方法为引流法，采用了自身 对照(前测和后测)。 (4)当以可吸收的物质做溶质时(如甘油、尿素、 KNO3等)，可出现质壁分离和自动复原现象。