物质跨膜运输的实例
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物质跨膜运输实例
（2）结论：
①细胞膜相当于一层半透膜
②细胞质具有一定浓度能和组织液发生渗透作用， 即动物细胞是一个渗透系统
4、成熟的植物细胞吸水和失水
（1）发生渗透作 用的条件： ①原生质层相 当于一个半 透膜 ②细胞液（即液 泡中的液体， 具有一定的浓 度差）
细胞壁 原 细胞膜 生 细胞质
质 层
液泡膜
（2）吸水和失水 ①吸水的主要部位： 根尖成熟区表皮细胞 ②吸水的方式： 细胞尚未形成大液泡之前，吸 a、吸胀作用吸水： 水的原因是细胞壁和细胞质中 含有大量亲水物质。例如，干 种子萌发时的吸水方式
他们又测定了b地的土壤溶液浓度。为保证植物a移植后能 正常生存，该地土壤溶液的浓度应： A．≥0.2g/mL B．0.15g/mL<土壤溶液浓度<0.3g/mL C．<0.2g/mL D．≤0.2g/mL 4、如下图所示的甲、乙、丙三个渗透装臵中，三个漏斗 颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗糖浓液，且漏斗 内液面高度相同，漏斗口均封以半透膜，臵于同一个水槽 的清水中。三个渗透装臵的半透膜的面积和所盛蔗糖溶液 的体积不同，如下表所示：
②原生质层和细胞壁逐渐分离 清水 吸水纸吸引
①大液泡逐渐膨大，颜 色变浅 低倍镜观察
②原生质层逐渐贴近细胞壁
注意：
（1）本实验观察时，全部用低倍镜观察 （2)质壁分离时，细胞的吸水能力增大
(3)使用的蔗糖浓度不能过高（如0.5g／mL），否则，虽质 壁分离现象明显，但不能复原，是细胞过度失水而死亡 （4）质壁分离的时间不能过长，否则，会导致细胞死亡 （分析：质壁分离实验中导致细胞死亡的原因有哪些？）
（1）具有半透膜 （2）半透膜两侧的溶液具有浓度差 特别提醒：要注意半透膜和生物膜的区别和联系
傅盛晟物质跨膜运输的实例
方法步骤
质 壁 分 离
30%蔗糖溶液
清水
质壁分离复原
§1
物质跨膜运输的实例
植 物 细 胞 的 吸 水 与 失 水
探究实验：植物细胞的吸水和失水
注意颜色的变化
滴加蔗糖溶液发生质壁分 离的细胞
改换清水后正在发生质壁分 离复原的细胞
外界溶液浓度 细胞液的浓度，
外界溶液浓度
细胞液的浓度，
细胞吸水
细胞失水
浓度差越大细胞吸水或失水越多
食物较咸时，口腔和唇粘膜有什么感觉？为什么？
干燥难受的感觉，外界浓度高，口腔和唇粘膜细 胞失水
二、植物细胞的吸水和失水问题
探究实验一般步骤：
提出问题 作出假设 设计实验
科学实验
分析结果 表达与交流
植物细胞的吸水和失水
成熟的植物细胞的结构
细胞壁 （全透性） 细胞膜 细胞质 原生质 层 液泡膜 液泡
关键在 于：原 生质层 是否相 当于一 层半透 膜？ （探究）
Ⅰ
取一小块洋葱鳞茎 的紫色外表皮，放 在载玻片的中央的 水滴中
Ⅱ
Ⅳ
从载物台上取下装片，用对侧引 流法加入质量浓度为0.3g/ml的蔗 糖溶液，再次镜检。观察浸浴在蔗 糖溶液中的表皮细胞有什么变化。 （与自然状态下的表皮细胞比较）
Ⅲ
镜检——观察自 然状态下的紫色 洋葱外表皮细胞 的结构。
探究甘油溶液中分子跨膜运输的实验现象
5%甘油 溶液 12.13.21:06
5%甘油溶液 12.13.21:41
细胞发生质壁分离的自动复原
探究KNO3溶液溶液中分子跨膜运输的实验现象
7%KNO3溶液
12.13.21:58
7%KNO3溶液 12.13.22:14
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。
原创11：4.1 物质跨膜运输的实例
物质跨膜运输的实例
扩散现象是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移 直到均匀分布的宏观现象。
一、渗透系统装置
①
②
③
半透膜：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。它往往是只能让小分子物质 透过，大分子物质不能透过。
肠系膜、蛋壳膜、膀胱膜、鱼鳔等都属于半透膜。
★分析实验现象
1、装置中漏斗管内液面为什么会升高？
➢进行实验 （按预定方案进行实验）
动图展示
➢实验结果
中央液 泡大小
蔗糖溶液 变小
清水
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
外因：外界溶液的浓度_大___于_细胞液的浓度，细胞__渗__透__失__水_。 内因：原生质层比细胞壁的伸缩性__大__
滴加蔗糖溶液发生 质壁分离的细胞
改换清水后正在发生 质壁分离复原的细胞
➢实验结论：原生质层相当于半透膜。
★细胞发生质壁分离的自动复原
5%甘油溶液（21:06） 5%甘油溶液（21:41） 7%KNO3溶液(21:58) 7%KNO3溶液(22:14 )
蔗糖分子不被植物细胞吸收，因而在适宜蔗糖溶 液中发生质壁分离后不能自动复原，可见外界溶液 中的小分子物质或离子能否被细胞吸收将决定能否 自动复原。甘油、K+、NO3-与乙二醇一样能进入细 胞内，故其内的细胞能自动复原。
半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过玻 璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子 数量，液面也不会升高。
*4、如果漏斗颈足够长，漏斗内液面会无限上升吗？
当漏斗内外渗透压（浓度差）=漏斗内外静水压 （高度差），水分进出达到平衡，液面维持稳定。
扩散现象是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移 直到均匀分布的宏观现象。
一、渗透系统装置
①
②
③
半透膜：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。它往往是只能让小分子物质 透过，大分子物质不能透过。
肠系膜、蛋壳膜、膀胱膜、鱼鳔等都属于半透膜。
★分析实验现象
1、装置中漏斗管内液面为什么会升高？
➢进行实验 （按预定方案进行实验）
动图展示
➢实验结果
中央液 泡大小
蔗糖溶液 变小
清水
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
外因：外界溶液的浓度_大___于_细胞液的浓度，细胞__渗__透__失__水_。 内因：原生质层比细胞壁的伸缩性__大__
滴加蔗糖溶液发生 质壁分离的细胞
改换清水后正在发生 质壁分离复原的细胞
➢实验结论：原生质层相当于半透膜。
★细胞发生质壁分离的自动复原
5%甘油溶液（21:06） 5%甘油溶液（21:41） 7%KNO3溶液(21:58) 7%KNO3溶液(22:14 )
蔗糖分子不被植物细胞吸收，因而在适宜蔗糖溶 液中发生质壁分离后不能自动复原，可见外界溶液 中的小分子物质或离子能否被细胞吸收将决定能否 自动复原。甘油、K+、NO3-与乙二醇一样能进入细 胞内，故其内的细胞能自动复原。
半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过玻 璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子 数量，液面也不会升高。
*4、如果漏斗颈足够长，漏斗内液面会无限上升吗？
当漏斗内外渗透压（浓度差）=漏斗内外静水压 （高度差），水分进出达到平衡，液面维持稳定。
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。
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)
问题探讨：(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。
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。
物质跨膜运输实例(公开课)
【设计实验】
在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩； 在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。
预期结果
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
【材料选择】
黑藻 菠菜叶 洋葱鳞片叶 白萝卜
2、质壁分离及复原现象
物质跨膜运输的实例
第四章 第一节
生活实例
洒水为了保持蔬菜的新鲜硬挺
演示实验：
水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，称为渗透作用
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的总称。
请同学们仔细观察现象，分析现象的原因。
一、渗透作用发生的必需条件是：
具有半透膜 半透膜两侧的溶液浓度不同
其他物质跨膜运输实例三
结论：细胞对于物质的吸收有选择性。
28.16
48.55
米曲菌
38.66
51.00
酵母菌
2.41
4.93
圆褐固氮菌
12.95
33.99
大肠杆菌
K2O
P2O5
微生物
几种微生物体内的矿物质含量
结论： 细胞膜不仅是半透膜，还是选择的 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。 细胞对物质的吸收是有选择的。
D
以下可以发生渗透作用的是____. 煮熟的马铃薯条放入水中 把干种子放在清水中 烈日下菠菜叶子下垂 放在盐水中的萝卜变软
D
外界溶液浓度 细胞质浓度
外界溶液浓度 细胞质浓度
外界溶液浓度 细胞质浓度
小于
大于
等于
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
保持原状态
在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩； 在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。
预期结果
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
【材料选择】
黑藻 菠菜叶 洋葱鳞片叶 白萝卜
2、质壁分离及复原现象
物质跨膜运输的实例
第四章 第一节
生活实例
洒水为了保持蔬菜的新鲜硬挺
演示实验：
水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，称为渗透作用
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的总称。
请同学们仔细观察现象，分析现象的原因。
一、渗透作用发生的必需条件是：
具有半透膜 半透膜两侧的溶液浓度不同
其他物质跨膜运输实例三
结论：细胞对于物质的吸收有选择性。
28.16
48.55
米曲菌
38.66
51.00
酵母菌
2.41
4.93
圆褐固氮菌
12.95
33.99
大肠杆菌
K2O
P2O5
微生物
几种微生物体内的矿物质含量
结论： 细胞膜不仅是半透膜，还是选择的 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。 细胞对物质的吸收是有选择的。
D
以下可以发生渗透作用的是____. 煮熟的马铃薯条放入水中 把干种子放在清水中 烈日下菠菜叶子下垂 放在盐水中的萝卜变软
D
外界溶液浓度 细胞质浓度
外界溶液浓度 细胞质浓度
外界溶液浓度 细胞质浓度
小于
大于
等于
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
保持原状态
物质跨膜运输的实例
动物细胞和成熟植物细胞渗透吸水 不成熟的植物细胞，如：干种子细胞、分生 区细胞，主要是吸涨吸水
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
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
4.1 物质跨膜运输的实例
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）
பைடு நூலகம்
实验步骤
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 制片 观察 滴0.3g/ml蔗糖液 观察质壁分离 滴清水 观察质壁分离复原
（1）细胞溶液浓度>外界溶液浓度时：细胞失水，细胞质壁分离； （2）细胞溶液浓度<外界 溶液浓度时：细胞吸水，细胞质壁分离复原；
★生活实践
（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
资料分析
1、番茄和水稻对离子的吸收
科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2+、Mg2+和Si4+的培养液中培 养，结果及分析如下：
我们能得出什么结 论？ ①细胞膜对其他物质的跨 膜运输并不都是顺相对含 量梯度的！ 细胞膜和其他生物都是选 择透过性膜！（前提是必 须是活细胞）
第一节 物质跨膜运输的实例
陕西省商洛中学 生物组 刘小刚
实例 糖渍西红柿
醋拌黄瓜
盐拌黄瓜
洒 水 为 了 保 持 蔬 菜 的 新 鲜 硬 挺
实例二
一、渗透作用
扩散
食盐（NaCl）、 葡萄糖 换成 红糖水（含有 95%左右的蔗糖 ）
用玻璃纸代替细胞膜……
渗透作用：
渗透作用
水分子(或其它溶剂分子) 透过半透膜的扩散作用 渗透作用条件： ①存在浓度差 ②有半透膜 在渗透作用中 水分子是从溶液浓度低的一 侧向溶液浓度高的一侧渗透。
平时其叶枕细胞内的离子浓度较低，细
胞吸水膨胀，像气球一样坚挺； 当刺激引起其叶枕细胞膜的差异通透性会 消失，使原来蓄存于液泡内之水分在瞬 间排出，使细胞失去膨压，变得瘫软。
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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第1节
问题探讨
1 、漏斗管内液面为什么会升高？
渗 透 装 置
由于单位时间内透过玻璃纸进入漏斗的水 分子多于从漏斗渗出的。
长颈漏斗
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扩散的现象叫做渗透作用
蔗糖分子 烧杯 水分子
少
起始液面
清水
蔗糖溶液
玻璃纸
多
演示
问题探讨
2、如果用纱布代替玻璃纸，漏斗 管内液面还会升高吗？
因纱布的孔隙大，蔗糖分子也可通过， 因而液面不会升高。
起始液面
蔗糖溶液 清水 纱布
问题探讨
3、如果清水换成同样浓度的 蔗糖溶液，结果会怎样？
半透膜两侧溶液的浓度相等时，单 位时间内透过半透膜进入长颈漏斗 的水分子数等于渗出的水分子数， 液面不会升高。
起始液面
蔗糖溶液
玻璃纸
请你根据上述实验说说渗 透作用发生需要哪些条件？
0 Mg2＋ Ca2+ Si4+ 离子
现象
同一植物对不同离子的吸收有差异；不 同植物对同种离子的吸收有差异。 有选择性
结论
植物细胞对无机盐离子的吸收具
物质跨膜运输的其他实例
几种微生物体内的矿物质含量
(占全部矿物质的%)
微生物
大肠杆菌 圆褐固氮菌 酵母菌 米曲菌
P2O5 33.99
4.93 51.00 48.55
D
A．b～d C．a～d
B．a～c D．d～c
融会贯通
下表资料显示四组马铃薯条分别浸入Ⅰ～Ⅳ 四种不同溶液1h后质量转变百分率，根据表 中资料可得到的结论是( A )
溶液 Ⅰ Ⅱ Ⅲ －3% Ⅳ 0%
质量转变
百分率
＋5% －5%
A.溶液Ⅰ的浓度最小 C．溶液Ⅳ的浓度最大
B．溶液Ⅱ的浓度小于溶液Ⅲ D．溶液Ⅳ是蒸馏水
思考与讨论
如果将装置中红细胞换成植物细胞又将如何？
植物细胞也会吸水膨胀么？会涨破么？
清水
成熟植物细胞模式图
探究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？ 原生质层是一层半透膜 进入 进入 进入 原生质层是一层半透膜
作出假设
设计实验 进行试验 分析结果 得出结论
小试身手
某同学在观察植物细胞质壁分离和复原的实验中， 绘制的图如右图所示，判断下列针对图示的叙述的 正误
/wbdjjx
设计实验
将植物细胞浸润在 较高浓度的蔗糖溶 液中，观察其大小 的变化 在蔗糖溶液中植物 细胞的中央液泡会 变小，细胞皱缩
设计实验
再将细胞浸润在低 浓度溶液中，观察 其大小的变化。
在低浓度溶液中植 物细胞的中央液泡 会变大，于乙 乙高于甲 先甲高于乙，后乙高于甲 先甲低于乙，后乙低于甲 甲等于乙
思考与讨论
如果将装置中的漏斗换成红 细胞会发生什么现象？
红细胞的细胞膜相当于半透 膜吗？为什么？
红细胞的细胞膜的内外两侧 溶液有浓度差吗？ 红细胞膜两侧有浓度差一定会 涨破吗？
清水
红细胞涨破取决于什么 条件？
细胞膜的内外两侧溶液的浓 度差，浓度差越大细胞吸水 越多，涨破的可能性越大
A．该图所示细胞一定正在 发生质壁分离 B．原生质层是指2与3之间 的细胞质 C．此时4内液体浓度大于细胞外界溶液的浓度 D．若将该图所示细胞放于清水中，一定会发生 质壁分离复原
举一反三
利用渗透作用实验原理可以测定细胞液浓度的大 概范围。将细胞液浓度相同的某种植物细胞(如右图 所示)，置于不同浓度的蔗糖溶液中，出现a～d四种 细胞状态，则细胞液浓度最精确的范围是下列哪两个 细胞之间( )
第4章
细胞的物质输入和输出
细胞是一个开放的系统，每时每刻都与环境进行着物质交换。物质的进进出出都要 经过细胞的边界——细胞膜。细胞内外的许多物质并不能自由地出入细胞，细胞膜 能够对进出细胞的物质进行选择。 这层薄薄的细胞膜为什么能够控制物质的出入呢？
膜的研究是当前细胞生物学和分子生物学的重要课题 之一 ——引自汪哭堃仁院士等主编的《细胞生物学》
K2O 12.95
2.41 38.66 28.16
同种微生物对不同的矿物质的吸收不同 不同的微生物对同种矿物质的吸收也不同
物质跨膜运输的其他实例
从以上实例可以看出，物质跨 膜运输并不都是顺相对含量梯 度，而且细胞对于物质的输入 和输出有选择性，所以
生物膜的功能特点：
选择透过性
谢谢观看
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渗透作用 一、条件
1、有半透膜（能让一些物质分子通过，另一 些物质分子不能通过） 2、半透膜两侧的溶液存在浓度（摩尔浓度 即物质的量浓度）差 半透膜
二、方向
（逆着溶液浓度）
低浓度溶液
（水分子相对含量高）
高浓度溶液
（水分子相对含量低）
（顺着水的相对含量）
小试牛刀
如右图，在 U 形管的中部处装有半透膜，在 a 侧加入细胞色素 C(相对分子量 1.3×104 的蛋白质不能通过半透膜)水溶液(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(
技能升级
下图表示多种植物成熟细胞在不同浓度的蔗糖溶液 内质壁分离的百分率，图中曲线表明这些植物细胞 ( C )
A．细胞液浓度>蔗糖溶液浓度 B．细胞液浓度<蔗糖溶液浓度 C．有不同浓度的细胞液 D．细胞膜有不同的选择透过性
物质跨膜运输的其他实例
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？
现象 试剂
蔗糖溶液 清水
中央液 泡大小
原生质层 的位置
细胞 大小
变小
脱离细胞壁
基本不变
逐渐恢复原来 恢复原来位置 基本不变 大小
外界溶液浓度>细胞液的浓度，细胞失水 原生质层伸缩性>细胞壁伸缩性，质壁分离 外界溶液浓度<细胞液的浓度，细胞吸水 原生质层伸缩性>细胞壁伸缩性，质壁分离复原
返回
人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力
I－ 20 —25倍
血液中碘的浓度 250mg/L
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 水稻培养液中的钙、镁两种离 子浓度为什么会增高？不同作 物对无机盐的吸收有差异吗？ 水稻吸收水分和其他离子 较多，吸收Mg2+ 、 Ca2+较 少
D
)
A．a、b 两液面高度一致，b 侧为无色 B．a、b 两液面高度一致，b 侧为红色 C．a 液面低于 b 液面，b 侧为红色 D．a 液面高于 b 液面，b 侧为无色
技能升级
10g/ml葡萄糖和蔗糖溶液（葡萄糖和蔗糖不能通过半透膜） 分别放入U形管中如下图，一段时间后（ A）
A. B. C. D. E.
动物细胞的吸水和失水
外界溶液浓度小于细胞质浓度，细胞吸水膨胀
动物细胞的吸水和失水
外界溶液浓度 大于细胞质浓度，细胞失水皱缩
动物细胞的吸水和失水
外界溶液浓度等于细胞质浓度，保持正常形态
小试身手
a.b.c是三个相邻的细胞，已知a细胞液 浓度>b细胞液浓度>c细胞液浓度。下 列图中能正确的表示三者水分扩散关 系的是( C )