41物质跨膜运输的实例

第三章细胞的物质输入和输出

第一节物质跨膜运输的实例

【教学目标】1.举例说出细胞膜是选择透过性膜。

2.尝试从生活现象中提出问题、作出假设、验证假设。

3.进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。

【学习重点】举例说出细胞膜是选择透过性膜

【学习难点】细胞吸水和失水的原理；尝试提出问题，作出假设并灵活运用。

【课堂自主学习】

使用说明：①依据学习目标进行预习，完成以下内容②用红笔做好疑难标记，以备讨论

一．细胞的吸水和失水

1．动物细胞的吸水和失水原理

（1）外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞吸水膨胀。

（2）外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞失水皱缩。

（3）外界溶液浓度细胞质浓度时，水分子进出细胞处于动态平衡。

2．植物细胞的吸水和失水

（1）成熟的植物细胞结构

①细胞壁：，即水分子和溶解在水里的物质都能够自由通过。

②细胞内的液体环境：主要指液泡内的

③原生质层组成：、和这两层膜之间的细胞质。

特性：具有选择透过性，相当于一层。

（2）原理和现象

①外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞失水，会发生现象。

②外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞吸水。

（3）探究

①探究实验的一般步骤：提出问题→→→

→→。

②原理：植物细胞的原生质层相当于一层。当小于的浓度时，细胞失水，中央液泡体积会________，细胞皱缩；当小于的浓度时，细胞吸水，中央液泡体积会________，细胞膨胀。

③质壁分离

内因：原生质层具有。原生质层比细胞壁的伸缩性，因而会出现和___________分离的现象。

外因：外界溶液浓度细胞液浓度。

④质壁分离复原：质壁分离后的细胞吸水后，液泡和原生质层恢复原状，称为质壁分离复原。

二、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）水稻吸收多，吸收较少，番茄吸收较多，吸收较少。（2）人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显血液中碘的含量。

（3）不同微生物对不同的吸收表现出很大的差异。

2．物质跨膜运输的特点

（1）物质跨膜运输并不都是的。

（2）细胞对于物质的输入和输出有。

3．结论

细胞膜和其他生物膜都是膜。

【课堂预习自测】1．下列现象中属于渗透作用的是（）A．水分子通过细胞壁 B．葡萄糖分子通过细胞膜

C．K+离子通过原生质层 D．水分子通过原生质层

2．将晡乳动物的红细胞分别浸入下列a、

b、c 三个不同浓度溶液的烧杯内，一段时

间后，实验结果如图所示，则a、b、c溶

液浓度大小比较正确的是（）

A．a＞b＞c B．a＞c＞b

C．a＜b＜c D．a＜c＜b

3．放在0.3g/ml的蔗糖溶液中，会发生质壁分离的细胞是（）A．人的口腔上皮细胞 B．干种子细胞 C．洋葱分生区的细胞 D．洋葱表皮细胞4．植物细胞的质壁分离过程中，与细胞壁分离的是（）A．细胞核 B．原生质层 C．细胞质 D．液泡膜

5．盐碱地栽种植物，其出苗率和成活率均较低，原因是（）A．土壤溶液pH太小 B．土壤中缺肥

C．土壤溶液的浓度高于植物细胞液的浓度 D．土壤溶液的浓度低于细胞液的浓度6．田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”。其原因是（）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7．利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（）A．盐水中的Cl_有杀菌防腐的作用 B. 盐水中的Na+ 不利于细菌的生活

C．盐水是中性的，不适于细菌的生活 D. 由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡【课堂合作探究】

使用说明：①将自学中遇到的问题同桌交流，用红笔做好标记。

②小组交流, 总结本组内的看法和观点，组长做好记录，准备展示和点评。

③按照互动要求，及时思考，展示到位，认真点评。

问题探讨1、感受扩散与渗透

（一）（感受生活中的实例）花香的飘散；蔗糖的溶解等。

1、水分进出细胞与上述实例有何不同？

2、这与细胞膜的作用有什么关系呢?

（二）模拟生物学实验————渗透作用：

要求分析教材P60渗透装置示意图，并思考以下问题：

①何为半透膜？装置中的半透膜可用哪些材料制取？( )

②漏斗内的液面为什么会升高？试说明原因。液面会持续上升吗？

③如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗内的液面还会升高吗？

④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？

对比观察、讨论，总结：

①渗透作用发生的条件：具有__________；______________________________。

问题探讨2：探究细胞的吸水和失水（按照感受生活经验→作出假设→验证假设→得出结论的思路学习）

（一）动物细胞的吸水和失水

感受实例：吃比较咸的食物时，例如食用腌制的咸菜、连续嗑带盐的瓜子等，口腔和唇的黏膜会有干燥难受感觉。

提出问题：动物细胞是一个渗透系统吗？（动物细胞在什么情况下吸水或失水？）

作出假设：动物细胞是一个渗透系统（当细胞外界溶液的浓度大于细胞内的浓度时,细胞会失水; 当细胞外界溶液的浓度小于细胞内的浓度时,细胞会吸水）

验证假设：回顾细胞膜获取实验，结合教材插图分析实验现象：

当外界溶液浓度比细胞质 当外界溶液的浓度比细胞质 当外界溶液的浓度与细胞质

的浓度 时,细胞 的浓度 时,细胞 . 浓度 时,水分进出细胞处于 . 思考、讨论与小结：（对于教材中的的思考题，六人小组之间展开讨论交流，并总结）

动物细胞是一个 系统，其细胞膜相当于 ，细胞质是动物细胞内的液体环境，当细胞内外的溶液出现浓度差时，就会发生细胞的吸水或失水，即 。

问题探讨3、植物细胞的吸水和失水

结合下图认识成熟植物活细胞作为严格的渗透系统所具备的结构。

（结合上图及原有知识回答：细胞壁的特点__________；原生质层包括_______________ __________；细胞液是指____________________；

感受实例：把白菜剁碎准备做馅时，常常要放一些盐，过一段时间后也可见有水分渗出；对农作物施肥过多，会造成__________现象。

提出问题：植物细胞在什么情况下吸水或失水？（原生质层相当于一层半透膜吗？） 作出假设：当植物细胞外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时,细胞会失水; 当植物细胞外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时,细胞会吸水（原生质层相当于一层半透膜） 验证假设：植物细胞的质壁分离与复原实验

当__________________________________时，细胞失水，质壁分离； 当__________________________________时，细胞吸水，质壁分离复原

得出结论：1. 成熟植物细胞是一个严格的渗透系统：植物细胞的原生质层相当于一层 ，液泡内的液体就是细胞液。当 浓度小于外界溶液浓度时，细胞通过 失水，（细胞壁和原生质

层发生分离，此现象称为 ）；当 浓度小于外界溶液浓度时，细胞通过________吸水，（细胞壁和原生质层慢慢地恢复成原来的状态，此现象称为 。）

2. 植物细胞的质壁分离和复原证明水分子是可以出入细胞的物质；而且水分子进出细胞的方向取决于 两侧溶液的浓度，细胞吸水和失水是水分子顺__________进行跨膜运输的过程。同时也证明细胞膜是____________膜，因为，蔗糖分子并未像水分子那样进出细胞膜。→从而也可以此判断植物细胞的死活。

3.植物细胞发生质壁分离的过程中细胞液浓度变化和吸水能力变化如何？

问题探讨4：物质跨膜运输的其他实例

参照插图阅读教材P 63文字，进行资料分析，回答下列问题：

1、水稻培养液里的Ca 2+和Mg 2+浓度为什么会增高？(提示：从化学角度思考培养液里的Ca 2+和Mg 2+

浓度增高的可能性有哪些？)

2、不同作物对无机盐的吸收有差异吗？

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____________的，其他物质的跨膜运输并不都是这样，这取决于__________________。 归纳与总结：（1）物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的。既有_________梯度的，也有_________梯度的，这取决于细胞生命活动的需要，即细胞对于物质的输入和输出有_________。由此可见 。

（2）选择透过性膜的涵义： 可以自由通过； 也可以通过，而细胞生命活动不需要的离子、小分子、大分子物质 。

思维拓展

1、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？

2、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？当红细胞细胞膜两侧的溶液具有浓度差时，红细胞会不会发生质壁分离？为什么？

3、植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？如果没有细胞壁还会发生质壁分离和复原吗？

4、是不是所有的植物细胞都会发生质壁分离与质壁分离复原呢？植物细胞发生质壁分离与质壁分离复原需要哪些条件？

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