物质跨膜运输的实例(1)

作出假设（原生质层相当于一层半透膜）
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
设计实验
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：……）
分析结果，得出结论
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。水分也是顺着相对含量梯 度而进出植物细胞的。
⑦表达交流
1.实验结果与你与预期相吻合吗？它是否支持你所 作出的假设？如果有的结果与预期有所不同，你 认为应当作怎样的解释？
2.在此实验中，细胞壁对吸水、失水有无影响？
3.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？
4.如果把实验中0.3g/ml的蔗糖溶液换成0.5g/ml的蔗 糖溶液，还会发生质壁分离和复原现象吗？
• 要观察细胞发生质壁分离和复原， 对材料有哪些要求？
1.有细胞壁（植物细胞）；
质
壁 2.有中央液泡（颜色为深色）；
分 离
3.活细胞（原生质层相当于半透膜）
实验思考
为什么第一组会液面升高而第二组不会呢？
组别
项目
自变量
因变量
结论
实验组 （第二组）
对照组 （第一组）
是 否有半 透膜
漏斗中 水渗入漏斗 内使液面上升必
液面是 须具有 否上升 半透膜
实验思考
为什么第一组会液面升高而第三组不会呢？
组别
项目
自变量
因变量
结论
实验组 （第三组）
对照组 （第一组）
是 否有浓 度差
漏斗中 水渗入漏斗 内使液面上升必
液面是 须半透膜
否上升
两边具有 浓度差
结论
水渗入漏斗内使液面上升必须具备两个条件： 半透膜 浓度差
小结 渗透作用 ：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。 条件： ① 具有半透膜 ② 半透膜两侧的溶液浓度不同
溶液A浓度 > 溶液B，水分子从 B A 移动
质壁分离
空隙为外界溶液，如 蔗糖溶液。
注意：
质壁分离时间不宜过长，否则细胞 会因失水过多死亡而无法复原
*****0.5g/ml的蔗糖溶液，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
******紫色洋葱，液泡为紫色，便于观察。
*****硝酸钾溶液，即可使细胞发生质壁 分离，又可以使它自动复原（钾离子、 硝酸根离子被吸收）
A.洋葱鳞片叶表皮细胞已经死亡 B．细胞膜不允许水分子自由通过 C．蔗糖分子进入细胞导致渗透平衡 D．细胞液浓度为0．4 mol／L左右
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
物质 跨膜 运输 的实 例
[细胞质]>[外界溶液]时吸水
动物细胞的吸水和失水
成熟植物细胞的 吸水与失水
[细胞质]<[外界溶液]时失水
概念
渗透作用 ：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。
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？ 不会, 因为纱布的孔隙很大, 蔗糖分子也可以自由 透过. 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？
不会, 单位时间内透过玻璃纸的水分子数等于渗出 玻璃纸的水分子数量
浸泡半小时之后的结果如图所示，依照红细
胞外形的变化判断食盐溶液的浓度，下列正
确的是
()
A．甲>乙>丙>丁 B．丁>甲>乙>丙
C．丙>丁>甲>乙
D．丙>乙>丁>甲
．将洋葱鳞片叶表皮细胞放在0．45 mol／L的蔗糖 溶液中，细胞发生质壁分离；放在0.35 mol／L的 蔗糖溶液中，细胞有膨大趋势；放在0.4 mol／L的 蔗糖溶液中，细胞似乎不发生什么变化。这表明
表达与交流（总结，写实验报告并适当交流）
进行实验
1.剥取洋葱鳞茎的鳞片叶，外表皮紫色较浓的更好。用解剖 刀或刀片在叶片外表皮划一0.5 cm见方的“井”字。
2.用尖嘴镊从“井”字中央的一角小心地将洋葱鳞片叶外表 皮撕下，平铺在载玻片中央。
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。
2、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？
几种微生物体内矿物质含量 （占全部矿物质的%）
微生物
P2O5
大肠杆菌 33.99
K2O 12.95
圆褐固氮菌 4.93
2.41
酵母菌 米曲菌
51.00 48.55
38.66 28.16
细胞对于物质的输出和输入有选择性。
物质跨膜运输的其他实例三
I－ 20 —25倍
细胞失水时细 胞壁和原生质层 都会出现一定程 度的收缩,但原 生质层的伸缩性 更大,故原生质 层会与细胞壁发 生分离。
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
现象
试剂
蔗糖 溶液
实验现象
中央液 泡大小
原生质层 的位置
变小
原生质层脱 离细胞壁
细胞 大小
基本 不变
逐渐恢复 原生质层恢 清水 原来大小 复原来位置
机理：靠细胞内的亲水性物质（蛋
白质、淀粉、纤维素）吸收水分
细 胞
吸胀吸水
实例：未成熟植物细胞、干种子
吸
水
原因：没有形成大的中央液泡
的
方
实例：成熟的植物细胞
式 渗透吸水
条件：有中央液泡
主要的吸水方式
2、植物细胞的吸水与失水
细胞壁： 全透性， 弹性小， 伸缩性
小
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？）
①漏斗颈内液面下降； ②漏斗颈内液面上升； ③烧杯内的液体遇硝酸银溶液有白色沉淀生成； ④烧杯内的液体遇碘液变蓝. A.① ② B. ②③ C. ③④ D. ①④
根据左图的装置思考下列问题: (1)如果A溶液是清水,B溶液液是30%的蔗糖 溶液,一段时间后,A和B的液面会如何变化?
A
B
溶
溶 (2)如果A溶液是30%的葡萄糖溶液, B溶液
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。
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
原生质体：植物细胞去除细胞壁以后的结构。
基本 不变
⑥分析结果：实验结果和实验预期
1.在高浓度溶液中植物细胞失水出现
预期结果
质壁分离现象 2.在清水中失水后的植物细胞会
出现质壁分离复原
植物细胞的质壁分离及复原
原生质层伸缩性大于 细胞壁伸缩性——质壁分 离的原因之一
外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞质壁分离 外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞质壁分离复原 外界溶液浓度=细胞液浓度时，水分进出细胞处于动态平衡
液
液 是30%的蔗糖溶液,假设葡萄糖和蔗糖都不
能通过半透膜,一段时间后,A和B的液面又
会如何变化?
(3)如果A是30%的葡萄糖溶液, B溶液是 30%的蔗糖溶液,假设蔗糖不能通过半透膜, 但葡萄糖可以通过,一段时间后,A和B的液 面会如何变化?
二、细胞的吸水与失水
1、动物细胞的吸水与失水
二、细胞的吸水与失水
溶液A浓度 < 溶液B，水分子从 A B 移动
(注:这里的浓度是指物质的量浓度,而不是质量浓度.)
扩散速度与浓度差,半透膜的通透性,温度等因 素有关;扩散量主要与浓度差有关.
如图所示，烧杯内装有蒸馏水，下部封有半透 膜的长颈漏斗内装有淀粉和食盐溶液，漏斗颈 内液面与烧杯内蒸馏水的液面相平.过一段时间 后用碘液和硝酸银溶液分别检测蒸馏水中的物 质.整个实验过程中所观察到的现象是（ ）
结论
红细胞的吸水和失水也遵循渗透作用的原理， 水的进出细胞膜方向——顺浓度差（相对含量 的梯度）进出红细胞的，其他动物细胞的吸水 和失水也与红细胞相同。
平时我们吃盐瓜子时,吃多了会觉得 嘴唇很干,联系我们刚学的知识,想想为什 么会这样?
（二）、植物细胞的吸水和失水
1、植物细胞是一个渗透系统
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( )
a bc
A
a bc
B
a bc
C
a bc
D
3. 当把紫色的洋葱鳞片叶的表皮置于质量浓度为
0.3g/ml的蔗糖溶液中后，原生质层和细胞壁之间
将（ ）
A. 紧紧靠在一起
B.充满细胞液
C. 充满蔗糖溶液
D.充满清水
4.浓盐水有杀菌防腐的作用，其原因是（ ） A.浓盐水中含有较多的氯离子，使细菌毒素失效 B.浓盐水中没有细菌所需要的酶，细菌不能产生毒素 C.浓盐水中含养料少，细菌迅速死亡 D.由于渗透作用，使细菌失水死亡
相关概念
原生质：细胞内的全部生命物质，包括细胞 膜、细胞质和细胞核。
原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的 细胞质。
细胞对物质的吸收是有选择性的。
物质跨膜运输的特点： 1.水分子可以自由通过； 2.细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过；
3.其他的离子、小分子和大分子不能通过。
细胞吸水与失水的应用
• 1、鉴定溶液浓度的高低 • 2、验证细胞的死活（死细胞不会
发生渗透作用） • 3、测定细胞液的浓度
将人的红细胞置于不同浓度的食盐溶液中，
和
复
原
的 条
原生质层两侧有浓度差
件
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
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
0 Mg2＋
Ca2+
Si4+
离子
1、水稻培养液中的Ca2+、Mg2+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？
结构特点
大液泡
原生质层
[细胞液]>[外界溶液]吸水
物质跨wenku.baidu.com运输的其 他实例：
吸水与失水的特点
[细胞液]<[外界溶液]失水 细胞膜和其他生物膜都是选择透过性 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
一、渗透作用
半透膜：是一类可以让
某些物质通过（一般为小 分子，如水分子），而另 一些物质（如大分子）不 能通过的多孔性薄膜。
常见的半透膜有动物的肠 衣，膀胱等。
渗透作用装置
1.装置 内的漏 斗管内 液面为 什么会 升高？
单位时间内透过玻璃纸进入漏斗的水分子数量多于渗出玻璃纸进入 烧杯的水分子数量。所以总的表现为水由烧杯向漏斗中扩散。
外界溶液浓度 =
细胞质浓度
保持原状态
思考与讨论
1.正常生活着的红细胞内的血红蛋白等有机物能透过 细胞膜吗？
不能 2.根据现象判断红细胞的细胞膜是不是相当于半透膜？
是 3.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会吸水而涨
破吗？ 当外界溶液的浓度低于细胞质时，一般会吸水涨破 4.红细胞吸水或失水的多少取决于什么？ 红细胞内外的浓度差
1、动物细胞的吸水与失水
外界溶液浓度 <
细胞质浓度 细胞吸水膨胀
二、细胞的吸水与失水
1、动物细胞的吸水与失水
外界溶液浓度 <
细胞质浓度
细胞吸水膨胀
外界溶液浓度 >
细胞质浓度
细胞失水皱缩
二、细胞的吸水与失水
1、动物细胞的吸水与失水
外界溶液浓度 <
细胞质浓度
细胞吸水膨胀
外界溶液浓度 >
细胞质浓度
细胞失水皱缩
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
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？
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的运输的。
水分子跨膜运输是顺相对含量梯度进行的
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。