物质跨膜运输实例课件

第第4 4章章 细胞的物质输入和输出细胞的物质输入和输出第第1 1节节物质跨膜运输的实例物质跨膜运输的实例1第4章细胞的物质输入和输出第1节1渗透作用装置渗透作用装置2渗透作用装置21漏斗管内的液面为什么会上升？漏斗管内的液面为什么会上升？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？如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？3如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，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？结果会怎样？讨论一：讨论一：单位时间内透过玻璃纸的水分子数多单位时间内透过玻璃纸的水分子数多于渗出玻璃纸的水分子数量。于渗出玻璃纸的水分子数量。与半透膜两侧溶液浓度差有关与半透膜两侧溶液浓度差有关不会不会,因为纱布的孔隙很大因为纱布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由透过。蔗糖分子也可以自由透过。不会不会,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。分子数量。31漏斗管内的液面为什么会上升？2如果用一层纱布代替玻璃一、渗透作用一、渗透作用 定义：定义：水分子（或其他溶剂分子）透过水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜半透膜，由，由 低浓度向高浓度低浓度向高浓度溶液溶液的扩散，称为渗透作用。的扩散，称为渗透作用。(水分进出是顺相对浓度（含量）梯度的水分进出是顺相对浓度（含量）梯度的)半透膜两侧的溶液具有浓度差半透膜两侧的溶液具有浓度差具有半透膜具有半透膜条件条件溶液溶液A浓度浓度小于小于溶液溶液B，水分子从，水分子从A B移动移动溶液溶液A浓度浓度大于大于溶液溶液B，水分子从，水分子从B A移动移动原理原理4一、渗透作用定义：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，由(u溶剂（水分子）溶剂（水分子）从低浓度从低浓度一侧透过半透膜一侧透过半透膜进入进入 高浓度高浓度一一侧。侧。u值得注意的是：值得注意的是：事实上，半透膜两侧溶液中的水分子都能事实上，半透膜两侧溶液中的水分子都能通过半透膜向对侧运动，通过半透膜向对侧运动，不过是从低浓度一侧透过半透不过是从低浓度一侧透过半透膜进入高浓度膜进入高浓度一侧的水分子更多而已，不能理解成只有一侧的水分子更多而已，不能理解成只有从低浓度一侧透过半透膜进入高浓度一侧扩散。从低浓度一侧透过半透膜进入高浓度一侧扩散。u特别地：特别地：如果半透膜两侧的溶液浓度相同的话，如果半透膜两侧的溶液浓度相同的话，单位时间单位时间里里透过半透膜扩散到对侧的透过半透膜扩散到对侧的水分子数是相同的，水分子数是相同的，不能理不能理解成不发生渗透作用。解成不发生渗透作用。5溶剂（水分子）从低浓度一侧透过半透膜进入高浓度糖渍西红柿糖渍西红柿凉拌黄瓜凉拌黄瓜实例一实例一生活现象生活现象6糖渍西红柿凉拌黄瓜实例一生活现象6实例二实例二洒水为了保持蔬菜的新鲜硬挺洒水为了保持蔬菜的新鲜硬挺卖菜的师傅为什么要经常向菜叶上喷水卖菜的师傅为什么要经常向菜叶上喷水？7实例二洒水为了保持蔬菜的新鲜硬挺卖菜的师傅为什么要经常向菜叶 吃咸瓜子或平时吃话梅等较咸的东西，吃咸瓜子或平时吃话梅等较咸的东西，吃多了后会有什么感觉？为什么会有吃多了后会有什么感觉？为什么会有 这种感觉？这种感觉？实例三实例三干涩的感觉干涩的感觉8吃咸瓜子或平时吃话梅等较咸的东西，实例三干涩的感觉8类比推理细胞膜细胞膜细胞内溶液细胞内溶液1 1、如果将装置、如果将装置 中的漏斗换成中的漏斗换成动物细胞还会动物细胞还会不会吸水？不会吸水？2 2、如果吸水会、如果吸水会发生什么？发生什么？如果动物细胞吸水如果动物细胞吸水胀破则说明细胞也胀破则说明细胞也能渗透吸水、细胞能渗透吸水、细胞膜相当于膜相当于 。半透膜半透膜9类比推理细胞膜细胞内溶液1、如果将装置如果动物细胞吸水二、动物细胞的吸水和失水二、动物细胞的吸水和失水材料：材料：人成熟的红细胞发生渗透作用人成熟的红细胞发生渗透作用条件：条件：半透膜半透膜细胞膜细胞膜浓度差：浓度差：细胞质的浓度与外界溶液的浓度之间细胞质的浓度与外界溶液的浓度之间 存在浓度差存在浓度差 外界溶液的浓度外界溶液的浓度 小于小于 细胞质的浓度细胞质的浓度外界溶液的浓度外界溶液的浓度 大于大于 细胞质的浓度细胞质的浓度外界溶液的浓度外界溶液的浓度 等于等于 细胞质的浓度细胞质的浓度细胞吸水膨胀细胞吸水膨胀细胞失水皱缩细胞失水皱缩维持动态平衡维持动态平衡10二、动物细胞的吸水和失水材料：人成熟的红细胞发生渗透作用条件讨论讨论1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？不能不能2、红细胞的细胞膜是不是相当于、红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨问题探讨”中所说中所说的半透膜？的半透膜？是是3、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？不一定，浓度差很大时会涨破不一定，浓度差很大时会涨破浓度差不是很大时不会涨破浓度差不是很大时不会涨破4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？外界溶液的浓度。外界溶液浓度远大于细胞液浓度时，红细外界溶液的浓度。外界溶液浓度远大于细胞液浓度时，红细胞失水多外界溶液浓度远小于细胞液浓度时，红细胞吸水多胞失水多外界溶液浓度远小于细胞液浓度时，红细胞吸水多浓度差越大细胞吸水或失水越多浓度差越大细胞吸水或失水越多5、食物较咸时，口腔和唇粘膜有什么感觉？为什么？、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干燥难受的感觉，外界浓度高，口腔和唇粘膜细胞失水11讨论1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？不能2、红细胞壁细胞壁细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜细胞质细胞质原生质层原生质层（全透性）（全透性）（相当于半透膜）（相当于半透膜）具有选择透过性具有选择透过性细胞液细胞液（具有一定的浓度）（具有一定的浓度）:伸缩性小伸缩性小伸缩性小伸缩性小:伸缩性大伸缩性大伸缩性大伸缩性大成熟的植物细胞和外界溶液组成一个成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统渗透系统三、植物细胞的吸水和失水三、植物细胞的吸水和失水12细胞壁细胞膜液泡膜细胞质原生质层（全透性）（相当于半透膜）具探究实验：植物细胞的吸水和失水提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验进行实验进行实验分析结果分析结果表达与交流表达与交流（原生质层是一层半透膜吗？）原生质层是一层半透膜吗？）（原生质层相当于一层半透膜）（原生质层相当于一层半透膜）设计设计方案方案（按预定方案进行实验）（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论：分析实验结果，得出结论：）（总结，写实验报告并适当交流）（总结，写实验报告并适当交流）预期预期结果结果将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液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；再将细胞浸润中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。在清水中，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。央液泡会变大，细胞膨胀。13探究实验：植物细胞的吸水和失水提出问题作出假设设计实验进行实实验专题探究实验专题探究植物细胞的吸水和失水的实验探究及应用1实验原理成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；细胞液具有一定的浓度，能够渗透失水和吸水；原生质层比细胞壁的伸缩性大得多14实验专题探究植物细胞的吸水和失水的142实验流程细胞大小基本不变细胞大小基本不变细胞大小基本不变细胞大小基本不变152实验流程细胞大小基本不变细胞大小基本不变15植物细胞的质壁分离植物细胞的质壁分离洋葱鳞片叶表皮细胞洋葱鳞片叶表皮细胞16植物细胞的质壁分离洋葱鳞片叶表皮细胞16外界溶液的浓度外界溶液的浓度 细胞液的浓度，细胞液的浓度，细胞失水细胞失水植物细胞植物细胞质壁分离现象质壁分离现象17外界溶液的浓度细胞液的浓度，细胞失水植物细胞质外界溶液的浓度外界溶液的浓度 细胞液的浓度，细胞液的浓度，细胞吸水细胞吸水植物细胞植物细胞质壁分离复原现象质壁分离复原现象（清水）（清水）（清水）（清水）18外界溶液的浓度细胞液的浓度，细胞吸水植物细胞质壁分植物细胞质壁分离植物细胞质壁分离和复原现象和复原现象当外界溶液的浓度当外界溶液的浓度 细胞液的浓度时，细胞细胞液的浓度时，细胞失水失水，发生质壁分离现象发生质壁分离现象当外界溶液的浓度当外界溶液的浓度 细胞液的浓度实验结果：实验结果：细胞大小细胞大小蔗糖溶蔗糖溶液液清水清水变小变小逐渐恢复逐渐恢复原来大小原来大小原生质层恢复原生质层恢复原来位置原来位置原生质层脱离原生质层脱离细胞壁细胞壁基本基本不变不变基本基本不变不变中央液泡中央液泡大小大小原生质层原生质层的位置的位置紫色加深紫色加深20实验结果：细胞大小蔗糖溶液清水变小逐渐恢复原来大小原 外因：半透膜两侧的外因：半透膜两侧的浓度差浓度差 内因：细胞壁的伸缩性内因：细胞壁的伸缩性小于小于原生质层原生质层植物细胞发生质壁分离与复原现象的条件：植物细胞发生质壁分离与复原现象的条件：植物发生质壁分离的原因：植物发生质壁分离的原因：细胞必须是活细胞细胞必须是活细胞必须有必须有大液泡（成熟）的植物细胞大液泡（成熟）的植物细胞细胞液的浓度与外界溶液的浓度必须有浓度差细胞液的浓度与外界溶液的浓度必须有浓度差体现了活细胞的细胞膜的选择透过性，死细胞是全透性的。体现了活细胞的细胞膜的选择透过性，死细胞是全透性的。21外因：半透膜两侧的浓度差植物细胞发生质不一定。但紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中不一定。但紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液泡呈现紫色，更有利于观察。含有色素，使液泡呈现紫色，更有利于观察。根尖分生区的细胞无大液泡，质壁分离不明显，不能根尖分生区的细胞无大液泡，质壁分离不明显，不能作为该实验的材料。作为该实验的材料。使用浓度过高的蔗糖溶液使用浓度过高的蔗糖溶液(0.5g/mL)，质壁分离现象，质壁分离现象明显，但不能复原，因为明显，但不能复原，因为溶液浓度过高导致细胞过度溶液浓度过高导致细胞过度失水而死亡。失水而死亡。23不一定。但紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液泡动植物细胞在吸水与失水方面的动植物细胞在吸水与失水方面的差异差异：动物细胞动物细胞没有细胞壁，因此不会有没有细胞壁，因此不会有质壁分离现象。质壁分离现象。植物细胞植物细胞由于有细胞壁的限制和保由于有细胞壁的限制和保护不会因持续吸水而涨破。护不会因持续吸水而涨破。24动植物细胞在吸水与失水方面的差异：24初始浓度初始浓度0Mg2Ca2+Si4+离子离子培养液中的离子浓度培养液中的离子浓度水稻水稻番茄番茄实例一实例一1、水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？、水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？2、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？三、三、物质跨膜运输的其他实物质跨膜运输的其他实例例25初始浓度0Mg2Ca21.1.在培养过程中，水稻吸收水分及在培养过程中，水稻吸收水分及Si4+离子较多，离子较多，吸收吸收CaCa2+2+、MgMg2+2+较少，结果导致水稻培养液里的较少，结果导致水稻培养液里的CaCa2+2+、MgMg2+2+浓度增高。浓度增高。2.2.在番茄的培养液中，在番茄的培养液中，Ca Ca2+2+、MgMg2+2+的浓度下降，的浓度下降，而而Si4+的浓度升高，证明番茄吸收的的浓度升高，证明番茄吸收的CaCa2+2+、MgMg2+2+比比Si4+多。多。3.3.不同作物对无机盐的吸收是有差异的。不同作物对无机盐的吸收是有差异的。根据资料分析根据资料分析结论：细胞对于物质的输出和输入有选择性。结论：细胞对于物质的输出和输入有选择性。28.1648.55米曲菌米曲菌38.6651.00酵母菌酵母菌2.414.93圆褐固氮菌圆褐固氮菌12.9533.99大肠杆菌大肠杆菌K2OP2O5微生物微生物其他物质跨膜运输实例二其他物质跨膜运输实例二261.在培养过程中，水稻吸收水分及Si4+离子较多，吸收Ca2结论：物质（如碘）的跨膜运输并不都是和结论：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。水一样顺相对含量梯度的运输的。物质跨膜运输的其他实例三物质跨膜运输的其他实例三2025倍倍人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力250mg/L血液中碘的浓度血液中碘的浓度I 水分子的运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨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？膜运输也是这样的吗？由此你能得出什么结论？27结论：物质（如碘）的跨膜运输并不都是和物质跨膜运输的其他水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的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顺相对含量梯度其他物质的跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的的，有的是逆相对含量梯度的。这取决于细胞有的是逆相对含量梯度的。这取决于细胞生命活动的需要。生命活动的需要。细胞对物质的吸收细胞对物质的吸收具有选择性：可以让水分子具有选择性：可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也能通过，而其自由通过，一些离子和小分子也能通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过。他离子、小分子和大分子则不能通过。结论：细胞膜和其他生物膜都是结论：细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜选择透过性膜28水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的结论：细胞膜和其他生物膜都是1、a、b、c是三个相邻的细胞，已知是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度细胞液浓度 b细细胞液浓度胞液浓度 c细胞液浓度细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分在如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（三者之间关系的是（）CacbacbacbacbABCD291、a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度b细胞液2、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧烧苗苗”。其原因是（。其原因是（）A、根细胞从土壤中吸收的养分过多、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、根细胞不能从土壤中吸水C、根系不能将水向上运输、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、根系被肥料分解释放的热能烧毁B302、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”。其原因3、利用高浓度盐水（、利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理溶液）杀菌防腐的原理是（是（）A、盐水中的、盐水中的Cl有杀菌防腐的作用有杀菌防腐的作用B、盐水中的、盐水中的Na不利于细菌的生活不利于细菌的生活C、盐水是中性的，不适于细菌的生活、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、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡D313、利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（【解析】洋葱鳞叶外表皮做质壁分离时，细胞的体积基本不变，细胞液浓度增大。4 4用洋葱鳞叶外表皮做质壁分离实验，下图中符合用洋葱鳞叶外表皮做质壁分离实验，下图中符合 实验结果的图是实验结果的图是 ()D32【解析】洋葱鳞叶外表皮做质壁分离时，细胞的体积基本4用洋5 5 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离后，在显微镜紫色洋葱鳞片叶外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下观察到的正确图示是 ()CC335紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离后，在显微镜CC36 6在一个新鲜萝卜上挖一凹槽，凹槽中放入在一个新鲜萝卜上挖一凹槽，凹槽中放入 浓盐水，过一段时间，结果是浓盐水，过一段时间，结果是 ()A A萝卜变软，凹槽中液体增多萝卜变软，凹槽中液体增多 B B萝卜变软，凹槽中液体减少萝卜变软，凹槽中液体减少 C C萝卜变硬，凹槽中液体增多萝卜变硬，凹槽中液体增多 D D萝卜变硬，凹槽中液体减少萝卜变硬，凹槽中液体减少A【解析】萝卜细胞失水变软，凹槽中液体增加。346在一个新鲜萝卜上挖一凹槽，凹槽中放入A【解析】萝卜细胞4141条件条件结果分析结果分析溶液浓度溶液浓度S1S2单位时间内由单位时间内由S2S1的水分子数多的水分子数多于于S1S2，外观上表现为，外观上表现为S1液面上升液面上升溶液浓度溶液浓度S1S2单位时间内由S2S1的发生质壁分离复原现象发生质壁分离复原现象43发生质壁分离复原现象43C葡萄糖溶液和蔗糖溶液的质量百分比浓度相等，由于葡萄糖分子质量比蔗糖小，则葡萄糖分子数比蔗糖多，所有葡萄糖溶液的浓度大于蔗糖溶液。44C葡萄糖溶液和蔗糖溶液的质量百分比浓度相等，由于葡萄糖分子质B45B45