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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,半透膜：半透膜是一类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,一、渗透作用,渗透作用装置,分析实验现象,1.第一组装置的 漏斗管内液面为什么会升高？ 由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。 2.第二组装置，用纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面还会升高吗？ 用纱布替代玻璃纸时，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高,3.第三组装置，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，单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水半分子数量等于渗出的水分子数量，液面也不会升高。,4.水分子只能从烧杯中扩散到漏斗中吗？,（友情提醒）半透膜，水分子可以自由通过。,不是的，水分子既可以从烧杯中扩散到漏斗中，也能从漏斗中扩散到烧杯中，只不过，在单位时间内，从烧杯中扩散到漏斗中的水分子数量比较多。,结论,水渗入漏斗内使液面上升必须具备两个条件 1、具有半透膜 2、半透膜两侧溶液浓度差,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 具有半透膜（主要）,半透膜两侧的溶液浓度不同,课题一 水分子的跨膜运输,问题：细胞是否会发生渗透作用呢？,分析右图，一段时间后红细胞会发生什么变化？,放到清水中，细胞不断吸水膨胀直至胀破。,红细胞置于清水中,疑问？红细胞是否也是发生渗透作用呢？,（一）动物细胞的吸水和失水,【探究】红细胞是否具有发生渗透作用的条件 问题一 红细胞的细胞膜相当于半透膜，为什么？ 因为，细胞膜同样具有有些物质可以通过，而有些物质不能通过的特点。 问题二 什么情况下，红细胞会发生吸水或失水？,当外界溶液浓度细胞质基质浓度时，红细胞失水； 当外界溶液浓度细胞质基质浓度时，红细胞吸水。,【总结】红细胞发生渗透作用的条件,2、外界溶液与细胞质基质存在浓度差,1、细胞膜相当于半透膜,不可以，因为血红蛋白是大分子，不能透过细胞膜。,2当外界溶液浓度过低时，红细胞会发生什么变 化？原因是,3红细胞吸水或失水的多少与什么有关？,红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外的浓度差，一般差值越大，吸水或失水越多。,1红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？,【思考】,会发生吸水并且胀破 ，因为外界溶液浓度过低，红细胞不断吸水，而细胞膜的伸缩性是一定的，超过了这个限度，细胞就会破裂。,4.如果将红细胞放置于生理盐水中呢，细胞有什么变化？原因？,红细胞不吸水也不失水，保持细胞原有的形态。因为外界溶液浓度=细胞内浓度，所以单位时间渗入的水分子数量等于渗出的水分子数量，水分子的运动达到动态平衡，因此表现细胞既不吸水也不失水。,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.原生质层是否相当与半透膜？,2.植物细胞的吸水与失水,【探究】植物细胞原生质层相当于半透膜,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？） 作出假设（原生质层相当于一层半透膜） 设计实验,预期结果,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。,设计 方案,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；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。,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：）,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,盖上盖玻片，用低倍镜观察。 3.在盖玻片的一侧滴一滴质量分数为30%的蔗糖溶液，另一侧用吸 水纸吸去多余液体，重复几次。 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。,进行实验,植物细胞的质壁分离及复原,实验现象：,变 小,原生质层脱离细胞壁,基本 不变,逐渐恢复原来大小,原生质层恢复原来位置,基本 不变,得出结论,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。细胞液与细胞外界溶液发生了渗透作用。,质壁分离及复原现象,质壁分离及复原现象的应用,1.判断细胞死活。 2.估测细胞液的浓度。 3.验证原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,质壁分离及复原现象发生的条件 成熟的植物活细胞,物质跨膜运输的其他实例 实例一,培养液中的离子浓度,初始浓度,0 Mg2 Ca2+ Si4+ 离子,番茄,水稻,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？,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。,水稻吸水量大于对钙、镁两种离子的吸收量,有差异,细胞膜的功能特点,对物质的通过具有选择性，是选择透过性膜,巩固练习,1.以下可以发生渗透作用的是（ ） A.煮熟的马铃薯条放入水中 B.把干种子放在清水中 C.烈日下菠菜叶子下垂 D.放在盐水中的萝卜变软,D,2.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,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（ ）,A,B,C,D,C,3.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,B,4.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,D,1.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？,2.如果滴加的是0.5克ml的蔗糖溶液，实验结果会有什么不同？,交 流,不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水,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,作业,1.说明动植物细胞吸水和失水的条件 2.渗透作用发生的条件 3.什么是质壁分离现象？原生质层包括哪几个结构？ 4.绘图 植物细胞质壁分离示意图。并标出各部分结构。,
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