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1、第4章 細胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié) 物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?.1.細胞在什么情況下吸水或失水？細胞在什么情況下吸水或失水？2.2.植物細胞的質(zhì)壁分離與復原現(xiàn)象說明了植物細胞的質(zhì)壁分離與復原現(xiàn)象說明了什么？什么？3.3.為什么說細胞膜是選擇透過性膜？為什么說細胞膜是選擇透過性膜？一、滲透作用1.1.漏斗管中的液面為什么會升高？漏斗管中的液面為什么會升高？ 因為水分子能透過半透膜而蔗糖分子不能。燒杯中清因為水分子能透過半透膜而蔗糖分子不能。燒杯中清水的水分子含量比蔗糖溶液中的水分子含量高，水透過半水的水分子含量比蔗糖溶液中的水分子含量高，水透過半透膜進入漏斗內(nèi)的速度比從漏斗中出來的速度快。透膜進入漏斗

2、內(nèi)的速度比從漏斗中出來的速度快。2.2.若用紗布或濾紙代替玻璃紙，液面還會升高嗎？若用紗布或濾紙代替玻璃紙，液面還會升高嗎？ 不會，因為水和蔗糖都能通過且兩者速率相等。不會，因為水和蔗糖都能通過且兩者速率相等。3.3.若內(nèi)外都是清水或都是同樣的蔗糖溶液，液面還會升高若內(nèi)外都是清水或都是同樣的蔗糖溶液，液面還會升高嗎？嗎？ 不會，因為水進出的速率相等。不會，因為水進出的速率相等。思考與討論：思考與討論：滲透作用：水分子（或其他溶劑分子）透過半滲透作用：水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜由透膜由低濃度溶液低濃度溶液向向高濃度溶液高濃度溶液的擴散。的擴散。條件：條件：具有半透膜具有半透膜半透膜兩側的

3、溶液要有濃度差半透膜兩側的溶液要有濃度差（水（水分進出是順相對濃度梯分進出是順相對濃度梯度的）度的）半透膜是什么？半透膜是什么？半透膜：一些物質(zhì)（一般是水分子物質(zhì)）能半透膜：一些物質(zhì)（一般是水分子物質(zhì)）能透過，而另一些物質(zhì)不能透過的多孔性薄膜。透過，而另一些物質(zhì)不能透過的多孔性薄膜。滲透實驗中的半透膜一般是指溶劑分子能自滲透實驗中的半透膜一般是指溶劑分子能自由通過，溶質(zhì)分子不能（有的時候是不易）由通過，溶質(zhì)分子不能（有的時候是不易）通過。通過。物理性濾過膜物理性濾過膜選擇透過性膜選擇透過性膜 指水分子可以自由通過，細胞要選擇指水分子可以自由通過，細胞要選擇吸收的離子、小分子可以通過，而其他的吸

4、收的離子、小分子可以通過，而其他的小離子、小分子和大分子則不能通過的膜。小離子、小分子和大分子則不能通過的膜。 膜的選擇透過性是在細胞保持活性狀膜的選擇透過性是在細胞保持活性狀態(tài)時才能體現(xiàn)的，這是一種復雜的生命活態(tài)時才能體現(xiàn)的，這是一種復雜的生命活動。動。選擇透過性膜：選擇透過性膜：當外界溶液的濃度比細胞質(zhì)的濃度低時，細當外界溶液的濃度比細胞質(zhì)的濃度低時，細胞一般會因持續(xù)吸水而漲破。胞一般會因持續(xù)吸水而漲破。當外界溶液濃度比細胞質(zhì)的濃度高時，細胞當外界溶液濃度比細胞質(zhì)的濃度高時，細胞失水皺縮。失水皺縮。當外界溶液的濃度與細胞質(zhì)的濃度相同時當外界溶液的濃度與細胞質(zhì)的濃度相同時, ,水分進出細胞就

5、處于動態(tài)平衡。水分進出細胞就處于動態(tài)平衡。動動物細胞的失水和吸水物細胞的失水和吸水白菜長時間放置在空氣中會慢慢地萎蔫，但是將萎蔫的白菜白菜長時間放置在空氣中會慢慢地萎蔫，但是將萎蔫的白菜放進清水中，它又會恢復硬挺的形態(tài)。放進清水中，它又會恢復硬挺的形態(tài)。1.1.白菜細胞的失水和吸水與紅細胞相同嗎？白菜細胞的失水和吸水與紅細胞相同嗎？2.2.如果不同，不同在哪里呢？如果不同，不同在哪里呢？植物細胞與動物細胞的區(qū)別植物細胞與動物細胞的區(qū)別: :1.1.細胞壁是細胞壁是全透性全透性的。的。2.2.成熟的植物成熟的植物細胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是液泡里的細胞液。細胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是液泡里的細胞液。

6、 3.3.細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)稱為細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)稱為原生質(zhì)層。原生質(zhì)層。 原生質(zhì)層不包括液泡內(nèi)的細胞液。原生質(zhì)層不包括液泡內(nèi)的細胞液。4.4.原生質(zhì)層僅存在于成熟的植物細胞中原生質(zhì)層僅存在于成熟的植物細胞中植植物細胞的吸水和失水實驗物細胞的吸水和失水實驗討論：討論：1.1.原生質(zhì)層是不是相當于一層半透膜呢？原生質(zhì)層是不是相當于一層半透膜呢？2.2.植物細胞的細胞壁對細胞的吸水和失水有無影響呢？植物細胞的細胞壁對細胞的吸水和失水有無影響呢？細胞膜、液泡膜以及它們之間的細胞膜、液泡膜以及它們之間的細胞質(zhì)稱為細胞質(zhì)稱為原生質(zhì)層原生質(zhì)層。原生質(zhì)層相當。原生質(zhì)層相當

7、于半透膜，能讓水分子通過而不能讓于半透膜，能讓水分子通過而不能讓蔗糖分子通過。蔗糖分子通過。細胞壁的伸縮性比原生質(zhì)層小得細胞壁的伸縮性比原生質(zhì)層小得多。原生質(zhì)層失水縮小時細胞壁不能多。原生質(zhì)層失水縮小時細胞壁不能同步縮小同步縮小, ,兩者就發(fā)生了分離。當原生兩者就發(fā)生了分離。當原生質(zhì)層重新吸水脹大時質(zhì)層重新吸水脹大時, ,細胞就復原了。細胞就復原了。11二、植二、植物細胞的吸水和失水物細胞的吸水和失水細胞膜細胞膜液泡膜液泡膜細胞質(zhì)細胞質(zhì)液泡液泡細胞核細胞核細胞壁細胞壁 原生質(zhì)層原生質(zhì)層（半透膜）（半透膜）（全透性，伸縮性?。ㄈ感裕炜s性?。┏墒斓闹参锛毎墒斓闹参锛毎?.成熟的植物細胞是一

8、個滲透裝置1 1、植物細胞是一個滲透系統(tǒng)、植物細胞是一個滲透系統(tǒng)細胞吸水的方式細胞吸水的方式吸脹吸水吸脹吸水滲透吸水滲透吸水實例：實例：未成熟植物細胞、干種子未成熟植物細胞、干種子原因：原因：沒有形成大的中央液泡沒有形成大的中央液泡實例：實例：成熟的植物細胞成熟的植物細胞條件：條件：有中央液泡有中央液泡機理：機理：靠細胞內(nèi)的親水性物質(zhì)靠細胞內(nèi)的親水性物質(zhì) （蛋（蛋 白質(zhì)、淀粉、纖維素）白質(zhì)、淀粉、纖維素） 吸收水分吸收水分主要的吸水方式主要的吸水方式實驗：實驗： 植物細胞的吸水和失水植物細胞的吸水和失水2.2.植植物細胞的質(zhì)壁分離與復原實驗物細胞的質(zhì)壁分離與復原實驗只有成熟的植物只有成熟的植物

9、細胞原生質(zhì)層和細胞原生質(zhì)層和細胞壁才可以分細胞壁才可以分離。離。該細胞為什么不發(fā)生該細胞為什么不發(fā)生質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離? ?細胞發(fā)生質(zhì)壁分離的條件細胞發(fā)生質(zhì)壁分離的條件1.1.細胞是活的細胞是活的( (死細胞的細胞膜為死細胞的細胞膜為 全透性全透性) )2.2.細胞有大液泡細胞有大液泡3.3.細胞外溶液的濃度高于細胞液濃度細胞外溶液的濃度高于細胞液濃度163 3、滲透作用原理的運用、滲透作用原理的運用（1 1）判斷植物細胞的生活狀況）判斷植物細胞的生活狀況（2 2）判斷植物細胞的細胞液濃度）判斷植物細胞的細胞液濃度（3 3）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的水肥管理）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的水肥管理（4 4）生活中殺菌、防腐、腌

10、制食品）生活中殺菌、防腐、腌制食品4、動植物細胞在吸水方面的差異、動植物細胞在吸水方面的差異動物細胞沒有細胞壁，因此不會有質(zhì)壁動物細胞沒有細胞壁，因此不會有質(zhì)壁分離現(xiàn)象分離現(xiàn)象水稻吸收水稻吸收SiOSiO4 44-4-比水多得多，因此溶液中的比水多得多，因此溶液中的SiOSiO4 44-4-離子濃度離子濃度比初始濃度顯著低了；它吸收比初始濃度顯著低了；它吸收MgMg2+2+和和CaCa2+2+比水少，因此離子的濃比水少，因此離子的濃度比初始濃度高了。番茄的情況也與此類似，不過它吸收度比初始濃度高了。番茄的情況也與此類似，不過它吸收MgMg2+2+和和CaCa2+2+比水多，而吸收比水多，而吸收

11、SiOSiO4 44-4-比水少。比水少。三、物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗⑽镔|(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗?91.1.在培養(yǎng)過程中，水稻吸收水分及在培養(yǎng)過程中，水稻吸收水分及Si4+離子較多，離子較多，吸收吸收CaCa2+2+、MgMg2+2+較少，結果導致水稻培養(yǎng)液里的較少，結果導致水稻培養(yǎng)液里的CaCa2+2+、MgMg2+2+濃度增高。濃度增高。2.2.在番茄的培養(yǎng)液中，在番茄的培養(yǎng)液中， CaCa2+2+、MgMg2+2+的濃度下降，的濃度下降，而而Si4+的濃度升高，證明番茄吸收的的濃度升高，證明番茄吸收的CaCa2+2+、MgMg2+2+比比Si4+ 多。多。3.3.不同作物對無機鹽的吸收是有

12、差異的。不同作物對無機鹽的吸收是有差異的。根據(jù)資料分析根據(jù)資料分析結論：細胞對于物質(zhì)的輸出和輸入有選結論：細胞對于物質(zhì)的輸出和輸入有選擇性。擇性。28.1648.55米曲菌米曲菌38.6651.00酵母菌酵母菌2.414.93圓褐固氮菌圓褐固氮菌12.9533.99大腸桿菌大腸桿菌K2OP2O5微生物微生物其他物質(zhì)跨膜運輸實例二其他物質(zhì)跨膜運輸實例二這些實例說明：這些實例說明：1.1.物質(zhì)通過細胞膜并非都是順濃度梯度的。物質(zhì)通過細胞膜并非都是順濃度梯度的。2.2.其他物質(zhì)的跨膜運輸并不都是這樣，這取決于細胞其他物質(zhì)的跨膜運輸并不都是這樣，這取決于細胞生命活動的需要。生命活動的需要。3.3.細胞

13、對物質(zhì)的吸收是有選擇的。細胞對物質(zhì)的吸收是有選擇的。結論：結論：細胞膜不僅是半透膜，還是選擇透過細胞膜不僅是半透膜，還是選擇透過性膜性膜1.1.下列關于物質(zhì)跨膜運輸實例的說法中，不正確的是下列關于物質(zhì)跨膜運輸實例的說法中，不正確的是( () )A.A.細胞膜、核膜等生物膜都是選擇透過性膜細胞膜、核膜等生物膜都是選擇透過性膜B.B.水分子進出細胞，取決于細胞內(nèi)外液體的濃度差水分子進出細胞，取決于細胞內(nèi)外液體的濃度差C.C.小分子物質(zhì)都能通過細胞膜，大分子物質(zhì)則不能小分子物質(zhì)都能通過細胞膜，大分子物質(zhì)則不能D.D.細胞的吸水和失水是水分子順相對含量的濃度梯度跨膜運細胞的吸水和失水是水分子順相對含量

14、的濃度梯度跨膜運輸?shù)倪^程輸?shù)倪^程【解析解析】細胞膜等生物膜具有選擇透過性，細胞需要的小分細胞膜等生物膜具有選擇透過性，細胞需要的小分子、離子可以通過細胞膜，而細胞不需要的小分子、離子和子、離子可以通過細胞膜，而細胞不需要的小分子、離子和大分子則不能通過細胞膜。大分子則不能通過細胞膜。C C2.2.（20122012揚州檢測）揚州檢測）a a、b b、c c表示某植物體的三個相鄰表示某植物體的三個相鄰的細胞的細胞, ,它們的細胞液濃度為它們的細胞液濃度為abc,abc,它們之間的水分滲透它們之間的水分滲透方向應該是方向應該是( )( )C C3.(20113.(2011新課標全國卷新課標全國卷)

15、 )將人的紅細胞放入將人的紅細胞放入44蒸餾水蒸餾水中，一段時間后紅細胞破裂，主要原因是（中，一段時間后紅細胞破裂，主要原因是（ ）A A紅細胞膜具有水溶性紅細胞膜具有水溶性B B紅細胞的液泡體積增大紅細胞的液泡體積增大C C蒸餾水大量進入紅細胞蒸餾水大量進入紅細胞D D低溫時紅細胞膜流動性增大低溫時紅細胞膜流動性增大【解析解析】A A項項, ,紅細胞膜主要以磷脂為基本骨架，因此不具紅細胞膜主要以磷脂為基本骨架，因此不具有水溶性，而是脂溶性。有水溶性，而是脂溶性。B B項項, ,紅細胞是動物細胞沒有液泡。紅細胞是動物細胞沒有液泡。C C項，紅細胞從外界吸水膨脹，使紅細胞破裂。項，紅細胞從外界吸

16、水膨脹，使紅細胞破裂。D D項，低溫項，低溫時細胞膜的流動性減小，不是增大。時細胞膜的流動性減小，不是增大。 C C4 4某成熟植物細胞經(jīng)某種處理后仍保持活性，但在某成熟植物細胞經(jīng)某種處理后仍保持活性，但在0.3 g/mL0.3 g/mL的蔗糖溶液中不發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，實驗操的蔗糖溶液中不發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，實驗操作正確。則先前的作正確。則先前的“某種處理某種處理”所用的試劑是所用的試劑是( () )A A0.5 g/mL0.5 g/mL的蔗糖溶液的蔗糖溶液 B B清水清水C C纖維素酶纖維素酶 D D10%HCl10%HCl溶液溶液【解析解析】活的成熟植物細胞在活的成熟植物細胞在0.3 g/m

17、L0.3 g/mL的蔗糖溶液中會發(fā)的蔗糖溶液中會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，而處理后的成熟植物細胞不發(fā)生質(zhì)壁分生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，而處理后的成熟植物細胞不發(fā)生質(zhì)壁分離，選項中只有離，選項中只有C C項處理符合題干要求。項處理符合題干要求。C C5.5.以下哪種情況會發(fā)生滲透作用（以下哪種情況會發(fā)生滲透作用（ ）干種子萌發(fā)時的吸水干種子萌發(fā)時的吸水萎蔫的青菜放進清水中變得硬挺萎蔫的青菜放進清水中變得硬挺根毛細胞吸水根毛細胞吸水水由氣孔進入外界環(huán)境水由氣孔進入外界環(huán)境插在花瓶中的花枝由瓶中吸水插在花瓶中的花枝由瓶中吸水洋蔥表皮細胞放在鹽水中發(fā)生質(zhì)壁分離洋蔥表皮細胞放在鹽水中發(fā)生質(zhì)壁分離兔的紅細胞放在鹽水中發(fā)生皺

18、縮兔的紅細胞放在鹽水中發(fā)生皺縮A.A. B. B. C.C. D. D. B B6.6.濃鹽水有殺菌防腐的作用，其原因是（濃鹽水有殺菌防腐的作用，其原因是（ ）A.A.濃鹽水中含有較多的氯離子，使細菌毒素失效濃鹽水中含有較多的氯離子，使細菌毒素失效B.B.濃鹽水中沒有細菌所需要的酶，細菌不能產(chǎn)生毒素濃鹽水中沒有細菌所需要的酶，細菌不能產(chǎn)生毒素C.C.由于滲透作用，使細菌失水死亡由于滲透作用，使細菌失水死亡D.D.濃鹽水中含養(yǎng)料少，細菌迅速死亡濃鹽水中含養(yǎng)料少，細菌迅速死亡C C7.7.某同學用某同學用30%30%的蔗糖溶液來處理生物細胞，在操作步驟的蔗糖溶液來處理生物細胞，在操作步驟都正確的情況下，細胞沒有出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象。對此合理都正確的情況下，細胞沒有出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象。對此合理的解釋可能是的解釋可能是( )( )實驗材料是根尖分生區(qū)