第1節(jié)物質跨膜運輸的實例(三水中學繆運良)

1、第第4章第章第1節(jié)節(jié)物質跨膜運輸的實例物質跨膜運輸的實例三水中學三水中學 繆運良繆運良一、細一、細胞的吸水和失水胞的吸水和失水蓮花出淤泥而不染蓮花出淤泥而不染灑水為了保持蔬菜的新鮮硬挺灑水為了保持蔬菜的新鮮硬挺糖漬西紅柿糖漬西紅柿醋拌黃瓜醋拌黃瓜（一）滲（一）滲透現象演示實驗透現象演示實驗Next實實驗驗現現象象條件條件滲透作用滲透作用 水水分子（或其他溶劑分子）分子（或其他溶劑分子）透過半透膜的擴散，透過半透膜的擴散，稱為滲透作用稱為滲透作用半透膜半透膜半透膜半透膜兩側的溶液具有濃度差兩側的溶液具有濃度差水分子的滲透趨勢：由低濃度的一邊向高濃度的一邊水分子的滲透趨勢：由低濃度的一邊向高濃度的

2、一邊【典型例題典型例題】 下下圖為一個滲透裝置，半透膜小袋內充滿圖為一個滲透裝置，半透膜小袋內充滿0.3 0.3 g/g/mLmL的蔗糖溶液，用的蔗糖溶液，用不同表面積的半透膜小袋不同表面積的半透膜小袋做實驗做實驗，開始一段時間內開始一段時間內玻璃管內液面高度變化速率的相關玻璃管內液面高度變化速率的相關曲線曲線最可能最可能是是( (橫坐標表示表面積橫坐標表示表面積)()() )B B細胞膜相當于半透膜細胞膜相當于半透膜制備細胞膜的實驗原理制備細胞膜的實驗原理（二）、（二）、動物細胞的吸水和失水動物細胞的吸水和失水外界溶液濃度外界溶液濃度 小于小于 細胞質濃度細胞質濃度細胞細胞吸水膨脹吸水膨脹外

3、界溶液濃度外界溶液濃度 等于等于 細胞質濃度細胞質濃度 保持原狀保持原狀態(tài)態(tài)外界溶液濃度外界溶液濃度 大于大于 細胞質濃度細胞質濃度細胞細胞失水皺縮失水皺縮紅細胞吸水或失水的多少取決于什么條件？紅細胞吸水或失水的多少取決于什么條件？ 取取決于外界溶液的濃度的大小決于外界溶液的濃度的大小濃度差越大，細胞吸水或失水越多濃度差越大，細胞吸水或失水越多細胞質細胞質 （蔗糖溶液）（蔗糖溶液）清水清水 （清水）（清水）細胞膜細胞膜 （半透膜）（半透膜）與生活的聯(lián)系與生活的聯(lián)系 吃吃比較咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感比較咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感覺？為什么？覺？為什么？ 覺覺得比較干，細胞失水得比較

4、干，細胞失水半透膜與選擇透過性膜半透膜與選擇透過性膜 半半透膜：透膜： 一些物質（一般是小分子物質）一些物質（一般是小分子物質）能透過，而另一些物質不能透過的多孔性薄能透過，而另一些物質不能透過的多孔性薄膜。膜。 選選擇透過性膜：擇透過性膜： 指水分子、細胞要選擇吸指水分子、細胞要選擇吸收的離子和小分子可以通過，而其他的離子、收的離子和小分子可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過的膜。小分子和大分子則不能通過的膜。選擇透過性膜相當于半透膜，反之則不然選擇透過性膜相當于半透膜，反之則不然討論1.1.正常生活著的紅細胞內的血紅蛋白等有機物能過細正常生活著的紅細胞內的血紅蛋白等有機物能過細

5、 胞膜外嗎？胞膜外嗎？ 2.2.根據現象判斷紅細胞的細胞膜相當與什么膜？根據現象判斷紅細胞的細胞膜相當與什么膜？3.3.當當外界溶液的濃度低外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會吸水而漲時，紅細胞一定會吸水而漲破嗎？破嗎？4.4.紅細胞吸水或失水的多少取決與什么？紅細胞吸水或失水的多少取決與什么？紅細胞內的血紅蛋白等有機物一般不能透過細胞膜。紅細胞內的血紅蛋白等有機物一般不能透過細胞膜。紅細胞的細胞膜相當于紅細胞的細胞膜相當于“問題探討問題探討”中的半透膜。中的半透膜。 不一定，當不一定，當外界溶液的濃度低于紅細胞內部的濃度時，外界溶液的濃度低于紅細胞內部的濃度時，紅細胞一般會因持續(xù)吸水紅細胞一般會

6、因持續(xù)吸水而膨脹，甚至漲破。而膨脹，甚至漲破。 紅紅細胞吸水或失水的多少細胞吸水或失水的多少主要取決于紅細胞內外濃度主要取決于紅細胞內外濃度的差值的差值。一般情況下，差值較大時吸水或失水較多。一般情況下，差值較大時吸水或失水較多。細胞液細胞液細胞壁細胞壁原生質層原生質層由纖維素和果膠組成，是由纖維素和果膠組成，是全透性的，伸縮性小全透性的，伸縮性?。ㄈ?、（三）、植物細胞的吸水和失水植物細胞的吸水和失水 細胞內有細胞液細胞內有細胞液 長頸漏斗中有蔗糖液長頸漏斗中有蔗糖液 外界溶液外界溶液 燒杯中有清水燒杯中有清水 半透膜半透膜成熟的植物細胞滲透系統(tǒng)裝置 原生質層原生質層 (選擇性透過膜選擇性透

7、過膜) 1 1、植物細胞會出現失水的情況嗎、植物細胞會出現失水的情況嗎2 2、植物細胞在什么情況下會失水？、植物細胞在什么情況下會失水？3 3、原生質層是否相當于一層半透膜？、原生質層是否相當于一層半透膜？ 探究的問題：探究的問題：探究：植物細胞的吸水和失水探究：植物細胞的吸水和失水 提出問題提出問題 作出假設作出假設 設計實驗設計實驗 進行實驗進行實驗 分析結果，得出結論分析結果，得出結論 表達和交流表達和交流 進一步探究進一步探究提出問題提出問題作出假設作出假設設計實驗設計實驗進行實驗進行實驗分析結果分析結果表達與交流表達與交流（原生質層是一層半透膜嗎？）（原生質層是一層半透膜嗎？）（原生

8、質層相當于一層半透膜）（原生質層相當于一層半透膜）設計設計方案方案（按預定方案進行實驗）（按預定方案進行實驗）（分析實驗結果，得出結論：（分析實驗結果，得出結論：）（總結，寫實驗報告并適當交流）（總結，寫實驗報告并適當交流）預期預期結果結果 將將植物細胞浸潤在較高濃度的蔗糖植物細胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察其大小的變化；再將細胞溶液中，觀察其大小的變化；再將細胞浸潤在清水中，觀察其大小的變化。浸潤在清水中，觀察其大小的變化。 在在蔗糖溶液中植物細胞的中央液泡蔗糖溶液中植物細胞的中央液泡會變小，細胞皺縮；在清水中植物細胞會變小，細胞皺縮；在清水中植物細胞的中央液泡會變大，細胞膨脹。的中央液

9、泡會變大，細胞膨脹。 觀察植物細胞的質壁分離和復原觀察植物細胞的質壁分離和復原1.1.實驗原理實驗原理(1)(1)成熟的植物細胞構成滲透系統(tǒng)可發(fā)生滲透作用。成熟的植物細胞構成滲透系統(tǒng)可發(fā)生滲透作用。(2)(2)當細胞液濃度當細胞液濃度 外界溶液濃度時，細胞吸水，發(fā)生質壁分離復原。外界溶液濃度時，細胞吸水，發(fā)生質壁分離復原。2.2.實驗流程實驗流程實驗現象：實驗現象： 中央液泡中央液泡大小大小原生質層原生質層的位置的位置細胞大小蔗糖溶液清水變小變小逐漸恢復逐漸恢復原來大小原來大小原生質層恢原生質層恢復原來位置復原來位置原生質層原生質層脫離細胞壁脫離細胞壁基本基本不變不變基本基本不變不變外界溶液濃

10、度外界溶液濃度 細胞液的濃度，細胞細胞液的濃度，細胞失水失水植物細胞質壁分離現象植物細胞質壁分離現象討論：討論： 1 1、正在質壁分離的植物細胞，細胞液的濃度、正在質壁分離的植物細胞，細胞液的濃度、液泡的顏色、細胞吸水力如何變化？液泡的顏色、細胞吸水力如何變化？ 2 2、質壁分離后，細胞壁與細胞膜之間的空隙充、質壁分離后，細胞壁與細胞膜之間的空隙充滿了什么？滿了什么？變大、變深、變大變大、變深、變大蔗糖溶液（或外界溶液）蔗糖溶液（或外界溶液）植物細胞質壁分離復原現象植物細胞質壁分離復原現象外界溶液濃度外界溶液濃度 細胞液的濃度，細胞細胞液的濃度，細胞吸水吸水細胞細胞失水失水質質壁壁分分離離外界

11、溶液濃度外界溶液濃度細胞液濃度細胞液濃度細胞壁的伸縮性細胞壁的伸縮性原生質層的伸縮性原生質層的伸縮性質壁分離結果分析：質壁分離結果分析：外界溶液濃度外界溶液濃度細胞液濃度細胞液濃度細胞細胞吸水吸水細胞壁的伸縮性細胞壁的伸縮性原生質層的伸縮性原生質層的伸縮性質質壁壁分分離離復復原原質壁分離復原結果分析：質壁分離復原結果分析：3.3.如果滴加的是如果滴加的是0.5g/ml0.5g/ml的蔗糖溶液，實驗結果會有什的蔗糖溶液，實驗結果會有什么現象？么現象？如果把變化后的細胞放入清水中，會怎樣變化？說明原因如果把變化后的細胞放入清水中，會怎樣變化？說明原因 質壁分離更快更明顯質壁分離更快更明顯 不會發(fā)生

12、質壁分離復原，因為高濃度的蔗糖溶液導致植物不會發(fā)生質壁分離復原，因為高濃度的蔗糖溶液導致植物細胞失水過多而死亡。細胞失水過多而死亡。4 4、如果把植物細胞放入、如果把植物細胞放入KNO3KNO3溶液或尿素溶液中，發(fā)溶液或尿素溶液中，發(fā)現細胞先發(fā)生質壁分離，后自動復原，原因是？現細胞先發(fā)生質壁分離，后自動復原，原因是？ 細胞吸收細胞吸收KNO3KNO3或尿素（即溶質分子），導致細或尿素（即溶質分子），導致細胞液的濃度升高，細胞吸水復原。胞液的濃度升高，細胞吸水復原。植物細胞的質壁分離和復原植物細胞的質壁分離和復原現象證明現象證明 水分子水分子是可以出入細胞膜（原生質層）的物質是可以出入細胞膜（原

13、生質層）的物質 水分子進出細胞的方向取決于細胞膜（原生質層）水分子進出細胞的方向取決于細胞膜（原生質層）兩邊溶液的濃度兩邊溶液的濃度 細胞吸水和失水是水分子順（水的）相對含量梯細胞吸水和失水是水分子順（水的）相對含量梯度進行跨膜運輸的過程度進行跨膜運輸的過程 細胞膜和液泡膜都是選擇透過性膜細胞膜和液泡膜都是選擇透過性膜質壁分離和復原實驗（或滲透作用原理）的應用質壁分離和復原實驗（或滲透作用原理）的應用（1）說明原生質層是選擇透過性膜）說明原生質層是選擇透過性膜（2）判斷植物細胞的生活狀況（植物細胞的死活）判斷植物細胞的生活狀況（植物細胞的死活）（3）測定植）測定植物細胞的細胞液濃度物細胞的細胞

14、液濃度（4）光學顯微鏡下觀察細胞膜）光學顯微鏡下觀察細胞膜（5）判斷細胞壁和原生質層伸縮性的大?。┡袛嗉毎诤驮|層伸縮性的大?。?）農業(yè)生產中的水肥管理農業(yè)生產中的水肥管理（7）生活中殺菌、防腐、腌制食品生活中殺菌、防腐、腌制食品 （四）動（四）動植物細胞在吸水與失水方面的差異植物細胞在吸水與失水方面的差異 動動物細胞物細胞沒有細胞壁，因此不會有質壁分沒有細胞壁，因此不會有質壁分離現象（離現象（皺縮皺縮 或漲或漲破破）。）。 植植物細胞物細胞由于有細胞壁的限制和保護不會由于有細胞壁的限制和保護不會因持續(xù)吸水而漲破（質壁分離因持續(xù)吸水而漲破（質壁分離 質壁分離復原）。質壁分離復原）。初始濃度

15、初始濃度 0 Mg2 Ca2+ Si4+ 離子離子培養(yǎng)液中的離子濃度培養(yǎng)液中的離子濃度水稻番茄二、二、物質跨膜運輸的其他實物質跨膜運輸的其他實例例 實實例例一一:1 1、水稻培養(yǎng)液中的鈣、鎂兩種離子濃度為什么會增高？、水稻培養(yǎng)液中的鈣、鎂兩種離子濃度為什么會增高？2、不同作物對無機鹽離子的吸收有差異嗎？、不同作物對無機鹽離子的吸收有差異嗎？ 水稻吸收水分及水稻吸收水分及Si4+離子較多，吸收離子較多，吸收Ca2+、Mg2+較少，較少，結果導致水稻培養(yǎng)液里的結果導致水稻培養(yǎng)液里的Ca2+、Mg2+濃度增高。濃度增高。有差異有差異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+

16、離子較多，吸收離子較多，吸收Ca2+、Mg2+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Ca2+、Mg2+濃度增高。濃度增高。2.在番茄的培養(yǎng)液中，在番茄的培養(yǎng)液中， Ca2+、Mg2+的濃度下降，而的濃度下降，而Si4+的濃度升的濃度升高，證明番茄吸收的高，證明番茄吸收的Ca2+、Mg2+比比Si4+ 多。多。3.不同作物對無機鹽的吸收是有差異的。不同作物對無機鹽的吸收是有差異的。根據資料分析結論：細胞對于物質的輸出和輸結論：細胞對于物質的輸出和輸入具有入具有選擇性。選擇性。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

17、.9533.99大腸桿菌大腸桿菌K2OP2O5微生物微生物其他物質跨膜運輸實例二其他物質跨膜運輸實例二結論：結論： 物物質（如碘）的跨膜運輸并不都是和水一質（如碘）的跨膜運輸并不都是和水一樣順相對含量梯度的運輸的。樣順相對含量梯度的運輸的。20 25倍倍250mg/L血液中碘的濃度血液中碘的濃度I 水分子的運輸是順相對含量梯度的，其他物質的水分子的運輸是順相對含量梯度的，其他物質的跨膜運輸也是這樣的嗎？由此你能得出什么結論？跨膜運輸也是這樣的嗎？由此你能得出什么結論？結論：結論：細胞膜不僅是半透膜，還是選擇透過性膜細胞膜不僅是半透膜，還是選擇透過性膜（1)1)它具有半透膜的物理性質它具有半透膜

18、的物理性質 （2)2)它具有主動的選擇性它具有主動的選擇性 這這種膜可以讓水分子自由通過，一些離子和種膜可以讓水分子自由通過，一些離子和小分子也可以通過，而其他的離子、小分子和大小分子也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過分子則不能通過 細胞膜的功能特性：選擇透過性細胞膜的功能特性：選擇透過性1 1、取正常生活且具有大液泡的甲、乙兩個植物細、取正常生活且具有大液泡的甲、乙兩個植物細胞，分別放入蔗糖溶液和甘油溶液中，胞，分別放入蔗糖溶液和甘油溶液中，兩種溶液的濃兩種溶液的濃度均比細胞液濃度高度均比細胞液濃度高。在顯微鏡下連續(xù)觀察甲、乙兩。在顯微鏡下連續(xù)觀察甲、乙兩細胞的變化是細胞的變

19、化是 A A 都不發(fā)生質壁分離都不發(fā)生質壁分離 B B 乙會發(fā)生質壁分乙會發(fā)生質壁分離離 C C 甲會發(fā)生質壁分離甲會發(fā)生質壁分離 D D 均會發(fā)生質壁分均會發(fā)生質壁分離離2. 家庭養(yǎng)花，如果施肥過多，會引起花卉萎蔫，這家庭養(yǎng)花，如果施肥過多，會引起花卉萎蔫，這時可以采取的措施有（時可以采取的措施有（ ） 加強光照加強光照 改善空氣流通改善空氣流通 適當澆灌清水適當澆灌清水 更換盆中泥土更換盆中泥土A.A. B. B. C. C. D. D. 3. a3. a、b b、c c表示某植物體的三個相鄰的細胞表示某植物體的三個相鄰的細胞, ,它們的它們的細胞液濃度為細胞液濃度為abc,abc,它們之

20、間的水分滲透方向應該是它們之間的水分滲透方向應該是acbacbacbacb4.4.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，細菌不能產生毒素濃鹽水中沒有細菌所需要的酶，細菌不能產生毒素C.C.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D.D.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5. 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根毛細胞吸水水 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)生質壁分離洋蔥表皮細胞放在鹽水中發(fā)生質壁分離兔的血液紅細胞放在鹽水中發(fā)生皺縮兔的血液紅細胞放在鹽水中發(fā)生皺縮A.A. B B. . C. C. D D. . 6 6、