生物必修一物質(zhì)跨膜運輸

1、擴散現(xiàn)象：擴散現(xiàn)象： 物質(zhì)可以從相對濃度高的區(qū)域向低濃度區(qū)域物質(zhì)可以從相對濃度高的區(qū)域向低濃度區(qū)域運動，即運動，即擴散作用擴散作用滲透現(xiàn)象演示實驗滲透現(xiàn)象演示實驗Next實實驗驗現(xiàn)現(xiàn)象象 一、細(xì)胞的吸水和失水一、細(xì)胞的吸水和失水 （1 1）滲透作用）滲透作用水分子（或其他溶劑分子）透過的水分子（或其他溶劑分子）透過的 擴擴散，稱為滲透作用。散，稱為滲透作用。（2 2）條件）條件具有具有 . .膜兩側(cè)的溶液具有膜兩側(cè)的溶液具有 . .（含水量多（含水量多含水量少）含水量少）半透膜半透膜半透膜半透膜濃度差濃度差1 1、原理：、原理：發(fā)生了滲透作用發(fā)生了滲透作用 細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì) 清水清水 （蔗糖溶液）

2、（蔗糖溶液）細(xì)胞膜細(xì)胞膜 （半透膜）（半透膜）2.2.動物細(xì)胞的吸水和失水動物細(xì)胞的吸水和失水外界溶液濃度外界溶液濃度 細(xì)胞質(zhì)濃度細(xì)胞質(zhì)濃度細(xì)胞吸水膨脹細(xì)胞吸水膨脹外界溶液濃度外界溶液濃度 細(xì)胞質(zhì)濃度細(xì)胞質(zhì)濃度 保持原狀態(tài)保持原狀態(tài)外界溶液濃度外界溶液濃度 細(xì)胞質(zhì)濃度細(xì)胞質(zhì)濃度細(xì)胞失水皺縮細(xì)胞失水皺縮小于小于大于大于等于等于1 1、紅細(xì)胞內(nèi)血紅蛋白等有機物能透過細(xì)胞膜嗎？、紅細(xì)胞內(nèi)血紅蛋白等有機物能透過細(xì)胞膜嗎？2.2.紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是不是相當(dāng)于紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是不是相當(dāng)于“問題探討問題探討”中所說中所說的半透膜？的半透膜？3 3、當(dāng)外界溶液的濃度低時，紅細(xì)胞一定會由于吸水、當(dāng)外界溶液的濃度低時

3、，紅細(xì)胞一定會由于吸水而漲破嗎？而漲破嗎？4 4、紅細(xì)胞吸水或失水的多少取決于什么條件？、紅細(xì)胞吸水或失水的多少取決于什么條件？主要取決于細(xì)胞內(nèi)外濃度差，濃度差越大細(xì)胞吸水或失主要取決于細(xì)胞內(nèi)外濃度差，濃度差越大細(xì)胞吸水或失水越多水越多當(dāng)外界溶液的濃度低時，紅細(xì)胞一般會由于持續(xù)吸水當(dāng)外界溶液的濃度低時，紅細(xì)胞一般會由于持續(xù)吸水而漲破而漲破與生活的聯(lián)系與生活的聯(lián)系吃比較咸的食物，口腔和唇的黏膜吃比較咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感覺？為什么？有什么感覺？為什么？答：覺得比較干，細(xì)胞失水答：覺得比較干，細(xì)胞失水成成熟熟的的植植物物細(xì)細(xì)胞胞模模式式圖圖細(xì)胞壁細(xì)胞壁細(xì)胞膜細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)液泡液泡（內(nèi)

4、含細(xì)胞液）（內(nèi)含細(xì)胞液）液泡膜液泡膜原生質(zhì)層原生質(zhì)層（全透性）（全透性）（選擇透（選擇透過性）過性）3 3、植物細(xì)胞的吸水與失水、植物細(xì)胞的吸水與失水原生質(zhì)層：原生質(zhì)層：細(xì)胞膜、液泡膜、及兩膜之間的細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜、液泡膜、及兩膜之間的細(xì)胞質(zhì)植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要是指植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要是指_液泡中的細(xì)胞液液泡中的細(xì)胞液半透膜與選擇透過性膜半透膜與選擇透過性膜 半透膜半透膜： 一些物質(zhì)（一般是小分子物質(zhì)）能一些物質(zhì)（一般是小分子物質(zhì)）能透過，而另一些物質(zhì)不能透過的透過，而另一些物質(zhì)不能透過的多孔多孔性薄膜性薄膜選擇透過性膜選擇透過性膜： 指水分子、細(xì)胞要選擇吸收的指水分子、細(xì)胞要選擇吸收的離

5、子和小分子可以通過，而其他的離子、小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。例如細(xì)胞膜分子和大分子則不能通過的膜。例如細(xì)胞膜二者關(guān)系二者關(guān)系：選擇透過性膜屬于半透膜。選擇透過性膜屬于半透膜。玻璃紙，腸系膜，蛋殼膜，魚鰾等玻璃紙，腸系膜，蛋殼膜，魚鰾等科學(xué)探究：科學(xué)探究：提出問題提出問題作出假設(shè)作出假設(shè)設(shè)計實驗設(shè)計實驗進(jìn)行實驗進(jìn)行實驗分析結(jié)果分析結(jié)果表達(dá)與交流表達(dá)與交流原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜？原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜？原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜選擇材料用具、方法步驟選擇材料用具、方法步驟按預(yù)定方案進(jìn)行實驗按預(yù)定方案進(jìn)行實驗分析實驗結(jié)果，得

6、出結(jié)論：分析實驗結(jié)果，得出結(jié)論：總結(jié)，寫實驗報告并適當(dāng)交流總結(jié)，寫實驗報告并適當(dāng)交流植物細(xì)胞的吸水和失水植物細(xì)胞的吸水和失水進(jìn)一步探究進(jìn)一步探究2 2、實驗原理、實驗原理 成熟的植物細(xì)胞的成熟的植物細(xì)胞的原生質(zhì)層原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透相當(dāng)于一層半透膜，細(xì)胞液膜，細(xì)胞液具有一定的濃度具有一定的濃度，能夠滲透失水和吸，能夠滲透失水和吸水。水。載玻片上載玻片上1滴滴清水清水在新鮮的顏色較深的部在新鮮的顏色較深的部位劃井字，位劃井字，撕取撕取外表皮外表皮（注意安全）（注意安全）材料放入載玻片上水滴中，材料放入載玻片上水滴中，鑷子展平鑷子展平( (材料不可重疊材料不可重疊) )蓋蓋玻片蓋蓋玻片( (不能

7、有氣泡不能有氣泡) )洋蔥表皮臨時裝片制作洋蔥表皮臨時裝片制作3 3、實驗流程圖示（質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗）、實驗流程圖示（質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗）高倍顯微鏡下觀察高倍顯微鏡下觀察吸水紙吸引吸水紙吸引（臨時裝片）（臨時裝片）高倍顯微鏡觀察高倍顯微鏡觀察吸水紙吸引清水清水（臨時裝片）（臨時裝片）高倍顯微鏡觀察制作洋蔥鱗片葉表皮臨時裝片制作洋蔥鱗片葉表皮臨時裝片有一個紫色的中央大液泡有一個紫色的中央大液泡原生質(zhì)層緊貼細(xì)胞壁原生質(zhì)層緊貼細(xì)胞壁0.3g/ml蔗糖溶液蔗糖溶液中央大液泡逐漸變?。ㄗ仙由睿┲醒氪笠号葜饾u變小（紫色加深）原生質(zhì)層與細(xì)胞壁逐漸分離原生質(zhì)層與細(xì)胞壁逐漸分離中央大液泡逐漸漲大中央大液泡逐

8、漸漲大原生質(zhì)層逐漸貼近細(xì)胞壁原生質(zhì)層逐漸貼近細(xì)胞壁質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原蔗糖蔗糖溶液溶液4 4、質(zhì)壁分離的原因分析、質(zhì)壁分離的原因分析 細(xì)胞液顏色（淺細(xì)胞液顏色（淺深）深） 原因原因內(nèi)因：內(nèi)因：外因：外因：細(xì)胞壁伸縮性小細(xì)胞壁伸縮性小原生質(zhì)層伸縮性大原生質(zhì)層伸縮性大表現(xiàn)表現(xiàn)原生質(zhì)層具半透性原生質(zhì)層具半透性細(xì)胞壁是全透性的細(xì)胞壁是全透性的外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度液泡（大液泡（大?。┬。┖暧^上：植物由堅挺宏觀上：植物由堅挺萎蔫萎蔫 微觀上：質(zhì)壁分離微觀上：質(zhì)壁分離 原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離細(xì)胞滲細(xì)胞滲透失水透失水蔗糖蔗糖溶液溶液清水清水植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及

9、復(fù)原植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原5、結(jié)論：、結(jié)論：成熟植物細(xì)胞成熟植物細(xì)胞與外界溶液構(gòu)與外界溶液構(gòu)成一個成一個滲透系統(tǒng)滲透系統(tǒng)：植物細(xì)胞的原生質(zhì)：植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層層相當(dāng)于一層半透膜半透膜，液泡內(nèi)的液體，液泡內(nèi)的液體就是就是細(xì)胞液細(xì)胞液。成熟植物細(xì)胞是通過滲成熟植物細(xì)胞是通過滲透作用吸水和失水的。透作用吸水和失水的。當(dāng)當(dāng) 時，細(xì)胞通時，細(xì)胞通過滲透過滲透作用作用失水，質(zhì)壁分離；失水，質(zhì)壁分離；當(dāng)當(dāng) 時，細(xì)胞通時，細(xì)胞通過滲透作用吸水，質(zhì)壁分離復(fù)原。過滲透作用吸水，質(zhì)壁分離復(fù)原。外界溶液濃度外界溶液濃度大于大于細(xì)胞液濃度細(xì)胞液濃度外界溶液濃度外界溶液濃度小于小于細(xì)胞液濃度細(xì)胞液濃度高濃度狀

10、態(tài)高濃度狀態(tài)低濃度狀態(tài)低濃度狀態(tài)觀察到觀察到的圖像的圖像液泡大小液泡大小變化變化原生質(zhì)原生質(zhì)層位置層位置變小變小原生質(zhì)層原生質(zhì)層 脫離脫離細(xì)胞壁細(xì)胞壁逐漸恢復(fù)原來大小逐漸恢復(fù)原來大小原生質(zhì)層原生質(zhì)層 恢復(fù)恢復(fù)原來位置原來位置大大原生質(zhì)層原生質(zhì)層 緊貼緊貼細(xì)胞壁細(xì)胞壁實驗結(jié)果：實驗結(jié)果：實驗注意事項實驗注意事項材料的選擇：成熟的、活的、液泡有顏色的植物細(xì)胞。材料的選擇：成熟的、活的、液泡有顏色的植物細(xì)胞。（紫色的洋蔥紫色的洋蔥）外界溶液的選擇：對細(xì)胞無毒害作用；濃度要適中，外界溶液的選擇：對細(xì)胞無毒害作用；濃度要適中，不能太高也不能太低。（不能太高也不能太低。（0.3g/mL蔗糖溶液蔗糖溶液）對

11、照原則：對照原則：自身前后的變化作為對照自身前后的變化作為對照細(xì)胞壁和原生質(zhì)層之間充滿細(xì)胞壁和原生質(zhì)層之間充滿蔗糖溶液蔗糖溶液（說明細(xì)胞壁說明細(xì)胞壁具有全透性具有全透性）1 1、你知道這里的、你知道這里的“質(zhì)質(zhì)”與與“壁壁”分別指什么分別指什么嗎？嗎？2 2、植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的內(nèi)因和外因是什么？、植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的內(nèi)因和外因是什么？ 3 3、在質(zhì)壁分離及復(fù)原的過程中，細(xì)胞液濃度的變化、在質(zhì)壁分離及復(fù)原的過程中，細(xì)胞液濃度的變化趨勢如何？趨勢如何？“質(zhì)質(zhì)”指原生質(zhì)層，指原生質(zhì)層，“壁壁”指細(xì)胞壁指細(xì)胞壁外因外因：外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度。：外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度。內(nèi)因內(nèi)因:由于原生

12、質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大，當(dāng)細(xì)胞不斷由于原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大，當(dāng)細(xì)胞不斷失水時，原生質(zhì)層就會與細(xì)胞壁逐漸分開，從而發(fā)生失水時，原生質(zhì)層就會與細(xì)胞壁逐漸分開，從而發(fā)生質(zhì)壁分離。質(zhì)壁分離。質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離細(xì)胞液濃度變大細(xì)胞液濃度變大復(fù)原復(fù)原細(xì)胞液濃度變小細(xì)胞液濃度變小要觀察細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原，對材料有哪些要求？有細(xì)胞壁（植物細(xì)胞）；有細(xì)胞壁（植物細(xì)胞）；有中央液泡（顏色為深色）；有中央液泡（顏色為深色）；活細(xì)胞（原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜）活細(xì)胞（原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜）注：能發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞：成熟的植物細(xì)胞。注：能發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞：成熟的植物細(xì)胞。干種子的細(xì)胞、根尖分生區(qū)等處在發(fā)育過程的植物

13、細(xì)胞干種子的細(xì)胞、根尖分生區(qū)等處在發(fā)育過程的植物細(xì)胞（吸脹吸水）（吸脹吸水）以及動物細(xì)胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離。以及動物細(xì)胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離。質(zhì)壁分離應(yīng)用：質(zhì)壁分離應(yīng)用：（1 1）判斷細(xì)胞的死活；）判斷細(xì)胞的死活；（2 2） 驗證原生質(zhì)層和細(xì)胞壁伸縮性的大小。驗證原生質(zhì)層和細(xì)胞壁伸縮性的大小。（3 3）證明原生質(zhì)層具有選擇通過性以及觀察植物）證明原生質(zhì)層具有選擇通過性以及觀察植物細(xì)胞的細(xì)胞膜。細(xì)胞的細(xì)胞膜。（4 4）測定細(xì)胞液的濃度范圍；）測定細(xì)胞液的濃度范圍；（5 5）比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度。）比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度。 ( (6 6) ) 比較未知溶液濃度的大小比較未知溶液濃度的大小初

14、始初始濃度濃度 0 Mg2+ Ca2+ Si4+ 離子離子培養(yǎng)液中的離子濃度培養(yǎng)液中的離子濃度四四. .物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗镔|(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗?、水稻培養(yǎng)液中的、水稻培養(yǎng)液中的Ca2+、Mg2+離子濃度為什么會增高？離子濃度為什么會增高？2、不同作物對無機鹽離子的、不同作物對無機鹽離子的吸收有差異嗎？吸收有差異嗎？3水分子跨膜運輸是順相對含水分子跨膜運輸是順相對含量梯度，其他物質(zhì)也是嗎？量梯度，其他物質(zhì)也是嗎？4細(xì)胞對物質(zhì)的吸收有選擇性細(xì)胞對物質(zhì)的吸收有選擇性嗎？嗎？Ca2+Ca2+、Mg2+Mg2+較少較少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：順相對含

15、量梯度水分子的運輸：順相對含量梯度碘的運輸：逆相對含量梯度，由細(xì)胞外進(jìn)碘的運輸：逆相對含量梯度，由細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。入細(xì)胞內(nèi)。細(xì)胞對于物質(zhì)的吸收具有細(xì)胞對于物質(zhì)的吸收具有選擇性選擇性。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12.9533.99大腸桿菌大腸桿菌K2OP2O5微生物微生物（1 1）不同植物細(xì)胞對同一無機鹽離子、同一植物細(xì)胞）不同植物細(xì)胞對同一無機鹽離子、同一植物細(xì)胞對不同無機鹽離子的吸收對不同無機鹽離子的吸收 ，說明植物細(xì)胞膜對無機，說明植物細(xì)胞膜對無機鹽離子的吸收具有鹽離子的吸收具有 。（2 2）番茄吸收）番茄吸收Ca

16、2+Ca2+、Mg2+Mg2+ ，吸收，吸收Si4+Si4+ ；水稻吸；水稻吸收收Si4+Si4+ ，而吸收，而吸收Ca2+Ca2+、Mg2+Mg2+ 。從營養(yǎng)學(xué)角度講番茄的補。從營養(yǎng)學(xué)角度講番茄的補鈣效果比水稻鈣效果比水稻 。（3 3）水稻）水稻吸收水的相對速度吸收水的相對速度比吸收比吸收Ca2+Ca2+、Mg2+Mg2+ ，造，造成培養(yǎng)液中成培養(yǎng)液中Ca2+Ca2+、Mg2+Mg2+濃度濃度 ；番茄；番茄吸收水的相對速度吸收水的相對速度比比吸收吸收Si4+Si4+ ，造成培養(yǎng)液中，造成培養(yǎng)液中Si4+Si4+濃度濃度 。（4 4）植物細(xì)胞在同一時間吸收離子和吸收水的量不同，）植物細(xì)胞在同一

17、時間吸收離子和吸收水的量不同，即吸收離子和吸收水是兩個即吸收離子和吸收水是兩個 的過程。的過程。均有差異均有差異選擇性選擇性多多少少少少多多好好大大上升上升大大上升上升相對獨立相對獨立2 2、人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘的特點、人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘的特點 人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞內(nèi)碘濃度比血液高人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞內(nèi)碘濃度比血液高20202525倍，說明碘進(jìn)入甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞是倍，說明碘進(jìn)入甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞是從從 ，即，即 。3 3、微生物吸收礦物質(zhì)的特點：、微生物吸收礦物質(zhì)的特點： 不同微生物對不同礦物質(zhì)的吸收表現(xiàn)出較大不同微生物對不同礦物質(zhì)的吸收表現(xiàn)出較大的差異。的差異。（1

18、1）不同微生物的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)有一定的）不同微生物的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)有一定的 。（2 2）不同微生物對礦物質(zhì)的吸收有）不同微生物對礦物質(zhì)的吸收有 。（3 3）不同微生物對各種礦物質(zhì)的需求量）不同微生物對各種礦物質(zhì)的需求量 。逆濃度梯度逆濃度梯度低濃度低濃度高濃度高濃度差異差異選擇性選擇性不同不同4 4、實例分析的結(jié)論、實例分析的結(jié)論（1 1）細(xì)胞膜和其他生物膜都是）細(xì)胞膜和其他生物膜都是 膜。特膜。特點是：點是： 可以自由通過?？梢宰杂赏ㄟ^。一些一些 和小分子也可以通過。和小分子也可以通過。其他的離子、小分子和大分子則其他的離子、小分子和大分子則 通過。通過。（2 2）物質(zhì)通過生物膜的跨膜運輸，有的是）物質(zhì)通過生物膜的跨膜運輸，有的是 相對含相對含量梯度的，有的是量梯度的，有的是 相對含量梯度。相對含量梯度。（3 3）細(xì)胞對物質(zhì)