4.1 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸實(shí)例 課件.ppt

1、糖漬西紅柿,醋拌黃瓜,實(shí)例一,zxxkw,實(shí)例二,灑水為了保持蔬菜的新鮮硬挺,zxxkw,第四章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出,zxxkw,半透膜：一類可以讓小分子物質(zhì)通過而大分子物質(zhì)不能通過的一類薄膜的總稱。,一.滲透系統(tǒng)裝置,zxxkw,1、漏斗管內(nèi)的液面為什么會(huì)升高？ 2、如果用一層紗布代替玻璃紙，漏斗管內(nèi)的液面還會(huì)升高嗎？ 3、如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會(huì)怎樣？ 4.如果將燒杯中的溶液與漏斗中的溶液互換，液面怎么變化？原因？,單位時(shí)間內(nèi)水分子數(shù)：滲入蔗糖溶液的滲出玻璃紙,不會(huì), 因?yàn)榧啿嫉目紫逗艽? 蔗糖分子也可以自由透過.,半透膜兩側(cè)溶液的濃度相等時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)水分子數(shù)

2、：滲入滲出 ，故液面不會(huì)升高。,思考,液面下降.因?yàn)闊姓崽菨舛嚷┒分腥芤簼舛?，單位時(shí)間從漏斗中擴(kuò)散到燒杯中的水分子數(shù)量比較多，所以液面下降。,zxxkw,3原理:,2 條件：,一 滲透作用,1 概念：水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜從相對(duì)含量高的地方向相對(duì)含量低的地方擴(kuò)散，稱為滲透作用。,半透膜,這層膜兩側(cè)的溶液具有濃度差,誰的濃度大 ，誰得水！,zxxkw,類比推理,1、如果將裝置中的漏斗換成動(dòng)物細(xì)胞還會(huì)不會(huì)吸水？ 2、如果吸水會(huì)發(fā)生什么？,如果動(dòng)物細(xì)胞吸水脹破則說明細(xì)胞也能滲透吸水、細(xì)胞膜相于 。,半透膜,外界溶液濃度 細(xì)胞質(zhì)濃度 細(xì)胞吸水膨脹,外界溶液濃度 細(xì)胞質(zhì)濃度 保持原狀態(tài),

3、外界溶液濃度 細(xì)胞質(zhì)濃度 細(xì)胞失水皺縮,1、紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物能透過細(xì)胞膜嗎？,2、紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是不是相當(dāng)于“問題探討”中所說的半透膜？,3、當(dāng)外界溶液的濃度低時(shí)，紅細(xì)胞一定會(huì)由于吸水而漲破嗎？,4、紅細(xì)胞吸水或失水的多少取決于什么條件？,濃度差越大細(xì)胞吸水或失水越多,水的進(jìn)出方向順相對(duì)含量的梯度進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的,其他動(dòng)物細(xì)胞的吸水或失水與紅細(xì)胞相似,小于,大于,等于,二.動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水,zxxkw,討論,1、紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物 能透過細(xì)胞膜嗎？,2、紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是不是相當(dāng)于 “問題探討”中所說的半透膜？,不能,是,3、當(dāng)外界溶液的濃度低時(shí)，紅細(xì)胞 一定會(huì)由于吸水而漲破

4、嗎？,不一定，濃度差很大時(shí)會(huì)漲破 濃度差不是很大時(shí)不會(huì)漲破,zxxkw,4、紅細(xì)胞吸水或失水的多少取決于什么條件？,5、食物較咸時(shí)，口腔和唇粘膜有什么感覺？ 為什么？,干燥難受的感覺，外界濃度高， 口腔和唇粘膜細(xì)胞失水,細(xì)胞內(nèi)外溶液的濃度差 濃度差越大細(xì)胞吸水或失水越多,zxxkw,實(shí)驗(yàn)結(jié)果:,當(dāng)細(xì)胞質(zhì)濃度外界溶液：,動(dòng)物細(xì)胞發(fā)生了滲透作用,細(xì)胞吸水膨脹,細(xì)胞失水皺縮,當(dāng)細(xì)胞質(zhì)濃度外界溶液：,結(jié)果說明:,細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜 動(dòng)物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng),結(jié)果分析：,思考？如果換成植物細(xì)胞會(huì)如何？,zxxkw,細(xì)胞膜,液泡膜,細(xì)胞質(zhì),液泡（細(xì)胞液）,細(xì)胞核,細(xì)胞壁,原生質(zhì)層,由纖維素和果膠組成， 是全

5、透性的,成熟的植物細(xì)胞,【回憶】植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu),zxxkw,三.植物細(xì)胞的吸水與失水情況,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,zxxkw,問題,1.水分進(jìn)出細(xì)胞要經(jīng)過原生質(zhì)層嗎？原生質(zhì)層是否相當(dāng)于半透膜？,2.植物細(xì)胞壁對(duì)水分的進(jìn)出有沒有影響呢？,zxxkw,科學(xué)探究步驟,提出問題,作出假設(shè),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),（原生質(zhì)層是一層半透膜嗎？）,（原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜）,（設(shè)計(jì)方案、預(yù)期結(jié)果）,植物細(xì)胞的吸水和失水,zxxkw,設(shè)計(jì)方案：,將植物細(xì)胞浸潤(rùn)在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察液泡、原生質(zhì)層及細(xì)胞大小的變化；再浸潤(rùn)在清水中，觀察其大小的變化。,預(yù)期實(shí)驗(yàn)的結(jié)果 ：,由于原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透

6、膜，水分子可以自由通過，而蔗糖分子則不能通過，因此在蔗糖溶液中，植物細(xì)胞的中央液泡會(huì)_，細(xì)胞_；在清水中植物細(xì)胞的液泡又會(huì)_，細(xì)胞_。,縮小,皺縮,變大,膨脹,zxxkw,科學(xué)探究步驟,提出問題,作出假設(shè),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),進(jìn)行實(shí)驗(yàn),（原生質(zhì)層是一層半透膜嗎？）,（原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜）,（設(shè)計(jì)方案、預(yù)期結(jié)果）,（按預(yù)定方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）,植物細(xì)胞的吸水和失水,zxxkw,植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原,zxxkw,植物細(xì)胞的吸水和失水,細(xì)胞液濃度小于外界溶液濃度時(shí),細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度時(shí),質(zhì)壁分離,質(zhì)壁分離復(fù)原,細(xì)胞失水,細(xì)胞吸水,洋蔥紫色表皮,液 泡,間隙 （充滿外界溶液）,zxxkw,1.如果沒

7、有細(xì)胞壁，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么不同？,2.如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶液，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì) 有什么不同？,不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，只發(fā)生滲透作用的吸水或失水,高濃度的蔗糖溶液導(dǎo)致植物細(xì)胞嚴(yán)重失水而死亡， 不可能發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原,3.為什么植物細(xì)胞失水時(shí),原生質(zhì)層與細(xì)胞 壁不是一起變化,而是發(fā)生質(zhì)壁分離?,原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大,zxxkw,4、動(dòng)植物細(xì)胞在吸水與失水方面的差異 ？ 動(dòng)物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，因此不會(huì)有質(zhì)壁分離現(xiàn)象。 植物細(xì)胞由于有細(xì)胞壁的限制和保護(hù)不會(huì)因持續(xù)吸水而漲破。,zxxkw,思考,1、你知道這里的“質(zhì)”與“壁”分別指什么嗎？,2、植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的內(nèi)因和外因是什么？,3、在

8、質(zhì)壁分離及復(fù)原的過程中，細(xì)胞液濃度的變化趨勢(shì)如何？,“質(zhì)”指原生質(zhì)層，“壁”指細(xì)胞壁,外因：外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度。 內(nèi)因: 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(shí)，原生質(zhì)層就會(huì)與細(xì)胞壁逐漸分開，從而發(fā)生質(zhì)壁分離。,質(zhì)壁分離細(xì)胞液濃度變大 復(fù)原細(xì)胞液濃度變小,zxxkw,科學(xué)探究步驟,提出問題,作出假設(shè),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),進(jìn)行實(shí)驗(yàn),分析結(jié)果,（原生質(zhì)層是一層半透膜嗎？）,（原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜）,（設(shè)計(jì)方案、預(yù)期結(jié)果）,（按預(yù)定方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）,（分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：）,植物細(xì)胞的吸水和失水,zxxkw,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,變小,逐漸恢復(fù)原來大小,原生質(zhì)層恢復(fù)原來位置,原生質(zhì)層脫離細(xì)胞壁,基

9、本不變,基本不變,原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜,實(shí)驗(yàn)結(jié)論,zxxkw,成熟植物細(xì)胞,結(jié)論：成熟的植物細(xì)胞是一個(gè)完整的滲透系統(tǒng),對(duì)比分析植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與滲透吸水裝置,外界溶液,細(xì)胞膜,細(xì)胞質(zhì),液泡膜,細(xì)胞液,原生質(zhì)層,細(xì)胞壁,原生質(zhì)層：細(xì)胞膜、液泡膜、及兩膜之間的細(xì)胞質(zhì),zxxkw,要觀察細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原，對(duì)材料有哪些要求？,思考與討論：,有細(xì)胞壁（植物細(xì)胞）； 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）,你覺得植物細(xì)胞會(huì)過多吸水漲破嗎？,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)育過程的植物細(xì)胞以及動(dòng)物細(xì)胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離。,zxxkw,科學(xué)探究

10、步驟,提出問題,作出假設(shè),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),進(jìn)行實(shí)驗(yàn),分析結(jié)果,表達(dá)與交流,（原生質(zhì)層是一層半透膜嗎？）,（原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜）,（設(shè)計(jì)方案、預(yù)期結(jié)果）,（按預(yù)定方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）,（分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：）,（總結(jié)，寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告并適當(dāng)交流）,植物細(xì)胞的吸水和失水,zxxkw,將洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞分別放入一定濃度的蔗糖溶液和硝酸鉀溶液中,二者均發(fā)生了質(zhì)壁分離,過一段時(shí)間后觀察發(fā)現(xiàn),放入硝酸鉀溶液中的細(xì)胞則自動(dòng)發(fā)生了質(zhì)壁分離復(fù)原,而放入蔗糖溶液中的細(xì)胞無此現(xiàn)象,請(qǐng)解釋。,討論,zxxkw,總結(jié),質(zhì)壁分離說明以下問題 （1）判斷細(xì)胞的死活； （2）測(cè)定細(xì)胞液的濃度范圍； （3）比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃

11、度。 (4 ) 比較未知溶液濃度的大小 (5) 驗(yàn)證原生質(zhì)層和細(xì)胞壁伸縮性的大小,zxxkw,待測(cè)細(xì)胞+蔗糖溶液-,發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原,不發(fā)生質(zhì)壁分離,（活細(xì)胞）,（死細(xì)胞）,（1）判斷細(xì)胞的死活；,（2）測(cè)定細(xì)胞液的濃度范圍,待測(cè)細(xì)胞 + 一系列濃度梯度的蔗糖溶液,細(xì)胞液濃度范圍=未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的外界溶液的濃度范圍。,四.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例,1、水稻培養(yǎng)液中的Ca2+、Mg2+離子濃度為什么會(huì)增高？是不是水稻不吸收反而向外排出呢？ 2、不同作物對(duì)無機(jī)鹽離子的吸收有差異嗎？,實(shí)例一,zxxkw,物質(zhì)（如碘）的跨膜運(yùn)輸并不都是和水一樣順相對(duì)含量梯度的運(yùn)輸，取決于細(xì)胞生活的需

12、要。,20 25倍,人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞具有很強(qiáng)的攝取碘的能力,250mg/L,血液中碘的濃度,I,水分子的運(yùn)輸是順相對(duì)含量梯度的，其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸也是這樣的嗎？由此你能得出什么結(jié)論？,實(shí)例二,人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞,結(jié)論,zxxkw,細(xì)胞對(duì)于物質(zhì)的輸出和輸入有選擇性。,實(shí)例三,結(jié)論,zxxkw,水分子跨膜運(yùn)輸是順相對(duì)含量梯度的； 其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸并不都是這樣，這取決 于細(xì)胞生命活動(dòng)的需要； 細(xì)胞對(duì)物質(zhì)的吸收是有選擇的。,結(jié)論：,生物膜不僅是半透膜 還是選擇透過性膜,生物膜可以讓水分子自由通過，被選擇的離子和小分子也可以通過，其他的離子、小分子和大分子不能通過。與細(xì)胞生命活動(dòng)密切相關(guān)，是

13、活細(xì)胞的一個(gè)重要特征。,半透膜與選擇透過性膜聯(lián)系、區(qū)別,zxxkw,1、將一塊新鮮馬鈴薯切成5塊，放在一定濃度的蔗糖溶液中，通過顯微鏡觀察細(xì)胞，結(jié)果是,則馬鈴薯的細(xì)胞液濃度大約為 g/ml A、0.050.10 B、0.10-0.15 C、0.15-0.20 D、0.20-0.25,B,zxxkw,2將人類的紅血球置于不同濃度蔗糖液中，浸泡半小時(shí)之后的結(jié)果如圖43。依照血球外形的變化判斷蔗糖液的濃度，由高到低排列，正確的是（ ）。 A甲乙丙丁 B丁甲乙丙 C丙丁甲乙 D丙乙丁甲,D,zxxkw,3. 將甲乙兩種不同植物的成熟活細(xì)胞置于0.3mol/l的蔗糖溶液中，用顯微鏡觀察其形態(tài)，如圖所示,

14、A、甲細(xì)胞液濃度較高不適應(yīng)鹽堿地栽培 B、甲細(xì)胞液濃度較高更適應(yīng)鹽堿地栽培 C、乙細(xì)胞液濃度較高更適應(yīng)鹽堿地栽培 D、乙細(xì)胞液濃度較高不適應(yīng)鹽堿地栽培,甲,乙,B,zxxkw,4、食醋中的醋酸分子是活細(xì)胞不需要的小分子物質(zhì)，蔗糖是活細(xì)胞需要的大分子物質(zhì)，用食醋和蔗糖可將新鮮的大蒜腌制成糖醋蒜，其原因是： A、醋酸和蔗糖分子均能被活細(xì)胞選擇吸收 B、因腌制時(shí)間過久兩種物質(zhì)慢慢進(jìn)入活細(xì)胞 C、醋酸將活細(xì)胞殺死后使細(xì)胞膜失去了選擇性 D、兩種物質(zhì)通過細(xì)胞壁，附著在細(xì)胞膜的外表面,C,zxxkw,5、a、b、c是三個(gè)相鄰的細(xì)胞，已知a細(xì)胞液濃度 b細(xì)胞液濃度 c細(xì)胞液濃度,如圖所示，能正確表示水分在三

15、者之間關(guān)系的是（ ）,C,A,B,C,D,zxxkw,6、田間一次施肥過多，作物變得枯萎發(fā)黃，俗稱“燒苗”。其原因是（ ） A、根細(xì)胞從土壤中吸收的養(yǎng)分過多 B、根細(xì)胞不能從土壤中吸水 C、根系不能將水向上運(yùn)輸 D、根系被肥料分解釋放的熱能燒毀,B,7、利用高濃度鹽水（NaCl溶液）殺菌防腐的原理是（ ） A、鹽水中的Cl有殺菌防腐的作用 B、鹽水中的Na不利于細(xì)菌的生活 C、鹽水是中性的，不適于細(xì)菌的生活 D、由于滲透作用使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的水分滲出而死亡,D,zxxkw,圖示滲透作用裝置，裝置溶液A、B、a、b濃度分別用MA、MB、Ma、Mb表示，圖2、圖4分別表示一段時(shí)間后，圖1、圖3液面上升

16、的高度h1、h2。如果A、B、a、b均為蔗糖溶液，且MAMB，Ma=MbMA，則達(dá)到平衡后,Ah1h2 MaMb Bh1h2 MaMb Ch1h2 MaMb Dh1h2 MaMb,D,zxxkw,下圖表示多種植物成熟細(xì)胞，在不同濃度的蔗糖溶液中質(zhì)壁分離的百分率，圖中曲線表明這些植物細(xì)胞 A細(xì)胞液濃度大于蔗糖溶液 濃度 B細(xì)胞液濃度小于蔗糖溶液 濃度 C有不同濃度的細(xì)胞液 D細(xì)胞膜有不同的選擇透性,C,zxxkw,取一段蔥莖，將其縱切。由于縱切的蔥莖使薄壁的皮層細(xì)胞擺脫了厚壁的表皮細(xì)胞的束縛，皮層細(xì)胞擴(kuò)張得更快，從而使蔥莖向表皮外彎曲，切后的形狀如下圖，將它作為對(duì)照。再取另外四節(jié)蔥莖做同樣的處理，將它們分別置于a至d的不同濃度的蔗糖溶液中，30分鐘后，蔥莖形狀記錄如下。據(jù)此判斷蔗糖溶液濃度的大小為,Aabcd Bacdb Cbdca Dbacd,B,zxxkw,植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原,1、概念 2、原因 3、條件 4、現(xiàn)象,提示1：植物細(xì)胞的原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離（復(fù)原） 的現(xiàn)象，稱為質(zhì)壁分離（質(zhì)壁分離復(fù)原）,提示2：原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大,提示3：當(dāng)外界溶液的濃度比細(xì)胞液濃度大時(shí)，細(xì)