物质跨膜运输的实例.doc

第四章第一节物质跨膜运输的实例我们先来看一个实验：实验装置：在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸，在漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗侵入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。实验现象：一段时间后，漏斗内液面升高，最后停止在一定高度。实验原理：玻璃纸（又叫赛璐玢）是一种半透膜，水分子可以透过它，而蔗糖分子则不能。发生条件：1、有半透膜存在；2、半透膜两侧存在浓度差。讨论:1、漏斗管内的液面为什么会升高？单位时间内透过玻璃纸的水分子数多于渗出玻璃纸的水分子数量2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？不会, 因为纱布的孔隙很大, 蔗糖分子也可以自由透过.3、如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？不会, 单位时间内透过玻璃纸的水分子数等于渗出玻璃纸的水分子数量渗透作用概念: 水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散称为渗透作用.条件：1、有半透膜存在（半透膜：一些物质（一般是水分子物质）能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。）2、半透膜两侧存在浓度差。原理：溶液A浓度 溶液B，水分子从B向A移动 溶液A浓度 溶液B，水分子从A向B移动 细胞与环境进行物质交换必须经过细胞膜。我们知道 ，细胞内外的物质含量有很大差别，这与细胞膜的作用有什么关系呢？不同物质的跨膜运输有什么不同的特点呢？水是活细胞中含量最多的物质，让我们先来分析水是怎样进出细胞的。一、动物细胞的吸水和失水当外界溶液浓度小于细胞质浓度时，细胞吸水膨胀；当外界溶液浓度大于细胞质浓度时，细胞失水皱缩；当外界溶液浓度等于细胞质浓度时，细胞保持原状态。而且浓度差越大细胞吸水或失水越多讨论：1.正常生活着的红细胞内的血红蛋白等有机物能过细 胞膜外吗？红细胞内的血红蛋白等有机物一般不能透过细胞膜。2.根据现象判断红细胞的细胞膜相当与什么膜？红细胞的细胞膜相当于“问题探讨”中的半透膜。3.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会吸水而涨破吗？当外界溶液的浓度低于红细胞内部的浓度时，红细胞一般会因持续吸水而涨破。4.红细胞吸水或失水的多少取决与什么？红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外浓度的差值。一般情况下，差值较大时吸水或失水较多。水的进出方向顺相对含量的梯度进出动物细胞如质量分数为20%的蔗糖溶液与质量分数为50%的蔗糖溶液用半透膜隔开，水分子是由20%的蔗糖溶液流向50%的蔗糖溶液。因为20%的蔗糖溶液中含水多，而50%的溶液中含水少。所以说睡得进出方向是顺水的相对含量的梯度进出的。或者也可以说是逆溶质浓度梯度进行运输的。浓度差越大细胞吸水或失水越多其他动物细胞的吸水或失水与红细胞相似植物细胞吸水和失水的情况是怎样的呢？我们知道，植物细胞的结构和动物的细胞有明显的区别。成熟的植物细胞由过于中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统现在然我们来探究：植物细胞的吸水和失水问题探究：1、将白菜剁碎做馅时,常常放一些盐,一会儿后就可看到水分渗出。 2、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象提出问题：1、植物细胞会出现失水的情况吗？（渗出的水是细胞内的水还是间隙的水）2、植物细胞在什么情况下会失水？3、原生质层是否相当于一层半透膜？ 做出假设：原生质层相当于半透膜理由是：植物细胞膜和液泡膜都是生物膜，（P49）他们具有与红细胞的细胞膜基本相同的化学组成和结构。上述的事例与红细胞的失水和吸水很相似。 原生质层是细胞层次的结构，要观察它，我们必须借助于什么工具？那么我们应该选用什么样的实验材料才能使实验成功呢？ （液泡和细胞体积、大小的变化 ）设计方案：将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液中和清水中，观察其大小的变化。 预期实验的结果 ：由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由通过，而蔗糖分子则不能通过，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会缩小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的液泡又会变大，细胞膨胀。 设计实验：实验结果：中央液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液变小原生质层脱离细胞壁基本不变清水逐渐恢复原来大小原生质层恢复原来位置基本不变植物细胞质壁分离现象：外界溶液浓度 植物细胞质壁分离复原现象 细胞液的浓度，细胞失水植物细胞质壁分离复原现象：外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞吸水水的进出方向顺相对含量的梯度进出植物细胞 实验结论：原生质层相当于半透膜渗透系统装置成熟的植物细胞半透膜原生质层（选择透过性膜）长颈漏斗中有蔗糖溶液细胞内有细胞液烧杯中有清水外界溶液交流： 1.实验结果与你与预期相吻合吗？它是否支持你所作出的假设？如果有的结果与预期有所不同，你认为应当作怎样的解释？2.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水3.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？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三、物质跨膜运输的其他实例实例一：1、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？根据资料分析：1.在培养过程中，水稻吸收水分及Si4+离子较多，吸收Ca2+、Mg2+较少，结果导致水稻培养液里的Ca2+、Mg2+浓度增高。2.在番茄的培养液中， Ca2+、Mg2+的浓度下降，而Si4+的浓度升高，证明番茄吸收的Ca2+、Mg2+比Si4+ 多。3.不同作物对无机盐的吸收是有差异的。物质跨膜运输的其他实例二：人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力水分子的运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也是这样的吗？由此你能得出什么结论？结论：物质（如碘）的跨膜运输并不都是和水一样顺相对含量梯度的运输的。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。细胞对物质的吸收是有选择的。结论：细胞膜不仅是半透膜还是选择透过膜细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。这种膜可以让水分子自由通过，一些离