人教版教学课件高中生物必修一_4.1-物质跨膜运输的实例

第四章 细胞的物质输入和输出 第一节 物质跨膜运输的实例 重点 什么是渗透作用 细胞是一个渗透系统 细胞膜不仅仅是半透膜 还是选择透过性膜 渗透作用的机理 水分子的跨膜运输 细胞的边界是什么 有什么作用 1 细胞物质的进出会不会受到这个边界的限制 2 不同的物质进出的方式一样吗 3 活细胞中含量最多的化合物是什么 你们想知道水分是怎样通过细胞膜进出细胞的吗 思考 一 渗透作用的机理 1 半透膜与选择透过性膜半透膜 一些小分子物质 一般是水分子物质 能透过 而另一些大分子物质不能透过的多孔性薄膜 选择透过性膜 指水分子可以自由通过 细胞要选择吸收的离子 小分子可以通过 而其他的小离子 小分子和大分子则不能通过的膜 选择透过性膜相当于半透膜 反之则不然 渗透作用装置 渗透作用装置 左图装置中 水分子的相对运动方向为从外向内 漏斗外漏斗内 当大量水分子透过半透膜从外向内运动 就会对半透膜产生一个向上的压力 存在一个压强即渗透压 同时会使得漏斗内的液面升高 由于大量水分子进入漏斗内使液面上升 形成一个水柱 同样会对半透膜产生一个向下的压力 存在一个压强 即 gh 当渗透压等于水柱压强时 两个力相对平衡 水柱不再升高 原理 条件 渗透作用 水分子 或其他溶剂分子 透过半透膜的扩散 称为渗透作用 溶液的溶剂 水分子 从低浓度一侧透过半透膜进入高浓度一侧 值得注意的是 事实上 半透膜两侧溶液中的水分子都能通过半透膜向对侧运动 不过是从低浓度一侧透过半透膜进入高浓度一侧的水分子更多而已 不能理解成只有从低浓度一侧透过半透膜进入高浓度一侧扩散 特别地 如果半透膜两侧的溶液浓度相同的话 单位时间里透过半透膜扩散到对侧的水分子数是相同的 不能理解成不发生渗透作用 二 水分子的跨膜运输 动物细胞的吸水和失水 P60 图4 1 植物细胞的吸水和失水 一 动物细胞的吸水和失水 红细胞置于清水中 分析右图 一段时间后红细胞会发生什么变化 放到清水中 细胞不断吸水膨胀直至胀破 疑问 红细胞是否也会发生渗透作用呢 探究 红细胞是否具有发生渗透作用的条件 问题一红细胞的相当于半透膜 为什么 因为 细胞膜同样具有有些物质可以通过 而有些物质不能通过的特点 问题二什么情况下 红细胞会发生吸水或失水 细胞膜 当外界溶液浓度 细胞质基质浓度时 红细胞失水 当外界溶液浓度 细胞质基质浓度时 红细胞吸水 1 细胞膜相当于半透膜 2 外界溶液与细胞质基质存在浓度差 总结 红细胞发生渗透作用的条件 1 红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗 不可以 因为血红蛋白是大分子 不能透过细胞膜 2 当外界溶液浓度过低时 红细胞会发生什么变化 原因 会发生吸水并且胀破 因为外界溶液浓度过低 红细胞不断吸水 而细胞膜的伸缩性是一定的 超过了这个限度 细胞就会破裂 3 红细胞吸水或失水的多少与什么有关 红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外的浓度差 一般差值越大 吸水或失水越多 思考 红细胞不吸水也不失水 保持细胞原有的形态 因为外界溶液浓度 细胞内浓度 所以单位时间渗入的水分子数量等于渗出的水分子数量 水分子的运动达到动态平衡 因此表现细胞既不吸水也不失水 4 如果将红细胞放置于生理盐水中呢 细胞有什么变化 原因 1 植物细胞是一个渗透系统 细胞吸水的方式 吸胀吸水 渗透吸水 实例 未成熟植物细胞 干种子 原因 没有形成大的中央液泡 条件 有中央液泡 成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统 细胞内有细胞液 长颈漏斗中有蔗糖液 外界溶液 烧杯中有清水 半透膜 成熟的植物细胞 渗透系统装置 原生质层 选择性透过膜 原生质层中的细胞膜 液泡膜都是选择透过性膜 具有半透性的膜 水分子可以自由通过 而细胞质也是水分子可以自由通过的结构 所以说 原生质层可以看做是一种半透膜 外界溶液浓度细胞液的浓度 细胞失水 2 植物细胞质壁分离现象 外界溶液浓度细胞液的浓度 细胞吸水 植物细胞质壁分离复原现象 实验现象 中央液泡大小 原生质层的位置 细胞大小 外界溶液 清水 变小 逐渐恢复原来大小 原生质层恢复原来位置 原生质层脱离细胞壁 基本不变 基本不变 3 渗透作用原理的运用判断植物细胞的生活状况判断植物细胞的细胞液浓度农业生产中的水肥管理生活中杀菌 防腐 腌制食品 5 动植物细胞在吸水方面的差异 动物细胞没有细胞壁 因此不会有质壁分离现象 蒸腾作用 是水分从活的植物体表面 主要是叶子 以水蒸汽状态散失到大气中的过程 与物理学的蒸发过程不同 蒸腾作用不仅受外界环境条件的影响 而且还受植物本身的调节和控制 因此它是一种复杂的生理过程 植物幼小时 暴露在空气中的全部表面都能蒸腾 4 植物的蒸腾作用 三 生物膜的特性 1 生物膜的概念 指细胞内所有的生物膜 包括细胞膜 细胞器膜 核膜2 生物膜的特性 选择透过性膜 1 以下可以发生渗透作用的是 A 煮熟的马铃薯条放入水中B 把干种子放在清水中C 烈日下菠菜叶子下垂D 放在盐水中的萝卜变软 D 细胞在形成液泡之前的吸水主要靠吸涨作用 如风干种子的萌发吸水 果实种子形成过程的吸水 分生细胞生长的吸水 等等 2 a b c是三个相邻的细胞 已知a细胞液浓度 b细胞液浓度 c细胞液浓度 如图所示 能正确表示水分在三者之间关系的是 C A B C D 3 田间一次施肥过多 作物变得枯萎发黄 俗称 烧苗 其原因是 A 根细胞从土壤中吸收的养分过多B 根细胞不能从土壤中吸水C 根系不能将水向上运输D 根系被肥料分解释放的热能烧毁 B 4 利用高浓度盐水 NaCl溶液 杀菌防腐的原理是 A 盐水中的Cl 有杀菌防腐的作用B 盐水中的Na 不利于细菌的生活C 盐水是中性的 不适于细菌的生活D 由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡 D 5 将洋葱表皮细胞浸入浓度为1mol L的KNO3溶液中 细胞发生质壁分离 但过一段时间后 自动发生质壁分离复原 表皮细胞又恢复到原来状态 分析 1 发生质壁分离的原因是 2 自动发生质壁分离复原的原因是 3 以上事实表明细胞膜对的通透性存在差异 所