第1节 物质跨膜运输的实例

第4章细胞的物质输入和输出,第1节物质跨膜运输的实例,1.细胞在什么情况下吸水或失水？2.植物细胞的质壁分离与复原现象说明了什么？3.为什么说细胞膜是选择透过性膜？,3,一、渗透作用的机理,1、半透膜与选择透过性膜半透膜：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。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,请同学们观察渗透现象，分析原因。,半透膜：可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。,1.漏斗管中的液面为什么会升高？因为水分子能透过半透膜而蔗糖分子不能。烧杯中清水的水分子含量比蔗糖溶液中的水分子含量高，水透过半透膜进入漏斗内的速度比从漏斗中出来的速度快。2.若用纱布或滤纸代替玻璃纸，液面还会升高吗？不会，因为水和蔗糖都能通过且两者速率相等。3.若内外都是清水或都是同样的蔗糖溶液，液面还会升高吗？不会，因为水进出的速率相等。,思考与讨论：,渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散。,条件：具有半透膜半透膜两侧的溶液要有浓度差,半透膜可以是具有选择透过性的半透膜，也可以是物理性的过滤膜。,(水分进出是顺相对浓度梯度的),水分子透过半透膜，由低浓度溶液向高浓度溶液扩散,当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，细胞一般会因持续吸水而涨破。,当外界溶液浓度比细胞质的浓度高时，细胞失水皱缩。,当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时,水分进出细胞就处于动态平衡。,一、动物细胞的失水和吸水,8,（二）、植物细胞的吸水和失水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,白菜长时间放置在空气中会慢慢地萎蔫，但是将萎蔫的白菜放进清水中，它又会恢复硬挺的形态。1.白菜细胞的失水和吸水与红细胞相同吗？2.如果不同，不同在哪里呢？,植物细胞与动物细胞的区别:1.细胞壁是全透性的。2.成熟的植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液。3.细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。原生质层不包括液泡内的细胞液。4.原生质层仅存在于成熟的植物细胞中,二、植物细胞的吸水和失水实验,10,3植物细胞的吸水和失水,细胞膜,液泡膜,细胞质,液泡,细胞核,细胞壁,原生质层（半透膜）,（全透性，伸缩性小）,成熟的植物细胞,讨论：1.原生质层是不是相当于一层半透膜呢？2.植物细胞的细胞壁对细胞的吸水和失水有无影响呢？,细胞膜、液泡膜以及它们之间的细胞质称为原生质层。原生质层相当于半透膜，能让水分子通过而不能让蔗糖分子通过。细胞壁的伸缩性比原生质层小得多。原生质层失水缩小时细胞壁不能同步缩小,两者就发生了分离。当原生质层重新吸水胀大时,细胞就复原了。,实验：植物细胞的吸水和失水,植物细胞的质壁分离与复原实验,只有成熟的植物细胞原生质层和细胞壁才可以分离。,该细胞为什么不发生质壁分离?,细胞发生质壁分离的条件,1.细胞是活的(死细胞的细胞膜为全透性)2.细胞有大液泡3.细胞外溶液的浓度高于细胞液浓度,15,3、渗透作用原理的运用（1）判断植物细胞的生活状况（2）判断植物细胞的细胞液浓度（3）农业生产中的水肥管理（4）生活中杀菌、防腐、腌制食品,16,4、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,水稻吸收SiO44-比水多得多，因此溶液中的SiO44-离子浓度比初始浓度显著低了；它吸收Mg2+和Ca2+比水少，因此离子的浓度比初始浓度高了。番茄的情况也与此类似，不过它吸收Mg2+和Ca2+比水多，而吸收SiO44-比水少。,三、物质跨膜运输的其他实例,18,1.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。,根据资料分析,结论：细胞对于物质的输出和输入有选择性。,其他物质跨膜运输实例二,这些实例说明：1.物质通过细胞膜并非都是顺浓度梯度的。2.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。3.细胞对物质的吸收是有选择的。,结论：细胞膜不仅是半透膜，还是选择透过性膜,1.下列关于物质跨膜运输实例的说法中，不正确的是()A.细胞膜、核膜等生物膜都是选择透过性膜B.水分子进出细胞，取决于细胞内外液体的浓度差C.小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质则不能D.细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的浓度梯度跨膜运输的过程【解析】细胞膜等生物膜具有选择透过性，细胞需要的小分子、离子可以通过细胞膜，而细胞不需要的小分子、离子和大分子则不能通过细胞膜。,C,2.（2012扬州检测）a、b、c表示某植物体的三个相邻的细胞,它们的细胞液浓度为abc,它们之间的水分渗透方向应该是(),C,3.(2011新课标全国卷)将人的红细胞放入4蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是（）A红细胞膜具有水溶性B红细胞的液泡体积增大C蒸馏水大量进入红细胞D低温时红细胞膜流动性增大【解析】A项,红细胞膜主要以磷脂为基本骨架，因此不具有水溶性，而是脂溶性。B项,红细胞是动物细胞没有液泡。C项，红细胞从外界吸水膨胀，使红细胞破裂。D项，低温时细胞膜的流动性减小，不是增大。,C,4某成熟植物细胞经某种处理后仍保持活性，但在0.3g/mL的蔗糖溶液中不发生质壁分离现象，实验操作正确。则先前的“某种处理”所用的试剂是()A0.5g/mL的蔗糖溶液B清水C纤维素酶D10%HCl溶液【解析】活的成熟植物细胞在0.3g/mL的蔗糖溶液中会发生质壁分离现象，而处理后的成熟植物细胞不发生质壁分离，选项中只有C项处理符合题干要求。,C,5.以下哪种情况会发生渗透作用（）干种子萌发时的吸水萎蔫的青菜放进清水中变得硬挺根毛细胞吸水水由气孔进入外界环境插在花瓶中的花枝由瓶中吸水洋葱表皮细胞放在盐水中发生质壁分离兔的红细胞放在盐水中发生皱缩A.B.C.D.,B,6.浓盐水有杀菌防腐的作用，其原因是（）A.浓盐水中含有较多的氯离子，使细菌毒素失效B.浓盐水中没有细菌所需要的酶，细菌不能产生毒素C.由于渗透作用，使细菌失水死亡D.浓盐水中含养料少，细菌迅速死亡,C,7.某同学用30%的蔗糖溶液来处理生物细胞，在操作步骤都正确的情况下，细胞没有出现质壁分离现象。对此合理的解释可能是()实验材料是根尖分生区细胞实验材料是动物细胞实验材料是死细胞实验材料是去除了细胞壁的植物细胞A.B.C.D.,C,一、渗透作用1.概念：溶液中的溶剂通过半透膜进行的顺浓度梯度的扩散。2.条件：有半透膜，半透膜两侧有浓度差。二、动物细胞的吸水和失水红细胞膜相当于半透膜。外界溶液浓度小于细胞质浓度时，细胞吸水膨胀；反之，则细胞失水皱缩；当外界溶液浓度等于细胞质浓度时，水分子进出平衡。三、植物细胞的吸水和失水的实验探究,1.质壁分离的原因分析,内因,细胞壁的伸缩性小，具有全透性；原生质层的