4-1物质跨膜运输的实例(我上课）

1.细胞膜的成分,主要由_和_组成，有少量的_。,蛋白质,糖类,脂质,(磷脂),2.细胞膜的功能,将细胞与外界环境分隔开控制物质进出细胞进行细胞间的信息交流,回顾:,莲，“出淤泥而不染，濯青莲而不妖”。莲藕生长在污浊的泥土中却能从环境中获取莲藕细胞生命活动需要的营养物质，如水、氧气、矿物质等，而莲藕细胞不需要的物质分子则不能进入。到底是什么控制物质分子进出细胞？物质分子是如何跨越细胞膜输入和输出细胞的？P42,一.渗透系统装置,一、渗透装置,一种多孔性薄膜，可以让小分子物质透过(如水分子），大分子物质不能透过（如蔗糖分子）。,2、装置管内液面升高的原因是什么？,（分子有趋向于分布均匀的趋势）,单位时间内，渗入半透膜的水分子数渗出半透膜的水分子数,清水,30%的蔗糖溶液,1、水分子是只进不出吗？,不是，水分子是有进有出的。,（水分子多）,（水分子少）,半透膜,进入多,出去少,液面升高的原因：,从宏观角度看：,水是从烧杯进入漏斗，所以液面上升,3.如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？,漏斗管内的液面不会升高。因为纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通过。,4.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？,渗透作用发生的条件之一：,半透膜,半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内水分子数：渗入渗出，故液面不会升高。,渗透作用发生的条件之二：,膜两侧溶液有浓度差,5.如果将烧杯中的溶液与漏斗中的溶液互换，液面怎么变化？原因？,液面下降.因为烧杯中蔗糖浓度漏斗中溶液浓度，单位时间从漏斗中扩散到烧杯中的水分子数量比较多，所以液面下降。,6、液面会不会无限上升？当液面不再上升时,还有水分子进出细胞膜吗?漏斗内外溶液浓度是否相等？,当液面升高到一定程度后。由于存在着压强，会阻止水分子渗入，同时加快水分子渗出，使通过半透膜进出的水分子相等，处于动态平衡状态。液面就不再上升。有水分子进出，达到动态平衡。漏斗内外的浓度仍不相等,2、一个典型的渗透装置必须具备哪些条件？,1、具有半透膜。,2、半透膜两侧具有_。,浓度差,总结：,3、水分子运动方向:,水分子是由水分子多向水分子少扩散的,水分子运动是顺相对含量梯度,(低浓度),(高浓度),1、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,水分子是由,向,扩散的,下图中甲是渗透装置示意图，乙、丙两曲线图的横坐标代表时间，下列叙述不正确的是(),A半透膜内溶液A的浓度变化可用曲线丙表示B水分子由半透膜外进入半透膜内的速率变化可用曲线乙表示C玻璃管内的液面高度变化可用曲线丙表示D半透膜内外浓度差的变化可用曲线乙表示,自主学习p47,A,1如图表示一中间隔一半透膜(只允许水分子通过)的水槽，两侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶(麦芽糖酶只能分解麦芽糖)，在加入麦芽糖酶前后A、B两侧液面的变化是(),A加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并高于A侧高度B加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并等于A侧高度C加酶前后A、B两侧液面不变D加酶前A、B两侧液面不变，加酶后B侧液面上升并高于A侧液面解析：影响水分子扩散的溶液渗透压的大小取决于溶质微粒的数目。相同物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液渗透压相等，但加入麦芽糖酶后，麦芽糖被分解成葡萄糖，溶液的渗透压将大于A侧的葡萄糖溶液。答案：D,4(2012杭州模拟)如图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖通过。漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。实验现象最可能的是()A在玻璃槽中会测出蔗糖和蔗糖酶B在玻璃槽中会测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶C漏斗中液面开始时先下降，加酶后上升D漏斗中液面开始时先上升，加酶后上升再下降,D,细胞是一个渗透系统吗？渗透作用的原理能不能解释细胞的吸水和失水呢？,发生条件,（1）_相当于一层半透膜,（2）_与_构成浓度差,细胞膜,细胞质,外界溶液,二、动物细胞的吸水与失水,由于外界溶液浓度细胞质的浓度红细胞。,由外界溶液浓度=细胞质的浓度红细胞。,由于外界溶液浓度细胞质的浓度红细胞。,吸水膨胀,失水皱缩,保持正常形态,清水,盐水,0.9%生理盐水,思考与讨论,1、红细胞内的血红蛋白能穿过细胞膜吗？,2、红细胞的细胞膜是不是相当于半透膜？,3、外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？,4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？,不能,是,细胞质与外界溶液浓度差的大小,P61,不一定,1、病人进行输液治疗时，医生为何要选用以0.9%的生理盐水作为基础液体？,2、你吃比较咸的食物时，例如腌制的咸菜、连续嗑带盐的瓜子等，你的口腔和唇的黏膜会有什么感觉？为什么？,会有干燥难受的感觉，因为口腔和唇的细胞失水,动物细胞通过渗透作用吸水、失水,植物细胞呢？,1、做凉拌西红柿时,常常放一些糖,一会儿就可看到水分渗出。2、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。3、泡在盐水中的萝卜条会软缩，泡在清水中的萝卜条将更加硬挺。4、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。,问题：1、这些植物细胞的失水与吸水与红细胞相同吗？2、如果不同，不同又在哪里呢？,细胞膜,液泡膜,细胞质,细胞液,细胞核,细胞壁,原生质层,由纤维素和果胶组成，是全透性的,成熟的植物细胞,三、植物细胞的吸水和失水,类比学习,细胞液,液泡膜,细胞质,细胞膜,细胞壁,原生质层,清水,?,（找出两装置中构成上的相似性）,植物细胞的原生质层是不是相当于一层半透膜,阅读课本P62，分组讨论1.作出的假设是什么?理由?2.设计实验的基本思路是什么?3.预期实验的结果是什么?,探究植物细胞的原生质层是不是相当于一层半透膜,原生质层相当于半透膜,2.作出假设：,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。,3、设计实验：,基本思路: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_，细胞_；在清水中植物细胞的液泡又会_，细胞_。,缩小,皱缩,变大,膨胀,植物细胞的吸水和失水,质壁分离与复原实验,材料：紫色的洋葱鳞片外表皮细胞,容易剥离制成装片成熟植物细胞（有大液泡，液泡有有色色素易观察）,器材：显微镜等药品：0.3g/ml的蔗糖液、清水,自主学习49页,初始状态,发生质壁分离,质壁分离复原,5.分析结果,得出结论：,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,实验结论：,原生质层相当于半透膜,与预期结果一样，液泡会发生变大变小,1、发生条件,（1）_相当于一层半透膜,（2）_与_构成浓度差,2、水分运动,（1）细胞液浓度外界溶液浓度,细胞失水,质壁_,（2）细胞液浓度外界溶液浓度,细胞吸水,质壁分离_,分离,复原,原生质层,液泡里的细胞液,外界溶液,植物细胞的吸水和失水,质壁分离产生的条件：,质壁分离产生的原因：,总结：,1、细胞是活的(死细胞的细胞膜为全透性)2、具有大液泡3、具有细胞壁,内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性外因：外界溶液浓度细胞液浓度,质壁分别指什么？,“质”指原生质层，“壁”指细胞壁,液泡体积大小,时间,加蔗糖溶液,加清水,细胞液颜色,时间,深,浅,浅,加蔗糖溶液,加清水,加清水,细胞液浓度（吸水力大小）,时间,大,小,小,加蔗糖溶液,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(),A,B,C,D,C,下图是处于不同生理状态的同一个洋葱鳞茎的三个洋葱鳞片叶表皮细胞，实验药品有清水、30%蔗糖溶液，分析回答：（1）图中A细胞处于质壁分离状态，处充满了（2）图中、共同组成_。（3）图中各细胞的细胞液浓度最高、颜色最深的是_细胞图。（4）如果将C细胞置于清水中，则该细胞最终将处于图中_细胞的状态。（5）在做洋葱表皮细胞质壁分离的实验过程中，图中各细胞状态依次出现的顺序是（用A、B、C顺序表示）。,原生质层,A,B,BCA,、,蔗糖溶液,你知道什么情况会导致“烧苗”吗？,不同的饮料有不同的浓度，是浓度高的饮料解渴还是浓度低的解渴呢？,对于动物、植物细胞来说：,外界溶液浓度,细胞内溶液浓度,高,低,外界溶液浓度,细胞内溶液浓度,低,高,水分子是顺相对含量梯度跨膜运输,水分子是顺相对含量的梯度跨膜运输的，那么其他物质的跨膜运输又是怎样的呢？P63资料分析,初始浓度,0Mg2Ca2+Si4+离子,培养液中的离子浓度,水稻,番茄,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？2、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？,结论1：在培养过程中，水稻吸收水分及其他离子较多，吸收Ca2+、Mg2+较少，结果导致水稻培养液里的Ca2+、Mg2+浓度增高。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。,结论2：不同植物细胞对同一无机盐离子，同一植物细胞对不同无机盐离子的吸收均有差异；说明不同作物对无机盐离子的吸收具有选择性；,结论3：植物细胞吸收水和吸收无机盐离子是两个相对独立的过程；,碘的跨膜运输是逆相对含量梯度的运输的，,2025倍,250mg/L,血液中碘的浓度,I,碘离子数量_碘离子数量_,少,多,人体甲状腺滤泡上皮细胞,物质跨膜运输的实例二完成讨论3,取决于生命活动的需要。,3.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。,讨论3,讨论4：细胞对于物质的输出和输入有选择性。这种选择性具有普遍性。,其他物质跨膜运输实例三，完成讨论4,结论：,细胞膜和其他生物膜都是其特性是：水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。,选择透过性膜。,选择性透过膜与半透膜的区别,半透膜：物理膜，不具生物活性，不管什么物质，只要分子比孔小都可穿过半透膜,选择透过性膜：生物膜，具活性，对物质进出有选择性。如水分子可自由通过，需要的离子、小分子也可以通过。而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。,结构特点：具有一定的流动性功能特征：选择透过性膜,细胞膜的结构特点和功能特征,用相同数量的完全培养液，在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。在二者的吸水率几乎相同的情况下，72小时后原培养液中部分离子浓度发生了如下表的变化(表中数据为72小时后溶液中部分离子浓度占实验开始时的百分比)。分析下表不能得出的结论是(),（自主学习49页）,A.不同植物对矿质元素的需要量是不同的B与番茄相比，水稻对SiO需要量大，对Ca2需要量小C不同植物根尖细胞膜上载体蛋白的种类和数量是不同的D植物对水和各种离子的吸收速率一样大,解析：,答案：D,答案：D,1、判断成熟植物细胞的死活（1）实验设计思路：（2）可能的结果及结论：,与质壁分离实验有关的拓展,用一定浓度的蔗糖溶液处理叶肉细胞，观察是否发生质壁分离。,如果发生质壁分离现象，说明是活细胞；如果不发生质壁分离现象，说明是死细胞。,2.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？,4.如果滴加的是0.5g/ml(高浓度)的蔗糖溶液，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,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,3.植物细胞放在清水中，会不会吸水胀破？,不会，植物细胞有细胞壁保护,液泡体积大小,加0.3g/ml蔗糖溶液,加清水,加0.5g/ml蔗糖溶液,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。,洋葱表皮细胞液的浓度小于外界溶液浓度，细胞渗透失水；又由于细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，便导致质壁分离.,由于细胞可选择性地吸收K和NO3，导致细胞液浓度增加直至大于外界溶液的浓度，细胞开始吸水，从而发生质壁分离复原.,?,（2）自动发生质壁分离复原的原因是。,液泡体积大小,加KNO3溶液,时间,将一块新鲜马铃薯切成5块，放在一定浓度的蔗糖溶液中，通过显微镜观察细胞，结果是,则马铃薯的细胞液浓度大约为g/mlA、0.050.10B、0.10-0.15C、0.15-0.20D、0.20-0.25,B,6.判断细胞液的大致浓度,细胞液的浓度介于未发生和刚发生之间,3(2012辽宁联考)将新鲜马铃薯切成5cm的长条(粗细相同)，分别放在浓度不同的甘露醇溶液中，4h后测量每条的长度，结果如图所示。以下有关分析不正确的是(),A马铃薯细胞液的浓度约为30g/LB在溶液浓度为20g/L时，细胞发生质壁分离C在溶液浓度为40g/L90g/L时，细胞壁也有一定程度的收缩D当溶液浓度为40g/L时，细胞发生质壁分离,B,7.推断外界溶液的大小,液泡越小，说明失水越多，外界溶液浓度越大,1(2012雅礼高一检测)假设将标号为A、B、C的同一个植物细胞分别放在a、b、c三种不同的蔗糖溶液中一段时间后得到如图所示状态(原生质层不再变化)。据图分析推理不正确的是(),自主学习50页,A实验前蔗糖溶液浓度为：cbaB实验后蔗糖溶液浓度为：cbaC实验后细胞的吸水能力：CBAD实验后细胞液浓度：CBA解析：由于浓度差越大发生质壁分离的程度就越大，所以c蔗糖溶液浓度最高，b次之，a最低；实验后a、b、c中的细胞均已处于平衡状态，由于此时细胞液浓度：CBA，所以外界溶液的浓度也是不相同的，应为cba。答案：B,2(2013长沙检测)将同一新鲜马铃薯块茎切成4根粗细相同、长为5