高中生物人教版必修一 4.1物质跨膜运输的实例 课件（共35张PPT）

1、义县高级中学义县高级中学 刘占江刘占江 观察观察“渗透作用和水分流动渗透作用和水分流动”演示演示 半透膜半透膜 渗透原理渗透原理 思考：思考： 为什么漏斗为什么漏斗 中的蔗糖液中的蔗糖液 面会高于烧面会高于烧 杯中的清水杯中的清水 的液面？的液面？ 分析分析： 1、半透膜：小分子可以自由通过，较大的分子不能通过、半透膜：小分子可以自由通过，较大的分子不能通过 （水分子自由通过，蔗糖分子不能通过）（水分子自由通过，蔗糖分子不能通过） 2、通过半透膜进出漏斗的水分子数：、通过半透膜进出漏斗的水分子数： （单位时间内，（单位时间内，进进入漏斗的水分子入漏斗的水分子比比出出漏斗的漏斗的水分子水分子多多

2、） 漏斗液面上升漏斗液面上升 3、通过半透膜水分子、通过半透膜水分子渗透的方向渗透的方向： 水多水多水少水少 低浓度低浓度高浓度高浓度 （渗透压低（渗透压低 渗透压高）渗透压高） （水势高（水势高水势低）水势低） 4、液面上升、液面上升保持不变保持不变： 浓度差浓度差(渗透压渗透压） 液面差液面差(静水压静水压) 水分子进漏斗水分子进漏斗 水分子出漏斗水分子出漏斗 液面液面保持不变保持不变 相等相等 渗透作用产生的条件：渗透作用产生的条件： 1 1、具有具有半透膜半透膜 （一些物质能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜一些物质能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜 ） 2 2、半透膜两侧溶

3、液具有、半透膜两侧溶液具有浓度差浓度差 渗透作用：渗透作用： 水水分子或其他分子或其他溶剂分子溶剂分子透过半透膜的透过半透膜的扩散扩散作用。作用。 细胞膜细胞膜 细胞内溶液细胞内溶液 1、如果将装、如果将装 置中的漏斗置中的漏斗 换成细胞还换成细胞还 会不会吸水？会不会吸水？ 2、如果吸水、如果吸水 会发生什么？会发生什么？ 如果细胞如果细胞吸水吸水 胀破胀破则说明细则说明细 胞也能渗透吸胞也能渗透吸 水、细胞膜相水、细胞膜相 当于当于 。半透膜半透膜 1、动物细胞的吸水和失水实验、动物细胞的吸水和失水实验 失水失水正常正常吸水吸水 细胞质细胞质浓度浓度 细胞吸水膨胀细胞吸水膨胀 小于小于 细

4、胞失水皱缩细胞失水皱缩 外界溶液外界溶液的浓度的浓度 水分进出细胞水分进出细胞 处于处于动态平衡动态平衡 结果分析：结果分析： 动物细胞发生了动物细胞发生了 渗透作用渗透作用 细胞质细胞质浓度浓度 大于大于 外界溶液外界溶液的浓度的浓度 细胞质细胞质浓度浓度 等于等于 外界溶液外界溶液的浓度的浓度 思考与讨论思考与讨论P61 1、红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？、红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？ 2、红细胞的、红细胞的细胞膜细胞膜是不是相当于是不是相当于“问题探讨问题探讨”中所说的中所说的 半透膜半透膜？ 3、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而、当外界溶液的浓

5、度低时，红细胞一定会由于吸水而 涨破吗？涨破吗？ 4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ 不能，血红蛋白是大分子，不能透过细胞膜不能，血红蛋白是大分子，不能透过细胞膜 细胞膜细胞膜（选择透过性膜）（选择透过性膜）相当半透膜相当半透膜 不一定会不一定会 取决于红细胞膜内外溶液的浓度差取决于红细胞膜内外溶液的浓度差 （细胞质与外界溶液的浓度差细胞质与外界溶液的浓度差） 一个一个动物细胞动物细胞相当于一个相当于一个渗透装置渗透装置： 1 1、细胞膜细胞膜相当于相当于半透膜半透膜 2 2、半透膜两侧具有、半透膜两侧具有浓度差浓度差 （细胞质细胞质浓度与浓度与

6、外界溶液外界溶液浓度不同）浓度不同） 讨论：为什么动物细胞能发生渗透作用？讨论：为什么动物细胞能发生渗透作用？ 思考思考: :如果换成植物细胞会如何？如果换成植物细胞会如何？ 实例一 洒水为了保持蔬菜的新鲜硬挺洒水为了保持蔬菜的新鲜硬挺 糖渍西红柿 醋拌黄瓜 实例二 p白菜放置时间长了会白菜放置时间长了会萎蔫萎蔫；而卖菜的阿；而卖菜的阿 姨经常向青菜上洒水，使青菜保持新鲜姨经常向青菜上洒水，使青菜保持新鲜 硬挺状态。硬挺状态。 p对农作物施肥过多，会造成对农作物施肥过多，会造成“烧苗烧苗”现现 象。象。 细胞质细胞质 液泡膜液泡膜 原生质层原生质层半透膜半透膜 细胞液细胞液 外界溶液外界溶液

7、浓度差浓度差 植物细胞失水和吸水的情况是怎样的呢？植物细胞失水和吸水的情况是怎样的呢？ 探究探究 洋葱表皮细胞洋葱表皮细胞 细胞膜细胞膜 探究主题探究主题：植物细胞吸水和失水：植物细胞吸水和失水 2.作出假设：作出假设：细胞细胞在在高高浓度溶液中会失水，浓度溶液中会失水， 在在低低浓度溶液中会吸水。浓度溶液中会吸水。 原生质层相当于半透膜原生质层相当于半透膜 1.提出问题：提出问题：细胞什么条件下吸水和失水？细胞什么条件下吸水和失水？ 3.3.设计实验设计实验： （1 1）器材）器材的选择：的选择：紫色的洋葱鳞片叶、质量紫色的洋葱鳞片叶、质量 浓度为浓度为0.3g/mL0.3g/mL的蔗糖液、

8、清水、显微镜、刀片、的蔗糖液、清水、显微镜、刀片、 镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸 植物细胞植物细胞质壁分离质壁分离及及质壁分离复原质壁分离复原 2 2、低倍镜观察、低倍镜观察3 3、滴蔗糖溶液、滴蔗糖溶液 5 5、滴清水、滴清水 4.4.方法步骤方法步骤 ：“”“” 1 1、制片、制片 4 4、低倍镜观察、低倍镜观察6 6、低倍镜观察、低倍镜观察 植物细胞的质植物细胞的质 壁分离及复原壁分离及复原 5.5.实验结果实验结果: : 2 2、细胞液、细胞液浓度浓度 外界溶液外界溶液的浓度：的浓度： 植物细胞发生了植物细胞发生了渗透作用渗透作用 细胞失水，发生

9、质壁分离细胞失水，发生质壁分离 1 1、细胞液、细胞液浓度浓度 外界溶液外界溶液的浓度：的浓度： 6.6.结果分析：结果分析： 细胞吸水，发生质壁分离复原细胞吸水，发生质壁分离复原 （1 1）原生质层原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜：细胞膜和液泡膜以及两层膜 之间的细胞质之间的细胞质 （2 2）成熟植物细胞）成熟植物细胞发生质壁分离的条件发生质壁分离的条件： 细胞液浓度小于外界溶液浓度细胞液浓度小于外界溶液浓度 原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大 （3） 细胞的吸水和失水细胞的吸水和失水是水分子是水分子顺相对含顺相对含 量的梯度量的梯度跨膜运输的过程跨膜运输

10、的过程 7.7.要点归纳：要点归纳： 4 4、能发生质壁分离的细胞：、能发生质壁分离的细胞： 活的成熟的植物细胞，如根尖成熟区细胞、活的成熟的植物细胞，如根尖成熟区细胞、 叶肉细胞等叶肉细胞等。死细胞、动物细胞、根尖分生区死细胞、动物细胞、根尖分生区 细胞及干种子细胞都不会发生质壁分离细胞及干种子细胞都不会发生质壁分离 5 5、质壁分离自动复原质壁分离自动复原： 原因：原因：NONO3 3- -、K K+ +进入细胞进入细胞，使细胞液浓度大于外界溶液，使细胞液浓度大于外界溶液 浓度，细胞吸水，发生自动复原浓度，细胞吸水，发生自动复原 注意：植物分生区细胞，干种子细胞靠亲水性物质进行吸胀吸水注意

11、：植物分生区细胞，干种子细胞靠亲水性物质进行吸胀吸水 以可吸收的物质作溶质时，能使细胞发生。以可吸收的物质作溶质时，能使细胞发生。 如：如：硝酸钾、硝酸钾、 尿素、甘油、乙二醇等尿素、甘油、乙二醇等 1、 将洋葱磷片叶表此细胞浸入将洋葱磷片叶表此细胞浸入1MOL/L的的KNO3溶溶 液中，细胞将发生液中，细胞将发生 A：质壁分离：质壁分离 B、死亡、死亡 C、不发生质壁分离、不发生质壁分离 D、质壁分离后自动复原、质壁分离后自动复原 2、用、用0.5gmL的蔗糖溶液做细胞质壁分离实验时，的蔗糖溶液做细胞质壁分离实验时， 质壁分离现象明显，但不能复原，最可能的原因是质壁分离现象明显，但不能复原，

12、最可能的原因是 A质壁分离的时间太长，杀死细胞质壁分离的时间太长，杀死细胞 B蔗糖溶液的浓度过大，杀死细胞蔗糖溶液的浓度过大，杀死细胞 C细胞周围没有换成清水细胞周围没有换成清水 D细胞外周浓度高于细胞液浓度细胞外周浓度高于细胞液浓度 3、将洋葱磷片叶放在、将洋葱磷片叶放在0.45 molL蔗糖溶液中，细胞发蔗糖溶液中，细胞发 生质壁分离；放在生质壁分离；放在0.35 molL的蔗糖溶液中，细胞有的蔗糖溶液中，细胞有 胀大趋势，放在胀大趋势，放在0.4 molL蔗糖溶液中，细胞似乎不发蔗糖溶液中，细胞似乎不发 生什么变化。这表明生什么变化。这表明() A洋葱表皮细胞已死亡洋葱表皮细胞已死亡 B

13、细胞膜不允许水分子自由通过细胞膜不允许水分子自由通过 C蔗糖分子进入细胞导致渗透平衡蔗糖分子进入细胞导致渗透平衡 D细胞液浓度为细胞液浓度为0.4 molL左右左右 8、质壁分离实验的、质壁分离实验的意义意义 1 1 证明证明成熟的成熟的植物细胞植物细胞是一是一渗透系统渗透系统 2 2 判断判断植物植物细胞细胞的的死活死活 3 3 观察观察植物细胞的植物细胞的细胞膜细胞膜 4 4 测定测定细胞液的细胞液的浓度浓度 5 5 比较比较不同植物细胞的不同植物细胞的细胞液浓度细胞液浓度 6 6 鉴定鉴定不同种类的不同种类的溶液溶液（硝酸钾和蔗糖溶液不同）（硝酸钾和蔗糖溶液不同） A. A. 甲高于乙甲

14、高于乙 B. B. 乙高于甲乙高于甲 C. C. 先甲高于乙，后乙高于甲先甲高于乙，后乙高于甲 D. D. 先甲低于乙，后乙低于甲先甲低于乙，后乙低于甲 例例1 1、把体积和把体积和质量浓度相同质量浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半的葡萄糖和蔗糖溶液用半 透膜（允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过）隔开透膜（允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过）隔开 （如图），开始和一段时间后液面情况是（如图），开始和一段时间后液面情况是 AB 半透膜半透膜 图图1 “U型管问题型管问题” 下图一下图一U型管中，型管中，A、B侧装有不同溶液或不同浓侧装有不同溶液或不同浓 度的溶液，中央有一半透膜，度的溶液，中央有

15、一半透膜，允许葡萄塘分子通允许葡萄塘分子通 过，不允许蔗糖分子过，不允许蔗糖分子通过，试分析下列情况中通过，试分析下列情况中A、 B侧液面高度变化情况。侧液面高度变化情况。 、A侧为清水，侧为清水，B侧为侧为10%蔗糖溶液蔗糖溶液 A侧液面下降，侧液面下降，B侧液面上升侧液面上升 、A侧为侧为10%蔗糖溶液，蔗糖溶液，B侧为侧为20%蔗糖溶液蔗糖溶液 A侧液面下降，侧液面下降，B侧液面上升侧液面上升 、A侧为侧为10%葡萄糖溶液，葡萄糖溶液，B侧为侧为20%葡萄糖溶液葡萄糖溶液 开始是开始是B侧液面上升，最终侧液面上升，最终A、B侧液面相同侧液面相同 变式训练变式训练 、A侧为侧为1molL-

16、1葡萄糖溶液，葡萄糖溶液，B侧为侧为1molL-1蔗糖溶液蔗糖溶液 AB 半透膜半透膜 图图1 、A侧为侧为10%葡萄糖溶液，葡萄糖溶液，B侧为侧为10%蔗糖溶液蔗糖溶液 A侧先上升，后侧先上升，后B侧液面升高，最侧液面升高，最 终终A、B两侧液面等高两侧液面等高 、A侧为侧为Nacl，B侧为清水侧为清水 最终最终A侧液面下降，侧液面下降，B侧液面升高侧液面升高 A侧先上升，最终侧先上升，最终A、B两侧液面等高两侧液面等高 、A侧为侧为10%葡萄糖溶液，葡萄糖溶液，B侧为侧为10%蔗糖溶液蔗糖溶液 在在B侧加入少许蔗糖酶侧加入少许蔗糖酶 A侧先上升，最终侧先上升，最终B侧液面更高侧液面更高 例

17、例2 2、将紫色洋葱表皮细胞放入一定浓度、将紫色洋葱表皮细胞放入一定浓度硝酸钾硝酸钾溶溶 液中，在显微镜下观察发现开始液泡颜色逐渐变液中，在显微镜下观察发现开始液泡颜色逐渐变 深，后来又逐渐变浅，能够反映细胞液含水量深，后来又逐渐变浅，能够反映细胞液含水量 随时间变化的图是随时间变化的图是 ( )( )C （20082008上海卷，上海卷，2020）在保持在保持 细胞存活的条件下，蔗糖溶液细胞存活的条件下，蔗糖溶液 浓度与萝卜条质量变化的关系浓度与萝卜条质量变化的关系 如右图。若将处于如右图。若将处于b b浓度溶液中浓度溶液中 的萝卜条移入的萝卜条移入a a浓度溶液中，则该萝卜条的质量浓度溶液

18、中，则该萝卜条的质量 将将 ( )( ) A. A.不变不变 B.B.增大增大 C.C.减小减小 D.D.先增后减先增后减 B 物质跨膜运输物质跨膜运输并不都是顺相对含量并不都是顺相对含量梯度的。梯度的。 20 25倍倍 250mg/L 血液血液 I 结结 论论: 初始浓度初始浓度 0 Mg2 Ca2+ SiO44- 离子 离子 培养液中的离子浓度培养液中的离子浓度 水稻水稻 番茄番茄 1 1、水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？、水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？ 四、物质跨膜运输的其他实例四、物质跨膜运输的其他实例 水稻吸收水分和其他离子较多，吸收水稻吸收水分和其他离

19、子较多，吸收MgMg2+ 2+ 、 、 CaCa2+ 2+较少 较少 2.2.不同作物对无机盐的吸收有差异吗？不同作物对无机盐的吸收有差异吗？ 水稻吸收大量的水稻吸收大量的Si4+Si4+而番茄几乎不吸收而番茄几乎不吸收. .番茄吸收番茄吸收 Ca2+Ca2+和和Mg2+Mg2+较多较多 初始浓度初始浓度 0 Mg 2 Ca2+ Si4+ 离子 离子 培养液中的离子浓度培养液中的离子浓度 水稻水稻 番茄番茄 结论：结论：1.同一作物对不同离子的吸收有差异 2.2.不同作物对同种离子的吸收有差异不同作物对同种离子的吸收有差异 3.3.吸收水分和无机盐是两个相对独立的过程吸收水分和无机盐是两个相对

20、独立的过程 1.在培养过程中，水稻吸收水分及在培养过程中，水稻吸收水分及Si4+离子较多，离子较多， 吸收吸收CaCa2+ 2+、 、MgMg2+ 2+较少，结果导致水稻培养液里的 较少，结果导致水稻培养液里的 CaCa2+ 2+、 、MgMg2+ 2+浓度增高。 浓度增高。 2.2.在番茄的培养液中，在番茄的培养液中， Ca Ca2+ 2+、 、MgMg2+ 2+的浓度下降， 的浓度下降， 而而Si4+的浓度升高，证明番茄吸收的的浓度升高，证明番茄吸收的CaCa2+ 2+、 、MgMg2+ 2+ 比比Si4+ 多。多。 3.3.不同作物对无机盐的吸收是有差异的。不同作物对无机盐的吸收是有差异的。 根据资料分析根据资料分析 结论结论：细胞对于物质的输出和输入有细胞对于物质的输出和输入有选择性。选择性。 28.1648.55米曲菌米曲菌 38.6651.00酵母菌酵母菌 2.414.93圆褐固氮菌圆褐固氮菌 12.9533.99大肠杆菌大肠杆菌 K2OP2O5微生物微生物 不同微生物体内的矿物质含量不同微生物体内的矿物质含量 结论：结论：细胞膜和其他生物膜都是细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜 生物膜的功能特点：生物膜的功能特点： 选择透过性选择透过性 这