41物质跨膜运输实例（新）

1、第四章 细胞的物质输入和输出第1节 物质跨膜运输的实例演示实验：演示实验：请同学们仔细观察现象，分析现象的原因。请同学们仔细观察现象，分析现象的原因。半透膜：一类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。3.3.如果烧杯中不是清水如果烧杯中不是清水, ,而是同样浓度的蔗糖溶液而是同样浓度的蔗糖溶液液面会升高吗液面会升高吗? ?1.漏斗管内的液面为什么会升高漏斗管内的液面为什么会升高?2.如果用一层纱布代替玻璃纸如果用一层纱布代替玻璃纸,漏斗管内的液面还会升漏斗管内的液面还会升高吗高吗?液面不会升高，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透。液面不会升高，因纱布的孔隙很大，蔗糖分

2、子也可以自由通透。液面不会升高，半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过液面不会升高，半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。半透膜进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。阅读课本阅读课本P60“问题探究问题探究”，思考、讨论完成下列问题，思考、讨论完成下列问题科学探究科学探究-渗透现象渗透现象由于单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量由于单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量多于多于渗渗出的的水分子数量。出的的水分子数量。一、渗透作用一、渗透作用 1 1渗透作用发生的条件渗透作用发生的条件 (1)(1)具有具有 。 (

3、2)(2)半透膜两侧的溶液具有半透膜两侧的溶液具有 。半透膜半透膜浓度差浓度差 2 2渗透作用发生的原理渗透作用发生的原理 (1)(1)宏观：由宏观：由低浓度低浓度溶液向溶液向高浓度高浓度溶液扩散溶液扩散 (2)(2)微观：单位体积的水分子由多向少扩散。微观：单位体积的水分子由多向少扩散。（1）生物膜、全透膜、半透膜、选择透过性膜）生物膜、全透膜、半透膜、选择透过性膜（2）溶液浓度是指物质的量浓度）溶液浓度是指物质的量浓度特别提醒： 自由扩散自由扩散：自由扩散是指物质从相对含量多的地自由扩散是指物质从相对含量多的地方向相对含量较少的地方的运动方向相对含量较少的地方的运动 渗透作用渗透作用：渗透

4、作用是指水（或其他溶剂性的分渗透作用是指水（或其他溶剂性的分子，如酒精，苯等有机溶剂）通过半透膜，顺相子，如酒精，苯等有机溶剂）通过半透膜，顺相对含量梯度（从低浓度到高浓度一侧）的扩散对含量梯度（从低浓度到高浓度一侧）的扩散 现象。 综上所述，从广义上面讲：“渗透作用渗透作用”实实质上是质上是“自由扩散自由扩散”的一种特殊形式的一种特殊形式 。 3 3渗透作用与自由扩散的辨析渗透作用与自由扩散的辨析 (1) (1)当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞 。 (2)(2)当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞 。 (3)(3)当当 时，水分进出

5、平衡。时，水分进出平衡。吸水吸水失水失水外界溶液浓度细胞质浓度外界溶液浓度细胞质浓度 1 1动物细胞的吸水和失水动物细胞的吸水和失水 清水清水盐水盐水0.9%0.9%生理盐水生理盐水二、细胞的吸水和失水二、细胞的吸水和失水 2 2 植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水 植物细胞是一个渗透系统植物细胞是一个渗透系统细胞吸水的方式细胞吸水的方式吸胀吸水吸胀吸水渗透吸水渗透吸水实例：实例：未成熟植物细胞、干种子未成熟植物细胞、干种子原因：原因：没有形成大的中央液泡没有形成大的中央液泡实例：实例：成熟的植物细胞成熟的植物细胞条件：条件：有中央液泡有中央液泡机理：机理：靠细胞内的亲水性物质靠细胞内的

6、亲水性物质（蛋（蛋 白质、淀粉、纤维素）吸收水分白质、淀粉、纤维素）吸收水分主要的吸水方式主要的吸水方式3 3植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜细胞质细胞质液泡液泡细胞核细胞核细胞壁细胞壁 原生质层原生质层（半透膜）（半透膜）（全透性，伸缩性小）（全透性，伸缩性小）成熟的植物细胞成熟的植物细胞三、探究植物细胞的吸水和失水三、探究植物细胞的吸水和失水提出问题提出问题得出结论得出结论分析结果分析结果 进行试验进行试验设计实验设计实验作出假设作出假设1.1.探究植物细胞的吸水和失水过程探究植物细胞的吸水和失水过程探究实验探究实验：植物细胞的吸水和失水：植物细胞的吸水和失

7、水提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验进行实验进行实验分析结果分析结果表达与交流表达与交流（原生质层是一层半透膜吗原生质层是一层半透膜吗？）？）（原生质层相当于一层半透膜原生质层相当于一层半透膜）设计设计方案方案（按预定方案进行实验）（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论：分析实验结果，得出结论：）（总结，写实验报告并适当交流）（总结，写实验报告并适当交流）预期预期结果结果将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。在清水中，观察其大小的变化。在蔗糖溶液中

8、植物细胞的中央液泡会变在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。央液泡会变大，细胞膨胀。外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞细胞液的浓度，细胞失水失水植物细胞植物细胞质壁分离质壁分离外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞细胞液的浓度，细胞吸水吸水植物细胞植物细胞质壁分离复原质壁分离复原实验现象实验现象 中央液中央液泡大小泡大小原生质层与细胞壁原生质层与细胞壁的距离的距离原生质体原生质体大小变化大小变化蔗糖蔗糖溶液溶液清水清水变小变小逐渐恢复原逐渐恢复原来大小来大小原生质层恢复原来原生质层恢复原来位

9、置位置原生质层脱离细原生质层脱离细胞壁胞壁由小变由小变大大由大变由大变小小1.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？2.如果滴加的是如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶液，实验结果会的蔗糖溶液，实验结果会 有什么不同？有什么不同？不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水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，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不可能发生质壁分离复原3、动植物细胞在吸水与失水方面的差异、动植物细胞在吸水与失水方面的差异 动物细胞没有细胞壁，因此不会有质壁

10、分离现象。动物细胞没有细胞壁，因此不会有质壁分离现象。植物细胞由于有细胞壁的限制和保护不会因持续吸水植物细胞由于有细胞壁的限制和保护不会因持续吸水而涨破。而涨破。（1 1）原因）原因原生质层具半透性且其伸缩性比原生质层具半透性且其伸缩性比细胞壁大细胞壁大内因：内因：外因：外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度外界溶液浓度大于细胞液浓度（2 2）表现）表现植物细胞由坚挺植物细胞由坚挺萎蔫萎蔫宏观：宏观：微观：微观： 质壁分离质壁分离液泡体积（大液泡体积（大小）小）细胞液颜色（浅细胞液颜色（浅深）深）原生质层与细胞壁分离原生质层与细胞壁分离原理:失水:细胞液浓度外界溶液浓度 质壁分离的复原渗透作用条件有

11、半透膜概念半透膜两侧溶液有浓度差动物细胞细胞的吸水和失水吸水:细胞质浓度外界水溶液失水:细胞质浓度外界水溶液动态平衡：细胞质浓度=外界水溶液植物细胞总结总结: : (2)(2)滴加蔗糖溶液和清水时，必须在实验桌上进行，滴加蔗糖溶液和清水时，必须在实验桌上进行， 不能在显微镜的载物台上进行。不能在显微镜的载物台上进行。(1)(1)实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有 大液泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观大液泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观 察现象。察现象。(3)(3)本实验所用的方法为引流法，采用了自身对照。本实验所用的方法为引流法，采

12、用了自身对照。2 2生物膜的特性生物膜的特性 细胞膜和其他生物膜可以让水分子自由通过，细胞膜和其他生物膜可以让水分子自由通过，一些一些 也可以通过，而其他的离也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过，因此它们都子、小分子和大分子则不能通过，因此它们都是是膜。膜。离子和水分子离子和水分子选择透过性选择透过性 功能特性功能特性半透膜与选择性透过膜有何异同？半透膜与选择性透过膜有何异同？(4)(4)当以植物细胞可吸收的物质作溶质当以植物细胞可吸收的物质作溶质( (如甘油、尿如甘油、尿素、素、KNO3KNO3、乙二醇等、乙二醇等) )时，可出现质壁分离及自动复时，可出现质壁分离及自动复原现象

13、。原现象。 (3)(3)本实验选用本实验选用0.3 g/mL0.3 g/mL的蔗糖溶液的蔗糖溶液( (此浓度下既明此浓度下既明 显出现质壁分离，又不致杀死细胞显出现质壁分离，又不致杀死细胞) )。盐酸、酒。盐酸、酒 精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做质壁分离精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做质壁分离 的溶液。的溶液。 证明成熟植物细胞发生渗透作用；证明成熟植物细胞发生渗透作用； 判断细胞的死活判断细胞的死活测定细胞液浓度范围测定细胞液浓度范围 测比较不同植物细胞的细胞液浓度测比较不同植物细胞的细胞液浓度鉴别不同种类的溶液鉴别不同种类的溶液( (如如KNOKNO3 3和蔗糖溶液和蔗糖溶液) )比

14、较一系列溶液的浓度的大小比较一系列溶液的浓度的大小将紫色洋葱表皮细胞放入一定浓度硝酸钾溶液将紫色洋葱表皮细胞放入一定浓度硝酸钾溶液 中，在显微镜下观察发现开始液泡颜色逐渐变中，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

15、浓度溶液中，则该萝卜条的质量浓度溶液中，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 解析解析 b b浓度溶液中，萝卜条质量减小，说明萝浓度溶液中，萝卜条质量减小，说明萝 卜条在失水，重新放在浓度小于卜条在失水，重新放在浓度小于b b的的a a浓度溶液浓度溶液 中，萝卜条会吸水，质量将增大。中，萝卜条会吸水，质量将增大。B考点考点3 3：物质跨膜运输的其他实例：物质跨膜运输的其他实例1 1对无机盐的吸收实例对无机盐的吸收实例 K+M2+Ca2+SiO44-水稻水稻17%105%117%19.5%番茄番茄19.1%85%5

16、9.6%118%1 1、（、（20112011全国卷）将紫色洋葱在完全营养液中浸泡全国卷）将紫色洋葱在完全营养液中浸泡 一段时间，撕取外表皮，先用浓度为一段时间，撕取外表皮，先用浓度为0.3g/mL0.3g/mL的的 蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，立即将外蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，立即将外 表皮放入蒸馏水中，直到细胞中的水分不再增加。表皮放入蒸馏水中，直到细胞中的水分不再增加。 在该实验中，蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓在该实验中，蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓 度为甲，细胞中的水分不再增加时外表皮细胞液度为甲，细胞中的水分不再增加时外表皮细胞液 的浓度为乙，则甲、乙的关系，以及实

17、验过程中的浓度为乙，则甲、乙的关系，以及实验过程中 水分进细胞的方式为水分进细胞的方式为( )( ) A A甲甲 乙，被动运输乙，被动运输 C C甲甲 乙，主动运输乙，主动运输 D D甲甲= =乙，主动运输乙，主动运输B B 高考链接高考链接2 2、（、（1111年重庆卷）图为某种植物幼苗（大小、长势相同）年重庆卷）图为某种植物幼苗（大小、长势相同）均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度KNOKNO3 3溶液中培养溶液中培养时鲜重的变化情况（其它条件相同且不变时鲜重的变化情况（其它条件相同且不变),),下列有关叙下列有关叙述，错误的是述，错误的是( )( )A A

18、3h3h时，两组幼苗均已时，两组幼苗均已 出现萎蔫现象，直接出现萎蔫现象，直接 原因是蒸腾作用和原因是蒸腾作用和 根细胞失水根细胞失水B B6h6h时，甲组幼苗因根系时，甲组幼苗因根系 开始吸收开始吸收K K+ +、NONO3 3，吸，吸 水能力增强，使鲜重逐渐提高水能力增强，使鲜重逐渐提高C C12h12h后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过 处理前，乙组幼苗将死亡处理前，乙组幼苗将死亡D D实验表明，该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收实验表明，该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收 是两个相对独立的过程是两个相对独立的过程B B 1 1、以下可以发生渗透作用的是、以下可以发生渗透作用的是_._.A.A.煮熟的马铃薯条放入水中煮熟的马铃薯条放入水中 B.B.把干种子放在清水中把干种子放在清水中C.C.烈日下菠菜