生物必修一物质跨膜运输

1、扩散现象：扩散现象： 物质可以从相对浓度高的区域向低浓度区域物质可以从相对浓度高的区域向低浓度区域运动，即运动，即扩散作用扩散作用渗透现象演示实验渗透现象演示实验Next实实验验现现象象 一、细胞的吸水和失水一、细胞的吸水和失水 （1 1）渗透作用）渗透作用水分子（或其他溶剂分子）透过的水分子（或其他溶剂分子）透过的 扩扩散，称为渗透作用。散，称为渗透作用。（2 2）条件）条件具有具有 . .膜两侧的溶液具有膜两侧的溶液具有 . .（含水量多（含水量多含水量少）含水量少）半透膜半透膜半透膜半透膜浓度差浓度差1 1、原理：、原理：发生了渗透作用发生了渗透作用 细胞质细胞质 清水清水 （蔗糖溶液）

2、（蔗糖溶液）细胞膜细胞膜 （半透膜）（半透膜）2.2.动物细胞的吸水和失水动物细胞的吸水和失水外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞质浓度细胞质浓度细胞吸水膨胀细胞吸水膨胀外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞质浓度细胞质浓度 保持原状态保持原状态外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞质浓度细胞质浓度细胞失水皱缩细胞失水皱缩小于小于大于大于等于等于1 1、红细胞内血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？、红细胞内血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？2.2.红细胞的细胞膜是不是相当于红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨问题探讨”中所说中所说的半透膜？的半透膜？3 3、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水、当外界溶液的浓度低时

3、，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？而涨破吗？4 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？主要取决于细胞内外浓度差，浓度差越大细胞吸水或失主要取决于细胞内外浓度差，浓度差越大细胞吸水或失水越多水越多当外界溶液的浓度低时，红细胞一般会由于持续吸水当外界溶液的浓度低时，红细胞一般会由于持续吸水而涨破而涨破与生活的联系与生活的联系吃比较咸的食物，口腔和唇的黏膜吃比较咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？有什么感觉？为什么？答：觉得比较干，细胞失水答：觉得比较干，细胞失水成成熟熟的的植植物物细细胞胞模模式式图图细胞壁细胞壁细胞膜细胞膜细胞质细胞质液泡液泡（内

4、含细胞液）（内含细胞液）液泡膜液泡膜原生质层原生质层（全透性）（全透性）（选择透（选择透过性）过性）3 3、植物细胞的吸水与失水、植物细胞的吸水与失水原生质层：原生质层：细胞膜、液泡膜、及两膜之间的细胞质细胞膜、液泡膜、及两膜之间的细胞质植物细胞内的液体环境主要是指植物细胞内的液体环境主要是指_液泡中的细胞液液泡中的细胞液半透膜与选择透过性膜半透膜与选择透过性膜 半透膜半透膜： 一些物质（一般是小分子物质）能一些物质（一般是小分子物质）能透过，而另一些物质不能透过的透过，而另一些物质不能透过的多孔多孔性薄膜性薄膜选择透过性膜选择透过性膜： 指水分子、细胞要选择吸收的指水分子、细胞要选择吸收的离

5、子和小分子可以通过，而其他的离子、小离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的膜。例如细胞膜分子和大分子则不能通过的膜。例如细胞膜二者关系二者关系：选择透过性膜属于半透膜。选择透过性膜属于半透膜。玻璃纸，肠系膜，蛋壳膜，鱼鳔等玻璃纸，肠系膜，蛋壳膜，鱼鳔等科学探究：科学探究：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否相当于一层半透膜？原生质层是否相当于一层半透膜？原生质层相当于一层半透膜原生质层相当于一层半透膜选择材料用具、方法步骤选择材料用具、方法步骤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

6、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植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水进一步探究进一步探究2 2、实验原理、实验原理 成熟的植物细胞的成熟的植物细胞的原生质层原生质层相当于一层半透相当于一层半透膜，细胞液膜，细胞液具有一定的浓度具有一定的浓度，能够渗透失水和吸，能够渗透失水和吸水。水。载玻片上载玻片上1滴滴清水清水在新鲜的颜色较深的部在新鲜的颜色较深的部位划井字，位划井字，撕取撕取外表皮外表皮（注意安全）（注意安全）材料放入载玻片上水滴中，材料放入载玻片上水滴中，镊子展平镊子展平( (材料不可重叠材料不可重叠) )盖盖玻片盖盖玻片( (不能

7、有气泡不能有气泡) )洋葱表皮临时装片制作洋葱表皮临时装片制作3 3、实验流程图示（质壁分离和复原实验）、实验流程图示（质壁分离和复原实验）高倍显微镜下观察高倍显微镜下观察吸水纸吸引吸水纸吸引（临时装片）（临时装片）高倍显微镜观察高倍显微镜观察吸水纸吸引清水清水（临时装片）（临时装片）高倍显微镜观察制作洋葱鳞片叶表皮临时装片制作洋葱鳞片叶表皮临时装片有一个紫色的中央大液泡有一个紫色的中央大液泡原生质层紧贴细胞壁原生质层紧贴细胞壁0.3g/ml蔗糖溶液蔗糖溶液中央大液泡逐渐变小（紫色加深）中央大液泡逐渐变小（紫色加深）原生质层与细胞壁逐渐分离原生质层与细胞壁逐渐分离中央大液泡逐渐涨大中央大液泡逐

8、渐涨大原生质层逐渐贴近细胞壁原生质层逐渐贴近细胞壁质壁分离质壁分离复原蔗糖蔗糖溶液溶液4 4、质壁分离的原因分析、质壁分离的原因分析 细胞液颜色（浅细胞液颜色（浅深）深） 原因原因内因：内因：外因：外因：细胞壁伸缩性小细胞壁伸缩性小原生质层伸缩性大原生质层伸缩性大表现表现原生质层具半透性原生质层具半透性细胞壁是全透性的细胞壁是全透性的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液泡（大液泡（大小）小）宏观上：植物由坚挺宏观上：植物由坚挺萎蔫萎蔫 微观上：质壁分离微观上：质壁分离 原生质层与细胞壁分离原生质层与细胞壁分离细胞渗细胞渗透失水透失水蔗糖蔗糖溶液溶液清水清水植物细胞的质壁分离及

9、复原植物细胞的质壁分离及复原5、结论：、结论：成熟植物细胞成熟植物细胞与外界溶液构与外界溶液构成一个成一个渗透系统渗透系统：植物细胞的原生质：植物细胞的原生质层相当于一层层相当于一层半透膜半透膜，液泡内的液体，液泡内的液体就是就是细胞液细胞液。成熟植物细胞是通过渗成熟植物细胞是通过渗透作用吸水和失水的。透作用吸水和失水的。当当 时，细胞通时，细胞通过渗透过渗透作用作用失水，质壁分离；失水，质壁分离；当当 时，细胞通时，细胞通过渗透作用吸水，质壁分离复原。过渗透作用吸水，质壁分离复原。外界溶液浓度外界溶液浓度大于大于细胞液浓度细胞液浓度外界溶液浓度外界溶液浓度小于小于细胞液浓度细胞液浓度高浓度状

10、态高浓度状态低浓度状态低浓度状态观察到观察到的图像的图像液泡大小液泡大小变化变化原生质原生质层位置层位置变小变小原生质层原生质层 脱离脱离细胞壁细胞壁逐渐恢复原来大小逐渐恢复原来大小原生质层原生质层 恢复恢复原来位置原来位置大大原生质层原生质层 紧贴紧贴细胞壁细胞壁实验结果：实验结果：实验注意事项实验注意事项材料的选择：成熟的、活的、液泡有颜色的植物细胞。材料的选择：成熟的、活的、液泡有颜色的植物细胞。（紫色的洋葱紫色的洋葱）外界溶液的选择：对细胞无毒害作用；浓度要适中，外界溶液的选择：对细胞无毒害作用；浓度要适中，不能太高也不能太低。（不能太高也不能太低。（0.3g/mL蔗糖溶液蔗糖溶液）对

11、照原则：对照原则：自身前后的变化作为对照自身前后的变化作为对照细胞壁和原生质层之间充满细胞壁和原生质层之间充满蔗糖溶液蔗糖溶液（说明细胞壁说明细胞壁具有全透性具有全透性）1 1、你知道这里的、你知道这里的“质质”与与“壁壁”分别指什么分别指什么吗？吗？2 2、植物细胞发生质壁分离的内因和外因是什么？、植物细胞发生质壁分离的内因和外因是什么？ 3 3、在质壁分离及复原的过程中，细胞液浓度的变化、在质壁分离及复原的过程中，细胞液浓度的变化趋势如何？趋势如何？“质质”指原生质层，指原生质层，“壁壁”指细胞壁指细胞壁外因外因：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。内因内因:由于原生

12、质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分开，从而发生失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分开，从而发生质壁分离。质壁分离。质壁分离质壁分离细胞液浓度变大细胞液浓度变大复原复原细胞液浓度变小细胞液浓度变小要观察细胞发生质壁分离和复原，对材料有哪些要求？有细胞壁（植物细胞）；有细胞壁（植物细胞）；有中央液泡（颜色为深色）；有中央液泡（颜色为深色）；活细胞（原生质层相当于半透膜）活细胞（原生质层相当于半透膜）注：能发生质壁分离的细胞：成熟的植物细胞。注：能发生质壁分离的细胞：成熟的植物细胞。干种子的细胞、根尖分生区等处在发育过程的植物

13、细胞干种子的细胞、根尖分生区等处在发育过程的植物细胞（吸胀吸水）（吸胀吸水）以及动物细胞不能发生质壁分离。以及动物细胞不能发生质壁分离。质壁分离应用：质壁分离应用：（1 1）判断细胞的死活；）判断细胞的死活；（2 2） 验证原生质层和细胞壁伸缩性的大小。验证原生质层和细胞壁伸缩性的大小。（3 3）证明原生质层具有选择通过性以及观察植物）证明原生质层具有选择通过性以及观察植物细胞的细胞膜。细胞的细胞膜。（4 4）测定细胞液的浓度范围；）测定细胞液的浓度范围；（5 5）比较不同植物细胞的细胞液浓度。）比较不同植物细胞的细胞液浓度。 ( (6 6) ) 比较未知溶液浓度的大小比较未知溶液浓度的大小初

14、始初始浓度浓度 0 Mg2+ Ca2+ Si4+ 离子离子培养液中的离子浓度培养液中的离子浓度四四. .物质跨膜运输的其他实例物质跨膜运输的其他实例1、水稻培养液中的、水稻培养液中的Ca2+、Mg2+离子浓度为什么会增高？离子浓度为什么会增高？2、不同作物对无机盐离子的、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？吸收有差异吗？3水分子跨膜运输是顺相对含水分子跨膜运输是顺相对含量梯度，其他物质也是吗？量梯度，其他物质也是吗？4细胞对物质的吸收有选择性细胞对物质的吸收有选择性吗？吗？Ca2+Ca2+、Mg2+Mg2+较少较少20 25倍倍250mg/L血液中碘的浓度血液中碘的浓度I水分子的运输：顺相对含

15、量梯度水分子的运输：顺相对含量梯度碘的运输：逆相对含量梯度，由细胞外进碘的运输：逆相对含量梯度，由细胞外进入细胞内。入细胞内。细胞对于物质的吸收具有细胞对于物质的吸收具有选择性选择性。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（1 1）不同植物细胞对同一无机盐离子、同一植物细胞）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对不同无机盐离子的吸收 ，说明植物细胞膜对无机，说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有盐离子的吸收具有 。（2 2）番茄吸收）番茄吸收Ca

16、2+Ca2+、Mg2+Mg2+ ，吸收，吸收Si4+Si4+ ；水稻吸；水稻吸收收Si4+Si4+ ，而吸收，而吸收Ca2+Ca2+、Mg2+Mg2+ 。从营养学角度讲番茄的补。从营养学角度讲番茄的补钙效果比水稻钙效果比水稻 。（3 3）水稻）水稻吸收水的相对速度吸收水的相对速度比吸收比吸收Ca2+Ca2+、Mg2+Mg2+ ，造，造成培养液中成培养液中Ca2+Ca2+、Mg2+Mg2+浓度浓度 ；番茄；番茄吸收水的相对速度吸收水的相对速度比比吸收吸收Si4+Si4+ ，造成培养液中，造成培养液中Si4+Si4+浓度浓度 。（4 4）植物细胞在同一时间吸收离子和吸收水的量不同，）植物细胞在同一

17、时间吸收离子和吸收水的量不同，即吸收离子和吸收水是两个即吸收离子和吸收水是两个 的过程。的过程。均有差异均有差异选择性选择性多多少少少少多多好好大大上升上升大大上升上升相对独立相对独立2 2、人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点、人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点 人体甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液高人体甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液高20202525倍，说明碘进入甲状腺滤泡上皮细胞是倍，说明碘进入甲状腺滤泡上皮细胞是从从 ，即，即 。3 3、微生物吸收矿物质的特点：、微生物吸收矿物质的特点： 不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异。的差异。（1

18、1）不同微生物的细胞膜结构有一定的）不同微生物的细胞膜结构有一定的 。（2 2）不同微生物对矿物质的吸收有）不同微生物对矿物质的吸收有 。（3 3）不同微生物对各种矿物质的需求量）不同微生物对各种矿物质的需求量 。逆浓度梯度逆浓度梯度低浓度低浓度高浓度高浓度差异差异选择性选择性不同不同4 4、实例分析的结论、实例分析的结论（1 1）细胞膜和其他生物膜都是）细胞膜和其他生物膜都是 膜。特膜。特点是：点是： 可以自由通过。可以自由通过。一些一些 和小分子也可以通过。和小分子也可以通过。其他的离子、小分子和大分子则其他的离子、小分子和大分子则 通过。通过。（2 2）物质通过生物膜的跨膜运输，有的是）物质通过生物膜的跨膜运输，有的是 相对含相对含量梯度的，有的是量梯度的，有的是 相对含量梯度。相对含量梯度。（3 3）细胞对物质