第讲物质跨膜运输的实例

一、渗透作用和渗透系统1.渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过

，从

浓度溶液向

浓度溶液的

。半透膜低高扩散2.渗透系统：（1）组成：由两个溶液体系（S1和S2）以及两者中间的半透膜组成。指物质的量浓度目前一页\总数二十三页\编于十八点一、渗透作用和渗透系统2.渗透系统：（2）渗透现象：①当溶液浓度S1>S2时，②当溶液浓度S1<S2时，③当溶液浓度S1=S2时，注意：无论是何种情况，半透膜两侧水分子都是双向运动的。水分通过半透膜由S2→S1；水分通过半透膜由S1→S2；渗透系统处于动态平衡中；此时，溶液浓度S1>S2。因为存在静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。思考：在达到渗透平衡后，出现如图液面差△h，此时S1=S2吗？目前二页\总数二十三页\编于十八点一、渗透作用和渗透系统2.渗透系统：（3）发生渗透作用的条件：①具有半透膜；②半透膜两侧溶液具有浓度差（4）验证渗透作用发生的条件：半透膜浓度差目前三页\总数二十三页\编于十八点A目前四页\总数二十三页\编于十八点技法提炼“U”型管中水分子移动方向的分析3．如果溶质分子不能透过半透膜，在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。1．膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高，低的一侧渗透压低，水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。2．两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是高浓度一侧液面升高；若能，则先是高浓度一侧液面升高，随后另一侧液面升高，最后两侧液面持平。目前五页\总数二十三页\编于十八点二、动植物细胞通过渗透作用吸水和失水细胞液半透膜清水细胞膜液泡膜外界溶液细胞质溶液细胞膜外界溶液目前六页\总数二十三页\编于十八点渗透作用模型动物细胞与外界溶液形成的渗透系统植物细胞与外界溶液形成的渗透系统图解原理条件水扩散方向现象二、动植物细胞通过渗透作用吸水和失水半透膜清水细胞液细胞膜液泡膜外界溶液渗透作用①半透膜②具浓度差①细胞膜（选择透过性膜）相当半透膜②具浓度差，细胞质浓度与外界溶液之间①原生质层，相当于半透膜②具浓度差，细胞液浓度与外界溶液之间低浓度溶液→高浓度溶液漏斗内液面下降或上升皱缩或涨破质壁分离、质壁分离复原顺相对含量梯度（高→低）目前七页\总数二十三页\编于十八点1.实验材料：三、植物细胞质壁分离及复原的观察及应用紫色洋葱外表皮细胞有细胞壁有中央大液泡液泡有颜色，易于观察2.实验原理：(1)成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。(2)当细胞液浓度

外界溶液浓度时，失水，质壁分离；当细胞液浓度

外界溶液浓度时，吸水，质壁分离复原<>目前八页\总数二十三页\编于十八点3.实验流程：三、植物细胞质壁分离及复原的观察及应用紧贴细胞壁0.3g/mL蔗糖溶液逐渐变小变深细胞壁逐渐分离清水逐渐胀大变浅逐渐贴近细胞壁目前九页\总数二十三页\编于十八点4.表现：三、植物细胞质壁分离及复原的观察及应用宏观上：微观上：液泡(大小)细胞液颜色(浅深)原生质层与细胞壁分离5.质壁分离的原因：内因：外因：细胞壁伸缩性小，原生质层伸缩性大植物由坚挺→萎蔫质壁分离外界溶液浓度大于细胞液浓度目前十页\总数二十三页\编于十八点(1)实验材料的选择(2)实验试剂使用①使用浓度过高的蔗糖溶液(0.5g/mL)，质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡。②使用质量浓度为1mol·L－1的KNO3溶液，因为K＋和NO3-可被细胞吸收，使细胞液浓度增大，所以细胞先发生质壁分离后又自动复原。(尿素、甘油、乙二醇等现象同上)(3)发生质壁分离时在细胞壁和细胞膜之间充满的是外界溶液，原因是细胞壁具有全透性。三、植物细胞质壁分离及复原的观察及应用6.特别提醒：目前十一页\总数二十三页\编于十八点(4)质壁分离与复原过程中水分移动是双向的，总结果是单向的。(5)质壁分离过程中，植物细胞吸水能力逐渐增强。(6)在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原现象的观察。(7)本实验采用了自身对照。其中第一次与第二次形成对照，第三次与第二次形成对照。三、植物细胞质壁分离及复原的观察及应用目前十二页\总数二十三页\编于十八点三、植物细胞质壁分离及复原的观察及应用7.质壁分离实验的拓展应用及方法：（1）判断成熟植物细胞是否有生物活性

（2）测定细胞液浓度范围

(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度(4)比较一系列溶液的浓度的大小(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)目前十三页\总数二十三页\编于十八点不发生质壁分离三、植物细胞质壁分离及复原的观察及应用7.质壁分离实验的拓展应用及方法：（1）判断成熟植物细胞是否有生物活性

待测细胞＋蔗糖溶液发生质壁分离和复原（2）测定细胞液浓度范围

待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。→活细胞→可能是死细胞P36命题探究3、4目前十四页\总数二十三页\编于十八点三、植物细胞质壁分离及复原的观察及应用7.质壁分离实验的拓展应用及方法：不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度刚刚发生质壁分离时所需时间的比较―→判断细胞液浓度(即时间越短，细胞液浓度越小)。P27612质壁分离后原生质体的体积（原始细胞体积基本相同）（质壁分离后原生质体越小，细胞液浓度越小）目前十五页\总数二十三页\编于十八点同一植物的相同成熟细胞＋未知浓度的溶液(4)比较一系列溶液的浓度的大小比较刚刚发生质壁分离所需时间长短―→判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)P2757三、植物细胞质壁分离及复原的观察及应用7.质壁分离实验的拓展应用及方法：溶液体积的变化（原始茎段生理状况基本相同）（溶液体积增加量越多，未知溶液的浓度越大）茎段质量的变化（原始茎段生理状况基本相同）（茎段质量减少量越多，未知溶液的浓度越大）目前十六页\总数二十三页\编于十八点三、植物细胞质壁分离及复原的观察及应用7.质壁分离实验的拓展应用及方法：成熟相同植物细胞＋不同种类溶液质壁分离后又自动复原(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)→溶质不能通过半透膜的溶液(如蔗糖)→溶质能通过半透膜的溶液(如KNO3)只发生质壁分离目前十七页\总数二十三页\编于十八点(2)从溶液角度分析

①在溶质可穿膜的溶液中细胞会发生先质壁分离后自动复原现象（乙二醇、甘油、尿素、KNO3等溶液）。②在溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象，不能自动复原。③在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象，但会因过度失水而死亡不再复原。拓展：判断细胞是否发生质壁分离及复原的规律(1)从细胞角度分析

①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞（如根尖分生区细胞）不发生质壁分离及复原现象。②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。目前十八页\总数二十三页\编于十八点四、物质跨膜运输的其他实例1.水稻和番茄吸收不同离子的特点(1)同种生物细胞对不同物质的吸收具有

，

与其含有离子载体蛋白的

有关。(2)不同种生物细胞对同种物质吸收具有

。选择性

种类和数量

差异性

2.人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点：3.不同微生物对各种矿物质的需要量不同，吸收时各自都有________逆浓度梯度选择性

目前十九页\总数二十三页\编于十八点2.生物膜的功能特性(1)细胞膜和其他生物膜都是

膜，水分子、一些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。(2)生物膜的

是活细胞的一个重要特征。结论：1.不同物质的跨膜运输特点(1)离子和小分子：依据细胞生命活动需要进行

。(2)水分子：

(高→低)。四、物质跨膜运输的其他实例顺相对含量梯度

选择吸收

顺相对含量梯度，也可以逆相对含量梯度

选择透过性

选择透过性

目前二十页\总数二十三页\编于十八点完善真核细胞知识结构网络图

纤维素和果胶保护、支持糖类物质进出细胞信息线粒体叶绿体溶酶体核仁遗传信息库提供酶的附着位点细胞质基质目前二十一页\总数二十三页\编于十八点√

×

√

×

提示照片是真实的，而模型是形式，故不属于模型。

模型构建目前二十二页\总数二十三页\编于十八点（1）区别

①半透膜可以是生物性的选择透过性膜，也可以是无生