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第4章细胞的物质输入和输出第1节物质跨膜运输的实例一、渗透作用半透膜:半透膜是一类可以让小-分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称渗透作用装置分析实验现象1.第一组装置的漏斗管内液面为什么会升高?2、第二组装置,用纱布代替玻璃纸,漏斗管内液面还会升高吗?3、第三组装置,清水换成同样浓度的蔗糖溶液,结果会怎样?由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量,使得管内液面升高。用纱布替代玻璃纸时,因纱布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由通透,因而液面不会升高。半透膜两侧溶液的浓度相等时,单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量,液面也不会升高。渗透作用:水分子(或其他溶剂分子)透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散,称为渗透作用。渗透过程必须跨膜条件①具有半透膜②半透膜两侧的溶液浓度不同(具有浓度差)溶液浓度:指物质的量浓度而非质量浓度。10%的葡萄糖溶液和10%的蔗糖溶液的质量浓度相等,那它们的溶液浓度一样吗?二、细胞的吸水和失水1.动物细胞的吸水和失水:ABC图A:外界溶液浓度细胞质浓度细胞吸水图B:外界溶液浓度细胞质浓度细胞失水图C:外界溶液浓度细胞质浓度保持原状态﹤﹤=水分进出哺乳动物红细胞的状态1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗?2.红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜?3.当外界溶液的浓度低时,红细胞一定会由于吸水而涨破吗?4.红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件?讨论:植物细胞与动物细胞的区别?1.植物细胞有细胞壁,且是全透性的。2.成熟的植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液。3.细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。三、植物细胞的吸水和失水细胞膜液泡膜细胞质液泡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,它又会恢复原来的形态。思考:1.白菜细胞的失水和吸水与红细胞相同吗?2.如果不同,不同在哪里呢?三、植物细胞的吸水和失水探究实验一般步骤:提出问题作出假设设计实验科学实验分析结果表达与交流(设计方案、预期结果…)(按预定方案进行实验)(分析实验结果,得出结论:……)(总结,写实验报告并适当交流)探究1、用盐腌萝卜时会有水渗出,同时萝卜的体积会减少。2、置于空气中刚刚萎蔫的白菜叶片置于清水中又变得硬挺。1.提出问题:植物细胞什么情况下失水?原生质层是否相当于一层半透膜?植物失水与动物失水有什么不同?(涨破?萎缩?还是……)2.作出假设:原生质层相当于半透膜;植物细胞在高浓度溶液中会失水;而在低浓度溶液中会吸水。3.设计实验4.进行实验1.选材2.试剂仪器3.实验步骤4.设计记录表格正常状态高浓度状态低浓度状态观察到的图像液泡大小变化原生质层位置变小原生质层脱离细胞壁逐渐恢复原来大小原生质层恢复原来位置大原生质层紧贴细胞壁5.结果质壁分离质壁分离复原外界溶液浓度细胞液的浓度,细胞失水植物细胞质壁分离现象质壁分离:植物细胞因为失水收缩,原生质层与细胞壁发生分离的现象。内因:原生质层比细胞壁的伸缩性大外因:外界浓度大于细胞液浓度外界溶液浓度细胞液的浓度,细胞吸水植物细胞质壁分离复原现象细胞内的细胞液长颈漏斗中有蔗糖液外界溶液烧杯中有清水半透膜成熟的植物细胞渗透系统装置原生质层(选择性透过膜)实验结论:原生质层相当于半透膜6、分析结果,得出结论:1、原生质层相当于半透膜2、外界溶液浓度大于细胞液浓度---细胞失水(质壁分离)3、外界溶液浓度小于细胞液浓度---细胞吸水(质壁分离复原)1.植物细胞会因吸水过多而涨破吗?不会,因为细胞壁对细胞有支持保护作用。2.所有植物细胞都能发生质壁分离与复原吗?不是,不存在中央大液泡的细胞,如分生区细胞和干种子细胞都不发生渗透作用,即不发生质壁分离与复原。3、溶液浓度过高,细胞会怎样?细胞发生质壁分离快,但细胞会因失水过多而死亡,不能进行质壁分离复原。质壁分离自动复原:甘油、尿素、硝酸钾、乙二醇、该细胞为什么不发生质壁分离?细胞发生质壁分离的条件1.细胞是活的(死细胞的细胞膜为全透性)2.细胞有大液泡3.细胞外溶液的浓度高于细胞液浓度初始浓度0Mg2+Ca2+Si4+离子培养液中的离子浓度水稻番茄四、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?是不是水稻不吸收反而向外排出呢?2、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗?细胞吸水与吸收无机盐是两个相对独立的过程。资料分析二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也是这样吗?甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液的高20—25倍,而人体甲状腺滤泡上皮细胞仍具有很强摄取碘的能力。碘多碘少4.细胞对物质的吸收有选择吗?如果有,这种选择性有普遍性吗?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也是这样吗?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,也有逆浓度梯度运输。细胞对物质的吸收是有选择的。这种选择性具有普遍性。物质跨膜运输的特点:并不都是顺相对含量梯度运输,细胞对于物质的输入和输出有选择性。细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。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:指水分子可以自由通过,细胞要选择吸收的离子、小分子可以通过,而其他的小离子、小分子和大分子则不能通过的膜。如:(细胞膜等各种生物膜)半透膜:一些物质(一般是水分子物质)能透过,而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小。(如:鸡蛋的卵壳膜等)选择透过性膜相当于半透膜,反之则不然构建知识网络例: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(2)自动发生质壁分离复原的原因(3)以上事实表明细胞膜对的通透性存在差异,所以它是一种选择透过性膜。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.离子1、以下可以发生渗透作用的是____.A.煮熟的马铃薯条放入水中B.把干种子放在清水中C.烈日下菠菜叶子下垂D.放在盐水中的萝卜变软D练习2.将人体口腔上皮细胞转移至不同浓度(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)的三种盐溶液中,结果如图所示。这三种溶液的浓度是()A.ⅠⅡⅢB.ⅡⅠⅢC.ⅠⅡⅢD.ⅠⅢⅡ【解析】由题图可知,Ⅰ中细胞形态没有变化,Ⅱ中细胞皱缩,Ⅲ中细胞涨大。所以三者的浓度依次是ⅡⅠⅢ。B3、田间一次施肥过多,作物变得枯萎发黄,俗称“烧苗”。其原因是()A、根细胞从土壤中吸收的养分过多B、根细胞不能从土壤中吸水C、根系不能将水向上运输D、根系被肥料分解释放的热能烧毁B4、利用高浓度盐水(NaCl溶液)杀菌防腐的原理是()A、盐水中的Cl-有杀菌防腐的作用B、盐水中的Na+不利于细菌的生活C、盐水是中性的,不适于细菌的生活D、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡D
本文标题:4.1物质跨膜运输的实例
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