第1节-物质跨膜运输的实例剖析课件.ppt

细胞是一个开放的系统，每时每刻都与环境进行着物质的交换。物质的出入都要经过细胞膜。细胞内外的物质并不能自由地出入细胞，原因是细胞膜能够控制物质的进出进行选择。,新课导入,第1节 物质跨膜运输的实例,一、细胞的吸水和失水,二、物质跨膜运输的其他实例,重点,举例说出细胞膜是选择透过性膜。,难点,尝试提出问题，作出假设(探究性实验）,等四章细胞物质输入和输出,想一想：漏斗管内的液面为什么会升高？,具备渗透作用的两个条件，单位时间内透过半透膜进入漏斗的水分子数量多于从漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。,2.半透膜：一些物质（如水分子、葡萄糖等）能透过，而另一些物质不能透过多孔性薄膜,渗透作用：,1.概念指水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，称为渗透作用。,3.渗透作用必须具备的条件,1.具有一层半透膜,2.膜两侧的溶液具有浓度差,小组讨论,1如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？为什么,2如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？为什么,不会,不具备半透膜,夜面不会升高,半透膜两侧不具备浓度差,以上两种现象说明：,渗透作用的两个条件缺一不可,半透膜与选择透过性膜的区别,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。（无生物活性）,选择透过性膜相当于半透膜，反之则不然。,半透膜：,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，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的生物膜。（有生物活性）,物质能否通过半透膜取决什么？,物质能否通过生物膜取决什么？,物质大小与膜的孔径,细胞是否需要,渗透原理:水分子可以自由进出，从水分子相对含量多的方向向水分子相对含量少方向移动。,原因（中水分子的数量小于中水分子的数量）,原因（中水分子的数量大于中水分子的数量）,水分子从B向 A移动,当溶液A浓度大于溶液B时：,当溶液A浓度小于溶液B时：,水分子从A向B移动。,小组讨论：下列现象水分子的移动方向,正确的描述：1由低浓度向高浓度方向移动 2由水分子多向水分子少方向移动,细胞吸水：细胞质浓度外界溶液浓度 细胞失水：细胞质浓度外界溶液浓度 动态平衡：外界溶液浓度细胞质浓度,思考：动物细胞吸水或失水取决于什么,1细胞质浓度与外界溶液浓度差值。细胞膜相当于半透膜（具备渗透作用的两个条件）,一般情况，差值较大时吸水或失水较多。,动物细胞的吸水和失水的原理与红细胞一样。,一、动物细胞的吸水和失水,差值的大小对渗透速率有何影响,红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？,二植物细胞的吸水和失水；,阅读P61-63叶成熟植物细胞是否具备发生渗透作用的两个条件：,2.细胞液具有一定浓度与外界溶液间存在浓度差（外因）,3.细胞壁是全透性对细胞的吸水和失水没有影响；,细胞质,液泡膜,1原生质层具有选择透过性（内因）,相当于 半透膜,细胞液,细胞膜,外界溶液浓度大于细胞液 的浓度细胞失水。该现象叫,植物细胞质壁分离现象,植物细胞质壁分离复原现象,外界溶液浓度小于细胞液的浓度细胞吸水。该现象叫,小组讨论发生上述现象的原因：,二、物质跨膜运输的其他实例,细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程。其他物质的跨膜运输是怎样的呢？,材料分析,科学家做过这样的实验：将含钙离子、镁离子和硅离子的培养液分别培养番茄和水稻，一段时间后，番茄培养液中钙离子和镁离子浓度下降，水稻培养液中钙离子和镁离子浓度增高。硅离子则刚好相反：水稻吸收大量的硅离子，而番茄几乎不吸收硅离子。,水稻培养液中的钙离子、镁离子浓度为什么会增高？,根据资料小组分析讨论,培养过程中，水稻吸收水分、硅离子较多，吸收钙、镁较少（需求量低）而导致其浓度升高。,讨论1,同一种作物对不同无机盐的吸收有差异吗？,有差异。,讨论2,该实验说明什么：,不同作物对相同无机盐的吸收有差异吗？,不一定。主要取决于细胞生命活动的需要。,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？,小组讨论3,细胞对物质的吸收有选择吗？如果有，这种选择有普遍性吗？,有。这种选择具有普遍性，是由生物膜的特性所决定的。,材料分析,人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力，血液中的碘质量浓度250mg/L，而甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中高20-30倍。,小组讨论4,不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异。,几种微生物体内的矿物质含量(占全部矿物质的%),材料分析,阅读64页最后一自然段,上述实例说明：细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜,三、渗透作用原理的应用,（1）农作物要合理灌溉：满足植物需求降低 土壤溶液的浓度,（2）移栽植物时要去掉部分枝叶,（3）农业生产中要合理施肥否则会造成烧苗现象：避免土壤溶液的浓度过高,（4）生活中杀菌、防腐、腌制食品（如使用糖、盐腌渍蔬菜水果）在食品的外面形成很高浓度的溶度，使微生物不能生存,实验记录资料包：,变小,原生质层脱离细胞壁,基本不变,逐渐恢复原来大小,原生质层恢复原来位置,基本不变,探究活动材料和仪器的准备包括：质量分数为30%的蔗糖溶液、清水、新鲜紫色洋葱鳞茎、解剖刀或刀片、尖嘴镊、载玻片、盖玻片、小滴管、吸水纸、显微镜等。,新鲜洋葱鳞茎外表皮（紫色洋葱最好）是进行此项实验的较理想材料。它既容易被剥离而制成临时装片，又很容易在显微镜下观察。实践证明：质量分数为30%的蔗糖溶液很容易使洋葱鳞茎外表皮细胞发生质壁分离，短时间内对细胞的伤害小；而清水又可使质壁分离得到复原。,2、植物细胞的吸水和失水,以下操作可供参考：1.剥取洋葱鳞茎的鳞片叶，外表皮紫色较浓的更好。用解剖刀或刀片在叶片外表皮划一0.5 cm见方的“井”字。2.用尖嘴镊从“井”字中央的一角小心地将洋葱鳞片叶外表皮撕下，平铺在载玻片中央。3.用小滴管在表皮上滴一滴质量分数为30%的蔗糖溶液，盖上盖玻片。用吸水纸吸去多余液体。（这样重复几次，盖玻片下的洋葱鳞片叶表皮浸润在蔗糖溶液中）,4.用低倍显微镜观察，看细胞的中央液泡是否逐渐变小，原生质层又有什么变化？,在显微镜下观察，可见原生质缓慢收缩，逐渐出现与细胞壁分离的现象，直到原生质收缩成球状小团，与细胞壁完全分开。,5.在盖玻片的一侧滴加清水，用吸水纸在盖玻片的另一侧吸收，重复几次，使清水置换蔗糖溶液。6.在显微镜下观察，中央液泡是否变大，原生质层的位置有没有变化。可见质壁分离现象缓慢复原,植物细胞是一个渗透系统,细胞吸水的方式,吸胀吸水,渗透吸水,举例：未成熟植物细胞、干种子等,细胞结构特点：没有形成大的中央液泡,条件：成熟的中央有液泡的植物细胞,细胞结构特点：细胞质有大液泡；细胞壁具全透性；原生质层具选择透过性；细胞液具有一定浓度。,原理：靠细胞内的亲水性物质（蛋白质、淀粉、纤维素）吸收水分,（主要的吸水方式）,实例：成熟的植物细胞,原理：具选择透过性膜和浓度差,表达与交流：,将本小组的问题、过程、结果和结论与其他小组交流。如果有必要，还需要对本组实验方案进行修改。,进一步探究：,植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？,生物膜的概念：指细胞内所有的生物膜，包括细胞膜、细胞器、核膜。生物膜的特性：选择透过性膜。（水分子可自由通过，一些离子和小分子也可通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过）。,与社会的联系,不同的饮料浓度不同，根据本节知识判断选用不同浓度的饮料对机体细胞有什么影响？,浓度低的饮料可以用来补充体内水分，浓度高的饮料可能使机体细胞脱水。,课外延伸,细胞吸水有三种方式：未形成液泡的细胞，靠吸涨作用吸水；液泡形成以后，细胞主要靠渗透作用吸水；与渗透作用无关的代谢性吸水。在这三种方式中以渗透作用吸水为主。渗透作用是水分进出细胞的基本过程。,将小片植物组织放入比其液泡更浓的外界溶液中时，外界溶液就是“低水势溶液”，细胞内的水分就会离开细胞，即发生细胞失水，直至原生质体从细胞壁上脱离，并收缩到细胞中央，外界溶液就自由地穿过细胞壁，填充了收缩的原生质和细胞壁之间的空间，即细胞发生了质壁分离；将这样的细胞放入“高水势溶液”中，水分就会从高水势溶液进入细胞，即细胞吸水，可产生质壁分离复原。所以通常所说的“高渗溶液”其实就是“低水势溶液”，所谓“低渗溶液”就是“高水势溶液”。,高考链接,（2009 海南）已知鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的20%蔗糖溶液、排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10%蔗糖溶液的烧杯中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是（）,B,解析：渗透作用的发生条件是有半透膜、有浓度差，其结果是使膜的两侧渗透压相等。所以烧杯外的蔗糖溶液会因为失水而使浓度上升，而鱼鳔内的蔗糖溶液因吸水而使浓度下降，当二者渗透压相等时浓度不再变化。所以B正确。,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,课堂练习,2.将人类的红血球置于不同浓度蔗糖液中，浸泡半小时之后的结果如图。依照血球外形的变化判断蔗糖液的浓度，由高到低排列，正确的是（）,A.甲乙丙丁 B.丁甲乙丙 C.丙丁甲乙D.丙乙丁甲,D,3.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,B,4.将n块（n5）质量、体积相同并去皮的马铃薯块茎分别放在不同的质量浓度的蔗糖溶液中，15min后，测定马铃薯块茎的质量，并根据测定结果制成直角坐标图。在下图中，你认为能表示本实验结果的是（）,D,5.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什么？（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。,答案（1）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。,（2）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。,（3）离子。,6.若向日葵的某种细胞间隙的水势为A，细胞液的水势为B，细胞质基质的水势为C，则当它因缺水而萎蔫时，三者之间的水势关系是 _,答案是：BCA,分析：某溶液的水势高低与其渗透压高低是负相关的，水势越高，则其渗透压就越低。水分总是从高水势流向低水势，即从低渗透压一侧流向高渗透压。,基础题 1.。2.。3.。拓展题 提示：农业生产上的轮作正是针对不同作物根系对矿质元素的选择性吸收而采取的生产措施。如果长期在同一块田里种植同种作物，地力就会下降（俗称伤地），即某些元素含量下降，这样就会影响作物的产量。,习题答案,