1、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1.掌握掌握半透膜半透膜的特征及发生渗透的条件的特征及发生渗透的条件2.2.理解细胞在什么理解细胞在什么条件条件下会吸水，在什么下会吸水，在什么条件条件下会失水；下会失水；3.3.理解植物细胞发生质壁分离及复原的条件和所说明的理解植物细胞发生质壁分离及复原的条件和所说明的问题；问题；4.4.理解细胞膜和其他生物膜都是具有理解细胞膜和其他生物膜都是具有选择透过性膜选择透过性膜。半透膜：一些物质能透过，半透膜：一些物质能透过，而另一些物质不能透过的多而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。能否透过半透膜孔性薄膜。能否透过半透膜取决于该物质分子直径的大
2、取决于该物质分子直径的大小。小。玻璃纸：玻璃纸：是一种半透膜，水是一种半透膜，水分子可以通过，蔗糖分子不分子可以通过，蔗糖分子不能通过。能通过。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？因为水分子能透过半透膜而蔗糖分子不因为水分子能透过半透膜而蔗糖分子不能。烧杯中清水的水分子含量比蔗糖溶液中能。烧杯中清水的水分子含量比蔗糖溶液中水分子含量高，单位时间内水透过半透膜进水分子含量高，单位时间内水透过半透膜进入漏斗内的速度比从漏斗中出来的速度快入漏斗内的速度比从漏斗中出来的速度快。不会。因为纱布是全透性的，不但水不会。因为纱布是全透性的，不但水分子可以通过，蔗糖分子也可以通过，且分子
3、可以通过，蔗糖分子也可以通过，且两者速率相等。两者速率相等。发生渗透作用的条件之一：发生渗透作用的条件之一：具有半透膜具有半透膜2半透膜半透膜是不是必须的？如果用纱布代是不是必须的？如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面还会升高吗？替玻璃纸，漏斗管内液面还会升高吗？3如果烧杯中的不是清水，而是同样浓如果烧杯中的不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？为什么？度的蔗糖溶液，结果会怎样？为什么？液面不会升高，因为半透膜两侧溶液的液面不会升高，因为半透膜两侧溶液的浓度相等，单位时间单位体积透过玻璃纸进浓度相等，单位时间单位体积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入长颈漏斗的水分子数量
4、等于渗出的水分子数量，水分子的运动达到动态平衡，所以液数量，水分子的运动达到动态平衡，所以液面不会升高。面不会升高。发生渗透作用的条件之二：发生渗透作用的条件之二：半透膜两侧半透膜两侧的溶液具有的溶液具有浓度差浓度差水分子透过水分子透过半透膜半透膜，从水分子，从水分子含量相含量相对浓度高对浓度高的溶液中向的溶液中向相对浓度低相对浓度低的溶液中扩散的溶液中扩散的过程。的过程。具有半透膜具有半透膜 半透膜两侧存在浓度差半透膜两侧存在浓度差3.原理原理:水分子从溶液浓度低的一侧流向溶液浓水分子从溶液浓度低的一侧流向溶液浓度高的一侧度高的一侧溶液溶液A浓度浓度大于大于溶液溶液B，水分子从，水分子从B
5、A移动移动溶液溶液A浓度浓度小于小于溶液溶液B，水分子从，水分子从A B移动移动1.1.利用高浓度盐水（利用高浓度盐水（NaClNaCl溶液）杀菌防腐溶液）杀菌防腐的原理是（的原理是（）A A、盐水中的、盐水中的ClCl有杀菌防腐的作用有杀菌防腐的作用B B、盐水中的、盐水中的NaNa不利于细菌的生活不利于细菌的生活C C、盐水是中性的，不适于细菌的生活、盐水是中性的，不适于细菌的生活D D、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出 而死亡而死亡D练一练练一练2.a2.a、b b、c c是三个相邻的细胞，已知是三个相邻的细胞，已知 a a细胞液浓度细胞液浓度 b
6、b细细胞液浓度胞液浓度 c c细胞液浓度细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分在如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（三者之间关系的是（）Ca ac cb ba ac cb ba ac cb ba ac cb bA AB BC CD D3.下列现象中属于渗透作用的是下列现象中属于渗透作用的是()A.水分子通过细胞壁水分子通过细胞壁B.葡萄糖分子通过细胞膜葡萄糖分子通过细胞膜C.K+通过原生质层通过原生质层D.水分子通过原生质层水分子通过原生质层解析解析:渗透作用是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩渗透作用是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。葡萄糖、散。葡萄糖、K+不属于溶剂分子不属
7、于溶剂分子,细胞壁不是半透膜。细胞壁不是半透膜。D4.如图，甲、乙为两个渗透装置。甲图是发生渗透作用时的初始如图，甲、乙为两个渗透装置。甲图是发生渗透作用时的初始状态，乙图是较长时间之后，根据漏斗内外的水分子达到动态状态，乙图是较长时间之后，根据漏斗内外的水分子达到动态平衡时的状态。判断下列有关叙述错误的是平衡时的状态。判断下列有关叙述错误的是A.图甲中图甲中为半透膜，水分子能自由通过为半透膜，水分子能自由通过B.图甲中溶液图甲中溶液的浓度大于溶液的浓度大于溶液的浓度的浓度C.图乙中溶液图乙中溶液的浓度与溶液的浓度与溶液的浓度相等的浓度相等D.图甲中溶液图甲中溶液和和浓度差越大，则图乙中的水柱
8、越高浓度差越大，则图乙中的水柱越高 答案解析C易错警示易错警示有关渗透作用的三个误区有关渗透作用的三个误区(1)半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，而不是单向运动，半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，而不是单向运动，观测到的现象是由双向水分子运动的差别所导致的液面改变。观测到的现象是由双向水分子运动的差别所导致的液面改变。(2)当半透膜两侧的溶液达到平衡时，是指两侧的水分子运动当半透膜两侧的溶液达到平衡时，是指两侧的水分子运动达到平衡，而两侧溶液的浓度并不一定相同，两侧的液面高达到平衡，而两侧溶液的浓度并不一定相同，两侧的液面高度也不一定相同。度也不一定相同。(3)水分子通过半透膜由低浓度溶液
9、向高浓度溶液扩散。此处水分子通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。此处的浓度是指物质的量浓度，是单位体积中微粒的多少，不是的浓度是指物质的量浓度，是单位体积中微粒的多少，不是质量分数。质量分数。清水清水9%的盐水的盐水0.9%的生理盐水的生理盐水外界浓度外界浓度细胞质浓度细胞质浓度细胞形态正常细胞形态正常外界浓度外界浓度细胞质浓度细胞质浓度=外界浓度外界浓度细胞质浓度细胞质浓度吸水吸水 膨胀膨胀失水失水 皱缩皱缩为什么红细胞放在清中就会吸水膨胀，放为什么红细胞放在清中就会吸水膨胀，放在浓溶液中就会失水萎缩呢？在浓溶液中就会失水萎缩呢？1红细胞内的血红蛋白等有机物能够透红细胞内的血红蛋白等有机
10、物能够透过细胞膜吗过细胞膜吗？不可以，因为血红蛋白是大分子，不能不可以，因为血红蛋白是大分子，不能透过细胞膜。透过细胞膜。【思【思 考】考】2当外界溶液浓度过低时，红细胞会发生什当外界溶液浓度过低时，红细胞会发生什么变化？为什么？么变化？为什么？会发生吸水并且涨破会发生吸水并且涨破，因为外界溶液浓，因为外界溶液浓度过低，红细胞不断吸水，而细胞膜的伸缩度过低，红细胞不断吸水，而细胞膜的伸缩性是一定的，超过了这个限度，细胞就会破性是一定的，超过了这个限度，细胞就会破裂。裂。【思【思 考】考】3红细胞吸水或失水的多少与什么有关？红细胞吸水或失水的多少与什么有关？红细胞吸水或失水的多少主要取决于红红细
11、胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外的浓度差，一般差值越大，吸水或细胞内外的浓度差，一般差值越大，吸水或失水越多。失水越多。【思【思 考】考】与经典渗透装置比较与经典渗透装置比较 细胞质细胞质细胞膜细胞膜外界溶液外界溶液内溶液内溶液半透膜半透膜动物红细胞的细胞膜相当于动物红细胞的细胞膜相当于半透膜半透膜 吃比较咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？觉得口干，因为外界浓度高，口腔和唇觉得口干，因为外界浓度高，口腔和唇黏膜细胞细胞失水。黏膜细胞细胞失水。与生活的联系与生活的联系白菜长时间放置在空气中会慢慢地萎蔫，但是将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
12、复硬挺的形态。萎蔫的白菜放进清水中，它又会恢复硬挺的形态。可见，白菜也会失水和吸水。可见，白菜也会失水和吸水。成熟的植物细胞的吸水与失水的情况又是如何成熟的植物细胞的吸水与失水的情况又是如何细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜细胞质细胞质 原生质层原生质层细胞壁细胞壁全透性全透性液泡液泡植物植物成熟细胞成熟细胞能发生渗透作用吗能发生渗透作用吗?提出问题：提出问题：1.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作出假设：作出假设：设计方案：设计方案：1.1.思路思路：将植物细胞分别浸润在：将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖较高浓度的蔗糖溶液溶
13、液中和中和清水清水中，观察其大小的变化。中，观察其大小的变化。材料的选择材料的选择：紫色洋葱鳞片紫色洋葱鳞片蔗糖浓度的选择蔗糖浓度的选择：0.3g/ml的蔗糖溶液的蔗糖溶液2.2.注意注意3.3.实验步骤：课本实验步骤：课本 P62P62质壁分离：质壁分离：现象：现象：中央液泡逐渐变中央液泡逐渐变小小（颜色变（颜色变深深）；）；原生质层与细胞壁原生质层与细胞壁逐渐分离逐渐分离。失水失水0.3g/ml蔗蔗糖溶液糖溶液实验现象实验现象 ：质壁分离质壁分离复原复原：清水清水吸水吸水现象：现象：中央液泡逐渐变中央液泡逐渐变大大（颜色变（颜色变浅浅）；）；原生质层原生质层逐渐贴近逐渐贴近细胞壁。细胞壁。
14、实验现象实验现象 ：中央液泡中央液泡大小大小原生质层的原生质层的位置位置细胞细胞大小大小蔗糖蔗糖溶液溶液清水清水变小变小逐渐恢复逐渐恢复原来大小原来大小原生质层原生质层恢恢复复原来位置原来位置原生质层原生质层脱离脱离细胞壁细胞壁基本基本不变不变基本基本不变不变实验结果实验结果 ：实验结论：实验结论：原生质层相当于半透膜原生质层相当于半透膜成熟的植物细胞就是一个渗透系统成熟的植物细胞就是一个渗透系统内溶液内溶液外界溶液外界溶液半透膜半透膜原生质层原生质层细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜细胞质细胞质细胞液细胞液细胞壁细胞壁（全透性）（全透性）原生质层相当于半透膜原生质层相当于半透膜外因：外界溶液浓度细胞液
15、浓度外因：外界溶液浓度细胞液浓度质壁分离的原因：质壁分离的原因：内因：原生质层伸缩性比细胞壁大内因：原生质层伸缩性比细胞壁大原生质层原生质层相当于相当于半透膜半透膜，能让水分子通，能让水分子通过而不能让蔗糖分子通过，具有选择透过而不能让蔗糖分子通过，具有选择透过性过性1死亡的植物细胞还能发生质壁分离吗？为什么？死亡的植物细胞还能发生质壁分离吗？为什么？2若用浓度为若用浓度为0.6g/ml的蔗糖溶液，则质壁分的蔗糖溶液，则质壁分离后能否观察到细胞复原？离后能否观察到细胞复原？高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而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死亡，不可能发生质
16、壁分离复原不能。原生质层会丧失选择透过性，不能。原生质层会丧失选择透过性，质壁分离条件一：细胞必须是活的质壁分离条件一：细胞必须是活的质壁分离条件二：细胞有细胞壁和大液泡质壁分离条件二：细胞有细胞壁和大液泡3.3.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？不会出现质壁分离现象，只发生渗透作用的不会出现质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水吸水或失水质壁分离条件三：细胞外溶液的浓度高于细胞液质壁分离条件三：细胞外溶液的浓度高于细胞液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
17、干种子放在清水中把干种子放在清水中C.C.烈日下菠菜叶子下垂烈日下菠菜叶子下垂D.D.放在盐水中的萝卜变软放在盐水中的萝卜变软D D练一练练一练2.2.田间一次施肥过多，作物变得枯萎发田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称黄，俗称“烧苗烧苗”。其原因是（。其原因是（）A A、根细胞从土壤中吸收的养分过多、根细胞从土壤中吸收的养分过多B B、根细胞不能从土壤中吸水、根细胞不能从土壤中吸水C C、根系不能将水向上运输、根系不能将水向上运输D D、根系被肥料分解释放的热能烧毁、根系被肥料分解释放的热能烧毁B细胞的吸水和失水是水分子细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量顺相对含量的梯度的梯度跨膜运输的过
18、程跨膜运输的过程溶液溶液A浓度浓度大于大于溶液溶液B，水分子从，水分子从B A移动移动溶液溶液A浓度浓度小于小于溶液溶液B，水分子从，水分子从A B移动移动除水之外，其他物质的跨膜运输是怎样的呢除水之外，其他物质的跨膜运输是怎样的呢水稻吸收水稻吸收SiSi4+4+比水多得多，因此溶液中的比水多得多，因此溶液中的SiSi4+4+离子浓度离子浓度比初始浓度显著下降了；它吸收比初始浓度显著下降了；它吸收MgMg2+2+和和CaCa2+2+比水少，因此离比水少，因此离子的浓度比初始浓度升高了。番茄的情况也与此类似，不子的浓度比初始浓度升高了。番茄的情况也与此类似，不过它吸收过它吸收MgMg2+2+和和
19、CaCa2+2+比水多，而吸收比水多，而吸收SiSi4+4+比水少。比水少。说明：不同作物对无机盐的吸收是有差异的。说明：不同作物对无机盐的吸收是有差异的。20 25倍倍250mg/L血液中碘的浓度血液中碘的浓度I实例说明实例说明：每个人的心灵深处都有着只有他自己理解的东西。对具有高度自觉与深邃透彻的心灵的人来说，痛苦与烦恼是他必备的气质。在一切创造物中间没有比人的心灵更美、更好的东西了。唯有心灵能使人高贵。所有那些自命高贵而没有高贵的心灵的人，都像块污泥。一个人只要他有纯洁的心灵，无愁无恨，他的青春时期，定可因此而延长。能充实心灵的东西，乃是闪烁着星星的苍穹，以及我内心的道德律。你的心灵常常是战场。在这个战场上，你的理性与判断和你的热情与嗜欲开战。无所事事并非宁静，心灵的空洞就是心灵的痛苦。
