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一、教学目标1、举例说出细胞膜是选择透过性膜2、尝试提出问题，做出假设3、进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作二、教学重点和难点1、教学重点举例说出细胞膜是选择透过性膜2、教学难点尝试提出问题，做出假设问题探讨问题探讨在一个长颈漏斗口外密封一层玻璃纸，网漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如图所示现象。玻璃纸又叫赛璐玢，是一种半透膜，水分子可以透过它，而蔗糖分子则不能。半透膜：半透膜：物理性质的，某些物质可以透过，而另一 些物质不能透过的多孔性薄膜。能否透过半透膜往往取决
2、于物质分子的直径大小实验现象1.1.漏斗管中的液面为什么会升高？漏斗管中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能。烧杯中清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的水分子含量高，水透过半水的水分子含量比蔗糖溶液中的水分子含量高，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。透膜进入漏斗内的速度比从漏斗中出来的速度快。2.2.若用纱布或滤纸代替玻璃纸，液面还会升高吗？若用纱布或滤纸代替玻璃纸，液面还会升高吗？不会，因为水和蔗糖都能通过且两者速率相等。不会，因为水和蔗糖都能通过且两者速率相等。3.3.若内外都是清水或都是同样的蔗糖溶液，液面若内
3、外都是清水或都是同样的蔗糖溶液，液面还会升高吗？还会升高吗？不会，因为水进出的速率相等。不会，因为水进出的速率相等。思考与讨论思考与讨论1、渗透作用的概念一、渗透作用2、渗透作用发生的条件是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜，从相对浓度高的地方向相对浓度低的地方扩散的现象。（1）半透膜（2）膜两层有浓度差3、渗透作用的原理（1）当溶液浓度AB时，单位时间内，水通过半透膜由B到A的的分子数多于由A到B的分子数。（2）当溶液浓度AB时，单位时间内，水通过半透膜由A到B的的分子数多于由B到A的分子数。（3）当溶液浓度A=B时，水分子的移动处于动态平衡状态水分子透过半透膜，由低浓度溶液向高浓度溶液扩散(
4、水分进出是顺相对浓度梯度的)二、细胞的吸水和失水外界溶液浓度 小于 细胞质浓度细胞吸水膨胀外界溶液浓度 大于细胞质浓度细胞失水皱缩外界溶液浓度等于细胞质浓度 保持原状态1、动物细胞细胞质（蔗糖溶液）细胞膜（半透膜）清水 （清水）红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？取决于外界溶液的浓度的大小浓度差越大，细胞吸水或失水越多其他动物细胞的吸水或失水与红细胞相似半透膜半透膜细胞膜（活的，不是半透膜，相当于一层半透膜，例如：水分子可以通过，而血红蛋白却不能）半透膜两侧有浓度差：半透膜两侧有浓度差：外界溶液浓度和细胞质浓度吃比较咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？答：觉得比较干，细胞失水与生活的
5、联系与生活的联系2、植物细胞的吸水和失水成熟的植物细胞（细胞内具有中央大液泡）细胞壁原生质层原生质层（全透性）细胞膜细胞膜细胞质细胞质液泡膜液泡膜原生质层原生质层半透膜半透膜细胞液细胞液半透膜：半透膜：原生质层（相当于一层半透膜）半透膜两侧有浓度差：半透膜两侧有浓度差：细胞液浓度和外界溶液浓度植物细胞的吸水和失水提出问题作出假设原生质层是一层半透膜吗？原生质层相当于一层半透膜探究实验设计实验设计方案预期结果将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。（
6、一）材料用具（一）材料用具紫色的洋葱鳞片叶（为什么？）液泡有颜色便于观察刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜显微镜0.3%g/mL0.3%g/mL的蔗糖溶液、清水实验方案（二）方法步骤1、制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片2、用低倍显微镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色的中央液泡的大小，以及原生质层的位置3、从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次，洋葱鳞片叶表皮就浸润在蔗糖溶液中。5、在盖玻片的一侧滴入清水，在盖玻片上的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次，洋葱鳞片叶表皮就浸润在清水中6、用低倍显微镜观察，看中央大液泡是否逐渐变大，原生质层的位置有没有发生变化
7、，细胞的大小有没有发生变化。4、用低倍显微镜观察，看细胞的中央液泡是否逐渐变小，原生质层在什么位置，细胞大小是否发生变化。植物细胞的质壁分离与复原实验植物细胞的质壁分离与复原实验只有成熟的植物细只有成熟的植物细胞原生质层和细胞胞原生质层和细胞壁才可以分离。壁才可以分离。该细胞为什么不发生该细胞为什么不发生质壁分离质壁分离?细胞发生质壁分离的条件细胞发生质壁分离的条件1.1.细胞是活的细胞是活的(死细胞的细胞膜为死细胞的细胞膜为 全透性全透性)2.2.细胞有大液泡细胞有大液泡3.3.细胞外溶液的浓度高于细胞液浓度细胞外溶液的浓度高于细胞液浓度外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞失水失水植物细胞质壁分
8、离现象植物细胞质壁分离复原现象外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞吸水吸水 细胞大小细胞大小变小（颜色深）逐渐恢复原来大小（变浅）原生质层恢复原来位置原生质层脱离细胞壁基本不变基本不变中央液泡中央液泡大小大小原生质层原生质层的位置的位置实验结果蔗糖蔗糖溶液溶液清水清水1.在质壁分离和复原的实验中，如果没有细胞壁，结果会有什么不同吗？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离开，从而发生质壁分离。2.发生质壁分离的原因是什么？如果没有细胞壁，细胞就会像红细胞一样会持续吸水直到涨破细胞膜。若外界溶液的溶质为葡萄糖、KNO3 、NaCl、尿素、乙二醇等，则发生质壁分离
9、后，因为细胞再次吸收溶质而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水而引起质壁分离后的自动复原。质壁分离和复原实验的应用说明原生质层是选择透过性膜判断植物细胞的死活测定细胞液的浓度光学显微镜下观察细胞膜对于动物、植物细胞来说外界溶液浓度高低失水外界溶液浓度低高吸水水分子是顺相对含量梯度跨膜运输 动物细胞没有细胞壁，因此不会有质壁分离现象。动植物细胞在吸水与失水方面的差异 植物细胞由于有细胞壁的限制和保护不会因持续吸水涨破初始浓度0 Mg2 Ca2+Si4+离子培养液中的离子浓度水稻番茄三、物质跨膜运输的其他实例（1）细胞膜对无机盐离子的吸收具有选择性。（2）吸收离子和吸收水是两个相对独立的过程人体甲状腺
10、滤泡上皮细胞20 25倍250mg/L血液I结论：细胞对于物质的输出和输入有选择性。4.4.细胞对物质的吸收有选择吗细胞对物质的吸收有选择吗?如果有，这种选择如果有，这种选择性有普遍性吗性有普遍性吗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，这取决于细胞生命活质的跨膜运输并不都是这样，这取决于细胞生命活动的需要。动的需要。细胞对物质的吸收是有选择的。这种选择性具细胞对物质的吸收是有选择的。这种选择性具有普遍性。有普遍性。1.1.物质通过细胞膜并非都是顺浓度梯度的。物
11、质通过细胞膜并非都是顺浓度梯度的。2.2.其他物质的跨膜运输并不都是这样，这取决于细胞其他物质的跨膜运输并不都是这样，这取决于细胞生命活动的需要。生命活动的需要。3.3.细胞对物质的吸收是有选择的。细胞对物质的吸收是有选择的。结论：细胞膜不仅是半透膜，还是选择透过性膜这些实例说明：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。
