1、物质跨膜运输的实例DNA遗传遗传（资料（资料1、4）“蓝图蓝图”物质合成物质合成能量转换能量转换信息交流信息交流遗传信息遗传信息控制控制代谢代谢（资料（资料2、3）控制中心控制中心遗传信息库遗传信息库细胞核细胞核染色质染色质结构结构功能功能相适应细胞核的功能：细胞核的功能：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心渗透作用渗透作用水分子（或其他溶剂水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的分子）透过半透膜的扩散，称为渗透作用扩散，称为渗透作用1 1、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？升高
2、吗？2 2、如果烧杯中的不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，、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？结果会怎样？原理原理条件条件渗透作用渗透作用半透膜半透膜膜两侧的溶液具有浓度差膜两侧的溶液具有浓度差溶液溶液A A浓度浓度小于小于溶液溶液B B，溶液溶液A A浓度浓度大于大于溶液溶液B B，水分子从水分子从B AB A移动移动水分子从水分子从A BA B移动移动半透膜与选择透过性膜半透膜与选择透过性膜 半透膜：半透膜：一些物质（一般是小分子物质）一些物质（一般是小分子物质）能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。膜。选择透过性膜：选择透
3、过性膜：指水分子、细胞要选择吸指水分子、细胞要选择吸收的离子和小分子可以通过，而其他的离子、收的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的膜。小分子和大分子则不能通过的膜。选择透过性膜相当于半透膜，反之则不然选择透过性膜相当于半透膜，反之则不然外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞质浓度细胞质浓度一、动物细胞的吸水和失水一、动物细胞的吸水和失水1 1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？2 2、红细胞的细胞膜是不是相当于、红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨问题探讨”中所说的中所说的半透膜？半透膜？3 3、当外界溶液的浓度低时，红细
4、胞一定会由于吸水而涨、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？破吗？4 4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？浓度差越大细胞吸水或失水越多浓度差越大细胞吸水或失水越多细胞的吸水和失水一、渗透作用的原理一、渗透作用的原理1 1、渗透作用原理的演示实验、渗透作用原理的演示实验请观看渗透作用的现象，注意半透膜的特性及水分子请观看渗透作用的现象，注意半透膜的特性及水分子的运动特点。的运动特点。实验装置实验装置实验现象实验现象结果分析结果分析漏斗中液面上升漏斗中液面上升单位体积清水中水分子数比单位体积清水中水分子数比单位体积蔗糖溶液中水分子数（水的
5、物质的量浓度）多，因此，根据扩散）多，因此，根据扩散作用的原理，在单位时间内，水分子由烧杯透过半作用的原理，在单位时间内，水分子由烧杯透过半透膜进入漏斗内的数量，多于水分子由漏斗透过半透膜进入漏斗内的数量，多于水分子由漏斗透过半透膜进入烧杯内的数量，导致漏斗内液面上升。透膜进入烧杯内的数量，导致漏斗内液面上升。低浓度溶液低浓度溶液2 2、渗透作用的原理、渗透作用的原理渗透作用的概念：渗透作用的概念：半透膜的两侧的溶液具有浓度差。半透膜的两侧的溶液具有浓度差。渗透作用渗透作用 发生的条件：发生的条件：具有半透膜。具有半透膜。水分渗透方向：水分渗透方向：水分子水分子（或（或其他溶剂分子其他溶剂分子
6、）透过）透过半透膜半透膜，从，从低浓度溶液低浓度溶液向向高浓度溶液高浓度溶液的的扩散扩散高浓度溶液高浓度溶液二、植物细胞的吸水和失水问题二、植物细胞的吸水和失水问题1 1、用盐腌萝卜时会有水渗出，同时萝卜的、用盐腌萝卜时会有水渗出，同时萝卜的体积会减少。体积会减少。2 2、置于空气中刚刚萎蔫的白菜叶片置于清、置于空气中刚刚萎蔫的白菜叶片置于清水中又变得硬挺。水中又变得硬挺。3 3、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？探究：探究：提出问题：提出问题：1 1、植物细胞会出现失水的情况吗？（渗出的、植物细胞会出现失水的情况吗？（渗出的水是细胞内的水还是间隙的水）水是细胞内的
7、水还是间隙的水）2 2、植物细胞在什么情况下会失水？、植物细胞在什么情况下会失水？细胞液细胞液细胞壁细胞壁原生质层原生质层由纤维素和果胶组成，由纤维素和果胶组成，是全透性的，伸缩性小是全透性的，伸缩性小二、植物细胞的吸水和失水二、植物细胞的吸水和失水细胞质细胞质细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜原生质层原生质层细胞壁细胞壁细胞液细胞液1、一个成熟的植物细胞可构成一个渗透系统，、一个成熟的植物细胞可构成一个渗透系统，发生渗透作用发生渗透作用植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水半透膜半透膜外界溶液外界溶液浓度差浓度差三、细胞失水吸水的应用三、细胞失水吸水的应用（1）盐碱地植物不宜存活，一次失水）盐碱地植
8、物不宜存活，一次失水过多造成过多造成“烧苗烧苗”（2）医用生理盐水为）医用生理盐水为0.9%，维持细，维持细胞形态。胞形态。（3）农业生产中的水肥管理、合理灌）农业生产中的水肥管理、合理灌溉：降低土壤液浓度，有利于水分吸溉：降低土壤液浓度，有利于水分吸收收（4）生活中杀菌、防腐、腌制食品：）生活中杀菌、防腐、腌制食品：微生物在高浓度不能生存和繁殖（失微生物在高浓度不能生存和繁殖（失水死亡）水死亡）1实验材料的选择：最常用的实验材料是紫色洋葱鳞片叶，紫色大液泡十分明显，能方便地观察到质壁分离及复原的过程。所选择材料都必须是活细胞，因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性，否则将不会出现质壁分离和
9、复原的现象。未选择紫色洋葱作材料，实验效果差，原因是由于不具紫色的洋葱，细胞液无颜色，因此分辨不清，并不是不会发生质壁分离和复原。2 2试剂种类的选择：试剂种类的选择：使细胞发生质壁分离的试剂不止一种蔗糖，只要对细胞没有毒害作用即可。常用的试剂是0.3g/mL的蔗糖溶液，用0.3g/mL的蔗糖溶液做分离试剂时，细胞发生质壁分离和复原的速度比较缓慢，便于观察变化过程。用适当浓度的乙醇、乙二醇、甘油溶液、硝酸钾溶液也可以观察到质壁分离现象，但这些物质可以通过原生质层进入细胞，导致细胞液浓度变大，细胞又通过渗透作用吸水，从而会自动复原。3试剂浓度的选择：试剂的浓度影响细胞质壁分离的速度，试剂浓度越高
10、，发生质壁分离的速度越快，但试剂浓度过高，细胞会过度失水而死亡，无法复原。所用试剂浓度过低，导致质壁分离过慢，影响对实验结果的观察。4取材：撕取的鳞片叶颜色越深越容易观察，撕下的表皮能看到紫色，又不带有叶肉细胞时效果最好。5引流：在显微镜载物台上进行引流换液操作，不要一次滴液太多，以免污染物镜镜头。B B、实验证实：、实验证实：质壁分离质壁分离与与复原复原实验实验细胞失水细胞失水质壁质壁分离分离外界溶液浓度外界溶液浓度细胞液浓度细胞液浓度细胞壁的伸缩性细胞壁的伸缩性原生质层的伸缩性原生质层的伸缩性质壁分离结果分析：质壁分离结果分析：细胞吸水细胞吸水质壁质壁分离分离复原复原外界溶液浓度外界溶液浓
11、度细胞液浓度细胞液浓度中央液泡的大小中央液泡的大小原生质层的位置原生质层的位置细胞大小细胞大小0.3g/ml0.3g/ml蔗糖溶蔗糖溶液液清水清水 很明显细胞在很明显细胞在0.3g/ml蔗糖溶液下因水发生了质壁分离，而在清水中因吸水蔗糖溶液下因水发生了质壁分离，而在清水中因吸水发生了质壁分离的复原。发生了质壁分离的复原。变小变小脱离细胞壁脱离细胞壁基本不变基本不变逐渐恢复原来的逐渐恢复原来的大小大小逐渐恢复原来的逐渐恢复原来的位置位置基本不变基本不变0.5g/mL的蔗糖溶液：质壁分离现象明的蔗糖溶液：质壁分离现象明显但不能复原。显但不能复原。因为溶液浓度过高，细因为溶液浓度过高，细胞过度失水，
12、导致死亡。胞过度失水，导致死亡。1mol/LKNO3溶液：能质壁分离，并能自动复原。因溶液：能质壁分离，并能自动复原。因 为为K+和和NO3可通过主动运输进可通过主动运输进 入细胞，使细胞液入细胞，使细胞液 浓度增大，细胞渗透吸水浓度增大，细胞渗透吸水1mol/L醋酸溶液：无质壁分离及复原现象，因为醋醋酸溶液：无质壁分离及复原现象，因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性 1（08广东生物）观察在0.3g/mL蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞，发现中央液泡逐渐变小，说明（）A细胞壁相当于一层半透膜 B洋葱表皮细胞是活的 C此时蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度 D细胞
13、壁收缩导致中央液泡失水B 2 2（0707广东生物）用洋葱鳞片叶表皮制备广东生物）用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是（）正确的是（）A A将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象壁分离现象 B B在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂不会破裂 C C用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离复原现象能观察到质壁分离
14、复原现象 D D当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能理功能B 3（06江苏生物）将一植物细胞放入KNO3溶液中，一段时间后发生了质壁分离，下列说法不正确的是（）A此细胞是活细胞 B原生质层具有选择透过性 C发生质壁分离的细胞一段时间后可自动质壁分离复原 D原生质层两侧溶液存在浓度差，KNO3溶液浓度低于细胞液浓度D 4 4（0606广东生物）以紫色洋葱鳞茎表皮为材广东生物）以紫色洋葱鳞茎表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象，下列叙述错误料观察植物细胞质壁分离现象，下列叙述错误的是（）的是（）A.A.在发生质壁分离的细胞中能观察到紫色中在发生质壁分离的细胞
15、中能观察到紫色中央液泡逐渐缩小央液泡逐渐缩小 B B滴加滴加3030的蔗糖溶液比的蔗糖溶液比1010蔗糖溶液引蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间短起细胞质壁分离所需时间短 C C发生质壁分离的细胞放入清水中又复原，发生质壁分离的细胞放入清水中又复原，说明细胞保持活性说明细胞保持活性 D D用高浓度的用高浓度的NaClNaCl溶液代替蔗糖溶液不能溶液代替蔗糖溶液不能引起细胞质壁分离引起细胞质壁分离D 5（08上海生物）在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如下图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将（）A不变 B增大 C减小 D先增后减B细胞失水：细
16、胞失水：2 2、植物细胞吸水和失水的条件、植物细胞吸水和失水的条件细胞液浓度大于外界溶液浓度。细胞液浓度大于外界溶液浓度。细胞液浓度小于外界溶液浓度细胞液浓度小于外界溶液浓度细胞吸水：细胞吸水：一般的说，根毛细胞的细胞液浓度大于土壤溶液浓度，根毛细胞吸水3 3、植物体的吸水、植物体的吸水物质（如碘）的跨膜运输并不都是和物质（如碘）的跨膜运输并不都是和水一样顺相对含量梯度的运输的。水一样顺相对含量梯度的运输的。20 25倍倍250mg/L血液中碘的浓度血液中碘的浓度I碘离子数量碘离子数量_ 碘离子数量碘离子数量_少少多多初始浓度初始浓度 0 Mg2 Ca2+Si4+离子离子培养液中的离子浓度培养
17、液中的离子浓度水稻水稻番茄番茄细胞膜是一种选择透过性膜细胞膜是一种选择透过性膜原生质层相当于半透膜原生质层相当于半透膜作出假设：理由是理由是：植物细胞膜和液泡膜都植物细胞膜和液泡膜都是生物膜，（是生物膜，（P49P49）他们具有与红）他们具有与红细胞的细胞膜基本相同的化学组细胞的细胞膜基本相同的化学组成能够和结构。上述的事例与红成能够和结构。上述的事例与红细胞的失水和吸水很相似。细胞的失水和吸水很相似。原生质层是细胞层次的结构，要原生质层是细胞层次的结构，要观察它，我们必须借助于什么工观察它，我们必须借助于什么工具？初中我们就接触过显微镜具？初中我们就接触过显微镜；那么我们应该选用什么样的实验
18、那么我们应该选用什么样的实验材料才能使实验成功呢？材料才能使实验成功呢？液泡和细液泡和细胞体积、胞体积、大小的变大小的变化化 设计方案：设计方案：将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察大小的变化；再浸润溶液中，观察大小的变化；再浸润在清水中，观察其大小的变化。在清水中，观察其大小的变化。预期实验的结果预期实验的结果 ：由于原生质层相当于一层半透膜，水分子由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由通过，而蔗糖分子则不能通过，可以自由通过，而蔗糖分子则不能通过，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会缩小，细胞皱缩；在清水中植物
19、细胞的会缩小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的液泡又会变大，细胞膨胀。液泡又会变大，细胞膨胀。设计实验：设计实验：P62页实验结果：实验结果：细胞大小细胞大小蔗糖溶蔗糖溶液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恢复原生质层恢复原来位置原来位置原生质层脱离原生质层脱离细胞壁细胞壁基本基本不变不变基本基本不变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蔗糖溶液蔗糖溶液质壁分离质壁分离清水清水质壁分离复原质壁分离复原2、质壁分离及复原现象实验结论实验结论：原生质层相当于半透膜原生质层相当于半透膜 细胞内有细胞液细胞内有细胞液 长颈漏斗中有蔗糖液长颈漏斗中有蔗糖液 外界溶液
20、外界溶液 烧杯中有清水烧杯中有清水 半透膜半透膜成熟的植物细胞成熟的植物细胞渗透系统装置渗透系统装置 原生质层原生质层 (选择性透过膜选择性透过膜)Next成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统返回外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞失水细胞液的浓度，细胞失水植物细胞质壁分离现象植物细胞质壁分离现象返回外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞细胞液的浓度，细胞吸水吸水植物细胞质壁分离复原现象植物细胞质壁分离复原现象返回 四：质壁分离实验的运用四：质壁分离实验的运用（1 1）判断植物细胞的死活：死细胞不）判断植物细胞的死活：死细胞不能发生质壁
21、分离能发生质壁分离（2 2）判断植物细胞的细胞液浓度：不）判断植物细胞的细胞液浓度：不同植物细胞同植物细胞+同一蔗糖溶液同一蔗糖溶液 质壁分离质壁分离时间越短，细胞液浓度越低时间越短，细胞液浓度越低（3 3）测定细胞液的浓度范围：细胞液）测定细胞液的浓度范围：细胞液介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的浓度之间的浓度之间（4 4）鉴别不同种类的溶液（如）鉴别不同种类的溶液（如KNOKNO3 3和蔗糖溶液）：和蔗糖溶液）：KNOKNO3 3质壁分离复原质壁分离复原；蔗糖只发生质壁分离。；蔗糖只发生质壁分离。（5 5）判断细胞的年龄（成熟植）判断细胞的年龄（成熟植物
22、细胞的质壁分离现象明显）物细胞的质壁分离现象明显）（6）证明细胞膜具有选择透过性，）证明细胞膜具有选择透过性，而细胞壁是全透性的而细胞壁是全透性的三、其他物质的跨膜运输三、其他物质的跨膜运输细胞的吸水和失水是水分子顺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！相对含量的梯度跨膜运输的！阅读阅读P63P63页的资料分析，并回页的资料分析，并回答讨论题！答讨论题！结论：细胞膜有选择透过性！结论：细胞膜有选择透过性！四、生物膜的特性四、生物膜的特性1 1、生物膜的概念：、生物膜的概念：2 2、生物膜的特性、生物膜的特性指细胞内所有的生物膜，包括细胞膜、细胞指细胞内所有的生物膜，包括细胞膜、细
23、胞器、核膜。器、核膜。选择透过性膜！选择透过性膜！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练习2 2、a 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 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（）CacbacbacbacbABCD3 3
24、、田间一次施肥过多，作物变得枯萎、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称发黄，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B4 4、利用高浓度盐水（、利用高浓度盐水（NaClNaCl溶液）杀菌溶液）杀菌防腐的原理是（防腐的原理是（）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
25、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由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡渗出而死亡D4 4。如图在。如图在U U形管的中部形管的中部C C处装有半透膜，在处装有半透膜，在A A侧加入细侧加入细胞色素胞色素C C（分子量为（分子量为1.31.3万道尔顿的蛋白质）的水溶液万道尔顿的蛋白质）的水溶液（红色），（红色），B B侧加入清水，并使侧加入清水，并使A A、B B两侧液面高度一两侧液面高度一致。经过一段时间后，结果是致。经过一段时间后，结果是_。A A。A A、B B两侧液面高度一致，两侧液面高度一致，B B侧为无色侧为无色B B。
26、A A、B B两侧液面高度一致，两侧液面高度一致，B B侧为红色侧为红色C C。A A液面低于液面低于B B液面，液面，B B侧为红色侧为红色D D。A A液面高于液面高于B B液面，液面，B B侧为无色侧为无色D D5 5、将洋葱表皮细胞浸入浓度为、将洋葱表皮细胞浸入浓度为1 1mol/Lmol/L的的KNOKNO3 3溶液中，溶液中，细胞发生质壁分离。但过一段时间后，自动发生质壁细胞发生质壁分离。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。分析分离复原，表皮细胞又恢复到原来状态。分析（1 1）发生质壁分离的原因）发生质壁分离的原因是是 。（2 2）自动发生质壁分离复原的
27、原因）自动发生质壁分离复原的原因是是 。（3 3）以上事实表明细胞膜对）以上事实表明细胞膜对 的的通透性存在差异，所以它是一种选择透过性膜。通透性存在差异，所以它是一种选择透过性膜。（1 1）洋葱表皮细胞液的浓度小于外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，便导致质壁分离伸缩性，便导致质壁分离.（2 2）由于细胞可选择性地吸收由于细胞可选择性地吸收K K和和NONO3 3，导致细胞液浓度增加直至大于外界溶液的浓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度，细胞开始吸水，从而发生质壁分离复原.（3 3）离子离子
