第1节物质跨膜运输的实例
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第4章 第1节 物质跨膜运输的实例
①通常是生物膜，膜上具有一些运载物质的载体。
14
②不同细胞膜上含有载体的种类和数量不同，同一细胞膜
上运载不同物质载体的数量也不同，因而表现出细胞膜对物质 透过的高度选择性。 ③只有某些小分子、离子可以通过，另外一些小分子、离 子和大分子则不能通过。
④当细胞死亡时，膜便失去选择透过性成为全透性。
15
A．液泡由小变大，紫色变浅
B．液泡由小变大，紫色变深 C．液泡由大变小，紫色变深 D．液泡由大变小，紫色变浅 [解析]发生质壁分离时，由于细胞不断失水，液泡由大到小， 颜色也越来越深。 [答案]C
8
1．质壁分离及质壁分离复原实验要点 (1)取材 ①常常取用紫色洋葱鳞片叶。因为材料容易得到，其外表 皮细胞有较大的紫色液泡，用显微镜能较容易的看到质壁分离 或质壁分离复原过程。 ②要使用活细胞，因为活细胞的原生质层才具有选择透过 性，才能发生质壁分离及复原。 (2)试剂：具有一定浓度，又不伤害细胞的试剂都可以使用。
3
(3)注意事项
观察 。 ①选用紫 __色的洋葱鳞片叶，便于_____
②实验时引入蔗糖溶液到标本上要用引流法，这样便于___ 将蔗糖溶液浸润到整个标本上 。 ___________________________ 选择透过性 膜，________ 水分子 可以自由通过， 4.生物膜都是______________ 大分 某些离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子和__ 子则不能通过。
【例 2】将新鲜的苔藓植物叶片，放入其中加有少量红墨水 的质量浓度为 0.3g/mL 的蔗糖溶液中，在显微镜下观察，你会 看到苔藓细胞的状态如图 4－1－2 所示。 此时，部位①和②的颜色分别是( )
A．无色、绿色 C．红色、无色
第四章第一节物质跨膜运输实例
四、物质跨膜运输的其他实例 实例一 培养液中的离子浓度
初始浓度 水稻 番茄
0 Mg2＋ Ca2+ Si4+ 离子 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、同一作物对不同离子的吸收有差异吗？ 3、不同作物对同一离子的吸收有差异吗？
物质跨膜运输的其他实例二
B．在玻璃槽中会测出葡萄糖,果糖
C．漏斗中液面开始时先下降,加酶后一直上升
D．漏斗中液面开始时先上升,加酶后又上升
第三关
将相同的四组马铃薯条分别浸入四种溶液中，一小时后
测定薯条质量变化的百分率，结果如下表。下列叙述中
正确的是（ A ）
溶液 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
马铃薯质量 ＋8% －6% －4% 变化率
0
I－是血液中的 20 —25倍
碘离子流动方向
血液中碘的浓度
250mg/L
甲状腺滤泡上皮细胞
人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力
水分子的运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也 是这样的吗？由此你能得出什么结论？
结论： 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。
细胞膜的功能特性
生变化时，细胞膜 ___________ 、液泡膜 __________ 和 ___________________ 三 两层膜之间的细胞质
部分是否会分开？
(4)预期结果：
半透膜 植物细胞的原生质层相当于一层 _____________ 。 外界溶液 当细胞液浓度 ___-________小于 __________的浓度时，细胞失水，中 缩小 央液泡体积会 ________，细胞皱缩； 细胞液浓度 外界溶液 当 __________大于 __________的浓度时，细胞吸水，中央 变大 液泡体积会 ________，细胞膨胀。
1.4.1 物质跨膜运输的实例
二、植物细胞的吸水和失水问题
探究：
1、将白菜剁碎做馅时,常常放一些盐,一会儿 后就可看到水分渗出。 2、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。 提出问题： 1、植物细胞会出现失水的情况吗？ 2、植物细胞在什么情况下会失水？ 3、原生质层是否相当于一层半透膜？
植物细胞ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ结构复习
植物细胞的吸水和失水的猜想
第四章 细胞的物质输入和输出
第1节 物质跨膜运输的实例
你吃比较咸的食物如咸菜或连续磕带 盐的瓜子时， 盐的瓜子时，你的口腔和唇的黏膜会 有什么感觉？为什么？ 有什么感觉？为什么？
渗透系统装置
半透膜： 半透膜： 是 一类可以让 小分子物质 小分子物质 通过（ 通过（如水 分子）， ），而 分子），而 较大分子物 较大分子物 如蔗糖） 质（如蔗糖） 不能通过的 不能通过的 一类多孔性 膜。
讨论
1、漏斗管内液面为什么会升高？ 、漏斗管内液面为什么会升高？ 单位体积内的水分子数： 单位体积内的水分子数： 烧杯（清水）＞漏斗（蔗糖溶液） 烧杯（清水）＞漏斗（蔗糖溶液） ）＞漏斗 单位时间内水分子透过的数量： 单位时间内水分子透过的数量： 烧杯→漏斗 漏斗→烧杯 漏斗＞ 烧杯 漏斗＞漏斗 烧杯
（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。 在差异，所以它是一种选择透过性膜。
（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
作出假设： 原生质层相当于半透膜
理由是：植物细胞膜和液泡膜都是生物膜， 他们具有与红细胞的细胞膜基本相同的化学 组成和结构。上述的事例与红细胞的失水和 吸水很相似。
人教生物必修1第4章第1节物质跨膜运输的实例
被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。
自由扩散：物质通过简单的扩散作用进 出细胞。
协助扩散：进出细胞的物质借助载体 蛋白的扩散。
主动运输的意义：
保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动 选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细 胞有害的物质。
探究发现活动一:
比较三种物质运输方式的异同：
运输方式
被动运输
自由扩散
协助扩散
运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度
主动运输
逆浓度梯度
是否需要载 体蛋白 是否消耗细 胞内的能量
代表例子
不需要
不消耗
O2、CO2等气 体、水、乙 醇、甘油等 通过细胞膜
需要
需要
不消耗
需要消耗
葡萄糖进入 红细胞
葡萄糖、氨基 酸进入小肠上 皮细胞；离子 通过细胞膜
物质跨膜运输的特点
a
a
bc
bc
A
B
a
a
bc
bc
C
D
二. 物质跨膜运输的其他实例
实例一 培养液中的离子浓度
水稻
番茄
初始浓度
0 Mg2＋
Ca2+
Si4+ 离子
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？
实例二 在硫酸铵溶液中，植物吸收铵根比 硫酸根多；在硝酸钠溶液中，植物吸收 硝酸根比钠离子多。
1、不同物质跨膜运输的方式一般不同，有时同一 种物质跨膜运输的方式也不同，如葡萄糖
2、细胞膜中的载体蛋白在协助扩散和主动运输中 都有特异性，仅能运载特异的物质或几种结构相似 的物质，如运载葡萄糖的载体就不能运载氨基酸
第1节 物质跨膜运输的实例
第1节物质跨膜运输的实例【基础整理】一．细胞的吸水和失水1．动物细胞的吸水和失水原理（1）外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞吸水膨胀。
（2）外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞失水皱缩。
（3）外界溶液浓度细胞质浓度时，水分子进出细胞处于动态平衡。
2．植物细胞的吸水和失水（1）成熟的植物细胞结构①细胞壁：，即水分子和溶解在水里的物质都能够自由通过。
②细胞内的液体环境：主要指液泡内的。
③原生质层组成：、和这两层膜之间的细胞质。
特性：具有选择透过性，相当于一层。
（2）原理和现象①外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞失水，会发生现象。
②外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞吸水，会发生现象。
（3）探究①探究实验的一般步骤：提出问题→→→→→表达交流→进一步探究。
②原理：植物细胞的原生质层相当于一层。
当小于的浓度时，细胞失水，中央液泡体积会________，细胞皱缩；当小于的浓度时，细胞吸水，中央液泡体积会________，细胞膨胀。
③质壁分离内因：原生质层具有。
原生质层比细胞壁的伸缩性，因而会出现和___________分离的现象。
外因：外界溶液浓度细胞液浓度。
④质壁分离复原：质壁分离后的细胞吸水后，液泡和原生质层恢复原状，称为。
二、物质跨膜运输的其他实例1．细胞对无机盐离子的吸收实例（1）水稻吸收多，吸收较少，番茄吸收较多，吸收较少。
（2）人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显血液中碘的含量。
（3）不同微生物对不同的吸收表现出很大的差异。
2．物质跨膜运输的特点（1）物质跨膜运输并不都是的。
（2）细胞对于物质的输入和输出有。
细胞膜和其他生物膜都是膜。
【跟踪训练】1．决定红细胞吸水或失水多少的条件是（）A．细胞内外溶液的浓度差B．细胞膜两边酶的浓度C．细胞膜两边分子运动的速度D．细胞内外溶质分子的运动速度2．人的红细胞浸在浓度为x的食盐水中，既不吸水也不失水；而浸在浓度为y 的食盐水中，红细胞破裂；浸在浓度为z的食盐水中，红细胞收缩。
耿直-4.1物质跨膜运输的实例
中央液泡 细胞壁(全透性) 细胞膜 细胞质 原生质层 液泡膜 （相当于一 层半透膜）
外界 溶液
细胞液
原生质层两侧具有浓度差
推测：成熟的植物细胞是一个渗透系统
科学探究步骤
提出问题 作出假设 设计实验 进行实验
植物细胞的吸水和失水
（原生质层是一层半透膜吗？）
（原生质层相当于一层半透膜） （设计方案、预期结果…） （按预定方案进行实验）
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。 4、如果把蔗糖溶液换成细胞可吸收的物质如适 宜浓度的葡萄糖溶液、尿素溶液或KNO3溶液， 实验结果会有什么不同呢？
先分离，后自动复原。因为这些物质可以进入 细胞，使细胞液浓度增大，而从外界溶液中吸 水。
四、物质跨膜运输的其他实例
实例一：番茄和水稻吸收无机盐离子的比较
水稻培养液中 的钙、镁两种 离子浓度为什 么会增高？
结论：不同植物对同种无机盐的吸收有差异,同 种植物对不同无机盐的吸收也有差异,说明植物 细胞对无机盐离子的吸收具有选择性
实例二：人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收
I－ 20—25倍
人体甲状腺滤泡上皮细胞
血液 250mg/L
结论：人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的 摄取碘的能力。物质（如碘）的跨膜运输并 不都是和水一样顺相对含量梯度运输的，这 取决于细胞生命活动的需要。
实例三：微生物吸收无机盐离子的特点 微生物 P2O5 K2O
大肠杆菌
圆褐固氮菌 酵母菌 米曲菌
33.99
4.93 51.09 48.55
12.95
2.41 38.66 28.16
2、如果用一层纱布代替半透膜（玻璃纸），漏 斗管内的液面还会升高吗？
不会升高，因为纱布的孔隙大，水和蔗糖分子都可 以自由透过。
外界 溶液
细胞液
原生质层两侧具有浓度差
推测：成熟的植物细胞是一个渗透系统
科学探究步骤
提出问题 作出假设 设计实验 进行实验
植物细胞的吸水和失水
（原生质层是一层半透膜吗？）
（原生质层相当于一层半透膜） （设计方案、预期结果…） （按预定方案进行实验）
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。 4、如果把蔗糖溶液换成细胞可吸收的物质如适 宜浓度的葡萄糖溶液、尿素溶液或KNO3溶液， 实验结果会有什么不同呢？
先分离，后自动复原。因为这些物质可以进入 细胞，使细胞液浓度增大，而从外界溶液中吸 水。
四、物质跨膜运输的其他实例
实例一：番茄和水稻吸收无机盐离子的比较
水稻培养液中 的钙、镁两种 离子浓度为什 么会增高？
结论：不同植物对同种无机盐的吸收有差异,同 种植物对不同无机盐的吸收也有差异,说明植物 细胞对无机盐离子的吸收具有选择性
实例二：人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收
I－ 20—25倍
人体甲状腺滤泡上皮细胞
血液 250mg/L
结论：人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的 摄取碘的能力。物质（如碘）的跨膜运输并 不都是和水一样顺相对含量梯度运输的，这 取决于细胞生命活动的需要。
实例三：微生物吸收无机盐离子的特点 微生物 P2O5 K2O
大肠杆菌
圆褐固氮菌 酵母菌 米曲菌
33.99
4.93 51.09 48.55
12.95
2.41 38.66 28.16
2、如果用一层纱布代替半透膜（玻璃纸），漏 斗管内的液面还会升高吗？
不会升高，因为纱布的孔隙大，水和蔗糖分子都可 以自由透过。
人教版教学课件第1节 物质跨膜运输的实例课件
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
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 （2）自动发生质壁分离复原的原因是 。 。
条件
① 具有半透膜（主要） ② 半透膜两侧的溶液浓度不同
一、动物细胞的吸水和失水
(1)图中所示的红细胞出现了什么 现象？为什么？
清水中
(2)红细胞内的血红蛋白等有机物 透过细胞膜吗？这说明红细胞 的细胞膜相当于“渗透装置” 中的什么膜？ (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)你认为红细胞的吸水和失 水多少取决于什么条件？
Ca2+
SiO42+ 离子
水稻培养液
初始浓度 培养后浓度
结论一：同种植物对不同离子的吸收不一样；
物质跨膜运输其他实例
培 养 液 中 的 离 子 浓 度 培 养 液 中 的 离 子 浓 度
Mg2+ Ca2+ SiO42+ 离子
o
o
Mg2+
Ca2+
SiO42+ 离子
水稻培养液
初始浓度 培养后浓度
番茄培养液
（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。
（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
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
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 （2）自动发生质壁分离复原的原因是 。 。
条件
① 具有半透膜（主要） ② 半透膜两侧的溶液浓度不同
一、动物细胞的吸水和失水
(1)图中所示的红细胞出现了什么 现象？为什么？
清水中
(2)红细胞内的血红蛋白等有机物 透过细胞膜吗？这说明红细胞 的细胞膜相当于“渗透装置” 中的什么膜？ (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)你认为红细胞的吸水和失 水多少取决于什么条件？
Ca2+
SiO42+ 离子
水稻培养液
初始浓度 培养后浓度
结论一：同种植物对不同离子的吸收不一样；
物质跨膜运输其他实例
培 养 液 中 的 离 子 浓 度 培 养 液 中 的 离 子 浓 度
Mg2+ Ca2+ SiO42+ 离子
o
o
Mg2+
Ca2+
SiO42+ 离子
水稻培养液
初始浓度 培养后浓度
番茄培养液
（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。
（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
高中生物必修一 4.1物质跨膜运输的实例
设计实验：
③实验材料：
洋葱鳞片叶外表皮
有中央大液泡，且 细胞液有紫色，便 于观察
发生质壁分离的材料要求：成熟的植物活细胞
①有中央大液泡； ②有细胞壁； ③活细胞。
清水、 质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液
1.溶液对细胞无毒害 2.溶液浓度不能过高也不能过低。 浓度过高植物会失水过多而死亡， 浓度过低质壁分离太慢，甚至不能发生质壁分离
特点
半透膜
不具选择性、不具活
较小分子能通过，较大 分子不能透过
性，是多孔性薄膜 （如：动物膀胱、玻 璃纸、肠衣、鸡蛋的
卵壳膜等）
选择透 过性膜
要选择吸收的离子、小 分子可通过，而其他离 具有选择性和活性， 子、小分子和大分子不 是生物膜 能通过
选择透过性膜具有选择性的原因:
不同细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同，从而使
把体积与质量浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半透
膜（允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过）隔开（
如图），一段时间后液面情况是
B
A．甲高于乙 B．先甲高于乙，后乙高于甲 C．乙高于甲 D．先甲低于乙，后乙低于甲
将人的红细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡半小 时之后的结果如下图所示，依照红细胞外形的变化判
1.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 2.若内外都是清水或都是同样的蔗糖溶液，液面还 会升高吗？
不会，因为水进出漏斗的速率相等。
条件
具有半透膜 膜两侧的溶液具有浓度差
1 概念
渗透作用
水分子（或其他溶剂分子）透过半透 膜的扩散，称为渗透作用
2 水分渗 水 水 (相对含量多) 水 (相对含量少)
A．若A细胞处于质壁分离生理状态，则图①处的液体浓 度大于细胞液浓度
高中生物必修一课件：第四章第1节物质跨膜运输的实例 共54张
2．物质跨膜运输的特点 (1)物质跨膜运输并不都是 顺相对含量梯度的。 (2)细胞对于物质的输入和输出有 选择性。
3．结论
细胞膜和其它生物膜都是 选择透过性膜，可以让 水分子自由通过， 一些 和离子 也小可分以子通过，而其它的离子、小分子
和 大分子则不能通过。
[思维激活5] 农业生产中，不同作物及同一作物在不 同生长发育时期要施用不同的肥料，试分析其中的生 物学原理？ 提示 植物对无机盐的吸收具有选择性。
液浓度时，细胞失水，发生质壁分离；若再使外界溶液 浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。
[思维激活3] 实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目 的是什么？
提示 观察正常洋葱鳞片叶表皮细胞的状态，以便与处理后的状 态形成对照。
[思维激活4] 已知K＋、NO能透过半透膜，若该实验选用一定浓度 的KNO3溶液，滴加KNO3溶液后持续观察一段时间，细胞会发生怎 样的变化？
细胞失水、质壁分离 细胞吸水、细胞膨胀，但不会涨破
细胞吸水、失水平衡
3.探究植物细胞的吸水和失水 (1)实验过程
①制作装片：制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片，低倍显微镜观 察液泡的大小和原生质层的位置
②滴加质量浓度为
0.3g/mL的蔗糖 溶液，用低倍显微镜观察液泡
的大小变化和原生质层的位置
③滴加 清水 ，用低倍显微镜观察液泡的大小变化和原生质层的 位置
思维导图：
深度剖析 由于半透膜内为质量分数为30%的淀粉溶液，膜外为 蒸馏水，膜内浓度高于膜外浓度，水分子由膜外进入膜内，淀粉溶 液浓度降低，可用曲线乙表示，A选项错误。水分子进入半透膜内 的速率由膜内外两侧的浓度差决定。由于水分子不断进入半透膜内， 两侧的浓度差越来越小，水分子进入半透膜内的速率也逐渐下降， 可用曲线乙表示，B、D选项正确。随着水分子的进入，玻璃管内 的液面高度逐渐上升，可用曲线丙表示，C选项正确。 答案 A
4.1 物质跨膜运输的实例
实验结果：
中央液泡大 原生质层的位 细胞大 小 置 小 蔗糖 溶液
变小 逐渐恢复 原来大小
原生质层脱 离细胞壁
原生质层恢 复原来位置
基本 不变
清水
基本 不变
比较动物、植物细胞渗透作用的不同
半透膜
细胞内与外界溶 液存在浓度差的 液体环境
动物细胞 植物细胞
细胞膜 原生质层
细胞质
液泡中 的细胞液
要观察细胞发生质壁分离和复 原，对材料有哪些要求？ 有细胞壁（植物细胞）； 有中央液泡（颜色为深色）； 活细胞（原生质层相当于半透膜） • 你觉得植物细胞会过多吸水涨破吗？
在渗透作用中,水分是从溶液浓度 低 的一侧向 溶液浓度 高 的一侧渗透.
“水往 高 处流”
二、 动物细胞的吸盐水中
0.9%生理盐水中
吸水膨胀
失水皱缩
水分进出平衡
（标出右装置划部分名称， 并找出两装置中构成上的相似性）
细胞质 2
1 细胞膜 人的红细胞
清水
生理 盐水
红细胞发生渗透作用的条件 1.细胞膜相当于半透膜 2.外界溶液与细胞质基质存在浓度 差 清水中 总结红细胞吸水和失水规律 PS: 其他动物细胞的吸水和失水的 吸水膨胀： 原理和红细胞一样的 外界溶液浓度<细胞质浓度 失水皱缩： 10%的盐水中 外界溶液浓度>细胞质浓度 水分进出平衡：
结论：细胞膜不仅是半透膜，还是选择 透过性膜
课堂练习
1. 家庭养花，如果施肥过多，会引起花卉萎蔫，
这时可以采取的措施有（ ） ①加强光照 ②改善空气流通 ③适当浇灌清水 ④更换盆中泥土 A. ① ③ B. ② ④ C. ① ② D. ③ ④ 2. a、b、c表示某植物体的三个相邻的细胞,它们 的细胞液浓度为a>b>c,它们之间的水分渗透方 向应该是( )
物质跨膜运输的实例和跨膜运输方式一轮复习
的位置 大小
蔗糖 溶液
变小
原生质层 基本 脱离细胞壁 不变
逐渐恢复 原生质层恢 基本
清水 原来大小 复原来位置 不变
植物细胞质壁分离现象
外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞失水
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
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
是否需要 载体蛋白 是否消耗细 胞内的能量
代表例子
不需要
不消耗
氧气、水、 二氧化碳等 通过细胞膜
需要
不消耗
葡萄糖通过 红细胞
需要
需要消耗
葡萄糖、氨基酸 通过小肠上皮细 胞膜；离子通过 细胞膜等
四、大分子的跨膜运输
胞吞和胞吐
一些大分子或物质团块的运输，是通过内吞和外 排作用来实现的。
自由扩散 协助扩散
自由扩散
特点：
Hale Waihona Puke a .顺浓度梯度进出细胞 b.不需要膜上载体蛋白参与 c.不需要消耗细胞代谢产生的能量
(3).实例： O2，CO2，乙醇，甘油，胆固醇，尿素
协助扩散
(2).特点： (3).实例:
a.顺浓度梯度进出细胞 b.需要膜上载体蛋白的参与 c.不需要消耗细胞代谢产生的能量 葡萄糖进入红细胞的方式
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
渗透现象演示实验
实 验 现 象
Next
渗透作用
水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，称 为渗透作用
※条件
半透膜 这层膜两侧的溶液具有浓度差
半透膜与选择透过性膜
高一生物必修一物质跨膜运输的实例
I－ 20 —25倍
血液中碘的浓度 250mg/L
人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力
由此可以得出什么结论？ 物质（如碘）的跨膜运输并不都是和水一样顺相 对含量梯度运输的。
四、物质跨膜运输的其他实例 资料分析：（阅读课本P64）
对于磷的吸收，酵母菌 的需要 圆褐固氮菌 的需要最少。 最多，
因为低浓度的溶液单位体积中的水要多于高浓
度溶液单位体积中的水，对于水来说还是从浓
度高向浓度低扩散，符合扩散定义。
结论：
一个典型的渗透装置必须具备的条件： 1、具有 半透膜 。 2、半透膜两侧具有 浓度差 。 溶液A浓度 > 溶液B，水分子从 B A 移动
溶液A浓度 < 溶液B，水分子从 A
B 移动
细胞壁:全透性 细胞膜 细胞质 液泡膜 细胞液 外界溶液 细胞核 浓度差 原生质层
相当于
半透膜
什么是原生质层？
植物细胞发生渗透现象需要具备的条件
原生质层相当于半透膜 对物质的进出控制 具有选择透过性 动物细胞 细胞液与外界溶液 可以具有浓度差
实验： 植物细胞的吸水和失水
● 总结： 什么情况下植物细胞会失水？什么情
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
动物细胞发生渗透现象需要具备的条件
细胞膜 相当于半透膜 对物质的进出控制 具有选择透过性 动物细胞 细胞质与外界溶液 可以具有浓度差
清水中
< 外界溶液浓度 ﹤ 细胞质的浓度
红细胞吸水 红细胞膨胀，甚至胀破
0.9%生理盐水中 外界溶液浓度 = 细胞质的浓度 红细胞正常，保持原状态
红细胞置 于不同浓 度溶液中
对于钾的吸收，酵母菌 的需要 圆褐固氮菌 的需要最少。 最多，
物质的跨膜运输实例
(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. 在差异,所以它是一种选择透过性膜.
(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; 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, 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 +和 )由于细胞可选择性地吸收K 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, 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 )
a b c A a b C c b b
a c B a c D
3,田间一次施肥过多,作物变得枯萎发黄,俗称"烧 ,田间一次施肥过多,作物变得枯萎发黄,俗称" 其原因是( 苗".其原因是( ) B 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 ,
1节 第1节 物质跨膜运输的实例
讨论: 漏斗管内液面为什么会升高? 讨论: ,漏斗管内液面为什么会升高? 1, (1)渗透作用的概念:水分子 )渗透作用的概念: 或其他溶剂分子) (或其他溶剂分子)透过半透膜的 扩散, 扩散,称为渗透作用 半透膜 (2)发生了渗透作用(条件) )发生了渗透作用(条件) 浓度差 (3)半透膜与选择透过性膜 ) 半透膜:一些物质(一般是水分子物质) 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 能透过, 性薄膜. 性薄膜. 选择透过性膜:指水分子可以自由通过, 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, 细胞要选择吸收的离子,小分子可以通 而其他的小离子, 过,而其他的小离子,小分子和大分子 则不能通过的膜
第1节 物质跨膜运输实例(课件)
红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？ 1. 红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？ 一般不能。 一般不能。 2. 当外界溶液浓度低时，红细胞一定会吸水涨破吗？ 当外界溶液浓度低时，红细胞一定会吸水涨破吗？ 如果浓度不是太低，持续时间不长，就不会。 如果浓度不是太低，持续时间不长，就不会。 红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ 3. 红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ 细胞内外浓度的差值。差值越大，吸水或失水越多。 细胞内外浓度的差值。差值越大，吸水或失水越多。
本节小结
第一节
细胞的吸 水和失水 物质跨膜运输特点 跨膜运输 其它实例 有选择性 原 因 细胞膜（生物膜） 细胞膜（生物膜）是 选择透过性膜。 选择透过性膜。
物质跨膜运输的实例
练习
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 D A.煮熟的马铃薯条放入水中 煮熟的马铃薯条放入水中 B.把干种子放在清水中 把干种子放在清水中 C.烈日下菠菜叶子下垂 烈日下菠菜叶子下垂 D.放在盐水中的萝卜变软 放在盐水中的萝卜变软
三
物质跨膜运输的其他实例
资料2 资料2 甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液高20 25倍 20～ 甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液高20～25倍。 资料3 资料3 几种微生物体内矿物质含量。 见教材61页表格数据） 61页表格数据 几种微生物体内矿物质含量。（见教材61页表格数据） 讨论3 讨论3 物质都是顺相对含量梯度跨膜运输的吗？ 物质都是顺相对含量梯度跨膜运输的吗？ 水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的， 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， 跨膜运输并不都是这样，大多取决于细胞生命活动 的需要。 的需要。 讨论4 细胞对物质的吸收有选择吗? 讨论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？ 如果有，这种选择性有普遍性吗？ 是有选择的。这种选择性具有普遍性。 是有选择的。这种选择性具有普遍性。
高一生物 物质跨膜运输的实例
发生渗透作用的条件：
1、半透膜
2、浓度差
溶液浓度
高
水分流动方向
低
细胞内外的物质含量 有很大差别,这与细胞 膜的作用有什么关系? 不同物质的跨膜运输 有什么不同的特点呢?
细胞的吸水和失水
1.红细胞内的血红蛋白等有 机物能够透过细胞膜吗? (一般不能) 2.红细胞膜是不是相当于 “问题探讨”中所说的半 透膜 是
普通高中课程标准实验教 科书生物必修
分子与细胞
人民教育出版社
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
脂质：约50% 细 胞 膜 蛋白质:约占40% 糖类:占2%~10%
问题探讨
1.漏斗管内的液面为什么会 升高?
2.如果用一层纱布代替玻璃 纸,漏斗内的液面还会升高吗?
3.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?
物质跨膜运输的其他实例
阅读P63:资料分析“物质 跨膜运输的特点”
讨论
1.水稻培养液里的Ca2+和Mg2+ 浓度为什么会增高? 水稻吸收水分及其他离子较多, 吸收Ca2+和Mg2+相对较少 2.不同作物对无机盐的吸收有 差异吗? 有
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? 其他物质的运输并不都是顺相 对含量梯度的,这取决于细胞生 命活动的需要 4.细胞对物质的吸收有选择吗? 如果有,这种选择有普遍性吗? 有选择,具有普遍性
小结
物质跨膜运输并不都是顺相对含 量梯度的,而且细胞对于物质的输 入和输出有选择性,因此细胞膜和 其他生物膜都是选择透过性膜
1.将单细胞生物变形虫和红细胞放在蒸馏水中（ A、两种细胞均被破坏 C、两种细胞均存活
高中生物必修一第四章—第1节 物质跨膜运输的实例
最终A侧液面高于B侧。
A
B
半透膜
如图1所示三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗 糖溶液，且漏斗内液面高度相同，置于同一个水槽的清水中。 三个渗透装置半透膜的面积和蔗糖溶液的体积不同，如下表：
A
图2中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。则
曲线与各装置的对应关系是：
A．1-丙；2-甲；3-乙
发生质壁分离和复原——活细胞 不发生质壁分离——死亡细胞
2、测定细胞液浓度范围 （变量：不同浓度的蔗糖溶液）
待测细胞 + 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 各溶液中细胞的状态
C细胞液范围 = 未发生质壁分离和刚质壁分离的 C外界溶液 范围
3、比较不同植物细胞的细胞液浓度大小
（变量：不同的植物细胞）
不同植物细胞 +同浓度的蔗糖溶液
高度差
次数
溶液不断被吸出，漏斗内则不断吸水，浓度差变小，高度差与浓度差成正相关
2、若将漏斗中的蔗糖溶液换成葡萄糖溶液，液面变化： 漏斗管内液面先上升后下降，最后内外液面相平。
1、A侧加入细胞色素C水溶液（红色，大分子），B侧加清水， 两侧液面高度一致。最终：
A侧液面高于B侧液面，B侧无色
2、A侧为蒸馏水， B侧为麦芽糖溶液， 随即向两侧分别加入 等量的麦芽糖酶，水浴加热后，该过程两侧的液面变化是：
刚发生质壁分离所需时间
比较各自耗时的长短 判断质壁分离速度(细胞液浓度)
4、比较未知浓度的溶液浓度大小 （变量：未知浓度的溶液）
相同植物细胞 + 未知浓度的溶液
刚发生质壁分离所需时间
比较各自耗时的长短 判断溶液浓度的大小(t越短，溶液浓度越大)
5、鉴定不同种类的溶液(如一定浓度的KNO3和蔗糖溶液)
A
B
半透膜
如图1所示三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗 糖溶液，且漏斗内液面高度相同，置于同一个水槽的清水中。 三个渗透装置半透膜的面积和蔗糖溶液的体积不同，如下表：
A
图2中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。则
曲线与各装置的对应关系是：
A．1-丙；2-甲；3-乙
发生质壁分离和复原——活细胞 不发生质壁分离——死亡细胞
2、测定细胞液浓度范围 （变量：不同浓度的蔗糖溶液）
待测细胞 + 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 各溶液中细胞的状态
C细胞液范围 = 未发生质壁分离和刚质壁分离的 C外界溶液 范围
3、比较不同植物细胞的细胞液浓度大小
（变量：不同的植物细胞）
不同植物细胞 +同浓度的蔗糖溶液
高度差
次数
溶液不断被吸出，漏斗内则不断吸水，浓度差变小，高度差与浓度差成正相关
2、若将漏斗中的蔗糖溶液换成葡萄糖溶液，液面变化： 漏斗管内液面先上升后下降，最后内外液面相平。
1、A侧加入细胞色素C水溶液（红色，大分子），B侧加清水， 两侧液面高度一致。最终：
A侧液面高于B侧液面，B侧无色
2、A侧为蒸馏水， B侧为麦芽糖溶液， 随即向两侧分别加入 等量的麦芽糖酶，水浴加热后，该过程两侧的液面变化是：
刚发生质壁分离所需时间
比较各自耗时的长短 判断质壁分离速度(细胞液浓度)
4、比较未知浓度的溶液浓度大小 （变量：未知浓度的溶液）
相同植物细胞 + 未知浓度的溶液
刚发生质壁分离所需时间
比较各自耗时的长短 判断溶液浓度的大小(t越短，溶液浓度越大)
5、鉴定不同种类的溶液(如一定浓度的KNO3和蔗糖溶液)
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必修一导学案第四章细胞的物质的输入和输出
第1节物质跨膜运输的实例
【学习目标】：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，对探究活动进行设计；
3.进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。
【重难先知】：
举例说出细胞膜是选择透过性膜，相当于半透膜,质壁分离与复原
【使用说明】
1．阅读第四章部分内容（p60—p64）
2．重点的地方用黑色笔划出，不会的或有疑问的地方用红色笔标出，留到课堂解决；3．正课结束后及时整理导学案，进行纠错反思。
—预习是学会课堂知识的翅膀！
[知识回顾]
1、细胞膜的成分：、、。
2、细胞膜的功能：；
；。
3、液泡的功能：。
[基础知识预习]
1．阅读第二章部分内容（p59—p64），独立
．．完成导学案；
2．重点的地方用绿色笔划出，不会的或有疑问的地方用红色笔标出，留到课堂解决；
3．正课结束后及时整理导学案，进行纠错反思。
一、细胞的吸水和失水
1、细胞的吸水和失水的原理：发生了_______作用，该作用必须具备两个条件：
（1）、具有；（2）、膜两侧溶液具有。
2、动物细胞的吸水和失水
（1）动物细胞的细胞膜相当于
（2）条件及现象：
a.外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞吸水膨胀。
b.外界溶液浓度大于细胞质浓度时，细胞
c.外界溶液浓度细胞质浓度时，水分子进出细胞处于动态平衡。
3.植物细胞的吸水和失水
（1）、请写出数字所对应的结构：
1_______________ 2________________ 3________________
4_______________ 5________________ 6________________
原生质层包括_________、_________和这两层之间的________
（注意：原生质体：所有细胞内物质，包括细胞膜、细胞质、细胞核）
（2）、成熟植物细胞发生质壁分离的条件是，
发生质壁分离复原的条件是。
二、物质跨膜运输的其他实例
1.细胞对无机盐离子的吸收实例
（1）水稻吸收多，吸收较少，番茄吸收较多，吸收较少。
说明不同植物对不同的吸收表现出较大差异。
（2）人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显血液中碘的含量。
（3）不同微生物对的吸收表现出较大的差异。
2.物质跨膜运输的特点：
物质跨膜运输并不都是的。
细胞对于物质的输入和输出有。
3.结论：
细胞膜和其他生物膜都是膜，可以让自由通过。
一些和也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
1．人体红细胞呈两面凹的圆饼状，具有运输氧气的
功能。
将人体红细胞分别放在甲、乙、丙三种不同的
液体中。
一段时间后可能出现的现象是( )
A．甲中的涨破，乙中的维持原状，丙中的皱缩
B．甲中的维持原状，乙中的涨破，丙中的皱缩
C．甲中的维持原状，乙中的皱缩，丙中的涨破
D．甲中的皱缩，乙中的维持原状，丙中的涨破
2. 将成熟的植物细胞放在溶液中能构成一个渗透系统，主要原因是 ( )
A. 液泡膜内外溶液浓度差
B. 细胞内原生质层可看做一层选择透过性膜
C. 细胞壁是全透性
D. 水可自由出入细胞
基础预习
预习自测
3.下列细胞能成功用于做质壁分离实验的材料的是（ ） A. 人的口腔上皮细胞 B. 洋葱根尖分生区细胞
C. 叶的下表皮细胞
D. 用开水煮过的洋葱鳞片叶紫色外表皮细胞 4．一个成熟的植物细胞，它的原生质层主要包括（ ）
A. 细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质
B. 细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质
C. 细胞膜和液泡膜之间的细胞质
D. 细胞壁、液泡膜和它们之间的细胞质 5．植物细胞发生质壁分离的原因是（ ）
① 外界溶液浓度大于细胞液浓度 ② 细胞液浓度大于外界溶液浓度 ③ 细胞壁的伸缩性大于原生质层的伸缩性 ④ 原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性
A. ②④
B. ①④
C. ②③
D. ③④
【探究点1 】：渗透作用的实例与原理
1.具备了哪些条件才会使红细胞吸水涨破？
2.渗透作用发生时液面变化的原因是什么？
3.当渗透作用达到平衡时不同溶质溶液的浓度相同吗？
4.细胞吸水和失水在生产实践中有哪些应用？
【探究2】：植物细胞的失水和吸水的实验分析
1.成熟的植物细胞吸水和失水后会发生什么现象？
2.当植物细胞发生质壁分离时，细胞内外溶液浓度有什么关系？
3.质壁分离后的细胞均能发生复原吗？
【当堂检测】
1．下列现象中属于渗透作用的是（ ） A. 水分子通过细胞壁 B. 葡萄糖分子通过半透膜 C.K+通过半透膜 D. 水分子通过半透膜 2．如图，在U 形管中部c 处装有半透膜，在a 侧加入红色的细胞色素(相对分子质量为13000的蛋白质)的水溶液，b 侧加入清水，并使a 、b 两侧液面高度一致。
经过一段时间后，实验结果将是（ ） A ．a 、b 两液面高度一致，b 侧为无色 B ．a 、b 两液面高度一致，b 侧为红色 C ．a 液面低于b 液面，b 侧为红色 D ．a 液面高于b 液面，b 侧为无色
3.利用高浓度的盐水杀菌的原理是 （ ）
A. 盐水中的氯离子有杀菌的作用
B. 高浓度盐水中水分不足不利于细菌生长
C. 细菌由于脱水而死亡
D. 钠离子有杀菌作用
4.植物细胞发生质壁分离复原时，水分子依次通过的结构是 （ ） A ．细胞壁、细胞膜、细胞质、液泡膜 B ．细胞膜、细胞质、液泡膜 C ．液泡膜、细胞质、细胞膜、细胞壁 D.细胞膜、液泡膜、细胞质
5．甜菜块根细胞的液泡中有花青素，使块根为红色。
将块根切成小块放在蒸馏水中，水无明显的颜色变化。
但用盐酸处理这些块根后，能使溶液变红。
这是因为
A 、细胞壁被盐酸破坏
B 、盐酸破坏了细胞膜的选择透过性
C 、盐酸破坏了原生质层的选择透过性
D 、花青素不溶于水而溶于盐酸
6．对植物细胞质壁分离和复原实验进行分析，下列叙述中得不到证实的是（ ） A.原生质层具有选择透过性 B.细胞处于生活状态或已死亡 C.细胞液和周围溶液的关系 D.溶质分子进出细胞的方式 7．右图表示某同学画的几个植物细胞的示意图，请回答： (1)注明图中各标号所指构造的名称： 1 2 3 (2)表示质壁分离的正确图解是 。
(3)发生质壁分离的外因是。
(4)发生质壁分离的结构基础
是 。
(5)将发生了质壁分离的细胞置于清水中，如果不能复原，则说明 。
合作探究。