第一節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例

半透膜：一類可以讓小分子物質(zhì)通過(guò)而大分子物質(zhì)不能通過(guò)的一類薄膜的總稱。討論：1.漏斗管內(nèi)的液面為什么會(huì)升高？2.如果用一層紗布代替玻璃紙，漏斗管內(nèi)的液面還會(huì)升高嗎？3.如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會(huì)怎樣？滲透作用:水分子或溶劑分子通過(guò)半透膜，從溶液濃度低的一側(cè)向溶液濃度高的一側(cè)擴(kuò)散的現(xiàn)象。若換為紗布，漏斗管內(nèi)的液面不會(huì)上升發(fā)生滲透作用的條件：具有半透膜半透膜兩側(cè)溶液存在濃度差低溶液濃度高高水勢(shì)低水分流動(dòng)方向第1節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例本節(jié)聚集：1.細(xì)胞在什么情況下吸水或失水？2.植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原現(xiàn)象說(shuō)明什么？3.為什么說(shuō)細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜？一、細(xì)胞的吸水和失水：1.動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水：吸水脹破失水皺縮正常狀態(tài)思考與討論1.紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物能夠透過(guò)細(xì)胞膜嗎？2.紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是不是相當(dāng)于“問(wèn)題探討”中所說(shuō)的半透膜？3.當(dāng)外界溶液的濃度低時(shí)，紅細(xì)胞一定會(huì)由于吸水而漲破嗎？4.紅細(xì)胞吸水或失水的多少取決于什么條件？一般不會(huì)。一般會(huì)持續(xù)吸水而漲破。

紅細(xì)胞至于溶液中紅細(xì)胞正常，無(wú)變化外界溶液濃度____細(xì)胞質(zhì)的濃度外界溶液濃度____細(xì)胞質(zhì)的濃度

紅細(xì)胞膨脹，甚至脹破外界溶液濃度____細(xì)胞質(zhì)的濃度

紅細(xì)胞皺縮=<>紅細(xì)胞吸水紅細(xì)胞失水細(xì)胞通過(guò)滲透作用是吸水還是失水，取決于細(xì)胞液與外界溶液濃度大小進(jìn)行比較。結(jié)論：與生活的聯(lián)系吃比較咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感覺？為什么？思考：其他動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水的原理與紅細(xì)胞是一樣的嗎？白菜長(zhǎng)時(shí)間放置在空氣中會(huì)慢慢地萎蔫，但是將萎蔫的白菜放進(jìn)清水中，它又會(huì)恢復(fù)硬挺的形態(tài)?？梢姡撞艘矔?huì)失水和吸水。白菜細(xì)胞的失水與吸水與紅細(xì)胞相同嗎？如果不同，不同又在哪里呢？植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的區(qū)別:(細(xì)胞壁是全透性的)成熟的植物細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是液泡里的細(xì)胞液細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)稱為原生質(zhì)層成熟的植物細(xì)胞和外界溶液組成一個(gè)滲透系統(tǒng)課下實(shí)驗(yàn):1、植物細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)失水的情況嗎?2、植物細(xì)胞在什么情況下會(huì)失水？

3、原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜？提出問(wèn)題：（參考題目）根據(jù)同學(xué)們觀察到的現(xiàn)象提出想探究的問(wèn)題？討論：【作出假設(shè)】植物細(xì)胞

相當(dāng)于半透膜原生質(zhì)層【回憶】植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):（學(xué)生閱讀p62的參考案例）將植物細(xì)胞分別浸潤(rùn)在較高濃度的蔗糖溶液中和清水中，觀察其大小的變化。預(yù)期實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：由于原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，水分子可以自由通過(guò)，而蔗糖分子則不能通過(guò)，因此在蔗糖溶液中，植物細(xì)胞的中央液泡會(huì)縮小，細(xì)胞皺縮；在清水中植物細(xì)胞的液泡又會(huì)變大，細(xì)胞膨脹。外界溶液濃度細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞失水植物細(xì)胞——質(zhì)壁分離外界溶液濃度細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞吸水。植物細(xì)胞——質(zhì)壁分離復(fù)原質(zhì)壁分離:植物細(xì)胞因?yàn)槭湛s，細(xì)胞膜與細(xì)胞壁發(fā)生分離的現(xiàn)象。質(zhì)壁分離復(fù)原：發(fā)生質(zhì)壁分離的植物細(xì)胞因吸水膨脹，實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

細(xì)胞大小變小逐漸恢復(fù)原來(lái)大小原生質(zhì)層恢復(fù)原來(lái)位置原生質(zhì)層脫離細(xì)胞壁基本不變基本不變中央液泡大小原生質(zhì)層的位置蔗糖

溶液清水表格分析：外界溶液濃度細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞吸水植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象外界溶液濃度細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞失水實(shí)驗(yàn)結(jié)論：分析結(jié)果，得出結(jié)論植物細(xì)胞原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜,成熟的植物細(xì)胞靠滲透作用吸水。細(xì)胞液與細(xì)胞外界溶液發(fā)生了滲透作用。1.如果沒(méi)有細(xì)胞壁，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么不同？2.如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶液，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么不同？不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，只發(fā)生滲透作用的吸水或失水.高濃度的蔗糖溶液導(dǎo)致植物細(xì)胞嚴(yán)重失水而死亡，不可能發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原.3.為什么植物細(xì)胞失水時(shí),原生質(zhì)層與細(xì)胞壁不是一起變化,而是發(fā)生質(zhì)壁分離?原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大.動(dòng)植物細(xì)胞在吸水與失水方面的差異

動(dòng)物細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞壁，因此不會(huì)有質(zhì)壁分離現(xiàn)象。植物細(xì)胞由于有細(xì)胞壁的限制和保護(hù)不會(huì)因持續(xù)吸水而漲破。探究實(shí)驗(yàn)：植物細(xì)胞的吸水和失水提出問(wèn)題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表達(dá)與交流（原生質(zhì)層是一層半透膜嗎？）（原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜）設(shè)計(jì)方案（按預(yù)定方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）（分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：……）（總結(jié)，寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告并適當(dāng)交流）預(yù)期結(jié)果將植物細(xì)胞浸潤(rùn)在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察其大小的變化；再將細(xì)胞浸潤(rùn)在清水中，觀察其大小的變化。在蔗糖溶液中植物細(xì)胞的中央液泡會(huì)變小，細(xì)胞皺縮；在清水中植物細(xì)胞的中央液泡會(huì)變大，細(xì)胞膨脹。初始濃度

0Mg2＋Ca2+Si4+

離子培養(yǎng)液中的離子濃度水稻番茄物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例實(shí)例一1、水稻培養(yǎng)液中的鈣、鎂兩種離子濃度為什么會(huì)增高？2、不同作物對(duì)無(wú)機(jī)鹽離子的吸收有差異嗎？3、同一種植物對(duì)不同無(wú)機(jī)鹽離子吸收有差異嗎？1.在培養(yǎng)過(guò)程中，水稻吸收水分及Si4+離子較多，吸收Ca2+、Mg2+較少，結(jié)果導(dǎo)致水稻培養(yǎng)液里的Ca2+、Mg2+濃度增高。2.在番茄的培養(yǎng)液中，Ca2+、Mg2+的濃度下降，而Si4+的濃度升高，證明番茄吸收的Ca2+、Mg2+比Si4+多。3.不同作物對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收是有差異的。4.植物對(duì)水的吸收和離子的吸收是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程。5.細(xì)胞膜對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收具有選擇性。根據(jù)資料分析28.1648.55米曲菌38.6651.00酵母菌2.414.93圓褐固氮菌12.9533.99大腸桿菌K2OP2O5微生物其他物質(zhì)跨膜運(yùn)輸實(shí)例二結(jié)論：不同細(xì)胞對(duì)于物質(zhì)的輸出和輸入有選擇性。幾種微生物體內(nèi)的礦物質(zhì)含量（占全部礦物質(zhì)的%）結(jié)論：物質(zhì)（如碘）的跨膜運(yùn)輸并不都是和水一樣順相對(duì)含量梯度的運(yùn)輸?shù)?。物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例三20—25倍人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞具有很強(qiáng)的攝取碘的能力250mg/L血液中碘的濃度I－水分子的運(yùn)輸是順相對(duì)含量梯度的，其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸也是這樣的嗎？由此你能得出什么結(jié)論？水分子跨膜運(yùn)輸是順相對(duì)含量梯度的其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸并不都是這樣，這取決于細(xì)胞生命活動(dòng)的需要。細(xì)胞對(duì)物質(zhì)的吸收是有選擇的。結(jié)論：細(xì)胞膜不僅是半透膜，還是選擇透過(guò)性膜。即細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇通過(guò)性膜。1、以下可以發(fā)生滲透作用的是____.A.煮熟的馬鈴薯?xiàng)l放入水中B.把干種子放在清水中C.烈日下菠菜葉子下垂D.放在鹽水中的蘿卜變軟D課堂反饋：2、a、b、c是三個(gè)相鄰的細(xì)胞，已知a細(xì)胞液濃度>b細(xì)胞液濃度>c細(xì)胞液濃度,如圖所示，能正確表示水分在三者之間關(guān)系的是（）CacbacbacbacbABCD3、田間一次施肥過(guò)多，作物變得枯萎發(fā)黃，俗稱“燒苗”。其原因是（）A、根細(xì)胞從土壤中吸收的養(yǎng)分過(guò)多B、根細(xì)胞不能從土壤中吸水C、根系不能將水向上運(yùn)輸D、根系被肥料分解釋放的熱能燒毀B4、利用高濃度鹽水（NaCl溶液）殺菌防腐的原理是（）A、鹽水中的Cl－有殺菌防腐的作用B、鹽水中的Na＋不利于細(xì)菌的生活C、鹽水是中性的，不適于細(xì)菌的生活D、由于滲透作用使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的水分滲出而死亡D5、將洋蔥表皮細(xì)胞浸入濃度為1mol/L的KNO3溶液中，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離。但過(guò)一段時(shí)間后，自動(dòng)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，表皮細(xì)胞又恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)。分析（1）發(fā)生質(zhì)壁分離的原因是。（2）自動(dòng)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原的原因是。（3）以上事實(shí)表明細(xì)胞膜對(duì)

的通透性存在差異，所以它是一種選擇透過(guò)性膜。（1）洋蔥表皮細(xì)胞液的濃度小于外界溶液濃度，細(xì)胞滲透失水；又由于細(xì)胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層的伸縮性，便導(dǎo)致質(zhì)壁分離（2）由于細(xì)胞可選擇性地吸收K＋和NO3－，導(dǎo)致細(xì)胞液濃度增加直至大于外界溶液的濃度，細(xì)胞開始吸水，從而發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原（3）離子

半透膜、選擇透過(guò)性膜

（1）區(qū)別①半透膜可以是生物性的選擇透過(guò)性膜，也可以是無(wú)生命的物理性膜，即指某些物質(zhì)可以透過(guò)而另一些物質(zhì)不能透過(guò)的多孔性薄膜，物質(zhì)能否通過(guò)取決于分子的大小。②選擇透過(guò)性膜是具有生命的生物膜，載體的存在決定了其對(duì)不同物質(zhì)是否吸收的選擇性。細(xì)胞死亡或膜載體蛋白失活后，其選擇透過(guò)性喪失。

（2）共性都允許水分子自由通過(guò)，而不允許大分子物質(zhì)通過(guò)。

相關(guān)概念辨析原生質(zhì)層、原生質(zhì)體（1）原生質(zhì)層是成熟的植物細(xì)胞內(nèi)相當(dāng)于半透膜的結(jié)構(gòu)，由細(xì)胞膜、液泡膜以及兩膜之間的細(xì)胞質(zhì)組成，不包括細(xì)胞核和液泡內(nèi)的細(xì)胞液。此結(jié)構(gòu)僅存在于成熟的植物細(xì)胞中。（2）原生質(zhì)體是去除了植物細(xì)胞壁后所剩下的具有生物活性的植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核三部分，常作為植物細(xì)胞融合的材料。

相關(guān)概念辨析（1）判斷植物細(xì)胞的生活狀況（2）判斷植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度（3）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的水肥管理（4）生活中殺菌、防腐、腌制食品滲透作用原理的運(yùn)用判斷細(xì)胞是否發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原的規(guī)律(1)從細(xì)胞角度分析①具有中央大液泡的成熟植物細(xì)胞才可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。②死細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)胞不發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。(2)從溶液角度分析①在溶質(zhì)可穿膜的溶液中細(xì)胞會(huì)發(fā)生先質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象（乙二醇、甘油、尿素、KNO3等溶液）。②在溶質(zhì)不能穿膜的溶液中細(xì)胞只會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，不能自動(dòng)復(fù)原。③在高濃度溶液中細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，但會(huì)因過(guò)度失水而死亡不再?gòu)?fù)原。質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用及方法(1)判斷細(xì)胞的死活待測(cè)細(xì)胞＋蔗糖溶液發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原→活細(xì)胞不發(fā)生質(zhì)壁分離→可能是死細(xì)胞

(2)驗(yàn)證原生質(zhì)層和細(xì)胞壁伸縮性的大小成熟植物細(xì)胞+蔗糖溶液→發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象→細(xì)胞壁伸縮性小于原生質(zhì)層伸縮性不發(fā)生質(zhì)壁分離→細(xì)胞壁伸縮性大于或等于原生質(zhì)層的伸縮性。

(3)測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍待測(cè)細(xì)胞＋一系列濃度梯度的蔗糖溶液細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的蔗糖溶液的濃度之間。(4)比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度不同植物細(xì)胞＋同一濃度的蔗糖溶液剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離時(shí)