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第四章 細胞的物質(zhì)輸入和輸出,,第1節(jié) 物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?半透膜：半透膜是一類可以讓小分子物質(zhì)通過而大分子物質(zhì)不能通過的一類薄膜的總稱,一、滲透作用,滲透作用裝置,分析實驗現(xiàn)象,1.第一組裝置的 漏斗管內(nèi)液面為什么會升高？ 由于單位時間內(nèi)透過玻璃紙進入長頸漏斗的水分子數(shù)量多于從長頸漏斗滲出的水分子數(shù)量，使得管內(nèi)液面升高。 2.第二組裝置，用紗布代替玻璃紙，漏斗管內(nèi)液面還會升高嗎？ 用紗布替代玻璃紙時，因紗布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不會升高,3.第三組裝置，清水換成同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會怎樣？,半透膜兩側(cè)溶液的濃度相等時，單位時間內(nèi)透過玻璃紙進入長頸漏斗的水半分子數(shù)量等于滲出的水分子數(shù)量，液面也不會升高。,4.水分子只能從燒杯中擴散到漏斗中嗎？,（友情提醒）半透膜，水分子可以自由通過。,不是的，水分子既可以從燒杯中擴散到漏斗中，也能從漏斗中擴散到燒杯中，只不過，在單位時間內(nèi)，從燒杯中擴散到漏斗中的水分子數(shù)量比較多。,結(jié)論,水滲入漏斗內(nèi)使液面上升必須具備兩個條件 1、具有半透膜 2、半透膜兩側(cè)溶液濃度差,滲透作用 ：水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜從低濃度溶液向高濃度溶液的擴散，稱為滲透作用 條 件 ①具有半透膜（主要）,②半透膜兩側(cè)的溶液濃度不同,課題一 水分子的跨膜運輸,問題：細胞是否會發(fā)生滲透作用呢？,分析右圖，一段時間后紅細胞會發(fā)生什么變化？,放到清水中，細胞不斷吸水膨脹直至脹破。,紅細胞置于清水中,疑問？紅細胞是否也是發(fā)生滲透作用呢？,（一）動物細胞的吸水和失水,【探究】紅細胞是否具有發(fā)生滲透作用的條件 問題一 紅細胞的細胞膜相當(dāng)于半透膜，為什么？ 因為，細胞膜同樣具有有些物質(zhì)可以通過，而有些物質(zhì)不能通過的特點。 問題二 什么情況下，紅細胞會發(fā)生吸水或失水？,當(dāng)外界溶液濃度＞細胞質(zhì)基質(zhì)濃度時，紅細胞失水； 當(dāng)外界溶液濃度＜細胞質(zhì)基質(zhì)濃度時，紅細胞吸水。,【總結(jié)】紅細胞發(fā)生滲透作用的條件,2、外界溶液與細胞質(zhì)基質(zhì)存在濃度差,1、細胞膜相當(dāng)于半透膜,,不可以，因為血紅蛋白是大分子，不能透過細胞膜。,2．當(dāng)外界溶液濃度過低時，紅細胞會發(fā)生什么變 化？原因是,3．紅細胞吸水或失水的多少與什么有關(guān)？,紅細胞吸水或失水的多少主要取決于紅細胞內(nèi)外的濃度差，一般差值越大，吸水或失水越多。,1．紅細胞內(nèi)的血紅蛋白等有機物能夠透過細胞膜嗎？,【思考】,會發(fā)生吸水并且脹破 ，因為外界溶液濃度過低，紅細胞不斷吸水，而細胞膜的伸縮性是一定的，超過了這個限度，細胞就會破裂。,4.如果將紅細胞放置于生理鹽水中呢，細胞有什么變化？原因？,紅細胞不吸水也不失水，保持細胞原有的形態(tài)。因為外界溶液濃度=細胞內(nèi)濃度，所以單位時間滲入的水分子數(shù)量等于滲出的水分子數(shù)量，水分子的運動達到動態(tài)平衡，因此表現(xiàn)細胞既不吸水也不失水。,問 題,1.植物細胞會出現(xiàn)失水的情況嗎？,2.植物細胞在什么情況下會失水？,3.原生質(zhì)層是否相當(dāng)與半透膜？,2.植物細胞的吸水與失水,【探究】植物細胞原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜,探究實驗：植物細胞的吸水和失水,提出問題（原生質(zhì)層是一層半透膜嗎？） 作出假設(shè)（原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜） 設(shè)計實驗,預(yù)期結(jié)果,在蔗糖溶液中植物細胞的中央液泡會變小，細胞皺縮；在清水中植物細胞的中央液泡會變大，細胞膨脹。,設(shè)計 方案,將植物細胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察其大小的變化；再將細胞浸潤在清水中，觀察其大小的變化。,進行實驗,（按預(yù)定方案進行實驗）,分析結(jié)果,（分析實驗結(jié)果，得出結(jié)論：……）,,,,,,1.剝?nèi)⊙笫[鱗莖的鱗片葉，外表皮紫色較濃的更好。用解剖刀 或刀片在葉片外表皮劃一0.5 cm見方的“井”字。 2.用尖嘴鑷從“井”字中央的一角小心地將洋蔥鱗片葉外表皮 撕下，平鋪在載玻片中央,蓋上蓋玻片，用低倍鏡觀察。 3.在蓋玻片的一側(cè)滴一滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的蔗糖溶液，另一側(cè)用吸 水紙吸去多余液體，重復(fù)幾次。 4.在顯微鏡下觀察，可見原生質(zhì)緩慢收縮，逐漸出現(xiàn)與細胞壁 分離的現(xiàn)象，直到原生質(zhì)收縮成球狀小團，與細胞壁完全分開。 5.在蓋玻片的一側(cè)滴加清水，用吸水紙在蓋玻片的另一側(cè)吸收， 使清水置換蔗糖溶液。 6.在顯微鏡下觀察，可見質(zhì)壁分離現(xiàn)象緩慢復(fù)原。,進行實驗,植物細胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原,實驗現(xiàn)象：,變 小,原生質(zhì)層脫離細胞壁,基本 不變,逐漸恢復(fù)原來大小,原生質(zhì)層恢復(fù)原來位置,基本 不變,得出結(jié)論,植物細胞原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜,成熟的植物細胞靠滲透作用吸水。細胞液與細胞外界溶液發(fā)生了滲透作用。,質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象,質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象的應(yīng)用,1.判斷細胞死活。 2.估測細胞液的濃度。 3.驗證原生質(zhì)層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性,質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象發(fā)生的條件 成熟的植物活細胞,物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗? 實例一,培養(yǎng)液中的離子濃度,初始濃度,,0 Mg2＋ Ca2+ Si4+ 離子,,,,,番茄,水稻,1.水稻培養(yǎng)液中的鈣、鎂兩種離子濃度為什么會增高？是不是水 稻不吸收反而向外排出呢？ 2.不同作物對無機鹽離子的吸收有差異嗎？,3.水分子跨膜運輸是順相對含量梯度的，其他物質(zhì)的跨膜運輸也是這樣嗎？,水分子跨膜運輸是順相對含量梯度的，其他物質(zhì)的跨膜運輸并不都是這樣，這取決于細胞生命活動的需要。,4.細胞對物質(zhì)的吸收有選擇嗎?如果有，這種選擇性有 普遍性嗎？,細胞對物質(zhì)的吸收是有選擇的。這種選擇性具有普遍性。,水稻吸水量大于對鈣、鎂兩種離子的吸收量,有差異,細胞膜的功能特點,對物質(zhì)的通過具有選擇性，是選擇透過性膜,鞏固練習(xí),1.以下可以發(fā)生滲透作用的是（ ） A.煮熟的馬鈴薯條放入水中 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,2.a、b、c是三個相鄰的細胞，已知a細胞液濃度 b細胞液濃度 c細胞液濃度,如圖所示，能正確表示水分在三者之間關(guān)系的是（ ）,A,B,C,D,C,3.田間一次施肥過多，作物變得枯萎發(fā)黃，俗稱“燒苗”。其原因是（ ） A.根細胞從土壤中吸收的養(yǎng)分過多 B.根細胞不能從土壤中吸水 C.根系不能將水向上運輸 D.根系被肥料分解釋放的熱能燒毀,B,4.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＋不利于細菌的生活 C.鹽水是中性的，不適于細菌的生活 D.由于滲透作用使細菌細胞內(nèi)的水分滲出而死亡,D,,1.如果沒有細胞壁，實驗結(jié)果會有什么不同？,2.如果滴加的是0.5克ml的蔗糖溶液，實驗結(jié)果會有什么不同？,交 流,不會發(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)致植物細胞嚴(yán)重失水而死亡，不可能發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原,作業(yè),1.說明動植物細胞吸水和失水的條件 2.滲透作用發(fā)生的條件 3.什么是質(zhì)壁分離現(xiàn)象？原生質(zhì)層包括哪幾個結(jié)構(gòu)？ 4.繪圖 植物細胞質(zhì)壁分離示意圖。并標(biāo)出各部分結(jié)構(gòu)。,