1、第四章 細胞的物質輸入和輸出第1節 物質跨膜運輸的實例演示實驗：演示實驗：請同學們仔細觀察現象，分析現象的原因。請同學們仔細觀察現象，分析現象的原因。半透膜：一類可以讓小分子物質通過而大分子物質不能通過的一類薄膜的總稱。3.3.如果燒杯中不是清水如果燒杯中不是清水, ,而是同樣濃度的蔗糖溶液而是同樣濃度的蔗糖溶液液面會升高嗎液面會升高嗎? ?1.漏斗管內的液面為什么會升高漏斗管內的液面為什么會升高?2.如果用一層紗布代替玻璃紙如果用一層紗布代替玻璃紙,漏斗管內的液面還會升漏斗管內的液面還會升高嗎高嗎?液面不會升高，因紗布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透。液面不會升高，因紗布的孔隙很大，蔗糖分

2、子也可以自由通透。液面不會升高，半透膜兩側溶液的濃度相等時，單位時間內透過液面不會升高，半透膜兩側溶液的濃度相等時，單位時間內透過半透膜進入長頸漏斗的水分子數量等于滲出的水分子數量。半透膜進入長頸漏斗的水分子數量等于滲出的水分子數量。閱讀課本閱讀課本P60“問題探究問題探究”，思考、討論完成下列問題，思考、討論完成下列問題科學探究科學探究-滲透現象滲透現象由于單位時間內透過半透膜進入長頸漏斗的水分子數量由于單位時間內透過半透膜進入長頸漏斗的水分子數量多于多于滲滲出的的水分子數量。出的的水分子數量。一、滲透作用一、滲透作用 1 1滲透作用發生的條件滲透作用發生的條件 (1)(1)具有具有 。 (

3、2)(2)半透膜兩側的溶液具有半透膜兩側的溶液具有 。半透膜半透膜濃度差濃度差 2 2滲透作用發生的原理滲透作用發生的原理 (1)(1)宏觀：由宏觀：由低濃度低濃度溶液向溶液向高濃度高濃度溶液擴散溶液擴散 (2)(2)微觀：單位體積的水分子由多向少擴散。微觀：單位體積的水分子由多向少擴散。（1）生物膜、全透膜、半透膜、選擇透過性膜）生物膜、全透膜、半透膜、選擇透過性膜（2）溶液濃度是指物質的量濃度）溶液濃度是指物質的量濃度特別提醒： 自由擴散自由擴散：自由擴散是指物質從相對含量多的地自由擴散是指物質從相對含量多的地方向相對含量較少的地方的運動方向相對含量較少的地方的運動 滲透作用滲透作用：滲透

4、作用是指水（或其他溶劑性的分滲透作用是指水（或其他溶劑性的分子，如酒精，苯等有機溶劑）通過半透膜，順相子，如酒精，苯等有機溶劑）通過半透膜，順相對含量梯度（從低濃度到高濃度一側）的擴散對含量梯度（從低濃度到高濃度一側）的擴散 現象。 綜上所述，從廣義上面講：“滲透作用滲透作用”實實質上是質上是“自由擴散自由擴散”的一種特殊形式的一種特殊形式 。 3 3滲透作用與自由擴散的辨析滲透作用與自由擴散的辨析 (1) (1)當外界溶液濃度細胞質濃度時，細胞當外界溶液濃度細胞質濃度時，細胞 。 (2)(2)當外界溶液濃度細胞質濃度時，細胞當外界溶液濃度細胞質濃度時，細胞 。 (3)(3)當當 時，水分進出

5、平衡。時，水分進出平衡。吸水吸水失水失水外界溶液濃度細胞質濃度外界溶液濃度細胞質濃度 1 1動物細胞的吸水和失水動物細胞的吸水和失水 清水清水鹽水鹽水0.9%0.9%生理鹽水生理鹽水二、細胞的吸水和失水二、細胞的吸水和失水 2 2 植物細胞的吸水和失水植物細胞的吸水和失水 植物細胞是一個滲透系統植物細胞是一個滲透系統細胞吸水的方式細胞吸水的方式吸脹吸水吸脹吸水滲透吸水滲透吸水實例：實例：未成熟植物細胞、干種子未成熟植物細胞、干種子原因：原因：沒有形成大的中央液泡沒有形成大的中央液泡實例：實例：成熟的植物細胞成熟的植物細胞條件：條件：有中央液泡有中央液泡機理：機理：靠細胞內的親水性物質靠細胞內的

6、親水性物質（蛋（蛋 白質、淀粉、纖維素）吸收水分白質、淀粉、纖維素）吸收水分主要的吸水方式主要的吸水方式3 3植物細胞的吸水和失水植物細胞的吸水和失水細胞膜細胞膜液泡膜液泡膜細胞質細胞質液泡液泡細胞核細胞核細胞壁細胞壁 原生質層原生質層（半透膜）（半透膜）（全透性，伸縮性小）（全透性，伸縮性小）成熟的植物細胞成熟的植物細胞三、探究植物細胞的吸水和失水三、探究植物細胞的吸水和失水提出問題提出問題得出結論得出結論分析結果分析結果 進行試驗進行試驗設計實驗設計實驗作出假設作出假設1.1.探究植物細胞的吸水和失水過程探究植物細胞的吸水和失水過程探究實驗探究實驗：植物細胞的吸水和失水：植物細胞的吸水和失

7、水提出問題提出問題作出假設作出假設設計實驗設計實驗進行實驗進行實驗分析結果分析結果表達與交流表達與交流（原生質層是一層半透膜嗎原生質層是一層半透膜嗎？）？）（原生質層相當于一層半透膜原生質層相當于一層半透膜）設計設計方案方案（按預定方案進行實驗）（按預定方案進行實驗）（分析實驗結果，得出結論：分析實驗結果，得出結論：）（總結，寫實驗報告并適當交流）（總結，寫實驗報告并適當交流）預期預期結果結果將植物細胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液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。在清水中，觀察其大小的變化。在蔗糖溶液中

8、植物細胞的中央液泡會變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。央液泡會變大，細胞膨脹。外界溶液濃度外界溶液濃度 細胞液的濃度，細胞細胞液的濃度，細胞失水失水植物細胞植物細胞質壁分離質壁分離外界溶液濃度外界溶液濃度 細胞液的濃度，細胞細胞液的濃度，細胞吸水吸水植物細胞植物細胞質壁分離復原質壁分離復原實驗現象實驗現象 中央液中央液泡大小泡大小原生質層與細胞壁原生質層與細胞壁的距離的距離原生質體原生質體大小變化大小變化蔗糖蔗糖溶液溶液清水清水變小變小逐漸恢復原逐漸恢復原來大小來大小原生質層恢復原來原生質層恢復原來位

9、置位置原生質層脫離細原生質層脫離細胞壁胞壁由小變由小變大大由大變由大變小小1.如果沒有細胞壁，實驗結果會有什么不同？如果沒有細胞壁，實驗結果會有什么不同？2.如果滴加的是如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶液，實驗結果會的蔗糖溶液，實驗結果會 有什么不同？有什么不同？不會發生質壁分離現象，只發生滲透作用不會發生質壁分離現象，只發生滲透作用的吸水或失水的吸水或失水高濃度的蔗糖溶液導致植物細胞嚴重失水而死亡，高濃度的蔗糖溶液導致植物細胞嚴重失水而死亡，不可能發生質壁分離復原不可能發生質壁分離復原3、動植物細胞在吸水與失水方面的差異、動植物細胞在吸水與失水方面的差異 動物細胞沒有細胞壁，因此不會有質壁

10、分離現象。動物細胞沒有細胞壁，因此不會有質壁分離現象。植物細胞由于有細胞壁的限制和保護不會因持續吸水植物細胞由于有細胞壁的限制和保護不會因持續吸水而漲破。而漲破。（1 1）原因）原因原生質層具半透性且其伸縮性比原生質層具半透性且其伸縮性比細胞壁大細胞壁大內因：內因：外因：外因：外界溶液濃度大于細胞液濃度外界溶液濃度大于細胞液濃度（2 2）表現）表現植物細胞由堅挺植物細胞由堅挺萎蔫萎蔫宏觀：宏觀：微觀：微觀： 質壁分離質壁分離液泡體積（大液泡體積（大小）小）細胞液顏色（淺細胞液顏色（淺深）深）原生質層與細胞壁分離原生質層與細胞壁分離原理:失水:細胞液濃度外界溶液濃度 質壁分離的復原滲透作用條件有

11、半透膜概念半透膜兩側溶液有濃度差動物細胞細胞的吸水和失水吸水:細胞質濃度外界水溶液失水:細胞質濃度外界水溶液動態平衡：細胞質濃度=外界水溶液植物細胞總結總結: : (2)(2)滴加蔗糖溶液和清水時，必須在實驗桌上進行，滴加蔗糖溶液和清水時，必須在實驗桌上進行， 不能在顯微鏡的載物臺上進行。不能在顯微鏡的載物臺上進行。(1)(1)實驗成功的關鍵是實驗材料的選擇，必須選擇有實驗成功的關鍵是實驗材料的選擇，必須選擇有 大液泡并有顏色的植物細胞，便于在顯微鏡下觀大液泡并有顏色的植物細胞，便于在顯微鏡下觀 察現象。察現象。(3)(3)本實驗所用的方法為引流法，采用了自身對照。本實驗所用的方法為引流法，采

12、用了自身對照。2 2生物膜的特性生物膜的特性 細胞膜和其他生物膜可以讓水分子自由通過，細胞膜和其他生物膜可以讓水分子自由通過，一些一些 也可以通過，而其他的離也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過，因此它們都子、小分子和大分子則不能通過，因此它們都是是膜。膜。離子和水分子離子和水分子選擇透過性選擇透過性 功能特性功能特性半透膜與選擇性透過膜有何異同？半透膜與選擇性透過膜有何異同？(4)(4)當以植物細胞可吸收的物質作溶質當以植物細胞可吸收的物質作溶質( (如甘油、尿如甘油、尿素、素、KNO3KNO3、乙二醇等、乙二醇等) )時，可出現質壁分離及自動復時，可出現質壁分離及自動復原現象

13、。原現象。 (3)(3)本實驗選用本實驗選用0.3 g/mL0.3 g/mL的蔗糖溶液的蔗糖溶液( (此濃度下既明此濃度下既明 顯出現質壁分離，又不致殺死細胞顯出現質壁分離，又不致殺死細胞) )。鹽酸、酒。鹽酸、酒 精、醋酸等溶液能殺死細胞，不適于做質壁分離精、醋酸等溶液能殺死細胞，不適于做質壁分離 的溶液。的溶液。 證明成熟植物細胞發生滲透作用；證明成熟植物細胞發生滲透作用； 判斷細胞的死活判斷細胞的死活測定細胞液濃度范圍測定細胞液濃度范圍 測比較不同植物細胞的細胞液濃度測比較不同植物細胞的細胞液濃度鑒別不同種類的溶液鑒別不同種類的溶液( (如如KNOKNO3 3和蔗糖溶液和蔗糖溶液) )比

14、較一系列溶液的濃度的大小比較一系列溶液的濃度的大小將紫色洋蔥表皮細胞放入一定濃度硝酸鉀溶液將紫色洋蔥表皮細胞放入一定濃度硝酸鉀溶液 中，在顯微鏡下觀察發現開始液泡顏色逐漸變中，在顯微鏡下觀察發現開始液泡顏色逐漸變 深，后來又逐漸變淺，能夠反映細胞液含水量深，后來又逐漸變淺，能夠反映細胞液含水量 隨時間變化的圖是隨時間變化的圖是 ( )( )C（20082008上海卷，上海卷，2020）在保持在保持 細胞存活的條件下，蔗糖溶液細胞存活的條件下，蔗糖溶液 濃度與蘿卜條質量變化的關系濃度與蘿卜條質量變化的關系 如右圖。若將處于如右圖。若將處于b b濃度溶液中濃度溶液中 的蘿卜條移入的蘿卜條移入a a

15、濃度溶液中，則該蘿卜條的質量濃度溶液中，則該蘿卜條的質量 將將 ( )( ) A. A.不變不變 B.B.增大增大 C.C.減小減小 D.D.先增后減先增后減 解析解析 b b濃度溶液中，蘿卜條質量減小，說明蘿濃度溶液中，蘿卜條質量減小，說明蘿 卜條在失水，重新放在濃度小于卜條在失水，重新放在濃度小于b b的的a a濃度溶液濃度溶液 中，蘿卜條會吸水，質量將增大。中，蘿卜條會吸水，質量將增大。B考點考點3 3：物質跨膜運輸的其他實例：物質跨膜運輸的其他實例1 1對無機鹽的吸收實例對無機鹽的吸收實例 K+M2+Ca2+SiO44-水稻水稻17%105%117%19.5%番茄番茄19.1%85%5

16、9.6%118%1 1、（、（20112011全國卷）將紫色洋蔥在完全營養液中浸泡全國卷）將紫色洋蔥在完全營養液中浸泡 一段時間，撕取外表皮，先用濃度為一段時間，撕取外表皮，先用濃度為0.3g/mL0.3g/mL的的 蔗糖溶液處理，細胞發生質壁分離后，立即將外蔗糖溶液處理，細胞發生質壁分離后，立即將外 表皮放入蒸餾水中，直到細胞中的水分不再增加。表皮放入蒸餾水中，直到細胞中的水分不再增加。 在該實驗中，蔗糖溶液處理前外表皮細胞液的濃在該實驗中，蔗糖溶液處理前外表皮細胞液的濃 度為甲，細胞中的水分不再增加時外表皮細胞液度為甲，細胞中的水分不再增加時外表皮細胞液 的濃度為乙，則甲、乙的關系，以及實

17、驗過程中的濃度為乙，則甲、乙的關系，以及實驗過程中 水分進細胞的方式為水分進細胞的方式為( )( ) A A甲甲 乙，被動運輸乙，被動運輸 C C甲甲 乙，主動運輸乙，主動運輸 D D甲甲= =乙，主動運輸乙，主動運輸B B 高考鏈接高考鏈接2 2、（、（1111年重慶卷）圖為某種植物幼苗（大小、長勢相同）年重慶卷）圖為某種植物幼苗（大小、長勢相同）均分為甲、乙兩組后，在兩種不同濃度均分為甲、乙兩組后，在兩種不同濃度KNOKNO3 3溶液中培養溶液中培養時鮮重的變化情況（其它條件相同且不變時鮮重的變化情況（其它條件相同且不變),),下列有關敘下列有關敘述，錯誤的是述，錯誤的是( )( )A A

18、3h3h時，兩組幼苗均已時，兩組幼苗均已 出現萎蔫現象，直接出現萎蔫現象，直接 原因是蒸騰作用和原因是蒸騰作用和 根細胞失水根細胞失水B B6h6h時，甲組幼苗因根系時，甲組幼苗因根系 開始吸收開始吸收K K+ +、NONO3 3，吸，吸 水能力增強，使鮮重逐漸提高水能力增強，使鮮重逐漸提高C C12h12h后，若繼續培養，甲組幼苗的鮮重可能超過后，若繼續培養，甲組幼苗的鮮重可能超過 處理前，乙組幼苗將死亡處理前，乙組幼苗將死亡D D實驗表明，該植物幼苗對水分和礦質元素的吸收實驗表明，該植物幼苗對水分和礦質元素的吸收 是兩個相對獨立的過程是兩個相對獨立的過程B B 1 1、以下可以發生滲透作用的是、以下可以發生滲透作用的是_._.A.A.煮熟的馬鈴薯條放入水中煮熟的馬鈴薯條放入水中 B.B.把干種子放在清水中把干種子放在清水中C.C.烈日下菠菜