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一、滲透作用半透膜：半透膜是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滲透作用裝置分析實驗現象1. 漏斗管內液面為什么會升高？2. 用紗布代替玻璃紙，漏斗管內液面還會升高嗎？ 由于單位時間內透過玻璃紙進入長頸漏斗的水分子數量多于從長頸漏斗滲出的水分子數量，使得管內液面升高。 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。分析實驗現象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

2、位時間內，從燒杯中擴散到漏斗中的水分子數量比較多。 3. 清水換成同樣濃度的蔗糖溶液，結果會怎樣？ 半透膜兩側溶液的濃度相等時，單位時間內透過玻璃紙進入長頸漏斗的水分子數量等于滲出的水分子數量，液面也不會升高。得出結論水滲入漏斗內使液面上升必須具備兩個條件半透膜半透膜兩側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 件具有半透膜（主要）半透膜兩側的溶液濃度不同問題：細胞是否會發生滲透作用呢？ （一）動物細胞的吸水和失水 分析右圖，一段時間后紅細胞會發生什么變化？ 放到清水中，細胞不斷吸水膨脹直至脹破。 【探究】紅細胞是否具有發生滲透作用

3、的條件 問題一 紅細胞的 相當于半透膜，為什么？ 因為，細胞膜同樣具有有些物質可以通過，而有些物質不能通過的特點。 問題二 什么情況下，紅細胞會發生吸水或失水？細胞膜當外界溶液濃度細胞質基質濃度時，紅細胞失水；當外界溶液濃度細胞質基質濃度時，紅細胞吸水。清水0.9%生理鹽水10%的鹽水2、總結歸納吸水和失水規律當外界溶液濃度大于細胞質的濃度時，紅細胞失水皺縮當外界溶液的濃度小于紅細胞內部的濃度時，紅細胞吸水而膨脹當外界溶液的濃度等于細胞質的濃度時,水分進出紅細胞就處于動態平衡1.細胞膜相當于半透膜 2.外界溶液與細胞質基質存在濃度差【總結】紅細胞發生滲透作用的條件1紅細胞內的血紅蛋白等有機物能

4、夠透過細胞膜嗎？不可以，因為血紅蛋白是大分子，不能透過細胞膜。2當外界溶液濃度過低時，紅細胞會發生什么變化？原因會發生吸水并且脹破 ，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。 3紅細胞吸水或失水的多少與什么有關？紅細胞吸水或失水的多少主要取決于紅細胞內外的濃度差，一般差值越大，吸水或失水越多。 【思考】 紅細胞不吸水也不失水，保持細胞原有的形態。因為外界溶液濃度=細胞內濃度，所以單位時間滲入的水分子數量等于滲出的水分子數量，水分子的運動達到動態平衡，因此表現細胞既不吸水也不失水。 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？

5、問 題1.植物細胞會出現失水的情況嗎？2.植物細胞在什么情況下會失水？3.原生質層是否相當與半透膜？當細胞液的濃度小于外界溶液的濃度時2.植物細胞的吸水與失水【探究】植物細胞 相當于半透膜原生質層探究實驗：植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設設計實驗進行實驗分析結果表達與交流（原生質層是一層半透膜嗎？）（原生質層相當于一層半透膜）設計方案（按預定方案進行實驗）（分析實驗結果，得出結論：）（總結，寫實驗報告并適當交流）預期結果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。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

6、變大，細胞膨脹。1.剝取洋蔥鱗莖的鱗片葉，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。3.用小滴管在表皮上滴一滴質量分數為30%的蔗糖溶液，蓋上蓋 玻片。用吸水紙吸去多余液體。4.在顯微鏡下觀察，可見原生質緩慢收縮，逐漸出現與細胞壁 分離的現象，直到原生質收縮成球狀小團，與細胞壁完全分開。5.在蓋玻片的一側滴加清水，用吸水紙在蓋玻片的另一側吸收， 使清水置換蔗糖溶液。6.在顯微鏡下觀察，可見質壁分離現象緩慢復原。進行實驗1.實驗結果與你與預期相吻合嗎？它是否支持你所作出的假設

7、？如果有的結果與預期有所不同，你認為應當作怎樣的解釋？2.如果沒有細胞壁，實驗結果會有什么不同？3.如果滴加的是0.5克ml的蔗糖溶液，實驗結果會有什么不同？交 流不會發生質壁分離現象，只發生滲透作用的吸水或失水 高濃度的蔗糖溶液導致植物細胞嚴重失水而死亡，不可能發生質壁分離復原植物細胞的質壁分離及復原實驗現象： 中央液泡大小原生質層的位置細胞大小蔗糖溶液清水變 小逐漸恢復原來大小原生質層恢復原來位置原生質層脫離細胞壁基本不變基本不變得出結論 植物細胞原生質層相當于一層半透膜,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生了滲透作用。2.質壁分離及復原現象初始濃度 0 Mg2 Ca2+

8、 Si4+ 離子培養液中的離子濃度水稻番茄物質跨膜運輸的其他實例 實例一1.水稻培養液中的鈣、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？4.細胞對物質的吸收有選擇嗎?如果有，這種選擇性有普遍性嗎？3.水分子跨膜運輸是順相對含量梯度的，其他物質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，其他物質的跨膜運輸并不都是這樣，這取決于細胞生命活動的需要。 細胞對物質的吸收是有選擇的。這種選擇性具有普遍性。被動運輸：物質進出細胞，順濃度梯度的擴散方式。主動運輸：物質從低濃度一側運輸到高濃度的一側，需要載體蛋白的協助，同時還需要消耗細

9、胞內化學反應所釋放的能量，這種方式叫做主動運輸。 物質跨膜運輸的方式被動運輸：物質進出細胞，順濃度梯度的擴散方式。自由擴散：協助擴散：物質通過簡單的擴散作用進出細胞。進出細胞的物質借助載體蛋白的擴散。協助擴散比自由擴散速率大的原因是協助擴散有載體蛋白的協助主動運輸的意義： 保證了活細胞能夠按照生命活動的需要，主動選擇吸收所需要的營養物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質。比較三種物質運輸方式的異同：運輸方式 運輸方向是否需要載體蛋白是否消耗細胞內的能量代表例子順濃度梯度順濃度梯度逆濃度梯度不需要需要需要不消耗不消耗需要消耗O2、CO2等氣體、水、乙醇、甘油等通過細胞膜葡萄糖進入紅細胞葡萄糖、氨基酸進入小腸上皮細胞；離子通過細胞膜自由擴散協助擴散主動運輸被動運輸探究發現活動一:1、不同物質跨膜運輸的方式一般不同，有時同一種物質跨膜運輸的方式也不同，如葡萄糖2、細胞膜中的載體蛋白在協助擴散和主動運輸中都有特異性，僅能運載特異的物質或幾種結構相似的物質，如運載葡萄糖的載體就不能運載氨基酸3、主動運輸方式進入細胞的物質，吸收量的多少取決于細胞膜上的載體的數量和種類，還與細胞的呼吸作用產生的能量的多少有關物質跨膜運輸的特點胞吞作用： 像蛋白質這樣的大分子物質和顆粒性物質附著在細胞膜上，由細胞膜內陷形成小囊，這些物質就被包入小囊內，然后，小囊