第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出,第1節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例,本節(jié)聚焦：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？,溶液濃度,高,低,水分流動(dòng)方向,水的相對(duì)含量,高,低,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。,滲透作用,分析討論：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？4.水分子只能從燒杯中擴(kuò)散到漏斗中嗎？,發(fā)生滲透作用必須具備兩個(gè)條件,具有半透膜,半透膜兩側(cè)溶液具有濃度差,滲透作用：水分子（或其他溶劑分子）透過(guò)半透膜從低濃度溶液向高濃度溶液的擴(kuò)散，稱為滲透作用,規(guī)律：液面變化：高濃度側(cè)上升，低濃度側(cè)下降濃度差與液面變化的關(guān)系：濃度差越大，平衡時(shí)液面差越大濃度差越大，達(dá)到平衡所需的時(shí)間越短平衡時(shí)狀態(tài)：高濃度側(cè)的濃度下降，但仍然大于低濃度側(cè)濃度；水分子進(jìn)出相等（動(dòng)態(tài)平衡）,一、細(xì)胞的吸水和失水：1.動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水：,失水皺縮,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？5.食物較咸時(shí)，口腔和唇粘膜有什么感覺？為什么？,【總結(jié)】紅細(xì)胞發(fā)生滲透作用的條件,1.細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜,2.外界溶液與細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)存在濃度差,正常狀態(tài),吸水脹破,一、細(xì)胞的吸水和失水：,思考與討論,1.植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與動(dòng)物細(xì)胞的主要區(qū)別是什么？2.成熟植物細(xì)胞與未成熟細(xì)胞如根尖分生區(qū)細(xì)胞結(jié)構(gòu)上主要區(qū)別是什么？3.細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指什么？其中主要有哪些成分？4.什么叫原生質(zhì)層，它有什么特性，是否相當(dāng)于半透膜？5.細(xì)胞壁有何特性，它對(duì)細(xì)胞的吸水和失水有無(wú)影響？,未成熟細(xì)胞，干種子細(xì)胞：吸脹作用吸水；,成熟植物細(xì)胞：滲透作用吸水。,2.植物細(xì)胞的吸水與失水,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。,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一0.5cm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(zhì)量分?jǐn)?shù)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(zhì)緩慢收縮，逐漸出現(xiàn)與細(xì)胞壁分離的現(xiàn)象，直到原生質(zhì)收縮成球狀小團(tuán)，與細(xì)胞壁完全分開。5.在蓋玻片的一側(cè)滴加清水，用吸水紙?jiān)谏w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(jìn)行實(shí)驗(yàn),指植物細(xì)胞失水時(shí)，原生質(zhì)層與細(xì)胞壁相互分離的現(xiàn)象。,質(zhì)壁分離：,原因：原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大。,條件：,活細(xì)胞有中央大液泡有細(xì)胞壁外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度,質(zhì)壁分離復(fù)原：,指發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞有恢復(fù)原狀的現(xiàn)象。,應(yīng)用：,判斷細(xì)胞的死活測(cè)定細(xì)胞液的濃度范圍判斷不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度大小生活中殺菌、防腐、腌制食品,思考：動(dòng)物細(xì)胞能否發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象？,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：,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,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。,細(xì)胞液濃度外界溶液濃度時(shí)，植物細(xì)胞滲透吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原,總結(jié)：植物細(xì)胞的失水和吸水的條件：,二、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌鼘?shí)例：,實(shí)例一番茄與水稻的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),初始濃度,水稻,番茄,思考與討論,1.水稻培養(yǎng)液里的Ca2+和Mg2+濃度為什么會(huì)增高？2.不同植物對(duì)同一種無(wú)機(jī)鹽離子的吸收有差異嗎？3.同種植物對(duì)不同種無(wú)機(jī)鹽離子的吸收有差異嗎？4.根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，你能得出什么結(jié)論？,結(jié)論：,1.植物吸水和吸收無(wú)機(jī)鹽離子不成比例，二者是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程。2.植物對(duì)無(wú)機(jī)鹽離子的吸收具有選擇性。,二、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌鼘?shí)例：,實(shí)例二人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞具有很強(qiáng)的攝取碘的能力,思考與討論,結(jié)論：,血液中碘的濃度,250mg/L,由細(xì)胞的吸水和失水可知，水的跨膜運(yùn)輸是順相對(duì)含量梯度的，其他物質(zhì)（如無(wú)機(jī)鹽離子）的跨膜運(yùn)輸也是這樣的嗎？由此你能得出什么結(jié)論？,I,物質(zhì)跨膜運(yùn)輸也可以逆相對(duì)含量梯度運(yùn)輸,二、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌鼘?shí)例：,實(shí)例三不同微生物對(duì)不同礦物質(zhì)的吸收表現(xiàn)出較大差異,思考與討論,1.同種微生物對(duì)不同礦物質(zhì)的吸收一樣嗎？2.不同微生物對(duì)同種礦物質(zhì)的吸收一樣嗎？3.細(xì)胞對(duì)物質(zhì)的吸收有選擇嗎?如果有，這種選擇性有普遍性嗎？,二、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌鼘?shí)例：,結(jié)論：,物質(zhì)跨膜運(yùn)輸并不都是順相對(duì)含量梯度的，而且細(xì)胞對(duì)物質(zhì)的輸入和輸出具有選擇性。所以，細(xì)胞膜及其他生物膜都是選擇透過(guò)性膜其特性是：水分子可以自由通過(guò)，一些被選擇的離子和小分子也可以通過(guò)，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過(guò)。,拓展：選擇透過(guò)性細(xì)胞膜的功能特點(diǎn)，與細(xì)胞膜上的載體蛋白種類和數(shù)量有關(guān),及時(shí)反饋,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,及時(shí)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（）,A,B,C,D,C,及時(shí)反饋,3.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,B,及時(shí)反饋,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(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,D,