高中生物物質(zhì)跨膜運輸實例

關(guān)于高中生物物質(zhì)跨膜運輸實例第1頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日細胞是一個開放的系統(tǒng)，每時每刻都與環(huán)境進行著物質(zhì)的交換。物質(zhì)的進進出出都要經(jīng)過細胞的邊界——細胞膜。而細胞內(nèi)外的物質(zhì)含量有很大差別，這與細胞膜的作用有什么關(guān)系？不同物質(zhì)的跨膜運輸有什么特點呢？第2頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日§4-1物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日1、滲透系統(tǒng)裝置（筆記）（P60問題探討）一、滲透作用(筆記)半透膜：一類可以讓小分子物質(zhì)通過而大分子物質(zhì)不能通過的一類多孔性薄膜的總稱。如玻璃紙（賽璐玢）第4頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日（1）漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高？液面是否會持續(xù)升高？單位時間內(nèi)水分子數(shù)：進入漏斗的多于出來的（2）當液面不動時內(nèi)外溶液濃度是否相等？此時還有無水分子的進出？不等，漏斗內(nèi)＞燒杯中有，水分子進出達到動態(tài)平衡概念：水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜，從低濃度溶液向高濃度溶液的擴散，稱為滲透作用。第5頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日第6頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日（3）如果用一層紗布代替玻璃紙，漏斗管內(nèi)的液面還會升高嗎？（4）如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會怎樣？不會,因為紗布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由透過

半透膜兩側(cè)溶液的濃度相等時，單位時間內(nèi)水分子數(shù)：滲入＝滲出，故液面不會升高。第7頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日3、條件：①具有半透膜②半透膜兩側(cè)具有濃度差（摩爾濃度）

例如：同為質(zhì)量分數(shù)10%的葡萄糖和蔗糖溶液，葡萄糖的摩爾濃度大，單位時間水分子向葡萄糖一側(cè)滲透的多。2、

概念：水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜，從低濃度溶液向高濃度溶液的擴散，稱為滲透作用。水流方向：低濃度流向高濃度(水多)(水少)第8頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日這個裝置與我們要講的“細胞的物質(zhì)輸入和輸出”有什么關(guān)系呢？第9頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日類比推理細胞膜細胞內(nèi)溶液1、將裝置中的漏斗換成動物細胞還存在滲透現(xiàn)象嗎？2、動物細胞具備滲透作用的條件嗎？相當于半透膜半透膜種類物理性過濾膜，如玻璃紙、魚鰾等生物膜（具選擇透過性）半透膜=生物膜第10頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日外界溶液濃度

細胞質(zhì)濃度外界溶液濃度

細胞質(zhì)濃度

外界溶液濃度

細胞質(zhì)濃度1、紅細胞內(nèi)的血紅蛋白等有機物能透過細胞膜嗎？2、紅細胞的細胞膜是不是相當于“問題探討”中所說的半透膜？3、當外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而漲破嗎？4、紅細胞吸水或失水的多少取決于什么條件？濃度差越大細胞吸水或失水越多水的進出方向——順相對含量的梯度進出動物細胞的

其他動物細胞的吸水或失水與紅細胞相似

小于

大于

等于二、動物細胞的吸水和失水實驗細胞吸水膨脹細胞失水皺縮保持原狀態(tài)第11頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日吃比較咸的食物（咸菜或帶鹽的瓜子等），你的口腔和唇的黏膜有什么感覺？為什么？怎么緩解？答：覺得比較干，細胞失水；喝水，使細胞吸水、充盈。與生活的聯(lián)系第12頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日1、成熟植物細胞的結(jié)構(gòu)特點三、植物細胞的吸水與失水細胞壁細胞膜液泡膜細胞質(zhì)原生質(zhì)層（全透性）細胞液①②③④⑤焦點：原生質(zhì)層是不是相當于一層半透膜？（具有一定的濃度）思考：把植物細胞放在清水（或高濃度溶液中）能否發(fā)生滲透現(xiàn)象？具備兩個條件嗎？（選擇透過性）第13頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗實驗結(jié)論表達與交流進一步探究2、實驗：探究植物細胞的吸水與失水原生質(zhì)層是不是相當于一層半透膜？原生質(zhì)層相當于一層半透膜點擊展開植物細胞的原生質(zhì)層相當于一層半透膜，一個成熟的植物細胞可以看做一個滲透系統(tǒng)植物細胞會由于過多吸水而漲破嗎？第14頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日實驗原理材料用具紫色洋蔥鱗片葉0.3g/ml蔗糖溶液，清水設(shè)計實驗方法步驟(P62)第15頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日加0.3g/ml蔗糖溶液液泡縮小，顏色加深原生質(zhì)層與細胞壁分離在高濃度環(huán)境下細胞失水再加清水液泡逐漸增大，顏色變淺質(zhì)壁分離復原在低濃度環(huán)境下細胞吸水質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復原進行實驗第16頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日實驗現(xiàn)象

中央液泡大小原生質(zhì)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(zhì)層恢復原來位置原生質(zhì)層脫離細胞壁基本不變基本不變第17頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日成熟植物細胞對比分析植物細胞的結(jié)構(gòu)與滲透裝置（練習冊P43）外界溶液細胞膜細胞質(zhì)液泡膜細胞液原生質(zhì)層清水半透膜蔗糖溶液滲透裝置細胞壁第18頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日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0.5g/ml的蔗糖溶液，實驗結(jié)果會有什么不同？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致植物細胞嚴重失水而死亡，不可能發(fā)生質(zhì)壁分離復原3.為什么植物細胞失水時,原生質(zhì)層與細胞壁不是一起變化,而是發(fā)生質(zhì)壁分離?原生質(zhì)層比細胞壁的伸縮性大思考與討論第19頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日注意:(筆記)2、質(zhì)壁分離的原因（即原理）：3、變化“質(zhì)”——“壁”——內(nèi)因原生質(zhì)層具有選擇透過性原生質(zhì)層比細胞壁的伸縮性大外因：外界溶液濃度大于細胞液濃度。質(zhì)壁分離——液泡變

、紫色區(qū)域變

、紫色變

、細胞液濃度變

、吸水能力變

。復原——反之1、小小深大大原生質(zhì)層細胞壁第20頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日4、半透膜與選擇透過性膜的比較（練習冊P43）膜的種類物質(zhì)通透性特點半透膜較小物質(zhì)能通過，較大物質(zhì)不能通過不具選擇性，不具活性，是多孔性薄膜選擇透過性膜要選擇吸收的離子、小分子可以通過，而其他離子、小分子和大分子不能通過具有選擇性和活性，是生物膜第21頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日5、發(fā)生質(zhì)壁分離和復原的材料條件①活細胞（原生質(zhì)層相當于半透膜）②有細胞壁（植物細胞）；③有中央大液泡（如成熟的植物細胞

，最好有顏色，易觀察）；（干種子的細胞、根尖分生區(qū)以及動物細胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離）第22頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日質(zhì)壁分離及其復原實驗的應(yīng)用（1）判斷細胞的死活。（2）測定細胞液濃度范圍。（3）驗證細胞壁和原生質(zhì)層的伸縮性大小。（4）比較不同植物細胞的細胞液濃度。（5）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的水肥管理（6）生活中殺菌、防腐、腌制食品（7）鑒別不同種類的溶液。

成熟植物細胞+不同種類溶液→質(zhì)壁分離→溶質(zhì)

不能通過半透膜的溶液（如蔗糖溶液）質(zhì)壁分離后又自動復原→溶質(zhì)能通過半透膜的溶液

（如KNO3、尿素、甘油、乙二醇等溶液）第23頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日待測細胞+蔗糖溶液-----發(fā)生質(zhì)壁分離和復原不發(fā)生質(zhì)壁分離（活細胞）（死細胞）（1）判斷細胞的死活；（2）測定細胞液的濃度范圍待測細胞+一系列濃度梯度的蔗糖溶液——細胞液濃度范圍介于‘未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的外界溶液的濃度范圍之間’。6、質(zhì)壁分離的應(yīng)用第24頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日不同植物細胞+同一濃度溶液——質(zhì)壁分離速度、程度（3）比較不同植物細胞的細胞液濃度；（4）比較未知溶液濃度的大小同一植物細胞+未知濃度溶液——質(zhì)壁分離速度、程度（5）驗證原生質(zhì)層和細胞壁伸縮性的大?。?）鑒別不同種類的溶液如KNO3、葡萄糖、乙二醇、尿素等溶液中質(zhì)壁分離可自動復原（細胞會吸收這些物質(zhì)），蔗糖溶液中不可。第25頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日初始濃度

0Mg2＋

Ca2+Si4+

離子培養(yǎng)液中的離子濃度水稻番茄四、物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗≒63）1、水稻培養(yǎng)液中的Ca2+、Mg2+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？實例一提示1：在培養(yǎng)過程中，水稻吸收水分及其他離子較多，吸收Ca2+、Mg2+較少，結(jié)果導致水稻培養(yǎng)液里的Ca2+、Mg2+濃度增高。提示2：不同作物對無機鹽的吸收有差異。體現(xiàn)在同種植物對不同離子的吸收及不同植物對同種離子的吸收具有選擇性。。第26頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日

物質(zhì)（如碘）的跨膜運輸并不都是順相對含量梯度的，有些可逆相對含量梯度主動運輸，這取決于細胞生活的需要。20—25倍人體甲狀腺濾泡上皮細胞具有很強的攝取碘的能力250mg/L血液中碘的濃度I－

水分子的運輸是順相對含量梯度的，其他物質(zhì)（如碘的攝取）的跨膜運輸也是這樣的嗎？實例二人體甲狀腺濾泡上皮細胞結(jié)論第27頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日細胞對于物質(zhì)的輸出和輸入有選擇性。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微生物實例三結(jié)論第28頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日結(jié)論（P64）：

從以上實例可以看出，物質(zhì)跨膜運輸并不都是順相對含量梯度的，而且細胞對于物質(zhì)的輸入和輸出有選擇性?？梢哉f細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜，這種膜可以讓水分子自由通過，被選擇的離子和小分子也可以通過，其他的離子、小分子和大分子不能通過。與細胞生命活動密切相關(guān)，是活細胞的一個重要特征。第29頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日1、將一塊新鮮馬鈴薯切成5塊，放在一定濃度的蔗糖溶液中，通過顯微鏡觀察細胞，結(jié)果是蔗糖濃度g/ml0.050.100.150.200.25質(zhì)壁分離情況不發(fā)生不發(fā)生剛發(fā)生發(fā)生發(fā)生則馬鈴薯的細胞液濃度大約為

g/mlA、0.05—0.10B、0.10-0.15C、0.15-0.20D、0.20-0.25B第30頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日2．將人類的紅血球置于不同濃度蔗糖液中，浸泡半小時之后的結(jié)果如圖4－3。依照血球外形的變化判斷蔗糖液的濃度，由高到低排列，正確的是（）。A．甲＞乙＞丙＞丁B．丁＞甲＞乙＞丙C．丙＞?。炯祝疽褼．丙＞乙＞?。炯譊第31頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日3.將甲乙兩種不同植物的成熟活細胞置于0.3mol/l的蔗糖溶液中，用顯微鏡觀察其形態(tài)，如圖所示A、甲細胞液濃度較高不適應(yīng)鹽堿地栽培B、甲細胞液濃度較高更適應(yīng)鹽堿地栽培C、乙細胞液濃度較高更適應(yīng)鹽堿地栽培D、乙細胞液濃度較高不適應(yīng)鹽堿地栽培甲乙B第32頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日4、食醋中的醋酸分子是活細胞不需要的小分子物質(zhì)，蔗糖是活細胞需要的大分子物質(zhì)，用食醋和蔗糖可將新鮮的大蒜腌制成糖醋蒜，其原因是：A、醋酸和蔗糖分子均能被活細胞選擇吸收B、因腌制時間過久兩種物質(zhì)慢慢進入活細胞C、醋酸將活細胞殺死后使細胞膜失去了選擇性D、兩種物質(zhì)通過細胞壁，附著在細胞膜的外表面C第33頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日5、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（）CacbacbacbacbABCD第34頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日6、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B7、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第35頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日下圖表示多種植物成熟細胞，在不同濃度的蔗糖溶液中質(zhì)壁分離的百分率，圖中曲線表明這些植物細胞

A．細胞液濃度大于蔗糖溶液濃度

B．細胞液濃度小于蔗糖溶液濃度

C．有不同濃度的細胞液

D．細胞膜有不同的選擇透過性C第36頁，共40頁，2023年，2月20日，星期日取一段蔥莖，將其縱切。由于縱切的蔥莖使薄壁的皮層細胞擺脫了厚壁的表皮細胞的束縛，皮層細胞擴張得更快，從而使蔥莖向表皮外彎曲，切后的形狀如下圖，將它作為對照。再取另外四節(jié)蔥莖做同樣的處理，將它們分別置于a至d的不同濃度的蔗糖溶液中，30分鐘后，蔥莖