第1节_物质跨膜运输的实例
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第4章 第1节 物质跨膜运输的实例
①通常是生物膜，膜上具有一些运载物质的载体。
14
②不同细胞膜上含有载体的种类和数量不同，同一细胞膜
上运载不同物质载体的数量也不同，因而表现出细胞膜对物质 透过的高度选择性。 ③只有某些小分子、离子可以通过，另外一些小分子、离 子和大分子则不能通过。
④当细胞死亡时，膜便失去选择透过性成为全透性。
15
A．液泡由小变大，紫色变浅
B．液泡由小变大，紫色变深 C．液泡由大变小，紫色变深 D．液泡由大变小，紫色变浅 [解析]发生质壁分离时，由于细胞不断失水，液泡由大到小， 颜色也越来越深。 [答案]C
8
1．质壁分离及质壁分离复原实验要点 (1)取材 ①常常取用紫色洋葱鳞片叶。因为材料容易得到，其外表 皮细胞有较大的紫色液泡，用显微镜能较容易的看到质壁分离 或质壁分离复原过程。 ②要使用活细胞，因为活细胞的原生质层才具有选择透过 性，才能发生质壁分离及复原。 (2)试剂：具有一定浓度，又不伤害细胞的试剂都可以使用。
3
(3)注意事项
观察 。 ①选用紫 __色的洋葱鳞片叶，便于_____
②实验时引入蔗糖溶液到标本上要用引流法，这样便于___ 将蔗糖溶液浸润到整个标本上 。 ___________________________ 选择透过性 膜，________ 水分子 可以自由通过， 4.生物膜都是______________ 大分 某些离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子和__ 子则不能通过。
【例 2】将新鲜的苔藓植物叶片，放入其中加有少量红墨水 的质量浓度为 0.3g/mL 的蔗糖溶液中，在显微镜下观察，你会 看到苔藓细胞的状态如图 4－1－2 所示。 此时，部位①和②的颜色分别是( )
A．无色、绿色 C．红色、无色
第四章第一节物质跨膜运输实例
四、物质跨膜运输的其他实例 实例一 培养液中的离子浓度
初始浓度 水稻 番茄
0 Mg2＋ Ca2+ Si4+ 离子 1、水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？是不 是水稻不吸收反而向外排出呢？ 2、同一作物对不同离子的吸收有差异吗？ 3、不同作物对同一离子的吸收有差异吗？
物质跨膜运输的其他实例二
B．在玻璃槽中会测出葡萄糖,果糖
C．漏斗中液面开始时先下降,加酶后一直上升
D．漏斗中液面开始时先上升,加酶后又上升
第三关
将相同的四组马铃薯条分别浸入四种溶液中，一小时后
测定薯条质量变化的百分率，结果如下表。下列叙述中
正确的是（ A ）
溶液 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
马铃薯质量 ＋8% －6% －4% 变化率
0
I－是血液中的 20 —25倍
碘离子流动方向
血液中碘的浓度
250mg/L
甲状腺滤泡上皮细胞
人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力
水分子的运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也 是这样的吗？由此你能得出什么结论？
结论： 物质（如碘）的跨膜运输并不都是和 水一样顺相对含量梯度的运输的。
细胞膜的功能特性
生变化时，细胞膜 ___________ 、液泡膜 __________ 和 ___________________ 三 两层膜之间的细胞质
部分是否会分开？
(4)预期结果：
半透膜 植物细胞的原生质层相当于一层 _____________ 。 外界溶液 当细胞液浓度 ___-________小于 __________的浓度时，细胞失水，中 缩小 央液泡体积会 ________，细胞皱缩； 细胞液浓度 外界溶液 当 __________大于 __________的浓度时，细胞吸水，中央 变大 液泡体积会 ________，细胞膨胀。
1.4.1 物质跨膜运输的实例
二、植物细胞的吸水和失水问题
探究：
1、将白菜剁碎做馅时,常常放一些盐,一会儿 后就可看到水分渗出。 2、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。 提出问题： 1、植物细胞会出现失水的情况吗？ 2、植物细胞在什么情况下会失水？ 3、原生质层是否相当于一层半透膜？
植物细胞ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ结构复习
植物细胞的吸水和失水的猜想
第四章 细胞的物质输入和输出
第1节 物质跨膜运输的实例
你吃比较咸的食物如咸菜或连续磕带 盐的瓜子时， 盐的瓜子时，你的口腔和唇的黏膜会 有什么感觉？为什么？ 有什么感觉？为什么？
渗透系统装置
半透膜： 半透膜： 是 一类可以让 小分子物质 小分子物质 通过（ 通过（如水 分子）， ），而 分子），而 较大分子物 较大分子物 如蔗糖） 质（如蔗糖） 不能通过的 不能通过的 一类多孔性 膜。
讨论
1、漏斗管内液面为什么会升高？ 、漏斗管内液面为什么会升高？ 单位体积内的水分子数： 单位体积内的水分子数： 烧杯（清水）＞漏斗（蔗糖溶液） 烧杯（清水）＞漏斗（蔗糖溶液） ）＞漏斗 单位时间内水分子透过的数量： 单位时间内水分子透过的数量： 烧杯→漏斗 漏斗→烧杯 漏斗＞ 烧杯 漏斗＞漏斗 烧杯
（3）以上事实表明细胞膜对 ） 的通透性存 在差异，所以它是一种选择透过性膜。 在差异，所以它是一种选择透过性膜。
（1）洋葱表皮细胞液的浓度小于外 界溶液浓度，细胞渗透失水；又由 于细胞壁的伸缩性小于原生质层的 伸缩性，便导致质壁分离. （2）由于细胞可选择性地吸收K＋和NO3－， 导致细胞液浓度增加直至大于外界溶液的浓 度，细胞开始吸水，从而发生质壁分离复原 . （3）离子
作出假设： 原生质层相当于半透膜
理由是：植物细胞膜和液泡膜都是生物膜， 他们具有与红细胞的细胞膜基本相同的化学 组成和结构。上述的事例与红细胞的失水和 吸水很相似。
人教生物必修1第4章第1节物质跨膜运输的实例
被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。
自由扩散：物质通过简单的扩散作用进 出细胞。
协助扩散：进出细胞的物质借助载体 蛋白的扩散。
主动运输的意义：
保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动 选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细 胞有害的物质。
探究发现活动一:
比较三种物质运输方式的异同：
运输方式
被动运输
自由扩散
协助扩散
运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度
主动运输
逆浓度梯度
是否需要载 体蛋白 是否消耗细 胞内的能量
代表例子
不需要
不消耗
O2、CO2等气 体、水、乙 醇、甘油等 通过细胞膜
需要
需要
不消耗
需要消耗
葡萄糖进入 红细胞
葡萄糖、氨基 酸进入小肠上 皮细胞；离子 通过细胞膜
物质跨膜运输的特点
a
a
bc
bc
A
B
a
a
bc
bc
C
D
二. 物质跨膜运输的其他实例
实例一 培养液中的离子浓度
水稻
番茄
初始浓度
0 Mg2＋
Ca2+
Si4+ 离子
1.水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？是不是水
稻不吸收反而向外排出呢？
2.不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？
实例二 在硫酸铵溶液中，植物吸收铵根比 硫酸根多；在硝酸钠溶液中，植物吸收 硝酸根比钠离子多。
1、不同物质跨膜运输的方式一般不同，有时同一 种物质跨膜运输的方式也不同，如葡萄糖
2、细胞膜中的载体蛋白在协助扩散和主动运输中 都有特异性，仅能运载特异的物质或几种结构相似 的物质，如运载葡萄糖的载体就不能运载氨基酸
第1节 物质跨膜运输的实例
第1节物质跨膜运输的实例【基础整理】一．细胞的吸水和失水1．动物细胞的吸水和失水原理（1）外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞吸水膨胀。
（2）外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞失水皱缩。
（3）外界溶液浓度细胞质浓度时，水分子进出细胞处于动态平衡。
2．植物细胞的吸水和失水（1）成熟的植物细胞结构①细胞壁：，即水分子和溶解在水里的物质都能够自由通过。
②细胞内的液体环境：主要指液泡内的。
③原生质层组成：、和这两层膜之间的细胞质。
特性：具有选择透过性，相当于一层。
（2）原理和现象①外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞失水，会发生现象。
②外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞吸水，会发生现象。
（3）探究①探究实验的一般步骤：提出问题→→→→→表达交流→进一步探究。
②原理：植物细胞的原生质层相当于一层。
当小于的浓度时，细胞失水，中央液泡体积会________，细胞皱缩；当小于的浓度时，细胞吸水，中央液泡体积会________，细胞膨胀。
③质壁分离内因：原生质层具有。
原生质层比细胞壁的伸缩性，因而会出现和___________分离的现象。
外因：外界溶液浓度细胞液浓度。
④质壁分离复原：质壁分离后的细胞吸水后，液泡和原生质层恢复原状，称为。
二、物质跨膜运输的其他实例1．细胞对无机盐离子的吸收实例（1）水稻吸收多，吸收较少，番茄吸收较多，吸收较少。
（2）人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显血液中碘的含量。
（3）不同微生物对不同的吸收表现出很大的差异。
2．物质跨膜运输的特点（1）物质跨膜运输并不都是的。
（2）细胞对于物质的输入和输出有。
细胞膜和其他生物膜都是膜。
【跟踪训练】1．决定红细胞吸水或失水多少的条件是（）A．细胞内外溶液的浓度差B．细胞膜两边酶的浓度C．细胞膜两边分子运动的速度D．细胞内外溶质分子的运动速度2．人的红细胞浸在浓度为x的食盐水中，既不吸水也不失水；而浸在浓度为y 的食盐水中，红细胞破裂；浸在浓度为z的食盐水中，红细胞收缩。
耿直-4.1物质跨膜运输的实例
中央液泡 细胞壁(全透性) 细胞膜 细胞质 原生质层 液泡膜 （相当于一 层半透膜）
外界 溶液
细胞液
原生质层两侧具有浓度差
推测：成熟的植物细胞是一个渗透系统
科学探究步骤
提出问题 作出假设 设计实验 进行实验
植物细胞的吸水和失水
（原生质层是一层半透膜吗？）
（原生质层相当于一层半透膜） （设计方案、预期结果…） （按预定方案进行实验）
高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失 水而死亡，不可能发生质壁分离复原。 4、如果把蔗糖溶液换成细胞可吸收的物质如适 宜浓度的葡萄糖溶液、尿素溶液或KNO3溶液， 实验结果会有什么不同呢？
先分离，后自动复原。因为这些物质可以进入 细胞，使细胞液浓度增大，而从外界溶液中吸 水。
四、物质跨膜运输的其他实例
实例一：番茄和水稻吸收无机盐离子的比较
水稻培养液中 的钙、镁两种 离子浓度为什 么会增高？
结论：不同植物对同种无机盐的吸收有差异,同 种植物对不同无机盐的吸收也有差异,说明植物 细胞对无机盐离子的吸收具有选择性
实例二：人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收
I－ 20—25倍
人体甲状腺滤泡上皮细胞
血液 250mg/L
结论：人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的 摄取碘的能力。物质（如碘）的跨膜运输并 不都是和水一样顺相对含量梯度运输的，这 取决于细胞生命活动的需要。
实例三：微生物吸收无机盐离子的特点 微生物 P2O5 K2O
大肠杆菌
圆褐固氮菌 酵母菌 米曲菌
33.99
4.93 51.09 48.55
12.95
2.41 38.66 28.16
2、如果用一层纱布代替半透膜（玻璃纸），漏 斗管内的液面还会升高吗？
不会升高，因为纱布的孔隙大，水和蔗糖分子都可 以自由透过。
外界 溶液
细胞液
原生质层两侧具有浓度差
推测：成熟的植物细胞是一个渗透系统
科学探究步骤
提出问题 作出假设 设计实验 进行实验
植物细胞的吸水和失水
（原生质层是一层半透膜吗？）
（原生质层相当于一层半透膜） （设计方案、预期结果…） （按预定方案进行实验）
高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失 水而死亡，不可能发生质壁分离复原。 4、如果把蔗糖溶液换成细胞可吸收的物质如适 宜浓度的葡萄糖溶液、尿素溶液或KNO3溶液， 实验结果会有什么不同呢？
先分离，后自动复原。因为这些物质可以进入 细胞，使细胞液浓度增大，而从外界溶液中吸 水。
四、物质跨膜运输的其他实例
实例一：番茄和水稻吸收无机盐离子的比较
水稻培养液中 的钙、镁两种 离子浓度为什 么会增高？
结论：不同植物对同种无机盐的吸收有差异,同 种植物对不同无机盐的吸收也有差异,说明植物 细胞对无机盐离子的吸收具有选择性
实例二：人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收
I－ 20—25倍
人体甲状腺滤泡上皮细胞
血液 250mg/L
结论：人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的 摄取碘的能力。物质（如碘）的跨膜运输并 不都是和水一样顺相对含量梯度运输的，这 取决于细胞生命活动的需要。
实例三：微生物吸收无机盐离子的特点 微生物 P2O5 K2O
大肠杆菌
圆褐固氮菌 酵母菌 米曲菌
33.99
4.93 51.09 48.55
12.95
2.41 38.66 28.16
2、如果用一层纱布代替半透膜（玻璃纸），漏 斗管内的液面还会升高吗？
不会升高，因为纱布的孔隙大，水和蔗糖分子都可 以自由透过。
人教版教学课件第1节 物质跨膜运输的实例课件
B、盐水中的Na＋不利于细菌的生活
C、盐水是中性的，不适于细菌的生活
D、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡
5、将洋葱表皮细胞浸入浓度为1mol/L的KNO3溶液 中，细胞发生质壁分离。但过一段时间后，自动发生 质壁分离复原，表皮细胞又恢复到原来状态。分析 （1）发生质壁分离的原因是 （2）自动发生质壁分离复原的原因是 。 。
条件
① 具有半透膜（主要） ② 半透膜两侧的溶液浓度不同
一、动物细胞的吸水和失水
(1)图中所示的红细胞出现了什么 现象？为什么？
清水中
(2)红细胞内的血红蛋白等有机物 透过细胞膜吗？这说明红细胞 的细胞膜相当于“渗透装置” 中的什么膜？ (3)当外界溶液的浓度低时，红 细胞一定会由于吸水而涨破吗？ (4)你认为红细胞的吸水和失 水多少取决于什么条件？
Ca2+
SiO42+ 离子
水稻培养液
初始浓度 培养后浓度
结论一：同种植物对不同离子的吸收不一样；
物质跨膜运输其他实例
培 养 液 中 的 离 子 浓 度 培 养 液 中 的 离 子 浓 度
Mg2+ Ca2+ SiO42+ 离子
o
o
Mg2+
Ca2+
SiO42+ 离子
水稻培养液
初始浓度 培养后浓度
番茄培养液
（3）以上事实表明细胞膜对 的通透性存 在差异，所以它是一种选择透过性膜。
（1）洋葱表皮细胞液的浓度小于外界 溶液浓度，细胞渗透失水；又由于细胞 壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，便 导致质壁分离 （2）由于细胞可选择性地吸收K＋和 NO3－，导致细胞液浓度增加直至大于 外界溶液的浓度，细胞开始吸水，从而 发生质壁分离复原 （3）离子
C、盐水是中性的，不适于细菌的生活
D、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡
5、将洋葱表皮细胞浸入浓度为1mol/L的KNO3溶液 中，细胞发生质壁分离。但过一段时间后，自动发生 质壁分离复原，表皮细胞又恢复到原来状态。分析 （1）发生质壁分离的原因是 （2）自动发生质壁分离复原的原因是 。 。
条件
① 具有半透膜（主要） ② 半透膜两侧的溶液浓度不同
一、动物细胞的吸水和失水
(1)图中所示的红细胞出现了什么 现象？为什么？
清水中
(2)红细胞内的血红蛋白等有机物 透过细胞膜吗？这说明红细胞 的细胞膜相当于“渗透装置” 中的什么膜？ (3)当外界溶液的浓度低时，红 细胞一定会由于吸水而涨破吗？ (4)你认为红细胞的吸水和失 水多少取决于什么条件？
Ca2+
SiO42+ 离子
水稻培养液
初始浓度 培养后浓度
结论一：同种植物对不同离子的吸收不一样；
物质跨膜运输其他实例
培 养 液 中 的 离 子 浓 度 培 养 液 中 的 离 子 浓 度
Mg2+ Ca2+ SiO42+ 离子
o
o
Mg2+
Ca2+
SiO42+ 离子
水稻培养液
初始浓度 培养后浓度
番茄培养液
（3）以上事实表明细胞膜对 的通透性存 在差异，所以它是一种选择透过性膜。
（1）洋葱表皮细胞液的浓度小于外界 溶液浓度，细胞渗透失水；又由于细胞 壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，便 导致质壁分离 （2）由于细胞可选择性地吸收K＋和 NO3－，导致细胞液浓度增加直至大于 外界溶液的浓度，细胞开始吸水，从而 发生质壁分离复原 （3）离子
高中生物必修一 4.1物质跨膜运输的实例
设计实验：
③实验材料：
洋葱鳞片叶外表皮
有中央大液泡，且 细胞液有紫色，便 于观察
发生质壁分离的材料要求：成熟的植物活细胞
①有中央大液泡； ②有细胞壁； ③活细胞。
清水、 质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液
1.溶液对细胞无毒害 2.溶液浓度不能过高也不能过低。 浓度过高植物会失水过多而死亡， 浓度过低质壁分离太慢，甚至不能发生质壁分离
特点
半透膜
不具选择性、不具活
较小分子能通过，较大 分子不能透过
性，是多孔性薄膜 （如：动物膀胱、玻 璃纸、肠衣、鸡蛋的
卵壳膜等）
选择透 过性膜
要选择吸收的离子、小 分子可通过，而其他离 具有选择性和活性， 子、小分子和大分子不 是生物膜 能通过
选择透过性膜具有选择性的原因:
不同细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同，从而使
把体积与质量浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半透
膜（允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过）隔开（
如图），一段时间后液面情况是
B
A．甲高于乙 B．先甲高于乙，后乙高于甲 C．乙高于甲 D．先甲低于乙，后乙低于甲
将人的红细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡半小 时之后的结果如下图所示，依照红细胞外形的变化判
1.若用纱布或滤纸代替玻璃纸，液面还会升高吗？ 不会，因为水和蔗糖都能通过 2.若内外都是清水或都是同样的蔗糖溶液，液面还 会升高吗？
不会，因为水进出漏斗的速率相等。
条件
具有半透膜 膜两侧的溶液具有浓度差
1 概念
渗透作用
水分子（或其他溶剂分子）透过半透 膜的扩散，称为渗透作用
2 水分渗 水 水 (相对含量多) 水 (相对含量少)
A．若A细胞处于质壁分离生理状态，则图①处的液体浓 度大于细胞液浓度
高中生物必修一课件：第四章第1节物质跨膜运输的实例 共54张
2．物质跨膜运输的特点 (1)物质跨膜运输并不都是 顺相对含量梯度的。 (2)细胞对于物质的输入和输出有 选择性。
3．结论
细胞膜和其它生物膜都是 选择透过性膜，可以让 水分子自由通过， 一些 和离子 也小可分以子通过，而其它的离子、小分子
和 大分子则不能通过。
[思维激活5] 农业生产中，不同作物及同一作物在不 同生长发育时期要施用不同的肥料，试分析其中的生 物学原理？ 提示 植物对无机盐的吸收具有选择性。
液浓度时，细胞失水，发生质壁分离；若再使外界溶液 浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。
[思维激活3] 实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目 的是什么？
提示 观察正常洋葱鳞片叶表皮细胞的状态，以便与处理后的状 态形成对照。
[思维激活4] 已知K＋、NO能透过半透膜，若该实验选用一定浓度 的KNO3溶液，滴加KNO3溶液后持续观察一段时间，细胞会发生怎 样的变化？
细胞失水、质壁分离 细胞吸水、细胞膨胀，但不会涨破
细胞吸水、失水平衡
3.探究植物细胞的吸水和失水 (1)实验过程
①制作装片：制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片，低倍显微镜观 察液泡的大小和原生质层的位置
②滴加质量浓度为
0.3g/mL的蔗糖 溶液，用低倍显微镜观察液泡
的大小变化和原生质层的位置
③滴加 清水 ，用低倍显微镜观察液泡的大小变化和原生质层的 位置
思维导图：
深度剖析 由于半透膜内为质量分数为30%的淀粉溶液，膜外为 蒸馏水，膜内浓度高于膜外浓度，水分子由膜外进入膜内，淀粉溶 液浓度降低，可用曲线乙表示，A选项错误。水分子进入半透膜内 的速率由膜内外两侧的浓度差决定。由于水分子不断进入半透膜内， 两侧的浓度差越来越小，水分子进入半透膜内的速率也逐渐下降， 可用曲线乙表示，B、D选项正确。随着水分子的进入，玻璃管内 的液面高度逐渐上升，可用曲线丙表示，C选项正确。 答案 A
4.1 物质跨膜运输的实例
实验结果：
中央液泡大 原生质层的位 细胞大 小 置 小 蔗糖 溶液
变小 逐渐恢复 原来大小
原生质层脱 离细胞壁
原生质层恢 复原来位置
基本 不变
清水
基本 不变
比较动物、植物细胞渗透作用的不同
半透膜
细胞内与外界溶 液存在浓度差的 液体环境
动物细胞 植物细胞
细胞膜 原生质层
细胞质
液泡中 的细胞液
要观察细胞发生质壁分离和复 原，对材料有哪些要求？ 有细胞壁（植物细胞）； 有中央液泡（颜色为深色）； 活细胞（原生质层相当于半透膜） • 你觉得植物细胞会过多吸水涨破吗？
在渗透作用中,水分是从溶液浓度 低 的一侧向 溶液浓度 高 的一侧渗透.
“水往 高 处流”
二、 动物细胞的吸盐水中
0.9%生理盐水中
吸水膨胀
失水皱缩
水分进出平衡
（标出右装置划部分名称， 并找出两装置中构成上的相似性）
细胞质 2
1 细胞膜 人的红细胞
清水
生理 盐水
红细胞发生渗透作用的条件 1.细胞膜相当于半透膜 2.外界溶液与细胞质基质存在浓度 差 清水中 总结红细胞吸水和失水规律 PS: 其他动物细胞的吸水和失水的 吸水膨胀： 原理和红细胞一样的 外界溶液浓度<细胞质浓度 失水皱缩： 10%的盐水中 外界溶液浓度>细胞质浓度 水分进出平衡：
结论：细胞膜不仅是半透膜，还是选择 透过性膜
课堂练习
1. 家庭养花，如果施肥过多，会引起花卉萎蔫，
这时可以采取的措施有（ ） ①加强光照 ②改善空气流通 ③适当浇灌清水 ④更换盆中泥土 A. ① ③ B. ② ④ C. ① ② D. ③ ④ 2. a、b、c表示某植物体的三个相邻的细胞,它们 的细胞液浓度为a>b>c,它们之间的水分渗透方 向应该是( )
高一生物必修一物质跨膜运输的实例
I－ 20 —25倍
血液中碘的浓度 250mg/L
人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力
由此可以得出什么结论？ 物质（如碘）的跨膜运输并不都是和水一样顺相 对含量梯度运输的。
四、物质跨膜运输的其他实例 资料分析：（阅读课本P64）
对于磷的吸收，酵母菌 的需要 圆褐固氮菌 的需要最少。 最多，
因为低浓度的溶液单位体积中的水要多于高浓
度溶液单位体积中的水，对于水来说还是从浓
度高向浓度低扩散，符合扩散定义。
结论：
一个典型的渗透装置必须具备的条件： 1、具有 半透膜 。 2、半透膜两侧具有 浓度差 。 溶液A浓度 > 溶液B，水分子从 B A 移动
溶液A浓度 < 溶液B，水分子从 A
B 移动
细胞壁:全透性 细胞膜 细胞质 液泡膜 细胞液 外界溶液 细胞核 浓度差 原生质层
相当于
半透膜
什么是原生质层？
植物细胞发生渗透现象需要具备的条件
原生质层相当于半透膜 对物质的进出控制 具有选择透过性 动物细胞 细胞液与外界溶液 可以具有浓度差
实验： 植物细胞的吸水和失水
● 总结： 什么情况下植物细胞会失水？什么情
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
动物细胞发生渗透现象需要具备的条件
细胞膜 相当于半透膜 对物质的进出控制 具有选择透过性 动物细胞 细胞质与外界溶液 可以具有浓度差
清水中
< 外界溶液浓度 ﹤ 细胞质的浓度
红细胞吸水 红细胞膨胀，甚至胀破
0.9%生理盐水中 外界溶液浓度 = 细胞质的浓度 红细胞正常，保持原状态
红细胞置 于不同浓 度溶液中
对于钾的吸收，酵母菌 的需要 圆褐固氮菌 的需要最少。 最多，
物质的跨膜运输实例
(3)以上事实表明细胞膜对 ) 的通透性存 在差异,所以它是一种选择透过性膜. 在差异,所以它是一种选择透过性膜.
(1)洋葱表皮细胞液的浓度小于外界 ) 溶液浓度,细胞渗透失水; 溶液浓度,细胞渗透失水;又由于细胞 壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性, 壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性,便 导致质壁分离 (2)由于细胞可选择性地吸收 +和 )由于细胞可选择性地吸收K NO3-,导致细胞液浓度增加直至大于 外界溶液的浓度,细胞开始吸水, 外界溶液的浓度,细胞开始吸水,从而 发生质壁分离复原 (3)离子 )
a b c A a b C c b b
a c B a c D
3,田间一次施肥过多,作物变得枯萎发黄,俗称"烧 ,田间一次施肥过多,作物变得枯萎发黄,俗称" 其原因是( 苗".其原因是( ) B A,根细胞从土壤中吸收的养分过多 , B,根细胞不能从土壤中吸水 , C,根系不能将水向上运输 , D,根系被肥料分解释放的热能烧毁 ,
1节 第1节 物质跨膜运输的实例
讨论: 漏斗管内液面为什么会升高? 讨论: ,漏斗管内液面为什么会升高? 1, (1)渗透作用的概念:水分子 )渗透作用的概念: 或其他溶剂分子) (或其他溶剂分子)透过半透膜的 扩散, 扩散,称为渗透作用 半透膜 (2)发生了渗透作用(条件) )发生了渗透作用(条件) 浓度差 (3)半透膜与选择透过性膜 ) 半透膜:一些物质(一般是水分子物质) 半透膜:一些物质(一般是水分子物质) 能透过,而另一些物质不能透过的多孔 能透过, 性薄膜. 性薄膜. 选择透过性膜:指水分子可以自由通过, 选择透过性膜:指水分子可以自由通过, 细胞要选择吸收的离子, 细胞要选择吸收的离子,小分子可以通 而其他的小离子, 过,而其他的小离子,小分子和大分子 则不能通过的膜
4_1物质跨膜运输实例
三、物质跨膜运输的其他实例一
培养液中的离子浓度 水稻
番茄
初始浓度
0 Mg2＋
Ca2+
Si4+ 离子
1.水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？
2.不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？
三、物质跨膜运输的其他实例二
I－ 20 —25倍
血液中碘的浓度 250mg/L
人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力
类比推理
如果将装置 中的漏斗换 成细胞还会 不会吸水？
一、动物细胞的吸水和失水
外界溶液浓度 等于
细胞质浓度
保持原状态
外界溶液浓度 外界溶液浓度
大于
小于
细胞质浓度 细胞质浓度
细胞失水皱缩 细胞吸水膨胀
讨论
➢ 红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过
细胞膜吗？ 不能
➢ 当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会
4、白菜剁碎放盐会有水渗出。为什么？
外界溶液浓度高于植物细胞液浓度，植物细胞失水
5、轮作与作物根系对矿质元素的选择性吸收有什么关 系吗？
轮作是针对不同作物根系对矿质元素的选择性吸收而采取的生产 措施，如长期在同一块田里种同种植物，地力下降，产量下降
小结: 第一节 物质跨膜运输的实例
细 原理: 渗透作用
细胞的吸水和失水是水分子顺 相对含量的梯度跨膜运输的
过程。
其他物质的跨膜运输是怎样的呢？
三、物质跨膜运输的其他实例
阅读教材63-64页的“资料分析”，思考以下 问题：
1、水稻培养液中的Ca2+和Mg2+浓度为什么会增高？ 2、不同农作物对无机盐的吸收有差异吗？ 3、水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜 运输也是这样吗？ 4、细胞对物质的吸收有选择吗？如果有，这种选择性有普 遍性吗？
新人教版必修1高中生物第4章第1节物质跨膜运输的实例课件
(2)当液面上升到一定程度时，液面不再升高 的原因：
分析上图可知：H1产生的压强与水和蔗糖溶 液产生的渗透压差达到平衡，使半透膜两侧
3．植物细胞与渗透装置的比较
据图分析可知： (1)原生质层——具有选择透过性，相当于半透 膜。 (2)浓度差——细胞液与外界溶液之间具有浓度 差。所以一个植物细胞类似于一个渗透装置。
将玻璃管及缚于其上的半透膜袋适当向上提 升一段，玻璃管中液面与烧杯中液面间的高 度差增大，而内外浓度差不变，平衡被打破， 重新达到平衡时玻璃管内液面位置相对于上 端管口的位置降低，D错误。 答案： D
【互动探究】 若向半透膜袋内加入适量的 蔗糖酶后，玻璃管中液面如何变化？ 提示： 加入蔗糖酶后，玻璃管中的液面先 上升，而后再
解析： 半透膜表面积越大，与外界溶液的 接触面积就越大，水分子进入半透膜袋的速 率就越快，A正确；将质量浓度为0.3 g/mL 的蔗糖溶液换为质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖 溶液，其吸水量增加，玻璃管内的液面高度 会增加，B正确；如果在平衡后的烧杯中加 入适量水，那么烧杯中液面上升，两液面间 高度差减小，高度差形成的压力变小，但浓 度差不变，即渗透压不变，则玻璃管中的液 面会上升，使高度差造成的压力等于渗透压 从而达到平衡，C正确；
[思考探讨] 1.教材渗透装置中，长颈漏斗液 面上升的原因是什么？ 2．发生渗透一段时间后，长颈漏斗中液面不 再上升，水分子还进出半透膜吗？漏斗内外 溶液浓度是否相等？ 提示： 1.液面上升的原因是单位时间内由 清水进入蔗糖溶液中水分子数多于由蔗糖溶 液进入清水中的水分子数。 2．仍有水分子进出半透膜，达到了动态平衡， 漏斗内外溶液浓度不相等。
[背关键语句] 1．细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质 称为原生质层。具有选择透过性。 2．质壁分离过程中，低倍显微镜可以观察到 洋葱外表皮细胞中液泡逐渐变小，颜色变深， 原生质层脱离细胞壁。 3．质壁分离的内因是原生质层比细胞壁的伸 缩性大；外因是外界溶液浓度大于细胞液浓 度。 4．发生质壁分离的条件是活的成熟的植物细 胞，质壁分离过程中，细胞吸水力逐渐增大。
第1节 物质跨膜运输实例(课件)
红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？ 1. 红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？ 一般不能。 一般不能。 2. 当外界溶液浓度低时，红细胞一定会吸水涨破吗？ 当外界溶液浓度低时，红细胞一定会吸水涨破吗？ 如果浓度不是太低，持续时间不长，就不会。 如果浓度不是太低，持续时间不长，就不会。 红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ 3. 红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ 细胞内外浓度的差值。差值越大，吸水或失水越多。 细胞内外浓度的差值。差值越大，吸水或失水越多。
本节小结
第一节
细胞的吸 水和失水 物质跨膜运输特点 跨膜运输 其它实例 有选择性 原 因 细胞膜（生物膜） 细胞膜（生物膜）是 选择透过性膜。 选择透过性膜。
物质跨膜运输的实例
练习
1、以下可以发生渗透作用的是____. 、以下可以发生渗透作用的是 D A.煮熟的马铃薯条放入水中 煮熟的马铃薯条放入水中 B.把干种子放在清水中 把干种子放在清水中 C.烈日下菠菜叶子下垂 烈日下菠菜叶子下垂 D.放在盐水中的萝卜变软 放在盐水中的萝卜变软
三
物质跨膜运输的其他实例
资料2 资料2 甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液高20 25倍 20～ 甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液高20～25倍。 资料3 资料3 几种微生物体内矿物质含量。 见教材61页表格数据） 61页表格数据 几种微生物体内矿物质含量。（见教材61页表格数据） 讨论3 讨论3 物质都是顺相对含量梯度跨膜运输的吗？ 物质都是顺相对含量梯度跨膜运输的吗？ 水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的， 水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的 跨膜运输并不都是这样， 跨膜运输并不都是这样，大多取决于细胞生命活动 的需要。 的需要。 讨论4 细胞对物质的吸收有选择吗? 讨论4、细胞对物质的吸收有选择吗? 如果有，这种选择性有普遍性吗？ 如果有，这种选择性有普遍性吗？ 是有选择的。这种选择性具有普遍性。 是有选择的。这种选择性具有普遍性。
高一生物 物质跨膜运输的实例
发生渗透作用的条件：
1、半透膜
2、浓度差
溶液浓度
高
水分流动方向
低
细胞内外的物质含量 有很大差别,这与细胞 膜的作用有什么关系? 不同物质的跨膜运输 有什么不同的特点呢?
细胞的吸水和失水
1.红细胞内的血红蛋白等有 机物能够透过细胞膜吗? (一般不能) 2.红细胞膜是不是相当于 “问题探讨”中所说的半 透膜 是
普通高中课程标准实验教 科书生物必修
分子与细胞
人民教育出版社
第4章
细胞的物质输入 和输出 第1节 物质跨膜运输的 实例
脂质：约50% 细 胞 膜 蛋白质:约占40% 糖类:占2%~10%
问题探讨
1.漏斗管内的液面为什么会 升高?
2.如果用一层纱布代替玻璃 纸,漏斗内的液面还会升高吗?
3.如果烧杯中不是清水,而是 同样浓度的蔗糖溶液,结果会 怎样?
物质跨膜运输的其他实例
阅读P63:资料分析“物质 跨膜运输的特点”
讨论
1.水稻培养液里的Ca2+和Mg2+ 浓度为什么会增高? 水稻吸收水分及其他离子较多, 吸收Ca2+和Mg2+相对较少 2.不同作物对无机盐的吸收有 差异吗? 有
3.水分子跨膜运输是顺相对含量 梯度的,其他物质的跨膜运输也 是这样吗? 其他物质的运输并不都是顺相 对含量梯度的,这取决于细胞生 命活动的需要 4.细胞对物质的吸收有选择吗? 如果有,这种选择有普遍性吗? 有选择,具有普遍性
小结
物质跨膜运输并不都是顺相对含 量梯度的,而且细胞对于物质的输 入和输出有选择性,因此细胞膜和 其他生物膜都是选择透过性膜
1.将单细胞生物变形虫和红细胞放在蒸馏水中（ A、两种细胞均被破坏 C、两种细胞均存活
高中生物必修一第四章—第1节 物质跨膜运输的实例
最终A侧液面高于B侧。
A
B
半透膜
如图1所示三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗 糖溶液，且漏斗内液面高度相同，置于同一个水槽的清水中。 三个渗透装置半透膜的面积和蔗糖溶液的体积不同，如下表：
A
图2中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。则
曲线与各装置的对应关系是：
A．1-丙；2-甲；3-乙
发生质壁分离和复原——活细胞 不发生质壁分离——死亡细胞
2、测定细胞液浓度范围 （变量：不同浓度的蔗糖溶液）
待测细胞 + 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 各溶液中细胞的状态
C细胞液范围 = 未发生质壁分离和刚质壁分离的 C外界溶液 范围
3、比较不同植物细胞的细胞液浓度大小
（变量：不同的植物细胞）
不同植物细胞 +同浓度的蔗糖溶液
高度差
次数
溶液不断被吸出，漏斗内则不断吸水，浓度差变小，高度差与浓度差成正相关
2、若将漏斗中的蔗糖溶液换成葡萄糖溶液，液面变化： 漏斗管内液面先上升后下降，最后内外液面相平。
1、A侧加入细胞色素C水溶液（红色，大分子），B侧加清水， 两侧液面高度一致。最终：
A侧液面高于B侧液面，B侧无色
2、A侧为蒸馏水， B侧为麦芽糖溶液， 随即向两侧分别加入 等量的麦芽糖酶，水浴加热后，该过程两侧的液面变化是：
刚发生质壁分离所需时间
比较各自耗时的长短 判断质壁分离速度(细胞液浓度)
4、比较未知浓度的溶液浓度大小 （变量：未知浓度的溶液）
相同植物细胞 + 未知浓度的溶液
刚发生质壁分离所需时间
比较各自耗时的长短 判断溶液浓度的大小(t越短，溶液浓度越大)
5、鉴定不同种类的溶液(如一定浓度的KNO3和蔗糖溶液)
A
B
半透膜
如图1所示三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗 糖溶液，且漏斗内液面高度相同，置于同一个水槽的清水中。 三个渗透装置半透膜的面积和蔗糖溶液的体积不同，如下表：
A
图2中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。则
曲线与各装置的对应关系是：
A．1-丙；2-甲；3-乙
发生质壁分离和复原——活细胞 不发生质壁分离——死亡细胞
2、测定细胞液浓度范围 （变量：不同浓度的蔗糖溶液）
待测细胞 + 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 各溶液中细胞的状态
C细胞液范围 = 未发生质壁分离和刚质壁分离的 C外界溶液 范围
3、比较不同植物细胞的细胞液浓度大小
（变量：不同的植物细胞）
不同植物细胞 +同浓度的蔗糖溶液
高度差
次数
溶液不断被吸出，漏斗内则不断吸水，浓度差变小，高度差与浓度差成正相关
2、若将漏斗中的蔗糖溶液换成葡萄糖溶液，液面变化： 漏斗管内液面先上升后下降，最后内外液面相平。
1、A侧加入细胞色素C水溶液（红色，大分子），B侧加清水， 两侧液面高度一致。最终：
A侧液面高于B侧液面，B侧无色
2、A侧为蒸馏水， B侧为麦芽糖溶液， 随即向两侧分别加入 等量的麦芽糖酶，水浴加热后，该过程两侧的液面变化是：
刚发生质壁分离所需时间
比较各自耗时的长短 判断质壁分离速度(细胞液浓度)
4、比较未知浓度的溶液浓度大小 （变量：未知浓度的溶液）
相同植物细胞 + 未知浓度的溶液
刚发生质壁分离所需时间
比较各自耗时的长短 判断溶液浓度的大小(t越短，溶液浓度越大)
5、鉴定不同种类的溶液(如一定浓度的KNO3和蔗糖溶液)
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2、a、b、c是三个相邻的植物细胞，已 知a细胞液浓度> b细胞液浓度> c细胞液 浓度,如图所示，能正确表示水分在三者 之间关系的是（C） a b
A
a b a c
B
c
a
b
C
D
c
b
c
3、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发 黄，俗称“烧苗”。其原因是（B） A、根细胞从土壤中吸收的养分过多 B、根细胞不能从土壤中吸水 C、根系不能将水向上运输 D、根系被肥料分解释放的热能烧毁
4、利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防 腐的原理是（ D ） A、盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用 B、盐水中的Na＋不利于细菌的生活 C、盐水是中性的，不适于细菌的生活 D、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗 出而死亡
3、蔫了的青菜叶放入清水中浸泡一段时间后，会有什么变 化？ 菜叶又重新变得硬挺起来了，叶面伸展，即水分的输入。
三、植物细胞的吸水与失水
液泡中的细胞液 植物细胞内的液体环境主要是指____________
问题
1.水分进出细胞要经过原生质层；原 生质层是否相当于半透膜？ 2.植物细胞壁对水分的进出有没有影 响呢？
跨膜运输的过程。 培养液中的离子浓度
初始浓度
水稻 番茄
0Hale Waihona Puke Mg2＋Ca2+
Si4+
离子
1、水稻培养液中的Mg2+ 、 Ca2+离子浓度为什么 会增高？是不是水稻不吸收反而向外排出呢？
水稻在单位时间内吸收的水分子数量多于吸收的Ca2+和Mg2+数量
2、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？
有差异
微生物 大肠杆菌
人教 版新教材必修一《分子与细胞》
第4章 细胞的物质输入和输出
第1节 物质跨膜运输的实例
渗透系统装置
半透膜： 是一类可以让 小分子物质自由 通过（如H2O）， 而大分子物质不 能通过的一类薄 膜。
•玻璃纸，肠系膜， 蛋壳膜等
1、漏斗管内的液面为什么会升高？
单位时间内透过玻璃纸的水分子数多于渗出玻璃纸的水 分子数量。
物质（如碘）的跨膜运输并不都是和 水一样顺相对含量梯度的运输，取决于细 胞生活的需要。
水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的；
其他物质的跨膜运输并不都是这样，细胞对物 质的吸收是有选择的,这取决于细胞生命活动 的需要；
生物膜可以让水分子自由 通过，一些离子和小分子也 可以通过，其他的离子、小 分子和大分子不能通过。与 细胞的生命活动密切相关， 是活细胞的一个重要特征。
2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面 还会升高吗？
不会, 因为纱布的孔隙很大, 蔗糖分子也可以自由透过.
3、如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶 液，结果会怎样？
半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过玻璃纸的 水分子数等于渗出玻璃纸的水分子数量，液面不会升高。
一、渗透作用 条件
（一些小分子物质(如水分子)能透过，而 半透膜 另一些物质不能透过的多孔性薄膜）
预期实验的结果 ：
由于原生质层相当于一层半透膜，水分子 可以自由通过，而蔗糖分子则不能通过，因此 失水缩小 在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会____ ， 皱缩 ；在清水中植物细胞的液泡又会 细胞_______ 吸水变大 膨胀。 ______，细胞_____
植物细胞质壁分离现象
外界溶液浓度
>
失水 细胞液的浓度，细胞_____
科学探究步骤
提出问题 作出假设 设计实验 进行实验
植物细胞的吸水和失水
（原生质层是一层半透膜吗？）
（原生质层相当于一层半透膜） （设计方案、预期结果…） （按预定方案进行实验）
分析结果 （分析实验结果，得出结论：……）
表达与交流
（总结，写实验报告并适当交流）
设计方案：
将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液 中，观察液泡大小的变化；再浸润在清水中， 观察其大小的变化。
膜两侧的溶液具有浓度差 条件 特点 水分子透过半透膜， 由低浓度溶液向高浓度溶液扩散
二、动物细胞的吸水和失水
外界溶液浓度
小于
外界溶液浓度
大于
外界溶液浓度
细胞质浓度 细胞吸水膨胀
细胞质浓度 细胞失水皱缩
等于
细胞质浓度 保持原状态
3 、 当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸 1 、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？ 水的进出方向 ——顺相对含量梯度进出动物细胞 水而涨破吗？ （水多 水少） 2、红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中 浓度差越大细胞吸水或失水越多 4其他动物细胞的吸水或失水与红细胞相似 、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ 所说的半透膜？
P2O5 33.99
K2O 12.95
2.41 38.66 28.16
圆褐固氮菌 4.93 酵母菌 米曲菌 51.00 48.55
细胞对于物质吸收有选择性。
人体甲状腺滤泡上皮细胞
I－ 20 —25倍
血液中碘的浓度
250mg/L
人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力
水分子的运输是顺相对含量梯度的，其他物质的 跨膜运输也是这样的吗？由此你能得出什么结论？
细胞失水时细 胞壁和原生质层 都会出现一定程 度的收缩,但原 生质层的伸缩性 更大,故原生质 层会与细胞壁发 生分离。
植物细胞质壁分离复原现象
外界溶液浓度
<
吸水 细胞液的浓度，细胞_______
实验结果分析
中央液 泡大小
蔗糖溶 液
原生质层 的位置
原生质层脱离 细胞壁
变小 逐渐恢复 原来大小
清水
细胞膜的功能特点： 选择透过性
第1节 物质跨膜运输的实例
一、渗透作用 二、动物细胞的吸水和失水 三、植物细胞的吸水和失水 四、生物膜的功能特性：选择透过性
随堂练习
1、以下可以发生渗透作用的是（D ） A.煮熟的马铃薯条放入水中 B.把干种子放在清水中 C.烈日下菠菜叶子下垂 D.放在盐水中的萝卜变软
生产、生活中的现象
1、你吃比较咸的食物时，例如腌制的咸菜、连续嗑带盐的 瓜子等，你的口腔和唇的黏膜会有什么感觉？为什么？ 会有干燥难受的感觉，因为口腔和唇的细胞失去水分，即水 分的输出。 2、当你把白菜剁碎准备做馅时，常常要放一些盐，过一段 时间后就可见有水分渗出，这些水分是从哪里来的？ 菜馅细胞失去的水分，即水分的输出。
原生质层恢复 原来位置
原生质层相当于半透膜 植物的细胞壁具有全透性
• 要观察细胞发生质壁分离和复原， 对材料有哪些要求？ 植物细胞、动物细胞； 植物细胞 中央液泡有颜色、无颜色； 中央液泡有颜色 活细胞、死细胞 活细胞
• 你觉得植物细胞会过多吸水涨破吗？
不会，因为它有细胞壁的保护。
物质跨膜运输的其他实例 细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量梯度