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
考点1：细胞的吸水和失水
演示实验：
请同学们仔细观察现象，分析现象的原因。
半透膜： 一类可以 让小分子 物质通过 而大分子 物质不能 通过的一 类薄膜的 总称。
讨论一：
1﹑漏斗管内的液面为什么会上升？ 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？ 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？
总结红细胞吸水和失水规律
清水中
• 溶液的浓度小于红细胞内部 的浓度时，红细胞吸水而膨
胀
• 当外界溶液浓度大于细胞质 的浓度时，红细胞失水皱缩
10%的盐水中
• 当外界溶液的浓度等于细胞 质的浓度时,水分进出红细 0.9%生理盐水中 胞就处于动态平衡
二、细胞的吸水和失水实验
实验结果: 当细胞质浓度>外界溶液： 当细胞质浓度<外界溶液： 结果分析： 结果说明: 细胞吸水膨胀 细胞失水皱缩
练习
D 1、以下可以发生渗透作用的是____.
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
2、a、b、c是三个相邻的细胞，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
a
b c A a
只发生质壁分离
溶质不能通过半透膜的溶液 （如蔗糖）
溶质能通过半透膜的 溶液（如KNO3）
质壁分离后又自动复原
细胞发生质壁分离的自动复原
原因： 蔗糖分子不被植物细胞吸收，因而 在适宜蔗糖溶液中发生质壁分离后不能 自动复原，可见外界溶液中的小分子物 质或离子能否被细胞吸收将决定能否自 动复原。甘油、K+、NO3-与乙二醇一 样能进入细胞内，故其内的细胞能自动 复原。蔗糖分子不能进入细胞内，故不 能自动复原，只能人工复原。
Ⅰ
取一小块洋葱鳞茎 的紫色外表皮，放 在载玻片的中央的 水滴中
Ⅱ
Ⅳ
从载物台上取下装片，用对侧引 流法加入质量浓度为0.3g/ml的蔗 糖溶液，再次镜检。观察浸浴在蔗 糖溶液中的表皮细胞有什么变化。 （与自然状态下的表皮细胞比较）
Ⅲ
镜检——观察自 然状态下的紫色 洋葱外表皮细胞 的结构。
方法步骤
质 壁 分 离
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？
物质跨膜运输的其他实例
1. 水稻培养液里的Ca2+和Mg2+浓度为什 么会增高? 水稻吸收水分和其他离子多,而吸收 Ca2+和Mg2+较少 2.不同作物对无机盐的吸收有差异吗? 有明显差异,水稻吸收大量的Si4+而番茄几 乎不吸收.番茄吸收Ca2+和Mg2+较多
动物细胞发生了渗透作用 细胞膜相当于半透膜
思考？如果换成植物细胞会如何？
考点2：植物细胞的吸水和失水
细胞膜 液泡膜 细胞质 原生质层
相当于半 透膜，伸 缩性大
细胞液
细胞核
细胞壁
成熟的植物细胞
由纤维素和果胶组成， 是全透性的，伸缩性小
↑
实验导 航 实验6：观察植物细胞的质壁分离和复原
1．质壁分离与复原实验流程。
质壁分离实验的拓展应用及方法
（考试高手P24）
3、比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞 + 同一浓度的蔗糖溶液 记录刚刚发生质壁分离时所需时间 对所需时间长短进行比较 判断细胞液浓度（即时间越短，细胞液浓度越小） 镜检
实验单一变量：不同植物细胞。
质壁分离实验的拓展应用及方法
（考试高手P24）
镜检
发生质壁分离和复原 活细胞 不发生质壁分离或 质壁分离后不复原
死细胞
实验单一变量：待测细胞的生活状态。
质壁分离实验的拓展应用及方法
（考试高手P24）
2、测定细胞液浓度范围
待测细胞 + 一系列浓度梯度的蔗糖溶液
分别镜检
细胞液的浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁 分离的蔗糖溶液的浓度之间。
实验单一变量：不同浓度的蔗糖溶液。
0.3g/ml蔗糖 溶液
清水
质壁分离复原
质壁分离的过程
§1
物质跨膜运输的实例
植 物 细 胞 的 吸 水 与 失 水
探究实验：植物细胞的吸水和失水
滴加蔗糖溶液发生 质壁分离的细胞
改换清水后正在发生 质壁分离复原的细胞
注意颜色的变化
探究实验：植物细胞的吸水和失水 质壁分离:植物细胞因为失 水收缩，原生质层与细胞壁
二、细胞的吸水和失水实验
讨论分析
(1)图中所示的红细胞出现了什么 现象？为什么？
清水中
(2) 当外界溶液的浓度低时，红 细胞一定会由于吸水而涨破吗？
(3) 你认为红细胞的吸水和失水 多少取决于什么条件？
10%的盐水中
0.9%生理盐水中
(4)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？
b c
b
B
c a
b
c
C
D
3、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
再见！
4、比较未知浓度溶液的浓度大小
同一植物的成熟细胞 + 未知浓度的溶液
记录刚刚发生质壁分离所需时间 比较所用时间长短
镜检
判断溶液浓度的大小 （即时间越短，未知 溶液的浓度越大）
实验单一变量：未知浓度的溶液。
质壁分离实验的拓展应用及方法
（考试高手P24）
5、鉴别不同种类的溶液（如KNO3和蔗糖溶液） 成熟植物细胞 + 不同种类溶液 镜检
物质跨膜运输的其他实例
3.水分子跨膜运输是顺着相对含量梯度的,其他 物质也是这样的吗? 不是的!比如水稻吸收大量的Si4+,这是根据生物 生命活动的需要. 4.细胞对物质的吸收有选择性吗?如果有,这种选 择有普遍性吗? 具有选择性的,因为不同生物吸收的离子的量是 各不相同的;这种选择也是有普遍性的,如不同 微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异 .
原生质层比细胞壁的伸缩性大
注意
（课本P63）
• 植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 • 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的条件: 植物细胞必须是活细胞 细胞液与外界溶液必须有浓度差 必须有大的液泡
一、渗透作用发生的必需条件是：
① 具有半透膜
② 半透膜两侧的溶液浓度不同 特点: 水分子透过半透膜，由低浓度溶液向高浓度溶液 扩散 (水分进出是顺相对浓度梯度的)
类比推理
1、如果将装 置中的漏斗 换成细胞还 会不会吸水？ 2、如果吸水 会发生什么？
细胞内溶液 细胞膜
如果细胞吸水胀破 则说明细胞也能渗 透吸水、细胞膜相 当于 半透膜 。
发生分离的现象。
注意颜色的变化 质壁分离复原：发生质壁 分离的植物细胞因吸水膨胀，
恢复为原来的状态。
正常情况下的细胞
发生质壁分离
结论：植物细胞的原生质层相当于一层 半透膜
植物细胞的质壁分离
（课本P63）
（表示刚开始发生质壁分离） （表示已明显发生质壁分离）
探究实验：植物细胞的吸水和失水
实验结果：
探究实验：植物细胞的吸水和失水
实验假设：若原生质层相当于一层半透膜， 把成熟的植物细胞放置在不同的外界溶液中， 它应该有吸水或失水的现象
实验材料的选择：
实验材料：紫色的洋葱鳞片叶外表皮 细胞
质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液、清水
探究实验：植物细胞的吸水和失水
提出问题 （原生质层是一层半透膜吗？） 作出假设 （原生质层相当于一层半透膜） 设计实验
2.质壁分离的原因分析 （1）原因
{内因：原生质层具半透性且其伸缩性比
细胞壁大
外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度
（2）表现
{
宏观： 植物细胞由坚挺→萎蔫
微观： 质壁分离 细胞液颜色（浅→深） 原生质层与细胞壁分离Βιβλιοθήκη {液泡体积（大→小）
质壁分离实验的拓展应用及方法
1、判断细胞的死活
（考试高手P24）
待测细胞+蔗糖溶液
设计 将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液 方案 中，观察其大小的变化；再将细胞浸润 在清水中，观察其大小的变化。 预期 在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会 结果 变小，细胞皱缩；在清水中植物细胞 的中央液泡会变大，细胞膨胀。
进行实验 （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）
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 原生质层恢复 原来位置 细胞 大小 基本 不变
变小 逐渐恢复 原来大小
清水
基本 不变
探究实验：植物细胞的吸水和失水 实验结论： 原生质层相当于半透膜 渗透系统装置
半透膜
成熟的植物细胞
原生质层
(选择性透过膜)
长颈漏斗中有蔗糖液
烧杯中有清水
细胞内有细胞液
外界溶液
成熟的植物细胞和外界溶液组成一个渗透系统
交流
1.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？