第四章 细胞的物质输入和输出
第一节 物质跨膜运输的实例
半透膜：半透膜是一类可以让小分子物质（如水）通过而较大分子物质（如蔗糖）不能通过的一类薄膜的总称。
渗透现象演示
讨论：漏斗管内液面为什么会升高？
1.是哪一种分子能透过半透膜运动？
水分子能透过半透膜运动
2.半透膜两侧的水分子数量如何？
蔗糖溶液的水分子数＜烧杯内的水分子数
3.水分子移动的方向如何？
水分子移动的方向双向的
最终达到动态平衡
原因：由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。
2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面还会升高吗？为什么？
不会, 因为纱布的孔隙很大, 蔗糖分子也可以自由透过.
3、如果烧杯中的不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液， 结果会怎样？为什么？
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。
原理
条件
概念：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜由低浓度溶液一侧向高浓度溶液一侧的扩散，称为渗透作用。
“水往 浓度流”
高
细胞膜
如果将装置中的漏斗换成细胞将如何？
生物细胞能发生渗透作用吗
?
生物细胞结构如果具备以下两个条件
1、具有半透膜。 2、半透膜两侧具有浓度差。 就能发生渗透作用

清水中
0.9%生理盐水中
10%的盐水中
溶液的浓度小于红细胞内部的浓度时，红细胞吸水膨胀
二、动物细胞的失水和吸水
当外界溶液浓度大于细胞质的浓度时，红细胞失水皱缩
当外界溶液的浓度等于细胞质的浓度时,水分子进出红细胞就处于动态平衡
1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？
一般不能透过细胞膜
2、红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？
是相当于半透膜
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？
红细胞一般会因持续吸水而涨破
4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
浓度差。浓度差越大，细胞吸水或失水越多。
问题探讨
得出结论：　动物细胞相当于一个渗透装置。
植物细胞
?
1、植物细胞吸水和失水与动物一样吗？2、什么结构充当半透膜呢？
思考：
三、植物细胞的吸水与失水情况又如何？
植物细胞内的液体环境主要是指____________
液泡中的细胞液
探究：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？
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
表达与交流
（设计方案、预期结果…）
（按预定方案进行实验）
（分析实验结果，得出结论……）
（总结，写实验报告并适当交流）
原生质层是一层半透膜吗？
原生质层相当于一层半透膜
植物细胞的吸水和失水
探究
设计方案：
将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察大小的变化；再浸润在清水中，观察其大小的变化
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，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会缩小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的液泡又会变大，细胞膨胀。
紫色的鳞片叶外表皮
洋 葱
光学显微镜
材料用具
①制片

5、显微观察：先低倍后高倍
6、滴0.3g/mL蔗糖溶液观察
7、滴清水再观察
②观察
方法步骤
实验结果：
变小
逐渐恢复原来大小
原生质层恢复原来位置
原生质层脱离细胞壁
基本不变
基本不变
原生质层相当于半透膜
实验结论
植物细胞质壁分离现象
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。
外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞失水
>
植物细胞质壁分离复原现象
外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞吸水
<
质壁分离复原：发生质壁分离的植物细胞因吸水膨胀，恢复到原来状态的现象。
2、质壁分离及复原现象
1.在质壁分离和复原的实验中，如果没有细胞壁，结果会有什么不同吗？
①外界溶液浓度高于细胞内的液体浓度。 （外因）
②原生质层比细胞壁的伸缩性大。（内因）
2.发生质壁分离的原因是什么？
如果没有细胞壁，细胞就会像红细胞一样会持续吸水
直到涨破细胞膜。
2、当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细

胞 水，细胞发生 现象；当细胞液的浓

度大于外界溶液（如清水）浓 度时，细胞 水，

细胞发生 现象。
1、植物细胞的 相当于一层半透膜，而细胞壁是 透性的。
原生质层
失
吸
质壁分离
质壁分离复原
小结3：
三、植物细胞的吸水与失水
全
水分子的流动方向是顺着相对含量的梯度跨膜运输的，其他物质的运输也一样吗？
？
物质跨膜运输的其他实例
1、水稻培养液中的Ca2+、Mg2+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？
实例一
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。
20 —25倍
人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力
250mg/L
血液中碘的浓度
I－
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？
人体甲状腺滤泡上皮细胞
实例二
结论
细胞对于物质的输出和输入有选择性。
实例三
结论
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，这取决 于细胞生命活动的需要；
细胞对物质的吸收是有选择的。
结论：
细胞膜不仅是半透膜
还是选择透过性膜
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。与细胞生命活动密切相关，是活细胞的一个重要特征。
〖能力训练3〗下图是处于不同生理状态的同一个洋葱鳞茎的三个洋葱鳞片叶表皮细胞，实验药品有清水、30%蔗糖溶液，分析回答：

（1）图中A细胞处于质壁分离状态，① 处充满了___________________
（2）图中②、③、④共同组成___________________。
（3）图中各细胞的细胞液浓度最高、颜色最深的是_______ _细胞图。
（4）如果将C细胞置于清水中，则该细胞最终将处于图中_______细胞的状态
（5）在做洋葱表皮细胞质壁分离的实验过程中，图中各细胞状态依次出现的顺序是 （用A、B、C 顺序表示）。
原生质层
A
B
BCA
蔗糖溶液
〖能力训练1〗右图是渗透装置示意图，请依图说明(方括号内写图序号，横线上注名称)：
（1）典型的渗透装置必须具备：①具有[ ]_________；
②在其两侧具有__________________。
（2）图中所示，最初溶液浓度[ ]>[ ]。
（3）假如[1]为清水，[2]为淀粉糊。[1]与[2]的液面相同。过一段时间后。[1] 的液面高度比[2]的________________________；
若分别向[1]与[2]中各滴3滴碘液，则[1]显__________ 色，
[2]显____________色。
3
半透膜
浓度差
2
1
低
碘液的颜色（棕黄色）
蓝
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( )
A
B
C
D
〖能力训练2〗将人的红细胞置于不同浓度的食盐溶液中，浸泡半小时之后的结果如图所示，依照红细胞外形的变化判断食盐溶液的浓度，下列正确的是


A．甲>乙>丙>丁 B．丁>甲>乙>丙
C．丙>丁>甲>乙 D．丙>乙>丁>甲
D
1.甜菜块根细胞的液泡中有花青素，使块根为红色。将块根切成小块放在蒸馏水中，水无明显变化。但用盐酸处理这些块根后则能使水变红。因为（ ）
A. 花青素不溶于水而溶于盐酸
B. 盐酸破坏了原生质层的选择透过性
C. 盐酸破坏了细胞膜的选择透过性
D. 细胞壁被解离
练习
B
2.(2004年深圳模拟题)在猪的膀胱中注入一半的30%的蔗糖溶液，扎紧入口，然后将其浸入到5%的蔗糖溶液中，每隔半小时称一次重量，图中能正确表示测定结果的是
B
3.在“观察植物细胞的质壁分离和质壁分离复原”实验中，之所以用已经成熟的洋葱表皮细胞做实验材料，是因为这样的细胞具有
A.伸缩性很小的细胞壁
B.功能完善的细胞膜
C.能够流动的细胞质
D.大而醒目的液泡
D
4.最能证明植物细胞发生渗透作用原理的实验是
A.将萎蔫的青菜放入清水中会变硬
B.将根尖细胞放入清水中会吸水
C.将土豆放入盐水中会变软
D.观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原的过程
D