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
渗透现象演示实验
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实验现象
1、漏斗管内液面升高的原因是什么？
单位时间内， 进入漏斗管的水分子数 > 渗出漏斗管的水分子数
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？
漏斗管内的液面不会升高。因为纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通过。
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？
半透膜两侧溶液浓度相等，（单位时间内 进入漏斗管的水分子数量=渗出的水分子数量），因此液面不会上升。
一、渗透作用
1、概念：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，称为渗透作用。
2、发生条件：
①具有半透膜
②半透膜两侧的溶液具有浓度差
渗透系统
4、原理：
（水分子数量多 ）
5、注意：
（1）发生渗透平衡，只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态。既不可认为没有水分子移动，也不可认为两侧溶液浓度相等。
（2）溶液浓度指物质的量浓度，而非质量浓度。
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。
（水分子数量少 ）
制备细胞膜的实验原理：
二、动物细胞的吸水与失水
外界溶液浓度

细胞质浓度
外界溶液浓度

细胞质浓度
外界溶液浓度

细胞质浓度
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
水分进出细胞
处于动态平衡
<
>
=
1、细胞膜相当于半透膜。
2、细胞质与外界溶液存在浓度差：
注：细胞吸水或失水的多少取决于浓度差，浓度差越大，细胞吸水或失水越多。
与生活的联系：
吃比较咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？
答：觉得比较干，细胞失水
细胞膜
液泡膜
细胞质
细胞液
细胞壁
原生质层
成熟的植物细胞
二、植物细胞的吸水和失水
半透膜？
（全透性）
探究实验：植物细胞的吸水和失水
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
（原生质层相当于一层半透膜呢？）
（原生质层相当于一层半透膜）
（基本思路：将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小变化。）
（按预定实验方案方案进行实验）
（分析实验结果，得出结论：……）
（总结，写实验报告并适当交流）
预期结果：在蔗糖溶液中，细胞皱缩；在清水中，细胞膨胀）
1、植物细胞的吸水和失水
(1)原生质层相当于半透膜。
(2)细胞液与外界溶液存在浓度差。
①细胞液的浓度<外界溶液浓度，细胞 ;
②细胞液的浓度>外界溶液浓度，细胞 ;
失水
吸水
②细胞液的浓度=外界溶液浓度，细胞 。
吸水失水平衡
“烧苗”现象
质壁分离现象
质壁分离复原现象
2、植物细胞质壁分离与复原实验
（1）原理：
①原生质层比细胞壁伸缩性大。
②细胞失水，质壁分离；细胞吸水，质壁分离复原。
2、植物细胞质壁分离与复原实验
（1）原理：
①原生质层比细胞壁伸缩性大。
②细胞失水，质壁分离；细胞吸水，质壁分离复原。
（2）实验步骤及现象：
制作并观察洋葱鳞片叶外表皮临时装片
滴加蔗糖溶液，观察
滴加清水，观察
紫色大液泡，原生质层紧贴细胞壁
液泡逐渐变小，紫色加深，质壁分离
液泡逐渐变大，紫色变浅，质壁分离复原
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？
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、植物细胞质壁分离与复原实验
（3）注意事项：
①选材：选取成熟的、液泡带有颜色的植物组织，便于观察
②选用的蔗糖溶液浓度要适宜(0.3g/mL)。过低，不足以引起质壁分离；过高，则造成细胞失水过多而死亡。
③质壁分离时，在细胞壁和细胞膜之间充满的液体是 。
外界溶液
④在一定浓度、溶质可穿膜的溶液（如甘油、尿素、KNO3、葡萄糖等）中，可出现质壁分离及自动复原现象。
外界溶液浓度
细胞内溶液浓度
高
低
失水
外界溶液浓度
细胞内溶液浓度
低
高
吸水
水分子是顺相对含量梯度跨膜运输
动物、植物细胞的吸水与失水
小结：
四、物质跨膜运输的其他实例
（1）培养液中的钙、镁浓度为什么会增高？
　 培养过程中，水稻吸收水分及其他离子较多，
吸收钙、镁较少（需求量低）而导致其浓度升高。
（2）不同作物对无机盐的吸收有差异吗？
讨论：
（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？
　不一定。主要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。这种选择具有普遍性，是由生物膜的特性所决定的。
有
1、其他物质的跨膜运输并不顺相对含量梯度的，这取决于细胞生命活动的需要。
2、细胞对物质的输入和输出有选择性。
结论：
细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜
四、物质跨膜运输的其他实例
将洋葱表皮浸泡在7%的尿素溶液中，表皮细胞发生质壁分离，随后又自动发生质壁分离复原。出现这种现象的原因可能是（ ）
A.细胞液浓度下降 B.尿素分子进入细胞
C.细胞壁受到破坏 D.细胞膜受到破坏
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
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( )
a
c
b
A
B
C
D
3. 当把紫色的洋葱鳞片叶的表皮置于质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液中后，原生质层和细胞壁之间将（ ）
紧紧靠在一起 B.充满细胞液
C. 充满蔗糖溶液 D.充满清水

4.浓盐水有杀菌防腐的作用，其原因是（ ）

A.浓盐水中含有较多的氯离子，使细菌毒素失效
B.浓盐水中没有细菌所需要的酶，细菌不能产生毒素
C.浓盐水中含养料少，细菌迅速死亡
D.由于渗透作用，使细菌失水死亡
5. 以下哪种情况会发生渗透作用（ ）
①干种子萌发时的吸水
②萎蔫的青菜放进清水中变得硬挺
③根毛细胞吸水
④水由气孔进入外界环境
⑤插在花瓶中的花枝由瓶中吸水
⑥洋葱表皮细胞放在盐水中发生质壁分离
⑦兔的血液红细胞放在盐水中发生皱缩

① ② ③ ⑤ ⑦ B. ② ③ ⑤ ⑥ ⑦
C. ② ③ ④ ⑥ ⑦ D. ② ③ ⑥ ⑦
6. 某同学设计的渗透实验：用鸡蛋膜将漏斗口封住，再装上清水，把漏斗浸入盛有10％的NaCl溶液的烧杯中，使漏斗管内的液面与烧杯中的液面一样高，但他始终没有观察到渗透现象。他应该怎样改进的此装置才达到实验目的（ ）

A.把10％的NaCl溶液换成30％的NaCl溶液
B.把10％的NaCl溶液装在漏斗里，清水装在烧杯中
C.把鸡蛋膜换成其它半透膜
D.把10％的NaCl溶液换成30％的蔗糖溶液
半透膜与选择透过性膜
　　
半透膜： 一些物质（一般是小分子物质）能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。
选择透过性膜： 指水分子、细胞要选择吸收的离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的膜。
选择透过性膜相当于半透膜，反之则不然