内容正文:
第4章 细胞的物质输入与输出
1.物质跨膜运输的实例
(1)渗透作用
(2)细胞的吸水和失水
(3)关于植物细胞吸水与失水的实验
(4)物质跨膜运输的其他实例
2.生物膜的流动镶嵌模型
(1)生物膜结构的探索历程
(2)流动镶嵌模型的基本内容
3.物质跨膜运输的方式
(1)被动运输与主动运输
(2)影响运输方式的因素
(3)胞吞与胞吐
第一节 物质跨膜运输的实例
一、渗透作用
1.渗透作用
(1)概念:水分子(或其他溶剂分子)透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)现象:①蔗糖溶液浓度>清水浓度,液面上升
②液面上升到一定高度时后不再升高,
水分子运动达到动态平衡。
2.必备条件
(1)具有半透膜;
(2)半透膜两侧的溶液之间具有浓度差。
3.概念辨析
(1)渗透作用与扩散作用
渗透作用
扩散作用
区别
概念
水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散
物质从相对含量多的地方到相对含量少的地方的自由运动
物质
水等溶剂分子
溶剂、溶质分子及气体分子
是否穿膜
需穿过半透膜
与半透膜无关
方向
低浓度溶液→高浓度溶液
分子密度高→分子密度低
联系
渗透作用是扩散作用的一种特殊方式
(2)半透膜与选择透过性膜
半透膜
选择透过性膜
概念
允许一部分物质通过,不允许另一部分物质通过的多孔性膜
根据生命活动的需要,决定物质分子是否通过的生物膜
特点
① 允许小分子物质通过
② 不具生物活性
① 具选择透过性
② 具生物活性
透过原理
半透膜上孔径大小控制物质出入
生物膜上运载不同物质的载体
二、细胞的吸水和失水
1.动物细胞的吸水和失水
(1)原理
①动物细胞的细胞膜相当于半透膜
②浓度差:细胞质与外界溶液(人:细胞内液与细胞外液)
(2)现象
① 外界溶液浓度>细胞质浓度 细胞失水皱缩
② 外界溶液浓度<细胞质浓度 细胞吸水膨胀
③ 外界溶液浓度 = 细胞质浓度 水分进出动态平衡
注:细胞内外浓度差即物质的量浓度差
2.植物细胞的吸水和失水
(1)成熟的植物细胞就是一个渗透系统。
①原生质层相当于半透膜
②细胞液浓度<外界溶液浓度 细胞失水,质壁分离;
细胞液浓度>外界溶液浓度 细胞吸水,细胞膨胀;
细胞液浓度=外界溶液浓度 细胞失水吸水平衡。
三、关于植物细胞吸水与失水的实验
1.原理
(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
(2)细胞液具有一定的浓度,能渗透吸水和失水。
(3)原生质层比细胞壁的伸缩性大得多。
2.质壁分离与复原实验流程
(1)实验器材:紫色的洋葱鳞片叶、刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、显微镜、吸水纸、质量浓度0.3g/mL的蔗糖溶液、清水。
(2)实验步骤:
①在洋葱的外表皮上在取标本,平展地放在载玻片中央的清水滴中,并盖上盖玻片。
②用低倍显微镜紫色的中央液泡的大小。
③在盖玻片一侧滴入0.3g/mL蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸引,并重复几次。
④低倍显微镜观察,看细胞的中央液泡是否逐渐变小,原生质层在什么位置,细胞大小是否变化。
⑤在盖玻片的一侧滴入清水,另一侧用吸水纸吸引,并重复几次。
⑥低倍显微镜观察,看中央液泡是否逐渐变大,原生质层的位置有没有发生变化,细胞的大小有没有变化。
(3)实验注意事项:
①洋葱外表皮要尽量的薄一点。
②在制作装片时,尽量减少气泡。
③一定是洋葱的外表皮。
④盖玻片不要丢入水池。
(4)实验现象:在蔗糖溶液处理过洋葱内表皮之后会发生质壁分离,原生质体与细胞壁分离;用清水处理后会在显微镜下观察到原生质体逐渐吸水,恢复之前状态。
植物细胞刚开始发生质壁分离 已明显发生质壁分离
(5)实验结论
①当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,水分会由细胞液中渗出到外界溶液中,通过渗透作用失水;
②由于细胞壁和原生质层的伸缩性不同,细胞壁伸缩性较小,而原生质层性较大,从而使二者分开;
③当外界溶液浓度低于细胞液浓度时,则细胞通过渗透作用吸水,分离后的质和细胞壁又复原。
3.实验的拓展应用
(1)判断成熟植物细胞是否为活细胞:待成熟植物细胞+一定浓度的蔗糖溶液
镜检结果:①发生质壁分离,则为活细胞;
②不发生质壁分离,则为死细胞。
(2)测定细胞液浓度范围:待测成熟植物细胞+一系列浓度梯度的蔗糖溶液
镜检:细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间。
(3)比较不同成熟植物