考点9 渗透作用的原理和运用

1、考点9物质跨膜运输的实例一、渗透作用与渗透系统1 .渗透作用：专指 （或其他溶剂分子）通过的，是自由扩散的一种。渗透系统S1溶液S2溶液半透膜（1）发生渗透系统的条件有，半透膜可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜，也 可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。半透膜两侧的溶液具有。浓度差的实质是单位体积溶液中溶质的差，即物质的量浓度之差，是摩尔浓度而不是质量浓度。如10%葡萄糖溶 液和10%蔗糖溶液的质量浓度相同，但10%蔗糖溶液的摩尔浓度小，故水由 溶液向 溶液移动。摩尔浓度大的渗透压就大。（2）渗透作用的发生（溶质分子不能通过半透膜）当S2浓度 S1浓度时，由 的水分子数多于由的水分子数，漏斗（S2

2、）液面上升。当S2浓度 S1浓度时，由 的水分子数多于由的水分子数，漏斗（S1）液面下降。注：（1）水分子的移动方向： 移动，但最终结果是单位体积内水分子数 （低浓度）的溶液 向单位体积内水分子数 （高浓度）的溶液。（2）上图中，在达到渗透平衡后，只有存在液面差A，S2溶液的浓度就仍 S1溶液的浓度。如植物细胞失水达到平衡状态时，细胞液浓度和外界溶液浓 ;植物细胞吸水达到平衡状态 时，细胞液浓度外界溶液浓度（因细胞壁的压力阻止吸水）（3）渗透与扩散的比较渗透扩散不同点概念水分子或其他溶剂分子通过半透膜，向 溶质浓度大的一侧运动物质从密度的空间向密度的空间运动条件（1）半透膜（2）半透膜两侧有浓

3、度差浓度差联系渗透是扩散的一种特殊形式二、渗透系统与成熟植物细胞渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成渗透系统图解1外界帮暗扁j!基本组成 或条件半透膜浓度差原生质层一一选择透过性膜浓度差一一细 胞液与外界溶液之间原理水分子（或其他溶剂分子）以扩散作用通过细胞液通过与外界溶液之间发生渗透水分子扩 散的方向低浓度溶液（水分子一 高浓度溶液）（水分子）注：（1）吸胀吸水和渗透吸水：是指细胞在形成中央液泡之前的主要吸水方式，原理是依靠细 胞内物质的亲水性。例如吸水萌发，根 细胞吸水。成熟的植物细胞（已形成中央大液泡）和动物细胞依靠吸水。（2）半透膜与选择透过性膜半透膜是指某些物质能够通过，而另一些物质不

4、能通过的多孔性薄膜。它往往是只能让小分子物 质通过，而大分子物质不能通过，选择性，其通透性只取决于物质分子直径与膜上空隙大 小的关系。常见的半透膜如玻璃纸、动物膀胱、鱼鳔、肠衣、鸡蛋的卵壳膜等。选择透过性膜是指水分子能自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子不能通过的生物膜。细胞膜、液泡膜和由它们构成的原生质层都具有透过性。这些膜具有选择透过性的根本原因在于这些膜上具有运载不同物质的。例.某同学拟选择一种半透性的膜材料，用于自制渗透计。他采用如图1所示的装置（示意图），对收集到的四种材 料甲、乙、丙和丁进行试验，得到了倒置漏斗中的液面 高度随时间变化的曲线

5、（如图2）。据图分析，该同学应 选择的膜材料是（）图1甲B.乙 C.丙 D.T三、动植物细胞吸水和失水的比较动物细胞植物细胞条件具有选择透过性，相当于半透膜细胞内溶液与细胞外溶液具有是全透性的相当于半透膜与外界溶液具有浓度差原理水分子运动方向浓度溶液一浓度溶液浓度溶液一浓度溶液现象皱缩、质壁分离复原注：（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，既不可看作没有水分子移动也不可 看作两侧溶液浓度相等。（2）原生质体（原生质）与原生质层的区别：一个动物细胞就是一小团原生质。植物细胞由原生质和 组成。原生质层在成熟的植物细胞内相当于。由、以及两层膜之间的 组成，不包括 和液泡内的 两

6、部分，且仅存在于成熟的植物细胞中。四、植物细胞质壁分离及质壁分离复原的观察与应用实验原理：一个处于外界溶液中的成熟植物细胞和外界溶液构成一个。因为成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞液具有一定的浓度，与外界溶液能够产生浓度差，所以成熟的植物细胞能与 外界溶液发生。材料的选择新鲜 是进行此项实验的较理想材料。它既容易被剥离而制成临时装片，又很容易在显微镜下观察。实践证明：质量浓度 的蔗糖溶液很容易使洋葱鳞片叶外表皮细胞发生，短时间内对细胞的伤害很小；而清水又可使质壁分离得到复原。实验步骤制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片I |有一个 的中央大液泡低倍显微镜下观察I -原生质层紧贴细胞壁0.3

7、g/ml 蔗p1糖溶液(重I一I+吸水纸吸引复几次) I 中央液泡逐渐 (紫色)(4)(5)I -原生质层与细胞壁逐渐吸水纸吸引,清水(重复几次)I r中央液泡逐渐低倍显微镜下观察(6)低倍显微镜下观察-原生质层逐渐贴近细胞壁细胞是否发生质壁分离及复原的判断从细胞角度分析具有 的成熟植物才可发生质变分离现象。死细胞、及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离现象。从溶液角度分析在一定浓度(溶质不能穿膜)的溶液中发生质壁分离现象。在一定浓度(溶质能穿膜)的溶液中先发生后可 ,如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等。在高浓度溶液中质壁分离现象明显，彳复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水而死

8、亡。盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做质壁分离实验的溶液。植物细胞壁分离及质壁分离复原的应用(1)判断成熟植物细胞是否是活细胞待测成熟植物细胞+定浓度蔗糖溶液镜检*发生质壁分离一是细胞不发生质壁分离一是细胞(2)测定细胞液浓度范围:待测成熟植物细胞+Z镜检 一系列梯度蔗糖溶液比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度:细胞液浓度介于发生质壁分离和 发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间不同成熟植物细胞同一浓度蔗糖溶液镜检发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓 度越，反之细胞液浓度越。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只发生质壁分离一.1质壁分离后自动复原.溶液溶液(5)

9、证明细胞壁的伸缩性原生质层的伸缩性（6）验证原生质层具有 性（如细胞在蔗糖溶液中，蔗糖不能进入细胞）注：（1）质壁分离过程中，外界溶液浓度 细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越 ；质壁分离复原过程中，外界溶液浓 细胞液浓度（2） 质壁分离后，在原生质层和细胞壁之间，充斥的液体为溶液（如蔗糖溶液）（3） 将发生质壁分离的植物细胞置于低浓度的溶液或蒸馏水中植物细胞会发 ，但如果 所用溶液为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，发生质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质 而使细胞液浓 ，植物细胞会引起质壁分离后的。（4） 在植物细胞质壁分离实验中无需设置对照实验，同一个细胞质壁分离前后

10、形 对照。例.某同学在做植物细胞质壁分离实验时，洋葱表皮细胞是活细胞细胞液的溶质透出细胞蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度细胞壁收缩导致中央液泡失水图1是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意细胞内昌，肉了通道图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨质膜的亲水性通道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过。图2表示磷脂在细胞膜内外两侧分布的百分比。请据图分析下列叙述不正确的是细胞外载体蛋白/山 |WW六打而丁乙.患揪50图1所示生物膜最可能是细胞膜，因为有糖蛋白丁箕第物质通过离子通道不需要消耗ATP侧10由图1和图2可知，膜脂和膜蛋白在细胞膜上的分布是 膜 舞内30不对称的侧编若丁是受体，则丁的化学成分为蛋白质鞘磷脂-/即磷月日 i磷脂酰乙醇胺/ 劈脂酰丝氨酸口-图1图1例3.下图为渗透作用实验，开始如图（一），A代表清水，B、C代表蔗糖溶液，过一段时间后结果如图（二），漏斗管内液面不再发