-第4章 第1节物质跨膜运输的实例 课件 高一上学期生物人教版必修1

第1节物质跨膜运输的实例

细胞的吸水和失水1.方式:渗透作用。(1)概念:指水分子(或其他溶剂分子)通过①半透膜

进行扩散。(2)渗透作用产生的条件:一是具有半透膜,二是半透膜两侧的溶液具有②

浓度差

。2.动物细胞的吸水和失水(1)原理

(2)现象a.外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀。b.外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞失水皱缩。c.外界溶液浓度=细胞质浓度⇒④水分进出平衡

。3.植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)(1)条件:成熟植物细胞具有中央大液泡。(2)原理

(3)实验步骤

a.当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞就通过渗透作用失水,植物细胞就发

生质壁分离现象,该现象是指

原生质层与细胞壁分离

。b.将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中,此时细胞液的浓度大于外界清水,植

物细胞吸水,发生质壁分离复原现象。(4)现象与结论1.植物对无机盐离子的吸收科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2+、Mg2+和Si

的培养液中培养,结果及分析如下:

物质跨膜运输的其他实例a.不同植物对

同种

无机盐离子的吸收有差异。b.同种植物对

不同

无机盐离子的吸收也有差异。(2)实验结论:植物细胞对无机盐离子的吸收具有选择性。2.人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆浓度梯度进行的。3.不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。4.细胞膜和其他生物膜都是

选择透过性膜

。

(1)实验结果

判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。1.渗透作用平衡时半透膜两侧溶液浓度相等,水分子不再进出。

(

✕

)渗透作用平衡时,水分子进出半透膜的速率相等。2.动物细胞和植物细胞放在蒸馏水中会吸水涨破。

(

✕

)植物细胞有细胞壁,细胞壁对细胞起支持和保护作用,植物细胞在蒸馏水中不会吸水涨破;动物细胞在蒸馏水中会吸水涨破。3.植物细胞都可以发生质壁分离和复原的现象。(

✕

)成熟的植物细胞才有中央大液泡,才可以发生质壁分离和复原现象。4.用适宜浓度的蔗糖溶液和用一定浓度的KNO3溶液分别处理成熟植物细胞,实

验现象相同。

(

✕

)用一定浓度的KNO3溶液处理成熟植物细胞,细胞发生质壁分离后会自动复原;用

适宜浓度的蔗糖溶液处理成熟植物细胞,细胞发生质壁分离后不会自动复原。5.原生质层由细胞壁、细胞膜、液泡膜及所有细胞质组成。

(

✕)原生质层由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成。6.质壁分离的过程中,细胞的失水速率逐渐加快。

(

✕)质壁分离的过程中,膜两侧溶液的浓度差越来越小,细胞的失水速率逐渐减慢。

渗透作用装置分析(1)若S1、S2表示两种不同浓度的同一物质的溶液①溶质不能通过半透膜的情况a.若S1溶液浓度大于S2溶液浓度,则单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→S2

的,外观上表现为S1溶液液面上升;若S1溶液浓度小于S2溶液浓度,则情况相反,外

观上表现为S1溶液液面下降。b.在达到渗透平衡后,若存在如图所示的液面差Δh,则S1溶液浓度仍大于S2溶液浓

度。因为液面高的一侧形成的压强,会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧渗透。②溶质能通过半透膜的情况若S1溶液浓度大于S2溶液浓度,则最初单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→

S2的,随着溶质的扩散,最终S1和S2溶液浓度相等,外观上表现为S1溶液液面先上升

后下降,最终S1和S2溶液液面持平;若S1溶液浓度小于S2溶液浓度,则情况相反。(2)若S1、S2表示两种不同物质的溶液溶液的渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力,所以单位体积溶液中溶质微粒的数目越多,其渗透压越大,即溶液的渗透压大小取决于溶液的物质的量浓度而

非质量浓度。如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖溶液的

质量浓度相等,但质量分数为10%的蔗糖溶液的渗透压小,故通过半透膜由蔗糖溶

液向葡萄糖溶液移动的水分子多于由葡萄糖溶液向蔗糖溶液移动的水分子。

在如图所示的装置中,A、B、C中均为一定浓度的蔗糖溶液,溶液之间均用半透

膜隔开,一段时间后达到渗透平衡形成一定的高度差,如图所示,h1>h2,在达到平衡

后,A、B、C中蔗糖溶液的浓度大小关系为

()A.A=B=CB.A>B>CC.A>C>BD.无法确定解析

在达到渗透平衡后,单位时间内水分子通过半透膜从A到B及从B到A扩散

的速率相等,由于影响水分子扩散速率的因素有两个,即溶液的浓度和水柱h1形成

的静水压,故A中溶液浓度大于B中溶液浓度。同理可知,C中溶液浓度大于B中溶

液浓度,但由于水柱h2形成的静水压比水柱h1形成的静水压小,推知A中溶液浓度大于C中溶液浓度。因此,它们之间的浓度大小关系为A>C>B。答案C类题通法判断半透膜两侧溶液浓度大小若渗透平衡后,半透膜两侧液面仍存在高度差,则半透膜两侧溶液就存在浓度差,

液面差越大,浓度差就越大,且液面高的一侧溶液浓度大。

判断成熟植物细胞的死活

测定细胞液浓度范围

质壁分离与复原实验的应用

比较不同的成熟植物细胞的细胞液浓度

鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)

防腐杀菌:在高浓度的溶液中,细菌等微生物会因失水过多而死亡,从而有效防止食品腐败变质。将甲、乙、丙三个未发生质壁分离的成熟植物细胞置于同一蔗糖溶液中,在显微

镜下持续观察它们的状态,直到细胞形态不再发生变化时,三个细胞的状态如表

所示:细胞种类细胞状态甲细胞刚发生质壁分离乙细胞没有发生质壁分离丙细胞质壁分离现象明显下列判断正确的是

()A.细胞形态不再发生变化是因为细胞已经死亡B.实验前甲、乙、丙三个细胞的细胞液浓度关系是乙>甲>丙C.实验后甲、乙、丙三个细胞的细胞液浓度关系是乙<甲<丙D.细胞形态不再发生变化时三个细胞的细胞液浓度相等解析

细胞形态不再发生变化并不代表细胞已经死亡,可能正处于水分子进出细

胞的动态平衡状态,A错误;细胞内外浓度差越大,质壁分离现象越明显,而实验所

用蔗糖溶液浓度相同,故实验前丙细胞的细胞液浓度最小,乙细胞的细胞液浓度

最大,B正确;达到动态平衡时,三个细胞的细胞液浓度与外界溶液浓度分别相等,

三个细胞的细胞液浓度不相等,质壁分离越明显的细胞失水越多,外界溶液浓度

越小,故实验后丙细胞的细胞液浓度最小,C、D错误。答案B归纳提升

细胞能否发生质壁分离和复原的判断方法(1)从细胞角度分析①死细胞、动物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

和复原现象。②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离和复原现象。(2)从溶液角度分析①在一定浓度的溶液(溶质不能透过膜)中只会发生质壁分离现象,不能发生质壁

分离后自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理,方可复原)。