《物质跨膜运输的实例》好

第4章细胞的物质输入和输出______细胞的吸水与失水第1节物质跨膜运输的实例渗透装置半透膜：半透膜是一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的多孔性薄膜一、渗透作用水分子（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，称为渗透作用渗透装置半透膜：半透膜是一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的多孔性薄膜一、渗透作用（玻璃纸）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，称为渗透作用分析实验现象1.漏斗管内液面为什么会升高？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、如果烧杯中的清水,换成同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量，液面也不会升高。1、渗透作用：

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、产生渗透作用的条件①具有半透膜（主要）半透膜两侧的溶液浓度不同（具有浓度差）3.渗透作用的原理低浓度溶液渗透高浓度溶液水（1）水含量高水含量低扩散（2）渗透的速度取决于半透膜两侧的溶液的浓度差（渗透压）对相近易混淆概念理解辨析1.扩散作用、自由扩散和渗透作用的关系

扩散作用：物质从高浓度区域向低浓度区域的运动。

渗透作用：是一种特殊方式的扩散，它是指水或其他溶剂分子通过半透膜（或选择透过性膜）进行的扩散。

自由扩散：物质通过生物膜（选择透过性膜）的扩散作用。联系：自由扩散和渗透作用都是扩散作用2.半透膜、选择透过性膜（1）区别①半透膜是无生物活性的物理性膜，即指小分子可以透过，而大分子不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。②选择透过性膜是具有生物活性的生物膜，载体的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。（2）共性都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。二、细胞的吸水与失水（一）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＝细胞质浓度外界溶液浓度<细胞质浓度

吸水外界溶液浓度>细胞质浓度

失水外界溶液浓度＝细胞质浓度水分子的进出处于动态平衡1、红细胞（动物细胞）吸水和失水的条件2、动物细胞相当于一个渗透系统细胞膜：选择透过性膜细胞质：胶体溶液外界溶液浓度细胞膜是选择透过性膜，相当于一层半透膜；细胞质和外界溶液的浓度不同。1、成熟的植物细胞细胞膜(选择透过性)细胞质液泡膜(选择透过性)原生质层细胞壁(全透性)浓度差：细胞液浓度与外界溶液浓度不同（二）植物细胞的吸水与失水成熟的植物细胞的原生质层相当于半透膜实验材料：紫色的洋葱鳞片的外表皮

紫色的洋葱表皮细胞中有紫色的大液泡，这有利于在实验中观察液泡的变化。0.3g/ml的蔗糖溶液质壁分离失水质壁分离复原清水吸水预期结果成熟的植物细胞吸水和失水的实验

------质壁分离和质壁分离复原实验1.将新鲜的苔藓植物叶片放入有少量红墨水、含量为30%的蔗糖溶液中，在显微镜下观察，你会看到细胞的状态如图所示，此时部位①②的颜色分别是

A.①无色②绿色B.①红色②绿色

C.①红色②无色D.①红色②红色实例点拨实验步骤1.制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片

2.用低倍镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中的液泡的大小,以及原生质层的位置.3.用小滴管在盖玻片的一侧滴一滴质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引,这样重复几次.4.在低倍镜下观察，可见液泡慢慢缩小,原生质缓慢收缩，逐渐出现质壁分离的现象。5.在盖玻片的一侧滴加清水，用吸水纸在盖玻片的另一侧吸收，使清水置换蔗糖溶液。6.在显微镜下观察，可见质壁分离现象缓慢复原。正常状态下发生质壁分离质壁分离复原滴0.3g/ml的蔗糖溶液滴加清水实验现象：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逐渐恢复原来大小略有变小

现象试剂中央液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液清水（1）能发生质壁分离的细胞

———活的成熟的植物细胞①活细胞②植物细胞（有细胞壁）③有大液泡（成熟的植物细胞）：原生质的伸缩性大于细胞壁（2）质壁分离实验的意义①证明成熟的植物细胞是一渗透系统②判断植物细胞的死活③观察植物细胞的细胞膜④测定细胞液的浓度(当有50%的细胞发生质壁分离时，细胞液浓度等于外界溶液的浓度）

例题：将洋葱细胞放入大于细胞液浓度的KNO3溶液中，一段时间后用显微镜观察发现该细胞未发生质壁分离，其原因可能是该细胞(

)①是死细胞②大量吸水③是根尖分生区细胞④大量失水⑤质壁分离后又自动复原A．①②③

B．①③⑤

C．②③⑤

D．②④⑤B2、幼嫩的植物细胞细胞膜：选择透过性膜细胞膜是选择透过性膜，相当于一层半透膜；细胞质和外界溶液的浓度不同。是一渗透系统结论：幼嫩的植物细胞也是一渗透系统，可以通过渗透作用吸水和失水。不同的是，成熟的植物细胞有中央大液泡，可大量的吸水和失水，因此，成熟的植物细胞在高浓度溶液中可发生质壁分离。推论：任何活细胞都是一渗透系统，可以通过渗透作用吸水和失水（因为：细胞膜是选择透过性膜，相当于一层半透膜）1．把体积与质量浓度相同的葡萄糖（甲液）和蔗糖（乙液）用半透膜（允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过）如右下图隔开，开始和一段时间后液面情况是A．甲高于乙

B．先甲高于乙，后乙高于甲C．乙高于甲

D．先甲低于乙，后乙低于甲B2.将下列细胞置于0.3/ml的蔗糖溶液中，会失水的是（）。会发生质壁分离的是（）A.分生区细胞B.红细胞C.根毛细胞D.草履虫E.导管细胞ABCDC

3.将三个体积都为V0的成熟的植物细胞分别置于清水、0.3g/ml的蔗糖溶液、10%的KNO3溶液中，请画出其原生质体积随时间变化的曲线。时间0原生质体积V04.下图是E、F、G为3个用半透膜制成的小袋，内盛有溶液甲或乙，上端分别接上口径相同的小玻璃管。E和F体积相同，G体积较大，三者置于盛有溶液丙的大容器内。原初3个水玻管内的液面高度相同。已知三种溶液浓度高低顺序为溶液丙＞溶液乙＞溶液甲。请回答AB（1）1小时后，管e和管f的液面升降变化是（）A.管e下降，管f下降B.管e下降，管f上升C.管e上升，管f上升D.管e上升，管f下降（2）下图中的曲线能显示管f（实）和g（虚线）内液面可能变化的是（）(2008江苏生物)5.某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。（1）设计出继续实验的简要步骤：①②向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热（或隔水加热）U型管至适宜温度，观察a、b两管内液面的变化吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入斐林试剂，（60～65℃）水浴加热，观察A、B试管内有无砖红色沉淀(2008江苏生物)5.某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。（2）预测实验现象并作出结论如果a、b两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果a、b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀、B试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜6.如图所示P1.P2为半透膜,P1.P2将怎么移?平衡时3的体积是多少?1232mol/L1mol/L1.5mol/LP1P2VVVP1右移,P2先左移后右移3的体积是V7.将新鲜的马铃薯切成5厘米的长条(粗细相同),再将长条置于浓度不同的溶液中，4小时后，测量每长条的长度，下图表示长度与甘露醇浓度的关系，下列说法正确的是（）1）在40g/l浓度，4小时后，细胞仍处于膨胀状态。2）在100g/l浓度，4小时后，细胞处于质壁分离状态。浓度g/l4080100120长度/厘米51和28：如图是有关物质扩散的图解：（1）设计一个实验，证明图解是成立的。（要求：直接在上图的装置1和装置2的括号内，填上适当的溶液或试剂的代号，以表明你的设计）.

可供选择的溶液及试剂：①淀粉溶液；②葡萄糖溶液；③蒸馏水；④I2-KI溶液；⑤少量斐林试剂（斐林试剂能跨膜扩散，葡萄糖遇斐林试剂形成砖红色沉淀）。（2）根据你的设计方案，预测一定时间后两个透析袋内的颜色变化：

装置1：

；装置2：

。（3）若想明显观察到水分子扩散的结果，装置应如何改进？

①③④②③⑤袋内溶液变蓝袋内溶液变为砖红将有刻度的玻璃管插入透析袋内完1.如下图所示，在U型管中部c处装有半透膜，在a侧加入红色的细胞色素c（分子量为1.3万道尔顿的蛋白质）水溶液，b侧加入清水，并使a、b两侧液面高度一致，经过一段时间后，实验结果将是（）A.a、b两侧液面高度一致，b侧无色。B.a、b两侧液面高度一致，b侧红色。C.a液面低于b液面，b侧无色。D.a液面高于b液面，b侧无色。

D例题三、物质跨膜运输的其他实例1.番茄和水稻吸收无机盐离子的比较科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2+、Mg2+

和Si4+的培养液中培养，结果及分析如下：

（1）水稻吸收水的相对速度比吸收Ca2+、Mg2+

,

造成培养液中Ca2+、Mg2+浓度

；番茄吸收水的相对速度比吸收Si4+

，造成培养液中Si4+浓度

。大上升大上升（2）不同植物对

的吸收有差异,

同一种植物对

的吸收也有差异,

说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有

。

同一种无机盐离子不同种无机盐离子选择性（3）.吸水为

，吸收离子为

，且无机盐离子必须溶于水后才能被吸收，所以吸水和吸收无机盐离子是两个

的过程自由扩散主动运输相对独立3.已知洋葱表皮细胞的细胞液浓度介于0.5－0.6mol/L之间，请利用必要的器材准确测定细胞液的浓度。（提示：当50%的细胞发生质壁分离时，细胞液的浓度就等于外界溶液的浓度。实验步骤：

（2）微生物吸收无机盐离子的特点不同微生物对不同无机盐离子的吸收表现出较大的差异：（1）不同微生物对无机盐离子的吸收有

。（2）不同微生物对各种无机盐离子的

不同。选择性需要量二、物质跨膜运输的其它实例4.细胞对物质的吸收有选择吗?如果有，这种选择性有普遍性吗？1.水稻培养液里的Ca2＋和Mg2＋浓度为什么会增高？水稻培养液被水稻吸收的成分中水分所占比例,高于原水稻培养液里的水分所占比例。2.不同作物对无机盐的吸收有差异吗？不同作物对无机盐的吸收是有差异的。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？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。这种选择性具有普遍性。1、以下可以发生渗透作用的是____.A.煮熟的马铃薯条放入水中B.把干种子放在清水中C.烈日下菠菜叶子下垂D.放在盐水中的萝卜变软D练习2、a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度>b细胞液浓度>c细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分在三者之间运输关系的是（）CacbacbacbacbABCD3、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”。其原因是（）A、根细胞从土壤中吸收的无机盐过多，细胞被无机盐毒害B、根细胞从土壤中吸收的水量不足，植物继续散失水分，植物体严重缺水C、水分留在根系，不能向上运输，茎叶缺水枯萎发黄D、根系被肥料分解释放的热能烫伤，难以吸水B4、利用高浓度食盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（）A、盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用B、盐水中的Na＋不利于细菌的生活C、盐水是中性