复习之1-4.1物质的跨膜运输实例

1、第四章第一节、物质的跨膜运输实例,考点一、细胞的吸水和失水,考点二、观察植物细胞的质壁分离与复原,考点三、物质跨膜运输的其他实例,1渗透系统的组成(如图),(1)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。,(2)半透膜两侧的溶液具有浓度差。,2、渗透作用发生条件：,（半透膜允许水分子可以通过，而蔗糖等大分子不能通过膜）,3、渗透作用的原理：,水分子通过半透膜的扩散作用。,水扩散的方向：,低浓度溶液 高浓度溶液,4、渗透作用的发生,(1)若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2S1的水分子数多于S1S2，外观上表现为S1液面上升； 若S1溶液浓度小于S2，

2、则情况相反，外观上表现为S1液面下降。,(2)在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差h，则S1溶液浓度仍大于S2。,5、渗透系统的应用 (1)比较不同溶液浓度大小,MN,MN,MN,（2）验证渗透作用发生的条件： 具有半透膜： 膜两侧具有浓度差：,（3）探究物质能否通过半透膜（以碘和淀粉为例）：,碘能通过半透膜，而淀粉不能,淀粉能通过半透膜，而碘不能,淀粉和碘都能通过半透膜,淀粉和碘都不能通过半透膜,【高考警示钟】,溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相同，但摩尔浓度是10%蔗糖溶液的小，故水由蔗糖向葡萄糖溶液移动。,两溶液间的水分子进行双向运动，我们

3、只是观测出由水分子双向运动的差所导致的液面改变。,达到渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到动态平衡，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,渗透作用模型中特别强调溶质分子不能通过半透膜.,如图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。最可能的实验现象是(),A漏斗中液面开始时先上升，加酶后又下降 B在玻璃槽中会测到蔗糖和蔗糖酶 C漏斗中液面开始时先下降，加酶后一直上升 D在玻璃槽中会测到葡萄糖、果糖和蔗糖酶,A,典例1,1、已知鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的20%蔗糖溶液、排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸

4、没在盛有10%蔗糖溶液中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是(),B,对位训练,2、如图所示，把体积与质量浓度相同的葡萄糖与蔗糖溶液用半透膜(允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过)隔开，开始时和一段时间后液面情况是（ ）,A甲高于乙B乙高于甲C甲先高于乙，乙后高于甲D乙先高于甲，甲后高于乙,C,（1）人成熟红细胞中发生渗透作用的条件： _相当于半透膜； _之间存在浓度差。,细胞膜,细胞质与外界溶液,二、动物细胞的吸水和失水,(1)当外界溶液的浓度细胞质的浓度： (3)当外界溶液的浓度=细胞质的浓度：,细胞吸水膨胀,细胞失水皱缩,水分子进出细胞处于动态平衡。,结论：细胞相当

5、于渗透装置,问题探讨：,1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？,一般不能,2、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？,不一定，浓度差很大时会涨破 浓度差不是很大时不会涨破,3、食物较咸时，口腔和唇粘膜有什么感觉？为什么？,干燥难受的感觉，外界浓度高， 口腔和唇粘膜细胞失水,细胞壁,细胞膜,液泡膜,细胞质,（全透性，伸缩性小）,细胞液,（具有一定的浓度）,?,(1)植物细胞的结构特点,三、成熟的植物细胞的吸水和失水,选择有紫色大液泡的洋葱鳞片叶外表皮细胞。 若选择洋葱鳞片叶内表皮（无紫色大液泡）进行实验，采用的外界溶液是一定浓度的大分子有颜色溶液，如胭脂红（水溶性大分子食用

6、色素，呈红色）。 不能选择动物细胞，它无细胞壁，不能发生质壁分离现象。,（1）选择实验材料：,考点二、观察植物细胞的质壁分离与复原,紫色洋葱鳞片细胞,选择有大液泡且最好液泡带有颜色的细胞做实验。,蔗糖溶液（0.3 g/mL）：能使洋葱鳞茎细胞发生质壁分离，对细胞的伤害也较小。 清水：可使质壁分离复原,实验材料在实验过程中必须保持一定的生理活性，高浓度溶液的浓度不能过高。,使用浓度过高的蔗糖溶液（0.5 g/mL），质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡。浓度过低不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢 使用质量浓度为1 molL-1的醋酸溶液，则不发生质壁分离及复原现象。

7、因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。(盐酸、酒精）,（2）实验试剂使用：,实验探究,原生质层紧贴细胞壁,（引流法）,低,观察指标：液泡大小、颜色及原生质层位置的变化,变小,逐渐恢复到原来的位置,逐渐恢复到原来的位置,脱离细胞壁,基本 不变,基本 不变,现象：_与_分离； 外因：_浓度_浓度，导致细胞_； 内因：_。,细胞壁,原生质层,外界溶液,细胞液,失水,细胞壁的伸缩性小于原生质层,5、植物细胞质壁分离的现象与原因：,液泡：,大 小,细胞液颜色：,浅 深,当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离； 当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。,植物细胞

8、原生质层相当于一层半透膜,成熟的植物细胞靠渗透作用吸水。 细胞液与细胞外界溶液发生了渗透作用。,6实验结论,1.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？,2.如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶液，实验结果会有什么不同？,不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水,高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡，不可能发生质壁分离复原,问题讨论:,3.为什么植物细胞失水时,原生质层与细胞壁不是一起变化,而是发生质壁分离?,原生质层比细胞壁的伸缩性大,4、动植物细胞在吸水与失水方面的差异,动物细胞没有细胞壁，因此不会有质壁分离现象。植物细胞由于有细胞壁的限制和保护不会因持续吸水而涨破。,实验原则：

9、实验的对照原则自身对照,对照组：实验处理前对象的状态、现象； 实验组：实验处理后对象的状态、现象。,本 实验有两次对照:,如果使用质量浓度为KNO3溶液，原生质层具有选择透过性，K+和NO3-可被细胞吸收，使细胞液浓度增大，水分子进入细胞，所以细胞先发生质壁分离后又自动复原。 （尿素、甘油、乙二醇等现象同上）,注意事项：,注意：亲水性：蛋白质淀粉纤维素,细胞液浓度外界溶液浓度-细胞吸水； 细胞液浓度外界溶液浓度-细胞失水。,总结：植物细胞吸水方式,未形成液泡的细胞：,靠吸胀作用吸水,吸胀作用：,未形成液泡的细胞（干燥的种子和根尖分生区的细胞）主要靠细胞内的蛋白质、淀粉和纤维素等亲水性物质吸收水

10、分，,液泡形成以后的细胞：,细胞主要靠渗透作用吸水,(1)对农作物的合理灌溉，既满足了作物对水分的需要，同时也降低了土壤溶液的浓度，有利于水分的吸收。,感悟拓展：,细胞吸水和失水原理在生产生活中的应用,(2)盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成“烧苗”现象，都是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过了根细胞液浓度，导致根细胞不易吸水甚至失水造成的。 (3)糖渍、盐渍食品不易变质的原因是在食品外面和内部形成很高浓度的溶液，使微生物不能在其中生存和繁殖，所以能较长时间的保存。,(4)医用的生理盐水浓度为0.9%，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，可以使人体细胞保持正常的形态和功能。,典例3 利用紫色

11、的洋葱外表皮细胞和不同浓度的蔗糖溶液，可以探究细胞质壁分离复原。下列有关该实验的叙述正确的是() A该实验只是观察了质壁分离和复原现象，没有设计对照实验,B在逐渐发生质壁分离的过程中，细胞的吸水能力逐渐增强 C将装片在酒精灯上加热后，再观察质壁分离现象 D不同浓度蔗糖溶液下发生质壁分离的细胞，滴加清水后都能复原,1、下列能发生质壁分离现象的细胞是() A胚乳细胞 B人的口腔上皮细胞 C分生区细胞 D根成熟区细胞 答案D,(1)观察植物细胞的质壁分离和复原。 (2)用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。 (3)探究酵母菌的呼吸方式。 (4)探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用。,质壁分离和复原实验及

12、拓展应用,1在实验中始终保持细胞活性的有,2植物细胞质壁分离与复原实验的拓展,实验单一变量：待测细胞的生活状态。,(2)测定细胞液浓度范围,实验单一变量：不同浓度的分离剂。,例： 为探究植物A能不能移植到甲地生长，某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物A细胞液的浓度，实验结果如表。为保证植物A移植后能正常生存，则甲地土壤溶液的浓度应( ),A.0.15 mol/L B.0.2 mol/L C.0.2 mol/L D.0.3 moL/L,【解析】选A。当植物细胞液浓度小于周围土壤溶液浓度时，细胞会失水发生质壁分离，植物不能正常生存。由表中信息可知，该植物细胞液的浓度介于0.15 mol/L和0

13、.2 mol/L之间。因此，为保证植物移植后能正常生存，甲地土壤溶液的浓度应 0.2 mol/L，决不能等于0.2 mol/L，因此只有A项是正确的。,A,(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度,实验单一变量：不同植物细胞。,(4)比较未知浓度溶液的浓度大小,例：浸泡在一定浓度KNO3溶液中的洋葱表皮细胞，发生质壁分离后又出现质壁分离复原，与此过程直接相关的细胞器有( ) A.液泡 B.线粒体、液泡 C.线粒体 D.线粒体、高尔基体 【解析】选B。质壁分离与水分的流失有关，水分的流失与液泡有关。质壁分离的自动复原与细胞吸收K+和NO3-有关，细胞吸收K+是主动运输过程，需要消耗能量，故该过程与线粒

14、体有关。,AaBbCcDd,2、下图表示以洋葱表皮为材料，0.3gmL-1蔗糖溶液、0.5gmL-1蔗糖溶液、0.3gmL-1尿素溶液及清水进行相关实验(时间m表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间n表示都用清水处理洋葱表皮)，测得该细胞原生质体体积变化，图中代表尿素溶液处理结果的是,清水,尿素,0.3gmL-1蔗糖溶液,0.5gmL-1蔗糖溶液,物质跨膜运输的其他实例 实例一,1、水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？ 2、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？,水稻吸收水分及其Si4+较多，吸收Ca2+、Mg2+较少，结果导致水稻培养液离得Ca2+、Mg2+浓度增高。 不同植物细胞

15、对同一种无机盐离子、同一种植物细胞对不同无机盐离子的吸收均有差异，说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有选择性。,(2)水稻吸收水的相对速度比吸收Ca2、Mg2的大，造成培养液中Ca2、Mg2浓度上升； 番茄吸收水的相对速度比吸收Si4的大，造成培养液中Si4浓度上升。 植物细胞在同一时间吸收离子和吸水的量不同，即吸收离子和吸收水是两个相对独立的过程。,(1)不同植物细胞对同一无机盐离子、同一植物细胞对不同无机离子的吸收均有差异，说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有选择性。 （番茄吸收Ca2、Mg2多，吸收Si4少；水稻吸收Si4多，而吸收Ca2、Mg2少，从营养学角度讲番茄的补钙效果比水稻好。

16、）,结论：,（与膜上含有的离子载体的种类和数量有关）,结论： 物质（如碘）的跨膜运输可以是逆浓度（物质浓度或含量）梯度。,实例二：,20 25倍,人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力,250mg/L,血液中碘的浓度,I,水分子的运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也是这样的吗？由此你能得出什么结论？,实例三：,结论： 不同微生物对不同矿质元素的吸收表现出较大差异性：,(1)不同微生物的细胞膜结构有一定的差异。 (2)不同微生物对矿物质的吸收有选择性。 (3)不同微生物对各种矿物质的需要量不同。,1.不同物质的跨膜运输特点 （1）水分子：_（高低）； （2）离子和小分子：依据细胞生

17、命活动需要进行_。 2.水稻和番茄吸收不同离子的特点 （1）同种生物细胞对不同物质的吸收具有_，与其含有离子载体的_有关； （2）不同种生物细胞对同种物质吸收具有_。,顺相对含量梯度,选择吸收,选择性,种类和数量,差异性,总结：,4实例分析结论 (1)细胞膜和其他生物膜一样都是选择透过性膜。 它具有的特点是： 水分子可以自由通过。 一些离子和小分子（需要的）也可以通过。 其他的离子、小分子和大分子则不能通过。,(2)物质通过生物膜的跨膜运输，有的是顺相对含量梯度的，有的是逆相对含量梯度的。 (3)细胞对于物质输入和输出及选择性是通过细胞膜实现的。,细胞膜不仅是半透膜，还是选择透过性膜,根对水的

18、吸收和对矿质离子的吸收是两个相对独立的过程根对矿质离子的吸收不是等比例进行的根细胞吸收矿质离子的方式是主动运输根吸收矿质离子的过程不受温度的影响 A只有B只有 C只有 D都正确,典例2 将等量的、微量的NH、PO、K、Ca2共同置于100 mL蒸馏水中，再放入一些新鲜的水稻根尖，一段时间后，测定溶液中上述四种离子和水的含量变化(见下表)。实验结果可以说明(),A,1、水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色，可将其应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被染色，活细胞则不着色，但将PI注射到活细胞中，则细胞核会着色。利用PI鉴别细胞死活的基本原理是(),A死细胞与活细胞的核酸结构不同 B死细胞与活细胞的核酸含量不同 C活细胞能分解染色剂PI D活细胞的细胞膜阻止PI的进入 答案D,2.成熟的植物细胞具有中央大液泡，可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态（此时细胞有活性）。请回答下列问题：,（1）由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧浓度大小是a_b。由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在_，最终液面不再上