《（安徽天津专用）高中生物 1.4.1物质跨膜运输的实例复习方略配套课件 新人教》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（安徽天津专用）高中生物 1.4.1物质跨膜运输的实例复习方略配套课件 新人教（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1节 物质跨膜运输的实例,一、细胞的吸水和失水,1.渗透作用原理 (1)发生渗透作用的条件 _； _。 (2)渗透作用的实质：单位时间由清水进入蔗糖溶液中的水分子 _蔗糖溶液进入清水中的水分子，导致蔗糖溶液液面_。,具有半透膜,膜两侧溶液具有浓度差,多于,上升,2.动物细胞的吸水和失水 (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。 (2)引起细胞失水与吸水的条件：外界溶液与细胞质之间存在浓度差。,细胞膜,细胞质与外界溶液,3.植物细胞的吸水和失水,细胞壁,原生质层,细胞膜,液泡膜,细胞质,大液泡,大于,失水,小于,吸水,等于,不吸水,也不失水,(2)植物细胞
2、质壁分离的现象与原因 现象：_与_分离； 外因：_浓度_浓度，导致细胞_； 内因：_。 【点拨】植物根尖分生区细胞，刚分裂形成，无液泡，不能进行渗透作用，吸水方式为吸胀作用；与外界溶液接触时，不会出现质壁分离现象。,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,二、物质跨膜运输的其他实例,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
3、性,种类和数量,差异性,【思维判断】 1.渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差。( ) 【分析】发生渗透作用的两个条件是：半透膜；膜两侧具有浓度差。 2.植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。( ) 【分析】原生质层由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质组成。,3.动物细胞在任何情况下都不会发生质壁分离。( ) 【分析】动物细胞无细胞壁，任何情况下都不会发生质壁分离现象。 4.无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的。( ) 【分析】生命活动所必需的无机盐离子既可顺浓度梯度，也可逆浓度梯度进行跨膜运输。,渗透作用条件及原理分析,1.渗透作用模型和成熟植物细胞与外界溶液形成的渗透系统比较,原生
4、质层选择透过 性膜 浓度差细胞液与外 界溶液之间,半透膜、浓度差,低浓度溶液 高浓度溶液,细胞液通过原生质层与 外界溶液之间发生渗透 作用,水分子通过半透 膜的扩散作用,2.“U”型管中水分子移动方向的分析,(1)膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高，低的一侧渗透压低，水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。 (2)两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是高浓度一侧液面升高；若能，则先是高浓度一侧液面升高，随后另一侧液面升高，最后两侧液面持平。 (3)如果溶质分子不能透过半透膜，在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
5、 (4)图中溶质可以是同一种物质，也可以是不同物质。要特别强调的是溶液浓度是指物质的量浓度(摩尔浓度)而不是质量浓度。,3.渗透作用原理的应用分析 (1)验证渗透作用发生的条件：,(2)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)：,【高考警示钟】 1.渗透作用模型中特别强调溶质分子不能通过半透膜，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。 2.植物分生区细胞和干种子细胞因无大液泡，不能发生渗透作用，也不能发生质壁分离和复原现象。,【典例训练1】如图所示的渗透装置中， 开始时的液面高度为a，停止上升时的 高度为b，若每次停止上升后都
6、将玻璃 管中高出烧杯液面的部分吸出，则a、 b液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次 数之间的关系是( ),【解题指南】 1.考查实质：本题通过改变渗透装置中溶液浓度，考查渗透作用的原理，并借助曲线图正确表达。 2.题眼：“每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部分吸出”，由此推出长颈漏斗中蔗糖浓度不断变小。 【解析】选B。由于每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部分吸出，这样导致长颈漏斗中蔗糖浓度不断变小，对水分子的束缚力不断降低，使液面升高的高度差不断下降。,【互动探究】 (1)当液面上升且停止于b处时，水分子进出情况是如何的？ 提示：水分子进出达到动态平衡。 分析：当液面上升至b处时，升
7、高的液柱会产生一定压强，使水分子进入长颈漏斗中的速率降低，最终达到动态平衡。 (2)经过无数次如题中所列的操作后，液面升高的高度差接近0，此时半透膜两侧的浓度相等吗？ 提示：基本相等。 分析：当题中进行每一次操作时，蔗糖溶液浓度在不断下降(溶质在不断地被移走)。当液面升高的高度差接近0，水分子进出达到平衡，此时可以得出半透膜两侧的浓度相等。,【变式备选】如图1所示的甲、乙、丙三个渗透装置中，三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液，且漏斗内液面高度相同，漏斗口均封以半透膜，置于同一个水槽的清水中。三个渗透装置的半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积不同，如表所示。,图2中曲线1、2、3表示
8、漏斗液面高度随时间的变化情况。则曲线1、2、3与甲、乙、丙三个装置的对应关系是( ) A.1丙；2甲；3乙 B.1乙；2甲；3丙 C.1甲；2乙；3丙 D.1丙；2乙；3甲,【解析】选A。根据表格信息，乙的半透膜的面积比甲小，单位时间内渗透的水分子数相对少，漏斗液面高度升高的相对较慢，但最终到达的平衡点甲、乙应该相同，故图2中曲线3代表乙，曲线2代表甲。甲和丙比较，半透膜的面积相同，蔗糖溶液体积丙多于甲，漏斗液面高度丙应该比甲高，曲线1应代表丙。,植物细胞的吸水和失水,1.实验分析 (1)正确选择实验材料： 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
9、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(水溶性大分子食用色素，呈红色)。 一般不选择细菌细胞，它能发生质壁分离，但现象不明显。 不能选择动物细胞，它无细胞壁，不能发生质壁分离现象。,(2)实验试剂使用： 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。 使用质量浓度为1 molL-1的KNO3溶液，因为K+和NO3-可被细胞吸收，使细胞液浓度增大，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) 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。因为醋酸能杀死细胞，使原生质
10、层失去选择透过性。,2.实验的拓展应用 (1)判断成熟植物细胞的死活： 待测成熟植物细胞+一定浓度的蔗糖溶液 发生质壁分离现象活细胞 不发生质壁分离现象死细胞 (2)测定细胞液浓度范围： 待测细胞+一系列浓度梯度的蔗糖溶液 细胞液浓度范围介于使细胞未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围之间。,(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度： 不同植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液 刚发生质壁分离所需时间比较判断质壁分离速度(或细胞液浓度) (4)验证原生质层具有选择透过性(如细胞在蔗糖溶液中，蔗糖不能进入细胞)。 (5)证明细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性。,【高考警示钟】 1.发生质壁分离时在
11、细胞壁和细胞膜之间充满的是外界溶液，原因是细胞壁具有全透性。 2.质壁分离与复原过程中水分移动是双向的，总结果是单向的。 3.本实验用显微镜观察了三次，第一次与第二次形成对照，第三次与第二次形成对照，该对照方法为自身对照。,【典例训练2】（2012安庆模拟）将从同一新鲜马铃薯块茎上取得的形状质量相同的薯条分为数量相等的四组，分别浸入四种不同浓度的蔗糖溶液中，1 h后，溶液的质量变化百分率如下表一。从四个不同的新鲜马铃薯块茎上，取得形状质量相同、数量相等的薯条组，分别浸入相同浓度的蔗糖溶液中，1 h后，薯条的质量变化百分率如下表二。则表一所列的四种不同浓度的蔗糖溶液中开始时浓度最低的，以及表二所
12、列的四组不同薯条中细胞液开始时浓度最低的分别是（ ）,A、 B、 C、 D、,【解题指南】 1.知识储备： （1）渗透作用的原理； （2）质壁分离的原理； （3）图表数据的分析与判断能力。 2.解题关键：解答本题首先看清表一是表示“溶液的质量变化”，表二是表示“薯条的质量变化”；明确“正值”都表示质量增加，“负值”都表示质量减少，“0”表示质量前后没有变化。,【解析】选D。表一中数据的含义，正值为溶液量增加、薯条失水；负值为溶液量减少、薯条吸水，故的溶液浓度最低。表二中数据的含义，正值为薯条吸水，质量增加；负值为薯条失水，质量减少，故的细胞液浓度最低。,【互动探究】 （1）实验中所用蔗糖溶液的
13、浓度是否可配制成任意浓度？ 提示：不可以。 分析：实验用蔗糖溶液浓度要有一定的范围，浓度太高，会将细胞杀死，从而使细胞膜失去选择透过性，影响实验结果；浓度过低，则薯条只吸水不失水，而影响实验效果。 （2）能否将实验中的蔗糖溶液换为KNO3溶液？ 提示：不能。 分析：K+和NO3-是植物细胞所需的离子，即使外界溶液浓度很低，这两种离子最终也会通过主动运输方式被大量吸收进入细胞，也会影响实验结果。,【变式备选】某同学在实验室中做“植物细胞的吸水和失水”实验时，在实验室老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表：,对上表的推断或解释不正确的是( ) A.x为质壁分离，因为细胞壁伸缩性
14、弱于原生质层 B.z为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅 C.y为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡 D.组无变化是因为细胞吸水量等于失水量,【解析】选D。洋葱表皮细胞在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中会发生质壁分离，而在质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液中会因质壁分离失水过多而死亡。在物质的量浓度为1 mol/L的KNO3溶液中，由于K+和NO3-能穿膜，故洋葱表皮细胞先质壁分离后自动复原，由于K+和NO3-进入细胞内，细胞液浓度增大，因此滴加清水后，细胞体积稍增大，而物质的量浓度为1 mol/L的醋酸溶液会杀死细胞，故在醋酸溶液中细胞无变化。,表格设计及读图、析图技巧 外界溶液浓度与
15、质壁分离的关系 【案例】某小组确定研究课题：探究植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系。该小组选用水生植物黑藻作为实验材料，并作实验假设：如果将其叶片分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，其细胞失水量随着外界溶液浓度增加而增加。该小组学生设计实验步骤如下：配制10%、20%、30%蔗糖溶液，分别盛于培养皿中。从黑藻茎上取下叶片，用吸水纸吸干叶片上的水分，并制成装片，显微镜下观察，选取5个细胞测量其A、B（如图A为细胞的长度，B为原生质体长度）。在此基础上，请你参与设计、分析与讨论。,(1)请你设计一表格，用于记录数据，计算并记录B/A(%)值。 (2)该小组同学根据记录数据作曲线如图。请你就该结果作分 析并得出结论。 _； _。 结论：_。,(3)讨论：如果要说明上述质壁分离现象是由于相应浓度的外界溶液引起的，而非细胞本身的原因，应如何设计实验？ 【命题人透析】 (1)分析实验材料确定表格设计项目： 根据题干提供的信息，探究“植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系”实验的自变量是不同蔗糖浓度，因变量是“由细胞的长度A和原生质体长度B计算得出的B/A(%)
