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1、第四章 细胞的物质输入和输出,必修1第四章 细胞的物质输入和输出,第1节 物质跨膜运输的实例,必修1第四章 细胞的物质输入和输出,一、动物细胞的吸水和失水 1外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞吸水膨胀。 2外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞失水皱缩。 3外界溶液浓度等于细胞质浓度时，水分进出细胞处于_。,小于,大于,动态平衡,二、植物细胞的吸水和失水 1结构 (1)细胞壁：全透性。 (2)原生质层：_、细胞质、_，具有选择透过性、相当于半透膜。 2条件：成熟植物细胞中央具有_。,细胞膜,液泡膜,大液泡,3验证 (1)当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过_作用失水，植物细胞就发生_现象。 (
2、2)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_外界清水，植物细胞就吸水，发生_现象。,渗透,质壁分离,高于,质壁分离复原,思考感悟 1只要是活细胞就一定会发生质壁分离吗？ 【提示】 不一定。只有成熟的植物细胞，才会发生。,三、物质跨膜运输的其他实例 1水稻吸收_多，吸收Ca2、Mg2较少，而番茄吸收_较多,吸收_较少。 2不同生物对不同_的吸收表现出很大的差异。 3人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显_血液。,Ca2、Mg2,矿物质,高于,思考感悟 2水稻细胞膜上运输SiO的载体数量与番茄细胞相比是多还是少呢？ 【提示】 多。,考点一 渗透系统 1渗透系统的组成(如图)及特点,(
3、1)半透膜，可以是生物性的选择透过性膜，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_；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面_。,上升,下降,(2)在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差_，则S1溶液浓度仍_S2。,h,大于,3渗透作用的应用 (1)比较不同溶液浓度大小,(2)验证渗透作用发生的条件 具有半透膜：,具有浓度差：,(3)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例),即时应用 1某同学为了观察渗透现象，设计了如下实验：用猪的
4、膀胱膜将一漏斗口封住，再在漏斗里装上清水，然后把漏斗浸入盛有10%的NaCl溶液的烧杯中，,并使漏斗管内的液面与烧杯中的液面一样高，但他始终没有观察到渗透现象。那么，他应该怎样改进实验才能达到实验目的 ( ),A把10%的NaCl溶液换成30%的NaCl溶液 B把10%的NaCl溶液改装在漏斗里,清水装在烧杯中 C把猪的膀胱膜换为其他半透膜 D把10%的NaCl溶液换成10%的蔗糖溶液,解析：选D。Na、Cl能通过膀胱膜(半透膜)，所以半透膜两侧最终不能形成浓度差，因而不能观察到渗透现象。将10%的NaCl溶液换成10%的蔗糖溶液后，由于蔗糖分子不能通过半透膜，且膀胱膜两侧存在浓度差，因而发生
5、渗透现象。,考点二 物质跨膜运输的选择性实例及其机制 1物质跨膜运输的选择性实例,2物质跨膜运输具选择性的机制 (1)直接原因：不同细胞的细胞膜上载体蛋白的种类与数量不同。 (2)根本原因：控制膜载体蛋白形成的基因(DNA分子)特异性所决定。,【名师点睛】 在植株培养过程中，若水分和其他物质吸收相对较多，而某些离子吸收量相对较少，则会导致培养液中该离子浓度高于初始浓度。,即时应用 2(2012厦门高三质量检查)将番茄和水稻分别培养在含Ca2、Mg2、Si4的培养液中。一段时间后，测定培养液中3种离子的浓度，结果如下图所示。该实验的结果不能说明 ( ),A不同植物对同种离子的吸收量是不同的 B同
6、一种植物对不同离子的吸收量是不同的,C与番茄相比，水稻对Si4需要量大,对Ca2需要量小 D植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度呈正相关,解析：选D。图中的关键信息是初始浓度，一定要看清楚，纵坐标的浓度是与初始浓度比较获得的，各种离子的吸收靠的都是主动运输，其吸收速率与溶液中离子的浓度不成正相关。,观察植物细胞的质壁分离及复原 1原理：成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。,2流程,3质壁分离的原因分析,4实验结论 成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。,案例分析(专项提能，小试牛刀) 植物叶片表皮上
7、分布有大量的气孔，气孔结构如图所示。当组成气孔的细胞(保卫细胞)吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞 失水收缩，气孔关闭。,请以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并作出解释。 (1)实验材料与主要用具： 菠菜、清水、浓盐水、盖玻片、载玻片、显微镜、吸水纸、滴管、镊子等。,(2)实验步骤： 取菠菜叶，用镊子撕取表皮。 在载玻片上滴一滴清水，将表皮放入清水中，盖上盖玻片，制成临时装片。 用低倍镜找到气孔，然后用高倍镜观察_状态。,在盖玻片一侧滴_，在另一侧用_吸引，重复几次。 继续观察_变化并记录观察结果。 (
8、3)预测实验结果并作出解释：,在_中气孔应开启，因为保卫细胞的_，保卫细胞通过_吸水而膨胀变形，气孔开启。 在浓盐水中，气孔_。因为保卫细胞的_，保卫细胞通过_失水而_，气孔关闭。,【答卷投影】,【失分分析】 1.对因变量把握不准确,将“气孔”错答时为“保卫细胞”。 2对“渗透作用”的概念理解不透彻,掌握不熟练。,【解析】 根据题意，该气孔结构示意图为显微镜下所见，所以本实验应用到显微镜，应根据要求制作临时装片后进行观察。保卫细胞与周围的溶液形成一个渗透系统，根据渗透作用的原理，当细胞液浓度大于细胞外溶液浓度时，保卫细胞吸水膨胀变形，,气孔开启。当细胞液浓度小于细胞外溶液浓度时，保卫细胞失水皱
9、缩，气孔关闭。所以，在清水中气孔应开启,在浓盐水中气孔应关闭。,【答案】 (2)气孔 浓盐水 吸水纸 气孔 (3)清水 细胞液浓度大于清水的浓度 渗透作用 关闭 细胞液浓度小于浓盐水的浓度 渗透作用 皱缩,从近几年高考涉及的试题来看，本节命题主要考查植物细胞质壁分离与复原。根据现象提出问题、分析原理、归纳概括，综合分析得出相应结论。,判断细胞是否发生质壁分离及复原 (1)从细胞角度分析 具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。 死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离现象。,(2)从溶液角度分析 在溶质可穿膜的溶液中细胞会发生先质壁分离后自动复原现象。 在溶质不能穿膜的溶液中
10、细胞只会发生质壁分离现象，不能自动复原。 在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象，但会因过度失水而死亡不再复原。,(2011天津理综)将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中,1分钟后进行显微观察，结果见右图。下列叙述错误 的是( ),A图中L是细胞壁，M是液泡，N是细胞质 B将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原 C实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异 D洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料,【标准解答】 经逐项分析如下：,变式训练 如图为某学生在做一定浓度的蔗糖溶液对细胞影响的实验中所观察到的细胞图，请判断下列叙述中正确的是 ( ),A图中1、2、6组
11、成了细胞的原生质层 B图中细胞处于质壁分离状态，此时6处的浓度一定大于7处的浓度 C图中1是细胞壁，6中充满了蔗糖溶液 D图中7是细胞液，在细胞发生质壁分离过程中，其颜色逐渐变浅,解析：选C。图中结构1为细胞壁，2为细胞膜，3为细胞核，4为液泡膜，5为细胞质，6为蔗糖溶液，7为细胞液。其中2、4和5组成原生质层；细胞在质壁分离的过程中细胞液颜色由浅变深；此时的细胞可能正在发生质壁分离。,(1)判断成熟植物细胞是否有生物活性,(2)测定细胞液浓度范围 方法：将待测的细胞置于一系列浓度梯度的蔗糖溶液中。 分析：对待测的成熟植物细胞进行镜检，则介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液之间的浓度就
12、是细胞液浓度。,举例：,a组与b组相比，由于b组中变量的梯度更小，故能更准确地测出待测细胞的细胞液浓度范围。 (3)比较不同植物细胞的细胞液浓度 方法：将不同的植物细胞置于同一浓度的蔗糖溶液中。,分析：发生质壁分离所需要的时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大。,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.0.15mol/L B0.2 mol/L C0.2 mol/L D0.3 mol/L,【解析】 本题考查质壁分离与复原实验在实践中的应用测定土壤溶液的浓度。当
13、植物细胞液浓度小于土壤溶液浓度时，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0.2 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0.15 mol/L。 【答案】 A,对相近易混淆概念理解辨析模糊 (1)扩散作用和渗透作用的关系 物质从高浓度区域向低浓度区域的运动称为扩散作用。,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。 (2)半透膜、选择透过性膜 区别,a半透膜可以是生物性的选择透过性膜，也可以是无生命的物理性膜，即指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多
14、孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。,b选择透过性膜是具有生命的生物膜,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。 共性 都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。,自我挑战 1.(2012福州联考)将同一植物细胞依次浸入清水、0.3 g/mL的蔗糖溶液和0.4 mol/L的KNO3溶液中，测得细胞的体积随时间的变化曲线如图所示，则曲线A、B、C分别代表细胞所处的溶液是( ),A清水、蔗糖溶液、KNO3 BKNO3、清水、蔗糖溶液 C清水、KNO3、蔗糖溶液 D蔗糖溶液、 KNO3、清水,【答案】C,2关于选择透过性膜与半透膜的关系,正确的说法是( ) 具有半透性必然具有选择透过性 具有选择透过性必然具有半透性 活的生物膜才具有选择透过性 只有活的生物膜才具有半透性,A B C D 【答案】 C,
