物质的输入和输出.ppt

考 纲 下 载,1.通过模拟实验探究膜的透性 2.观察植物细胞的质壁分离和复原 3.物质出入细胞的方式 4.生物膜的结构,第四章 细胞的物质输入和输出,热 点 提 示,1.细胞膜选择透过性的实验验证与分析 2.细胞吸水和失水的原理应用及实验探究设计 3.物质跨膜运输方式的判断及实验探究 4.生物膜的结构特点和生理特性及相关实验验证,答案： 半透明 半透明 =,答案： 细胞膜 液泡膜 大液泡 质壁分离 质壁 分离复原,想一想：细胞吸水时，水分子跨膜运输的状态如何？ 答案：水分子在细胞膜上总是双向运动的。只不过在细胞吸水时， 由外向内扩散的水分子总数多于由内向外扩散的水分子总数。,答案： 不同 不同 相对独立 水分子 离子和小分子 离子、小分子和大分子,答案：相同点：某些物质可以通过，另一些物质不能通过。 不同点：选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜,议一议：半透膜与选择透过性膜有哪些异同点？,1对比分析,特别提醒：渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的大小。 两溶液间的水分子进行双向运动，我们只是观测出水分子双向运动的差所导致的液面改变。 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。,2. 两组相近概念比较 (1)半透膜、选择透过性膜 区别：半透膜是无生命的物理性薄膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不 能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。 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。,(2)原生质层、原生质体 原生质层是成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟植物细胞中。 原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，常用作植物细胞融合的材料。,3渗透系统的应用 (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),1下表资料显示四组马铃薯条分别浸入四种不同溶液1 h后质量转变百分 率，根据表中资料可得到的结论是( ) A溶液的浓度最小 B溶液的浓度小于溶液 C溶液的浓度最大 D溶液是蒸馏水,解析：根据表格中质量转变百分率可知，四组马铃薯条分别在四种液体中发生了吸水、失水、失水和吸水失水达到动态平衡四种情况，由此可推知外界四种溶液浓度大小为。 答案：A,1实例 有差异植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有选择性 2结构基础 细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同。,(2)外因主要是影响呼吸作用,3原因分析 (1)内因遗传因素,4实验验证,2(2009成都质检)用相同的完全培养液，在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。在二者的吸水率几乎相同的情况下，72小时后原培养液中部分离子浓度发生了如下表的变化(表中数据为72小时后溶液中部分离子浓度占实验开始时的百分比)。分析下表不能得出的结论是 ( ),A. 不同植物对离子的需要量是不同的 B与番茄相比，水稻对SiO需要量大，对Ca2需要量小 C不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的 D植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关 解析：植物因其根细胞膜上载体的种类和数量不同，而表现出对矿质离子吸收的选择性。这种吸收是主动运输，此表并不能体现出离子吸收速率与溶液中相应离子的浓度的关系。 答案：D,【例1】如果将质量分数为10%的蔗糖溶液和质量分数为10%的葡萄糖溶液分别置于“U”形管的左右两侧，中间用半透膜隔开(允许水分子和葡萄糖分子通过半透膜，不允许蔗糖通过)，使两者的液面相平，如下图所示。开始和一段时间后液面情况是( ),左侧高于右侧 右侧高于左侧 左右两侧一样 无法确定 A B C D 思路点拨：渗透压的高低与溶质颗粒的多少有关，与溶质分子的质量无关。在比较不同溶液的渗透压的大小时，不能用质量分数的大小来比较，而应用物质的量的浓度来比较。,自主解答：_ 答案：A,方法技巧：读图析图 (1)两侧溶液的物质的量浓度，大的一侧渗透压高，小的一侧渗透压低，水分子由低浓度一侧高浓度一侧。 (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，最后两侧液面相平。,(3)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。 (4) B图中若浸在烧杯低浓度溶液中的是透析袋，由于透析袋内的溶质分子不能透过，吸收一定水分后，膨胀到一定程度，受到透析袋的束缚力，水分子进出达到动态平衡。此时透析袋内外的溶液浓度是不相等的，透析袋内溶液浓度仍高于烧杯中的液体浓度。,3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,解析：葡萄糖分子比蔗糖分子小，因此单位体积的蔗糖溶液中水分子数多于单位体积的葡萄糖溶液中水分子数，因此，开始时由乙甲的水分子数多于甲乙的水分子数，甲液面升高。但随着葡萄糖分子通过半透膜由甲乙，乙的溶液浓度大于甲，乙液面又升高。 答案：C,【例2】将水稻和番茄分别培养在相同的培养液中一段时间，实验结束后测定培养液中各离子的浓度，下图表示实验结束后培养液中各种离子浓度占开始时的浓度的百分比。分析此图，回答问题： (1)图中的结果能说明的问题有植物对矿质离子的吸收具有 _；植物对水分和矿质元素的吸收_(填“是”或“不是”)同一过程。,(2)从图中可以看出培养液中有些离子的浓度比培养前还高，原因是_。 (3)上述实验及结果对农业生产有什么指导意义？_。 思路点拨：本题既考查了植物对无机盐离子的吸收具有选择性的表现、原因及应用，又考查了学生分析图像的能力，有助于培养学生科学的思维方法。从图中可见，同一种植物(如水稻)对不同离子的吸收量不同；同一离子(如Ca2)，不同的植物对其的吸收量也不同，说明了植物对离子的吸收具有选择性。,从实验结束后，培养液中各种养分浓度占开始时浓度的百分比不同(特别是有些大于100%，有些小于100%)，隐含了植物对不同离子和水分的吸收相对速率不同，体现了植物对无机盐离子和水分的吸收是相对独立的。 答案：(1)选择性 不是 (2)植物吸收水分的相对速率比吸收该离子的相对速率快，使培养液浓度升高 (3)合理施肥,(1)栽培农作物时，应如何做到合理施肥？ (2)有人说番茄的补钙效果比水稻的好，对吗？试从营养学角度分析原因。 【提示】 (1)不同的农作物对各种无机盐离子的吸收量、需求量不同，根据具体作物的具体特点适时、适量施肥。 (2)对。因为番茄中Ca2的含量要多于水稻中的。,实验：观察植物细胞的质壁分离与复原 一、植物细胞的吸水和失水的实验探究过程,二、质壁分离的原因分析 (1)原因 外因：外界溶液浓度细胞液浓度,(2)表现,特别提醒：(1)在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原现象的观察。 (2)不选动物细胞做实验材料是因为动物细胞无细胞壁，不会在失水时发生质壁分离现象。 (3)本实验所用的方法为引流法，采用了自身对照(前测和后测)。 (4)当以可吸收的物质做溶质时(如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等)，可出现质壁分离及自动复原现象。 (5)分离时，原生质层的外界面是细胞膜。,三、质壁分离实验的拓展应用及方法 1判断细胞的死活 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 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。 3比较不同植物细胞的细胞液浓度大小 不同植物细胞同一浓度的蔗糖溶液 刚刚发生质壁分离时所需时间的比较判断细胞液浓度大小(时间越短，细胞液浓度越小)。,4比较一系列溶液的浓度的大小 同一植物的相同成熟细胞未知浓度的溶液 记录刚刚发生质壁分离所需时间比较所用时间长短判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大) 5鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液) 相同成熟植物细胞不同种类溶液,【例】引起50%左右细胞发生初始质壁分离的浓度，我们称之为细胞液的等渗浓度。为了测定洋葱表皮细胞的细胞液的等渗浓度，有人把剪成小块的洋葱表皮细胞分别(等量)依次放入下面各组溶液中，并记录结果如下表： (1)该洋葱表皮细胞的细胞液的等渗浓度为_。 (2)如果再给你4组实验材料，请设计可以更精确地测定出细胞液的等渗浓度的方法_ _。,思路点拨：这类试题并不以实验能力为直接的考察目的，而是以实验作为问题情境，将实验的思想方法渗透于试题之中。根据题设条件可知洋葱表皮细胞的细胞