通过模拟实验探究膜的透性ppt课件.ppt

实验5通过模拟实验探究膜的透性（渗透作用原理及相关实验）必修一P60“问题探讨”,1,学习目的：1、理解渗透吸水的原理2、理解渗透吸水的原理，进一步理解细胞的吸水和失水3、理解渗透吸水的原理在质壁分离复原例子中的运用,2,1.实验原理一实验目的：1说明生物膜具有选择透过性2尝试模拟实验的方法二实验原理：1、某些半透膜（如动物的膀胱膜、肠衣等），可以让某些物质透过，而另一些物质不能透过。或者（玻璃纸）水分子可以透过，而蔗糖分子因为比较大，不能透过。可以用半透膜将不同浓度的溶液分隔开，然后通过观察溶液液面高低的变化，来观察半透膜的透过特性，进而类比分析得出生物膜的透性。（必修一P60“问题探讨”）2、利用人工膜来模拟生物膜，探究膜的透性；（必修一P70“问题探讨”）,实验解读,半透膜：一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。玻璃纸，肠系膜，蛋壳膜，鱼鳔等,3,2.实验步骤、结果分析：,1取一个长颈漏斗，在漏斗口外封上一层玻璃纸。2往漏斗中注入蔗糖溶液。3将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度一致。4静置一段时间后，观察烧杯中清水颜色的变化及长颈漏斗的液面变化，并将观察到的结果进行记录。,预期上述实验会出现什么现象？,（一）渗透系统（必修一P60“问题探讨”）,4,1漏斗管内的液面为什么会上升？,2如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？,3如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？,讨论：,单位时间内透过玻璃纸进入的水分子数多于渗出玻璃纸的水分子数量。,不会,因为纱布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由透过.,不会，浓度相等时，单位时间内透过玻璃纸进入的水分子数等于渗出玻璃纸的水分子数量,5,4、长颈漏斗中的液面平衡后，长颈漏斗中液体和烧杯中的液体有水分的得失吗？长颈漏斗中液体和烧杯中的液体浓度相等吗？,静水压：就是指液体所产生的压强计算公式：P=gh,6,条件,具有半透膜,半透膜两侧的溶液浓度具有浓度差,渗透作用:,水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液扩散的现象,问题：1、渗透作用与扩散怎么区别?,7,实验拓展,渗透与扩散渗透：是指水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜向溶质浓度大的一方做分子运动，使膜两边溶质浓度达到均衡的现象。例如，具有液泡的成熟植物细胞，当细胞液的浓度大于细胞外界溶液浓度时，细胞就通过渗透作用吸水；当细胞液的浓度小于细胞外界溶液浓度时，细胞就通过渗透作用失水。扩散：是指物质从相对含量大的空间向相对含量小的空间运动的现象。例如，水、氧气、二氧化碳、甘油等物质通过半透膜的扩散方式都属于自由扩散。渗透是扩散的一种特殊形式。渗透一定是扩散，但扩散不一定是渗透。渗透相对于扩散有两个要点：跨膜（扩散可以不跨膜），作用物质是溶剂分子（扩散是溶质、溶剂和气体分子）。水分子通过半透膜的方式既可说是自由扩散，又可说是渗透；但氧气、二氧化碳，甘油等物质通过膜只能说是自由扩散，而不能说是渗透。,8,渗透原理的运用动植物细胞的吸水和失水,9,细胞液,液泡膜,细胞质,细胞膜,细胞壁（全透性）,原生质层,清水,?,类比学习,细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层,植物细胞的吸水和失水,原生质层是否相当与半透膜？,10,植物吸收水分的方式主要有两种：吸胀作用和渗透作用.吸胀作用:主要是依赖于细胞内的亲水性物质,如蛋白质、淀粉、纤维素等,蛋白质的亲水能力最强,所以蛋白质含量高的细胞或组织,吸胀作用吸收水分的能力比淀粉含量高的要强,含脂肪较多的细胞或组织通过吸胀作用吸水的能力最弱.没有大的液泡的植物细胞主要以吸胀作用方式吸收水分.渗透作用:是具有液泡的成熟植物细胞的吸水方式,也是植物体吸水的主要方式.一个有液泡的成熟植物细胞是一个渗透系统.原生质层具有选择透过性是完成渗透吸水的关键.一个死的植物细胞,原生质层已失去了选择透过性,所以就不具备渗透吸水的能力,但还能通过吸胀作用吸水,典型的例子是死亡的干种子也能吸水.质壁分离和复原的实验是验证植物细胞通过渗透方式吸水的最佳实例.成熟的植物细胞发生质壁分离和质壁分离复原的内因主要是原生质层具有选择透过性和原生质层的伸缩性比细胞壁大；外因是原生质层内外溶液的浓度差.,11,实验拓展,半透膜与选择透过性膜半透膜：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，例如：玻璃纸（又称赛璐玢）、花生种皮、猪肠衣（浆膜层）、离体的膀胱膜、蚕豆种皮、青蛙皮等。它往往只能让小分子物质透过，而大分子物质则不能透过，透过的依据是分子或离子的大小。不具有选择性。选择透过性膜：是指水分子能自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的生物膜_。如细胞膜、液泡膜和原生质层。这些膜具有选择性的根本原因在于膜上具有运载不同物质的载体。不同的植物对同种离子的吸收量不同，同一植株对不同离子的吸收量也不同，都证明了细胞膜具有选择透过性。当细胞死亡后，膜的选择透过性消失，说明它具有生物活性，所以说选择透过性膜是功能完善的一类半透膜。相同点：都可以让水分子自由通过，都不允许大分子物质通过。不同点：只要分子比半透膜的孔径小，就能通过；而对选择透过性膜来说，即便是小分子，只要不是细胞所要选择吸收的，就不能通过,12,动物细胞的吸水和失水,13,渗透作用必须具备的条件,1具有,2半透膜两侧的溶液具有,半透膜,浓度差,(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一类薄膜的总称),14,用哺乳动物成熟红细胞制备细胞膜时，如何使细胞发生破裂？,15,动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜,把红细胞看作一个渗透装置,细胞质,细胞膜,清水,（半透膜）,（蔗糖溶液）,16,细胞吸水膨胀,细胞失水皱缩,细胞既不膨胀也不皱缩,清水（水分相对含量较高）,细胞内（水分相对含量较低）,细胞内（水分相对含量较高）,盐水（水分相对含量较低）,水分含量相当,水分进出细胞处于动态平衡,动物细胞的吸水和失水是水分子_相对含量的梯度跨膜运输的过程。,顺,17,动物细胞的吸水和失水,小结：,1、动物细胞膜相当于一层半透膜。,2、动物细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程。,18,正常细胞都是处在一个动态平衡的参透压环境中,细胞的吸水和失水与渗透压密切相关，所谓溶液渗透压,简单的说,是指溶液中溶质微粒对水的吸引力.溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目：溶质微粒越多,即溶液浓度越高,对水的吸引力越大,溶液渗透压越高；反过来,溶质微粒越少,溶液浓度越少,对水的吸引力越小。怎么判断浓度的改变？n=N/NA(N是数量,NA是阿伏加德罗常数)n是物质的量物质的量浓度：定义为溶液中溶质B的物质的量除以混合物的体积，简称浓度，用符号c(B)表示，即：摩尔简称摩，符号为mol,摩尔是表示物质的量的单位，每摩物质含有阿伏加德罗常数个微粒根据科学实验的精确测定，知道12g相对原子质量为12的碳中含有的碳原子数约6.021023通常说的1mol就是6.021023个微粒,19,易错警示,有关渗透作用的5个易错点(1)水分子的移动方向是双向移动，但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数多。(2)实验中观察指标为漏斗内液面变化，但不能用烧杯液面变化作描述指标，因现象不明显。(3)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压。(4)渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。(5)只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原。,联系课本：,在细胞的吸水和失水中，水分子是跨膜运输的，你能举些其他跨膜运输实例吗？非跨膜运输呢？,21,下图为二个渗透装置，溶液a、b为等浓度的同种溶液，液体c为清水。请回答：,若要探究溶液浓度对渗透作用的影响，则要调整图中的某一溶液浓度，调整后，a、b、c三种溶液浓度大小顺序最好为：_,abc(或bac),题组1,22,1.渗透作用(1)概念：指水分子(或其他溶剂分子)通过的扩散过程。(2)发生渗透作用的条件：一是具有，二是半透膜两侧的溶液具有。(3)常见渗透装置图分析,知识梳理,半透膜,半透膜,浓度差,若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2S1的水分子数于S1S2，外观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。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。因为液面高的一侧形成的压强，会溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。,多,阻止,1.下图所示的U形管中间被半透膜(体积小于或等于单糖的物质才能通过)隔开，两侧分别加入等量的0.1molL1的蔗糖溶液和麦芽糖溶液。一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的？若向U形管两侧加入等量某种微量物质，最终右侧液面上升，那么加入的这种微量物质最可能是什么(),题组3渗透作用的分析与判断,解题探究,A.右侧液面高度下降；葡萄糖B.两侧液面高度不变；蔗糖酶C.两侧液面高度不变；麦芽糖酶D.右侧液面高度下降；蒸馏水,B,若向U形管两侧加入的物质是等量的蔗糖酶，则左侧的每个蔗糖分子会被分解成1分子果糖和1分子葡萄糖，溶液浓度增加，左侧液面升高，但随着果糖、葡萄糖不断透过半透膜进入右侧，而麦芽糖不能透过半透膜，这样右侧溶液浓度不断增加，最终右侧液面上升。,2.如图是平衡时的渗透装置，烧杯的液面高度为a，漏斗的液面高度为b，液面差mba，在此基础上继续实验，以渗透平衡时液面差为观测指标，正确的是()A.若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，则平衡时m增大B.若向漏斗中滴入等浓度的蔗糖溶液，则平衡时m不变C.若向漏斗中滴入清水，平衡时m将减小D.若向烧杯中加入适量清水，平衡时m将增大,水分渗透进入漏斗，漏斗内液面升高，平衡时漏斗内溶液浓度降低，但仍大于漏斗外。,若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，此时漏斗内溶液浓度