第1讲 物质跨膜运输的实例学案.doc

第1讲 物质跨膜运输的实例【基础自主梳理】一、细胞的吸水和失水1.原理：发生渗透作用, 必须具备两个条件： (1)具有半透膜:水分子可以通过，而蔗糖等大分子不能通过的膜，如玻璃纸（又叫赛璐玢）。 (2)膜两侧溶液具有浓度差。2.动物细胞的吸水和失水(以红细胞为例：红细胞膜相当于一层半透膜) (1)当外界溶液浓度 细胞质浓度时，细胞失水皱缩。 (3)当外界溶液浓度 = 细胞质浓度时，水分进出平衡。3.植物细胞的吸水和失水 (1)在成熟的植物细胞中的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液，细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，它相当于一层半透膜。 (2)成熟植物细胞，当细胞液浓度小于外界溶液浓度，则发生质壁分离现象；当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，则发生质壁分离复原。二、实验探究植物细胞吸水和失水 1.探究实验的一般过程 提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果，得出结论表达和交流进一步探究。2.实验原理 成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞液具有一定的浓度，能够渗透失水和吸水。 3.实验过程 制作装片显微镜观察实验现象(细胞发生质壁分离和复原)得出结论。 思考感悟 在实验中为什么选择紫色洋葱鳞片叶作实验材料?提示：紫色洋葱鳞片叶中有紫色的液泡，便于实验观察。三、物质跨膜运输的其他实例1.对无机盐的吸收实例 (1)水稻和番茄对同一离子的吸收量不同。 (2)水稻和番茄对不同离子的吸收量不同。 (3)人体甲状腺滤泡上皮细胞可以逆相对含量梯度从血液中吸收碘。 (4)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异。2.生物膜的特性 物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，而且细胞对物质的输入和输出有选择性。即细胞膜和其它生物膜都是选择透过性膜。这种膜可以让水分子自由通过，一些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。思考感悟半透膜和选择透过性膜有哪些异同点?提示：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。【要点归纳探究】要点一、渗透系统的组成分析及应用1.渗透系统的组成(如图)及特点(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S2液面上升；若S2溶液浓度小于S1，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。3.渗透系统的应用(1)比较不同溶液浓度大小 漏斗内 烧杯内 溶液浓度 M N现象及结论 若漏斗内液面上升，则MN 若漏斗内液面不变，则M=N 若漏斗内液面下降，则M外界溶液浓度细胞吸水；细胞液浓度_。(3)如上图所示A、B、C三个细胞处于不同浓度的溶液中，则A图与B图细胞所处的外界溶液是_。(4)假设将洋葱鳞片叶表皮细胞制成装片，并使之处于高渗溶液中而发生质壁分离，用显微镜观察一个细胞的质壁分离发展过程，发现该细胞形态变化的顺序如上图所_ _。(5)图中标号处的物质是_。10.解析：由题知A刚刚质壁分离，B正常状态，C完全质壁分离。质壁分离过程中细胞液浓度增大，则CAB。答案：(1)质壁分离 (2)C A B (3)A B (4)B A C (5)细胞外溶液(或外界溶液) 11.探究分析 下面是四组用新鲜洋葱表皮进行的实验处理和结果，请分析回答：(1)洋葱表皮细胞在第1、2、3组实验中均发生了质壁分离现象，其内部结构基础是_，外在条件是_。(2)比较第1组和第2组实验结果的差异，说明_。(3)比较第1组和第3组实验结果，出现实验结果差异的原因是_。(4)比较第1组和第4组实验结果，出现实验结果差异的原因是_ 。【解析】(1)成熟植物细胞发生质壁分离的内部结构基础是具有原生质层和一定浓度的细胞液，且原生质层的伸缩性大于细胞壁，外在条件是原生质层内外溶液存在浓度差。(2)由表格中第l、2组实验处理可看出，两组实验结果的不同，是由第2组实验所用蔗糖溶液浓度过高引起的，由此可得出高浓度溶液加快质壁分离现象的出现，但由于细胞过度失水导致细胞死亡而不能再发生质壁分离复原。(3)第1、3组中实验材料均可发生质壁分离和复原现象，但是其原因是不同的。尿素分子可被细胞吸收，随小分子尿素进入细胞内，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时.细胞发生自动复原现象。(4)第l、4组实验处理的不同在于第4组实验材料经过了高温煮沸，细胞死亡，原生质层失去了选择透过性，不能再发生质壁分离。答案：(1)具有原生质层和一定浓度的细胞液，且原生质层的伸缩性大于细胞壁 外界溶液浓度大于细胞液浓度 (2)高浓度的溶液加快质壁分离现象的出现，但由于引起细胞过度失水，导致细胞死亡，使质壁分离复原不能发生 (3)尿素是可以被细胞吸收的小分子物质，随着尿素分子不断进入细胞内部，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时。质壁分离就自动复原 (4)高温使细胞死亡，死亡的细胞原生质层失去选择透过性，不能发生质壁分离课时检测姓名： 班级： 学号：一、选择题：（15小题，每小题4分，共60分）1.我国民间用盐渍法保存食物的原理是 ( )A.NaCl可分解细菌产生的毒素 B.NaCl可抑制细菌产生的毒素C.Cl被细菌吸收，可杀死细菌 D.NaCl使细菌失水死亡1.D 新鲜食物变质的原因是细菌分解其有机物。盐渍法的作用是增大食物周围环境溶液的浓度，使细菌严重渗透失水而死亡。 2.将洋葱的鳞片叶表皮细胞和人的口腔上皮细胞分别制成装片，而后从盖玻片的一侧滴入0.3 gmL的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，重复几次后，分别放在显微镜下观察，其结果是 ( ) A.前者发生质壁分离，后者皱缩 B.前者皱缩，后者发生质壁分离 C.两者均发生质壁分离，细胞失水 D.两者均不发生质壁分离，细胞破裂2.A 洋葱的鳞片叶表皮细胞是植物细胞，在0.3g/mL的蔗糖溶液中，便会发生质壁分离。而动物细胞由于没有细胞壁，所以不会有此现象。但人的口腔上皮细胞所要求的等渗溶液是0.9，而0.3gmL的蔗糖溶液浓度是30，0.9yz B.yzx C.zyx D.zxy5.D 根据细胞在溶液中的形态判定，红细胞收缩，食盐溶液浓度大，红细胞失水；红细胞破裂，食盐溶液浓度小，细胞吸水。 6. 如图所示，在U型管中部c处装有半透膜，在a侧加入细胞色素C(相对分子质量为1.3万道尔顿的蛋白质)水溶液(红色)，b侧加入清水，并使a、b两侧液面高度一致，经一段时间后，实验结果将是 ( )A.a、b两液面高度一致，b侧为无色 B. a、b两液面高度一致，b侧为红色 C.a液面低于b液面b侧为红色 D.a液面高于b液面，b侧为无色6.D 水分子能够透过半透膜进行扩散，这种扩散是渗透作用.而蛋白质分子不能通过半透膜。图中半透膜的a侧溶液浓度大于b侧溶液浓度，所以水分子通过半透膜由b侧向a侧扩散的速度大于由a侧向b侧扩散的速度，最终表现出a侧液面高于b侧液面。蛋白质分子不能透过半透膜，所以a侧为红色，b侧仍为无色。 7.植物体内有三个相邻的细胞a、b、c，已知它们的细胞液浓度是abc，那么它们三者之间水分渗透的方向表示正确的是 ( )7.C 细胞液的浓度高，则吸水能力就强，a细胞液浓度最高，c细胞液浓度最低，b介于a、c之间。 8.成熟植物细胞的原生质层可以看作是一层选择透过性膜，它包括 ( )A.细胞膜、液泡膜、两层膜间的细胞质 B.细胞膜、液泡膜、核膜C.细胞膜、核膜、两层膜间的细胞质 D.液泡膜、核膜、两层膜间的细胞质8.A 原生质层包括液泡膜、细胞膜以及不两层之间的细胞质。9.将紫色洋葱表皮细胞置于0.3 gmL的蔗糖溶液中，显微镜下所观察到的现象是 ( )液泡逐渐变小，颜色由浅变深 液泡逐渐变小，颜色由深变浅 原生质层与细胞壁逐渐分离 细胞膜、液泡膜结构明显 原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液 A. B. C. D.9.A 因外界蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度.洋葱表皮细胞将不断失水，使得液泡变小，而细胞液中色素不能随水透过原生质层，因此颜色加深。由于液泡和原生质层的不断收缩，可见现象出现。显微镜下既看不清膜结构又辨不清蔗糖的存在。10.以紫色洋葱鳞茎表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象，下列叙述错误的是 ( ) A.在发生质壁分离的细胞中能观察到紫色中央液泡逐渐缩小 B.滴加30的蔗糖溶液比10蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间短 C.发生质壁分离的细胞放入清水中又复原，说明细胞保持活性 D.用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起细胞质壁分离10.D 高浓度的NaCl溶液可以引起细胞发生质壁分离，而且会使细胞过度失水而死亡，即使再放入清水中也不会复原。能够发生质壁分离复原的细胞一定保持活性。用于质壁分离的溶液浓度越高，细胞失水越快，质壁分离所需时间越短。质壁分离时所失水分是液泡中的水分，随着质壁分离的发生，中央液泡逐渐缩小。11.当新鲜的洋葱表皮细胞在a浓度的蔗糖溶液中刚好发生质壁分离现象，并且原生质体不再收缩时，对该洋葱表皮细胞进行下面处理可能使其复原的是 ( ) A.转入0.25a浓度的蔗糖溶液中 B.转入a浓度的蔗糖溶液中 C.转入2a浓度的蔗糖溶液中 D.转入4a浓度的蔗糖溶液中11.A 当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用失水，逐渐表现出质壁分离的现象；当外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用吸水，逐渐表现出质壁分离后又复原的现象。 12.在植物细胞出现质壁分离的过程中，水分子通过细胞结构的顺序是 ( ) 细胞壁 细胞膜 细胞质 液泡膜 液泡 A. B. C. D.12.D 在植物细胞质壁分离时，水分是从液泡向外渗透的。 13.某渗透装置如图所示，烧杯中盛放有蒸馏水，图中猪膀胱膜允许单糖透过。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。从理论上分析，该实验过程中最可能出现的现象是 ( )A.漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降 B.漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后开始下降 C.加酶前后，在烧杯中都可以检测出蔗糖 D.加酶后，可以在烧杯中检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶13.B 由于蔗糖浓度大于蒸馏水，开始液面上升，加酶后，将蔗糖水解为葡萄糖和果糖，使溶液浓度增大.液面再上升.但随着葡萄糖和果糖进入蒸馏水中，漏斗内溶液浓度又减小，液面下降。14.将水稻培养在有各种营养元素的培养液中，发现水稻吸收硅多，吸收钙少。这说明 ( ) A.水稻培养液中硅和钙的浓度不同 B.水稻根细胞对于物质的输入和输出具有选择性 C.水稻根的细胞吸收硅的能力强，吸收钙的能力弱 D.硅是小分子，钙是大分子14.B 同种植物对于不同元素的吸收量不同，说明植物对矿质元素的吸收具有选择性。15.将相同的四组马铃薯条分别浸入四种溶液中，一小时后测定薯条质量变化的百分率，结果如下表。下列叙述中正确的是 ( ) A.I的浓度最低 B.的浓度较低 C.的浓度最高 D.可能是蒸馏水15.A 由表中数据分析知：马铃薯质量增加意味着吸水，质量减少意味着失水，植物细胞吸水时，外界溶液浓度低。植物细胞失水时，外界溶液浓度高。二、非选择题（40分）16.请完成下列一组生物学问题。 取新鲜的马铃薯块茎，去皮后切取两个相同大小的立方块，一块放在浓盐水中，另一块放在清水中(如下图所示)。请判断一段时间后它们的变化，并解释其原因。(1)图a中马铃薯块_(填“收缩”“不变”或“膨胀”)。解释原因：_。(2)图b中马铃薯块 _(填“收缩”“不变”或“膨胀”)。解释原因：_ 。16.解析：植物细胞是一个渗透系统。当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时，细胞失水，马铃薯块表现为皱缩，若用显微镜进行观察则发现细胞出现质壁分离；相反，当细胞液浓度大于外界溶液的浓度时，细胞吸水膨胀；当细胞液浓度等于外界溶液的浓度时，水分的进出达到，动态平衡。答案：(1)收缩 盐水浓度大于马铃薯细胞液的浓度，由于渗透作用细胞内水分外流(2)膨胀马铃薯细胞液有一定浓度，由于渗透作用水分进入细胞17.用2 molL的乙二-醇溶液和2molL的蔗糖溶液分别浸浴某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积的变化情况如下图所示。请据图完成下列问题： (1)原生质体体积在AB段的变化说明在该段时间内水分从原生质体_，细胞液浓度_。(2)在l min后，处于2molL蔗糖溶液中的细胞，其细胞液浓度将_ ，此时，在细胞壁与原生质层之间充满了_ ，要使该细胞复原，应将其置于_中。(3)在1 min后，处于2 molL乙二醇溶液中的细胞，其原生质体体积的变化是由于_逐渐进入细胞内，引起细胞液浓度_ 。(4)并不是该植物的所有生活细胞均可发生质壁分离，能发生质壁分离的细胞还必须具有_。17.解析：考查植物细胞的质壁分离和复原：一定浓度的蔗糖溶液和乙二醇溶液都可以使植物细胞发生质壁分离，当细胞液中的水分向外渗出后，细胞液的浓度升高，反之，则降低。乙二醇可以