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第4章细胞的物质输入和输出 第1节物质跨膜运输的实例 考纲要求 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 三年3考 三年1考 一 水分的跨膜运输 漏斗管内的液面为什么会升高 如果用一层纱布或塑料薄膜代替玻璃纸 液面还会升高吗 为什么 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 具有 膜两侧溶液具有 半透膜 浓度差 2 渗透作用的实质 单位时间内进入蔗糖溶液的水分子进入清水中的水分子 导致蔗糖溶液液面 多于 上升 渗透作用 指水分子 或其他溶剂分子 通过半透膜 从低浓度向高浓度溶液的扩散 1 越大 吸水或失水越多 h越大 浓度差 2 在达到渗透平衡后 如果存在液面差 h 则S1溶液浓度S2溶液的浓度 金榜P32 大于 3 若溶质分子能通过半透膜 如尿素 葡萄糖或无机盐 看到的现象是 浓度高的一侧液面先升高 随后下降 最后达到渗透平衡 拓展 某同学设计渗透装置如下图所示 开始时状态 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 该实验过程中最可能出现的是 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 B 二 细胞的吸水和失水 1 动物细胞的吸水和失水 水分进出处于 细胞 细胞 1 红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗 2 红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件 一般不能 取决于细胞质与外界溶液的浓度差值 外界溶液浓度 细胞内液浓度时 外界溶液浓度 细胞内液浓度时 吸水膨胀 失水皱缩 动态平衡 半透膜 浓度差 2 把人的口腔上皮细胞浸入0 07g mL的尿素溶液中 开始上皮细胞发生了皱缩 然后吸水膨胀 发生这种现象的原因是A 细胞膜受破坏B 尿素分子进入细胞C 细胞质破坏D 尿素溶液浓度低于细胞液浓度 B 1 下列现象中属于渗透作用的是A 水分子通过细胞膜B 葡萄糖分子通过细胞膜C K 通过原生质层D 水分子通过细胞壁 A C 小测本默写 1 渗透作用发生的条件 2 分析下图中液面升高的原因 比较S1溶液浓度和S2溶液浓度的大小 记 在达到平衡后 只要存在液面差 h 则S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度 且 h的高低取决于起始S1与S2的浓度差 a b c是三个相邻的植物细胞 已知a细胞液浓度 b细胞液浓度 c细胞液浓度 如图所示 能正确表示水分在三者之间关系的是 C A B C D 2 成熟植物细胞的吸水和失水 有中央液泡 大液泡 细胞壁 原生质层 细胞质 注意 与原生质体的区别 无中央液泡的未成熟细胞 吸胀作用 干种子根尖分生区形成层 对照 自身对照 自变量 外界溶液浓度的变化 因变量 原生质层体积的变化 植物细胞 质壁分离 细胞失水收缩 原生质层与细胞壁发生分离的现象 细胞发生质壁分离时水分子通过的结构依次是 细胞液 液泡膜 细胞质 细胞膜 细胞壁 植物细胞 质壁分离复原 发生质壁分离的植物细胞因吸水膨胀 下图为甲同学进行的一项实验的基本操作步骤 其中叙述错误的是 A B步骤是观察细胞质大小及细胞壁的位置B E步骤滴加的是清水C 该实验是观察植物细胞的质壁分离与复原D 实验前后的处理形成了自身对照 2010 深圳高一检测 右图a杯中放浓度为0 5g mL的蔗糖溶液 b杯中放与a等量清水 将一块白萝卜条劈成 人 字形 分别放入两杯中 几十分钟后观察其变化 并回答 a杯中萝卜条的变化 萝卜条体积 解释 因为细胞液浓度蔗糖液浓度 细胞就通过渗透作用 b杯中萝卜条的变化 萝卜条体积 解释 因为细胞液浓度外界清水 细胞就通过渗透作用 3 显微镜下可观察到a杯中的萝卜细胞如上图中图所示 处于状态 处溶液是 缩小 小于 失水 增大 大于 吸水 B 质壁分离 蔗糖溶液 质壁分离实验注意事项 必须是植物成熟的活细胞 有大液泡并有颜色 便于观察现象 蔗糖溶液浓度不宜过高 否则会引起植物细胞过度失水而死亡 溶液类型不同 现象不同 D 使用醋酸 盐酸 酒精溶液 则不发生质壁分离及复原现象 因为醋酸能杀死细胞 使原生质层失去选择透过性 A 溶质是不能穿膜的 如蔗糖 只发生质壁分离 B 溶质可穿膜的 如硝酸钾 甘油 尿素 葡萄糖 细胞发生质壁分离后 会自动复原 C 在高浓度溶液中可发生质壁分离 但因过度失水死亡不再复原 如下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 C 2008年广东生物 用洋葱磷片叶表皮制备 观察细胞质壁分离实验 的临时装片 观察细胞的变化 下列有关实验操作和结果的叙述 正确的是 A 将装片在酒精灯上加热后 再观察细胞质壁分离现象B 在盖玻片一侧滴加清水 细胞吸水膨胀但不会破裂C 用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后 均能观察到质壁分离复原现象D 当质壁分离不能复原时 细胞仍具正常生理功能 B 利用高浓度盐水 NaCl溶液 杀菌防腐的原理是 A 盐水中的Cl 有杀菌防腐的作用B 盐水中的Na 不利于细菌的生活C 盐水是中性的 不适于细菌的生活D 由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡 D 2009年海南生物 已知鱼鳔是一种半透膜 若向鱼鳔内注入适量的20 蔗糖溶液 排出鱼鳔内的空气 扎紧开口 将其浸没在盛有10 蔗糖溶液的烧杯中 下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是 B 总结 植物细胞质壁分离的现象与原因 现象 与分离 细胞壁 原生质层 内因 外因 原生质层的伸缩性细胞壁 外界溶液浓度细胞液浓度 大于 大于 质壁分离的表现 宏观 坚挺变为萎蔫 微观 液泡 大变小 细胞液颜色 浅变深 原生质层 与细胞壁分离 在质壁分离和复原的实验中 如果没有细胞壁 结果会有什么不同吗 如果没有细胞壁 细胞就会像红细胞一样会持续吸水直到涨破细胞膜 质壁分离及复原实验的应用 活的植物细胞才能发生质壁分离 金榜33 5 生活中杀菌 防腐 腌制食品 高浓度的盐 糖等溶液能使细胞过度失水而死亡 细胞膜 液泡膜通透性改变 盐 糖进入细胞液 从而既保存了食品 又能腌制出各种味道 3 将洋葱表皮细胞浸入浓度为1mol L的KNO3溶液中 细胞发生质壁分离 但过一段时间后 自动发生质壁分离复原 表皮细胞又恢复到原来状态 分析 1 发生质壁分离的原因是 2 自动发生质壁分离复原的原因是 3 以上事实表明细胞膜对的通透性存在差异 所以它是一种选择透过性膜 爱拼才会赢 答案 1 洋葱表皮细胞液的浓度小于外界溶液浓度 细胞渗透失水 又由于细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性 便导致质壁分离 离子 2 由于细胞可选择性地吸收K 和NO3 导致细胞液浓度增加直至大于外界溶液的浓度 细胞开始吸水 从而发生质壁分离复原 13 下图1表示渗透作用装置 一段时间后液面上升的高度为h 其中半透膜为膀胱膜 装置溶液A a起始浓度分别用MA Ma表示 图2表示一个洋葱鳞片叶表皮细胞放在蔗糖溶液后发生质壁分离过程图 请根据图回答问题 1 图1中 如果A a均为蔗糖溶液 且开始时Ma MA 则达到平衡后MAMa 填大于 等于 小于 图1中的半透膜相当于图2中的 由 填数字 组成 2 图2中 如果B b分别表示蔗糖溶液和细胞液 且起始浓度分别为MB Mb 则达到平衡后MBMb 填大于 等于 小于 3 若将图2细胞制成临时装片 并用光学显微镜观察 能观察到染色体吗 原因是 小于 原生质层 1 3 5 等于 不能 鳞片叶表皮细胞高度分化不能分裂 例1 水稻和番茄对Mg2 Ca2 Si4 三种离子的吸收 三 物质跨膜运输的其他实例 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 选择性 种类和数量 2 不同种生物细胞对同种物质吸收具有 差异性 水分子自由通过 某些离子和小分子可以通过 其他离子 小分子和大分子不能通过 有选择透过性 能逆浓度梯度运输 主动运输 物质跨膜运输的特点 思考探讨 半透膜和选择透过性膜有哪些异同点 相同点 某些物质可以通过 另一些物质不能通过 不同点 有无生命活性 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 判断 1 水分子是顺相对含量梯度跨膜运输的 2 水稻和番茄对无机盐离子的吸收具有选择性 3 无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的 4 进出细胞的所有物质都是通过跨膜运输实现的 1 如图所示 在U形管中部C处装有半透膜 在a侧加入细胞色素c 蛋白质 水溶液 红色 b侧加入清水 并使a b两液面高度一致 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