高考生物一轮复习 跨膜运输的实例课件.ppt

第1节物质跨膜运输的实例 思考 1 两边液面的高度怎样 为什么 高度一样 单位时间内 通过半透膜 由左往右的水分子等于由右往左的水分子 2 两边液面的高度又怎样 为什么 左边高 单位时间内 通过半透膜 由左往右的水分子小于由右往左的水分子 3 两边液面的高度又怎样 为什么 高度一样 蔗糖和水均能通过纱布 u 型管中水分子移动方向的分析 1 膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高 低的一侧渗透压低 水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散 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 最后两侧液面持平 3 如果溶质分子不能透过半透膜 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 图中溶质可以是同一种物质 也可以是不同物质 要特别强调的是溶液浓度是指物质的量浓度 摩尔浓度 而不是质量浓度 1 渗透系统的组成 如图 及条件 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 半透膜两侧的溶液具有浓度差 浓度差的实质是单位体积溶液中溶质分子数的差 即物质的量浓度之差 2 渗透作用的发生 溶质分子不能通过半透膜 当s1浓度 s2浓度时 由s2 s1的水分子数多于由s1 s2的水分子数 漏斗 s1 液面上升 当s1浓度 s2浓度时 由s1 s2的水分子数多于由s2 s1的水分子数 漏斗 s1 液面下降 注意 若溶质分子能通过半透膜 则先是浓度高的一侧液面升高 随后另一侧液面上升 最后达到渗透平衡 上图中 在达到渗透平衡后 只要存在液面差 h 则s1溶液的浓度仍大于s2溶液的浓度 水分子的移动方向 双向移动 但最终结果是单位体积内水分子数多 低浓度 的溶液流向单位体积内水分子数少 高浓度 的溶液 一 渗透系统模型 3 渗透作用原理的应用分析 1 验证渗透作用发生的条件 如何比较两种不同溶液的浓度大小 2 探究物质能否通过半透膜 以碘和淀粉为例 高考警示钟 1 渗透作用模型中特别强调溶质分子不能通过半透膜 达到渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到动态平衡 既不可看作没有水分子移动 也不可看作两侧溶液浓度相等 2 植物分生区细胞和干种子细胞因无大液泡 不能发生渗透作用 也不能发生质壁分离和复原现象 典例训练1 如图所示的渗透装置中 开始时的液面高度为a 停止上升时的高度为b 若每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部分吸出 则a b液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数之间的关系是 互动探究 1 当液面上升且停止于b处时 水分子进出情况是如何的 2 经过无数次如题中所列的操作后 液面升高的高度差接近0 此时半透膜两侧的浓度相等吗 水分子进出达到动态平衡 当液面上升至b处时 升高的液柱会产生一定压强 使水分子进入长颈漏斗中的速率降低 最终达到动态平衡 基本相等 当题中进行每一次操作时 蔗糖溶液浓度在不断下降 溶质在不断地被移走 当液面升高的高度差接近0 水分子进出达到平衡 此时可以得出半透膜两侧的浓度相等 b 变式备选 1 如图1所示的甲 乙 丙三个渗透装置中 三个漏斗颈的内径相等 漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液 且漏斗内液面高度相同 漏斗口均封以半透膜 置于同一个水槽的清水中 三个渗透装置的半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积不同 如表所示 图2中曲线1 2 3表示漏斗液面高度随时间的变化情况 则曲线1 2 3与甲 乙 丙三个装置的对应关系是 a 1 丙 2 甲 3 乙b 1 乙 2 甲 3 丙c 1 甲 2 乙 3 丙d 1 丙 2 乙 3 甲 a 2 如图所示u型管中间被一种能允许水分子通过而二糖不能透过的半透膜隔开 现在两侧分别加入0 1mol l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型管右侧加入某种微量物质 不影响溶液浓度 右侧液面高度上升 那么加入的这种微量物质最可能是 a 右侧液面高度下降 胰岛素b 右侧液面高度下降 衣藻c 两侧液面高度不变 麦芽糖酶d 两侧液面高度不变 蒸馏水 c 3 下列现象属于渗透作用的是 水分子通过植物细胞的细胞壁 水分子或其他溶剂分子通过细胞膜 蔗糖分子通过细胞壁 水分子或其他溶剂分子通过液泡膜 水分子或其他溶剂分子通过原生质层 干大豆种子泡在清水中逐渐胀大 暑天新鲜蔬菜在空气中萎蔫a b c d c 二 渗透作用模型和成熟植物细胞与外界溶液形成的渗透系统比较 原生质层 选择透过性膜浓度差 细胞液与外界溶液之间 半透膜 浓度差 水分子通过半透膜的扩散作用 细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透作用 低浓度溶液高浓度溶液 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 它是指水分子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 半透膜和选择透过性膜的关系 区别 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 载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否吸收选择性 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 3 原生质层和原生质体的关系 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的植物细胞中 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 常作为植物细胞融合的材料 1 2010年高考上海卷 右图为显微镜下某植物细胞在30 蔗糖溶液中的示意图 下列叙述中错误的是 a 若将细胞置于清水中 a仍保持不变b 若该细胞处于40 蔗糖溶液中 b a值将变小c b a值能表示细胞失水的程度d a b分别表示细胞和液泡的长度 d 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 c 1 原理 成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用 当细胞液浓度 外界溶液浓度时 失水 质壁分离 当细胞液浓度 外界溶液浓度时 吸水 质壁分离复原 注意 分生区细胞和干种子细胞因无大液泡 不能发生渗透作用 无质壁分离和复原现象 植物细胞有细胞壁的存在 不管失水还是吸水细胞体积变化不大 三 质壁分离及复原 3 动物细胞构成渗透系统可发生渗透作用 动物细胞膜相当于一层半透膜 外界溶液浓度 细胞质浓度时 细胞吸水膨胀 反之 则细胞失水皱缩 当外界溶液浓度 细胞质浓度时 水分进出平衡 2 实验流程 3 实验分析 1 正确选择实验材料 选择有紫色大液泡的洋葱鳞片叶外表皮细胞 若选择洋葱鳞片叶内表皮 无紫色大液泡 进行实验 采用的外界溶液是一定浓度的大分子有颜色溶液 如胭脂红 水溶性大分子食用色素 呈红色 一般不选择细菌细胞 它能发生质壁分离 但现象不明显 不能选择动物细胞 它无细胞壁 不能发生质壁分离现象 2 实验试剂使用 使用浓度过高的蔗糖溶液 0 5g ml 质壁分离现象明显 但不能复原 因为溶液浓度过高 细胞过度失水而死亡 使用质量浓度为1mol l 1的kno3溶液 因为k 和no3 可被细胞吸收 使细胞液浓度增大 所以细胞先发生质壁分离后又自动复原 尿素 甘油 乙二醇等现象同上 使用质量浓度为1mol l 1的醋酸溶液 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 4 实验的拓展应用 1 判断成熟植物细胞的死活待测成熟植物细胞 一定浓度的蔗糖溶液发生质壁分离现象 活细胞不发生质壁分离现象 死细胞 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范围介于使细胞未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围之间 3 比较不同植物细胞的细胞液浓度不同植物细胞 同一浓度的蔗糖溶液刚发生质壁分离所需时间比较 判断质壁分离速度 或细胞液浓度 4 验证原生质层具有选择透过性 如细胞在蔗糖溶液中 蔗糖不能进入细胞 5 证明细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性 典例训练2 取一段长5cm的葱茎 将其纵切到4cm处 由于纵切的葱茎使薄壁的皮层细胞摆脱了厚壁的表皮细胞的束缚 皮层细胞扩张得更快 从而使葱茎向表皮外弯曲 切后的形状如图甲所示 将它作为对照 再取另外四段相同葱茎做同样的处理 将它们分别置于a d不同浓度的蔗糖溶液中 30分钟后 葱茎形状记录如表乙 据此判断蔗糖溶液浓度的大小为 a a b c db a c d bc b d c ad b a c d 互动探究 1 题干中形成乙表a形态的原因是什么 2 若将甲放在一定浓度的kno3溶液中 出现a现象后 过了较长时间 会形成什么形态 在较高浓度的蔗糖溶液中 皮层细胞渗透失水 发生质壁分离 使皮层细胞收缩 表皮的伸缩性小于皮层的伸缩性 先出现a现象 然后开始复原 最终会形成b现象 植物细胞在kno3溶液中会发生质壁分离 然后自动复原 因为kno3能被植物细胞吸收 b 变式备选 1 某同学在实验室中做 植物细胞的吸水和失水 实验时 在实验室老师的帮助下 进行了一系列的创新实验 实验步骤和现象如下表 对上表的推断或解释不正确的是 a x为质壁分离 因为细胞壁伸缩性弱于原生质层b z为细胞稍增大 细胞液颜色逐渐变浅c y为质壁分离 可能导致细胞失水过多而死亡d 组无变化是因为细胞吸水量等于失水量 d 2 2011 天津卷 2 将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0 3g 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 a 3 将新鲜的苔藓植物叶片放入有少量红墨水 含量为30 的蔗糖溶液中 在显微镜下观察 你会看到细胞的状态如图所示 此时部位 的颜色分别是 a 无色 绿色b 红色 绿色c 红色 无色d 红色 红色 b 4 回答下列与细胞有关的实验问题 下列4项实验中 需保持细胞生理活性的有 填序号 观察叶绿体和线粒体 观察洋葱鳞片叶内表皮细胞中dna的分布 探究酵母菌的呼吸方式 红细胞中血红蛋白的提取和分离 按下面步骤进行质壁分离实验步骤一 在洁净的载玻片中央加一滴清水 取一片藓类小叶 盖上盖玻片 步骤二 从盖玻片一侧滴入0 3g ml的蔗糖溶液 在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引 这样重复几次 使盖玻片下面的藓类小叶浸润在0 3g ml的蔗糖溶液中 步骤三 在显微镜下观察 结果如图所示 图中a b处的颜色分别是 如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红 植物细胞不吸收的红色染料 的0 3g ml的蔗糖溶液 则在显微镜下观察到a b处颜色分别是 如果将步骤二中浸润在0 3g ml的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片放在80 条件下处理一段时间 装片中的藓类小叶保持在0 3g ml的蔗糖溶液中 在显微镜下清晰地观察到细胞结构后 为更准确地判断a处颜色 对显微镜的操作方法是 如果a处呈绿色 可能的原因是 高温下细胞膜 叶绿体膜失去选择透过性 叶绿素等色素进入a处 无色 绿色 红色 绿色 改变光圈大小调节反光镜 电光源亮度 四 物质跨膜运输的其他实例 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 1 2011年南通高三第一次模拟 用完全相同的培养液 在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗 在二者吸水速