人教版必修一 4.1 物质跨膜运输的实例 学案.doc

第1节物质跨膜运输的实例学习目标1阐述渗透现象的原理及条件(重难点)。2.说出动物细胞吸水和失水的条件。3.探究植物细胞吸水和失水的条件(难点)。|基础知识|一、渗透现象的原理及条件1原理渗透作用。2条件二、细胞的吸水和失水1动物细胞的吸水和失水(以哺乳动物红细胞为例)半透膜浓度差细胞状态细胞膜相当于一层半透膜外界溶液浓度细胞质的浓度皱缩膨胀不变2.植物细胞的吸水和失水(1)成熟植物细胞的结构：(2)实验过程：制作装片：制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片 低倍镜观察：有一个紫色的中央大液泡，原生质层紧贴细胞壁 滴加蔗糖溶液：在盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引 低倍镜观察：观察液泡大小和原生质层的位置 滴加清水：在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引 低倍镜观察：观察中央液泡大小和原生质层的位置(3)实验现象：加蔗糖溶液加清水中央液泡大小变小恢复原状液泡颜色变深变浅原生质层的位置与细胞壁分离与细胞壁紧贴细胞大小基本不变基本不变(4)发生质壁分离的原因三、物质跨膜运输的其他实例1实例(1)水稻吸收sio多，吸收ca2、mg2较少；番茄吸收ca2、mg2较多，而吸收sio较少。(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘含量明显高于血液中碘的含量。(3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现差异较大。2特点(1)物质跨膜运输并不完全是顺相对含量梯度的运输。(2)细胞对物质的输入和输出具有选择性。3结论细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。|自查自纠|1渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差。()2“质壁分离”中“质”是指细胞质，“壁”是指细胞壁。()3细胞膜和液泡膜都是选择透过性膜。()4当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞就会发生质壁分离。()5紫色洋葱的外表皮细胞能在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离的必要条件是细胞壁的伸缩性比原生质层的小。()6不同植物对同一种无机盐离子的吸收有差异，同一种植物对不同种无机盐离子的吸收也有差异，说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有选择性。()答案1.2.3.4.5.6.|图解图说|10%的葡萄糖与10%的蔗糖溶液被半透膜隔开时，由于10%的蔗糖溶液的物质的量浓度小，水分子由蔗糖溶液一侧流向葡萄糖溶液一侧。_吃较咸食物或腌制咸菜时发生的渗透现象。_植物细胞与动物细胞的渗透系统。_kno3溶液造成的质壁分离及自动质壁分离复原现象_盐碱地中，植物吸水困难。_当外界溶液浓度大于细胞内液体浓度时，显微镜下的细胞没有发生质壁分离，则该细胞一定是死细胞。提示：不一定 探究点一 渗透作用1渗透作用发生的条件如图甲所示，刚开始时烧杯和漏斗内的两液面是持平的，达到渗透平衡后形成了如图乙所示的情况，两液面形成的高度差为h，请据图思考下列几个问题：(1)在由图甲到图乙的过程中，s1溶液与s2溶液的浓度发生了怎样的变化？提示在图甲到图乙的过程中，水由s2溶液进入s1溶液中，所以造成了s1溶液的浓度减小，s2溶液的浓度增大。(2)在图乙所示的情况下，水分子是否不再通过半透膜进行跨膜运输？提示在图乙所示的情况下，水分子仍然可以通过半透膜进行跨膜运输，只不过膜两侧水分子的运输达到了平衡，所以高度差才不会发生变化。(3)达到渗透平衡后(即高度差h不再改变时)，比较这时s1与 s2溶液浓度的大小。提示达到渗透平衡后，s1溶液的浓度仍大于s2溶液浓度。2动物细胞的吸水和失水根据水分进出哺乳动物红细胞的状况，分析下列问题：(1)红细胞内的血红蛋白等大分子有机物能透过细胞膜吗？细胞膜是不是相当于半透膜？提示不能，细胞膜相当于半透膜。(2)判断水分进出哺乳动物红细胞的现象是否属于渗透现象并说明理由。判断：_。理由：_。提示属于，理由是：具备渗透作用的两个条件有半透膜且半透膜两侧的溶液具有浓度差。渗透作用的原理【典例1】 (2016长春高一检测)如图为渗透装置示意图，a、b分别为不同浓度的蔗糖溶液。据图判断，下列叙述错误的是()a若c为一层纱布，则不会发生此现象b实验开始时，c两侧的溶液浓度大小是abc实验过程中漏斗管内的液面先上升后保持稳定d当漏斗管内的液面停止上升时，水分子进出漏斗达到动态平衡尝试解答_解析渗透作用的发生需要半透膜，如果c为纱布则不能发生渗透作用，a正确；由于漏斗内的液面升高，所以b的浓度大于a，b错误；当漏斗内的液面升高到一定程度后不再升高，因为液体压强的作用与浓度差的作用正好相反，c正确；当渗透作用达到平衡状态时，仍有水分子通过半透膜，无非两个方向上的渗透处于平衡状态，d正确。答案b判断渗透系统中液体变化的方法(1)液面变化的判断：若半透膜两侧，a侧溶质可以通过半透膜，b侧溶质不能通过半透膜，则b侧液面升高。若半透膜两侧a侧和b侧溶质相同，且均不能通过半透膜，则浓度高的一侧液面升高。若半透膜两侧的溶质均能通过半透膜，则不存在高度差。(2)高度差的大小决定于浓度差的大小，浓度差越大，高度差越大。(3)浓度变化：渗透系统中，溶质不能通过半透膜时，实验刚开始浓度大的一侧达到平衡后的浓度仍大于另一侧。【跟踪训练】1.如图为渗透装置示意图，已知淀粉溶a的浓度大于淀粉溶液b的浓度，水分子可以通过半透膜，淀粉分子不能通过，开始时漏斗内外液面相平。下列关于该装置达到平衡时的叙述正确的是()a水分子不再通过半透膜b溶液a和溶液b浓度相同c漏斗内液面高于烧杯液面d漏斗内液面低于烧杯液面解析该装置达到平衡时，水分子依然通过半透膜，单位时间通过半透膜进入漏斗的水分子数等于出来的水分子数，a错误；平衡时，淀粉溶液a的浓度大于淀粉溶液b的浓度，淀粉溶液a存在吸水的趋势，但由于漏斗内外存在液面差阻碍了水分子进一步进入漏斗，从而漏斗液面不再升高，b错误；由于淀粉溶液a的浓度大于淀粉溶液b的浓度，该装置达到平衡时， 漏斗内液面高于烧杯液面，c正确，d错误。答案c探究点二植物细胞的吸水和失水1如图是观察植物细胞吸水和失水的操作步骤(1)步骤d的观察与步骤b观察到的结果相比，发生了_的现象。这种现象的发生有两个方面的原因：内因是_，外因是_。(2)通过步骤e处理后，步骤f中的观察结果相比d中的观察，发生了_的现象，该现象发生的外因是_。(3)该实验以紫色洋葱外表皮细胞为材料，优点是_。(4)该实验是否违反了生物实验中的对照原则？_。提示(1)质壁分离原生质层的伸缩性大于细胞壁细胞液浓度小于外界溶液浓度，导致细胞失水(2)质壁分离复原细胞液浓度大于外界溶液浓度，植物细胞吸水(3)紫色洋葱外表皮细胞有颜色，便于观察。(4)没有，本实验的对照方法是自身对照。2如图是将紫色洋葱外表皮细胞置于不同溶液(溶液种类及其浓度见图)中，原生质体相对体积随着时间而发生的变化。(1)坐标曲线中，由曲线的起点到最低点属于质壁分离过程，原因是植物细胞失水且原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。(2)蔗糖溶液的一组不能自动复原，原因是蔗糖分子不能通过原生质层进入细胞液，用清水处理后才能发生质壁分离复原。(3)乙二醇溶液的一组可以发生质壁分离自动复原，原因是乙二醇可以通过原生质层进入细胞液，使细胞液的浓度升高，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时细胞开始吸水，从而发生质壁分离复原。细胞能否发生质壁分离及复原的判断方法1.从细胞角度分析(1)死细胞、动物细胞不发生质壁分离现象。(2)成熟且具有中央大液泡的植物细胞易发生质壁分离现象，而未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞等)不具有大液泡，则不易发生。(3)细菌细胞能发生质壁分离现象，但现象不明显。2.从溶液角度分析(1)在一定浓度的溶液(溶质不能穿膜)中只发生质壁分离现象。(2)在一定浓度的溶液(溶质可穿膜)中发生质壁分离后可自动复原，如甘油、尿素、乙二醇、kno3溶液等。(3)在高浓度溶液中质壁分离现象明显，但溶液浓度过高时不能发生质壁分离复原，因为溶液浓度过高，细胞会因过度失水而死亡。(4)盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于作质壁分离实验的溶液。【典例2】 将同一新鲜马铃薯块茎切成4根粗细相同、长为5 cm的条，再将这4根马铃薯条分别放在不同浓度的kno3，溶液中，依次在30 min和4 h后测量每一根的长度，结果如图所示。下列结论错误的是()aa马铃薯条细胞通过渗透作用吸水bb马铃薯条细胞质壁分离逐渐复原cc马铃薯条细胞发生质壁分离dd马铃薯条细胞所处的kno3溶液浓度增加解析a马铃薯条的初始长度为5 cm，放在20g/l的kno3溶液中，细胞通过渗透作用吸水，使得长度大于初始长度5 cm，a正确；b马铃薯条在30 min时，长度小于5 cm，说明细胞渗透失水，发生质壁分离，但由于细胞能主动吸收k和no，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞开始吸水。故4 h后马铃薯条长度逐渐复原，b正确；c马铃薯条长度小于初始长度5 cm，说明细胞发生质壁分离。c正确；d马铃薯条长度减小，说明细胞失水，细胞所处的kno3溶液浓度不是增加而是降低，d错误。答案d【跟踪训练】2在进行观察质壁分离及质壁分离复原的实验过程中，有几种实验材料供选择，你认为质壁分离现象最明显的细胞是()a具有紫色液泡的洋葱鳞片叶外表皮细胞b透明的洋葱鳞片叶外表皮细胞c人口腔上皮细胞d洋葱根尖分生区细胞解析质壁分离实验中宜选择活的、具有大液泡且最好液泡带有颜色的植物细胞，以便于在显微镜下观察。透明的洋葱鳞片叶外表皮细胞没有颜色，不便于在显微镜下观察。人口腔上皮细胞无细胞壁，不能发生质壁分离。根尖分生区细胞没有大液泡且无颜色，一般情况下不发生质壁分离。答案a知识脉络要点晨背1.渗透作用发生需要两个条件：有半透膜且半透膜两侧的溶液具有浓度差。2.当动物细胞的细胞质浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，反之则就失水。3.植物细胞的原生质层相当于渗透装置中的半透膜，由细胞膜、液泡膜及两膜之间的细胞质组成。4.植物细胞发生质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁，外因是细胞液浓度小于外界溶液浓度。5.当植物细胞失水过度死亡，就不会发生质壁分离复原1关于人成熟的红细胞发生渗透作用的叙述，错误的是()a细胞膜相当于半透膜b细胞质与外界溶液之间存在浓度差c外界溶液大于细胞质液时，细胞失水皱缩d外界溶液小于细胞质液时，细胞吸水涨破解析细胞发生渗透作用条件是细胞膜相当于半透膜，细胞质与外界溶液之间存在浓度差，a、b正确；外界溶液大于细胞质液时，细胞失水皱缩，c正确；外界溶液小于细胞质液时，细胞会吸水，如果两者浓度差较小，细胞不一定涨破，d错误。答案d2(2016河南商丘市月考)已经发生质壁分离的洋葱表皮细胞，与外界溶液的分界是()a细胞壁b细胞膜c液泡膜d核膜解析洋葱表皮细胞发生质壁分离，含义是原生质层和细胞壁分离，细胞壁是全透的，外界溶液通过细胞壁进入，但不能进入原生质层，原生质层的外层是细胞膜。答案b3(2016河南开封市质量检测)下列关于物质跨膜运输实例的说法中，错误的是()a细胞膜、核膜等生物膜都是选择透过性膜b水分子进出细胞，取决于细胞内外液体的浓度差c小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质则不能d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解析生物膜都具有选择透过性，a正确；水分子顺浓度梯度跨膜运输，b、d正确；生物膜，包括细胞膜都是选择通过性性膜，含义是：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，c错误。答案c4 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 h后原培养液中部分离子浓度发生了如下表所示的变化(表中数据为72 h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()kmg2ca2sio水稻17.010511719.5番茄19.18659.6118a.不同植物对同