2019-2020学年高中生物 第4章 细胞的物质代谢 第2节 第3节 第1课时 细胞膜的选择透过性、细胞的质壁分离和复原课件 北师大版必修1.ppt

第2节细胞内外的物质交换第3节细胞内的物质代谢第1课时细胞膜的选择透过性 细胞的质壁分离和复原 学习目标 1 观察渗透系统模式图 说出渗透作用发生的条件 2 结合植物细胞的结构 描述质壁分离与复原的过程 一 细胞膜的选择透过性1 半透膜与渗透作用 1 像玻璃纸这样某些物质 另一些物质的多孔性膜 叫作半透膜 2 不同半透膜的不同 3 水分子 或 通过半透膜的扩散 叫作渗透作用 4 渗透作用的产生必须具备两个条件 一是 二是 可以透过 不能透过 半透性 其他溶剂分子 具有半透膜 半透膜两侧的溶 液具有浓度差 2 细胞膜的选择透过性细胞膜具有半透膜的特点 对细胞内外的物质有 细胞中的其他生物膜也都是选择透过性膜 二 分析细胞质壁分离和复原现象1 质壁分离与复原现象用较高浓度的蔗糖溶液处理植物细胞时 细胞中的水分会向细胞外 细胞失水后 主要包括细胞膜 液泡膜和这两层膜之间的细胞质 会发生收缩 与细胞壁分离 这就是现象 如果用水代替蔗糖溶液 发生质壁分离的细胞又会 选择透过性 渗透 原生质层 质壁分离 恢复正常 2 质壁分离与复原现象的条件植物细胞的液泡中充满了含有各种溶质的细胞液 和之间隔着两层选择透过性膜 液泡膜和细胞膜 和细胞质 我们可以将这些结构当作一个统一的半透膜 可称之为原生质层 通过实验证明 水分子可以通过进出细胞 而蔗糖分子等其他物质则不能自由地进出细胞 细胞液 细胞外界溶液 渗透作用 基础诊断 1 选择洋葱鳞片叶外表皮细胞作为质壁分离实验材料的原因之一是细胞的液泡中含有色素 便于观察 2 植物细胞放在0 3g mL的蔗糖溶液中 都能发生质壁分离现象 3 不同植物对同种离子的吸收速率是不同的 4 植物对离子的吸收都是顺相对含量梯度进行的 5 发生渗透作用的两个条件是存在半透膜 膜两侧的溶液存在浓度差 6 达到渗透平衡时 半透膜两侧的水分子进行的是双向运动 7 成熟红细胞在低浓度溶液中一定会吸水涨破 8 外界溶液浓度大于细胞液浓度时 洋葱表皮细胞质壁分离 细胞液颜色变浅 要点一细胞膜的选择透过性 1 渗透现象及其原理 1 扩散作用装置图示 硫酸铜分子和水分子均可以自由通过半透膜 硫酸铜分子从高浓度向低浓度方向扩散 最后浓度均等 水分子从半透膜两侧进出数量相等 因此漏斗内液面不变 2 渗透作用装置图示 蔗糖分子不能自由通过半透膜而水分子可以 两侧的水分子都在运动 由于单位体积内 烧杯中的水分子数量多 蔗糖溶液中的水分子数量少 所以在单位时间内 由烧杯通过半透膜进入漏斗的水分子数量多于由漏斗通过半透膜进入烧杯的水分子数量 总体的扩散方向为水分子由烧杯通过半透膜进入漏斗 因此漏斗管内的液面上升 2 验证渗透作用发生的条件 1 具有半透膜 2 具有浓度差 3 动植物细胞都是渗透系统 4 知识归纳 1 渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液的浓度大小 2 两溶液间的水分子进行双向运动 我们只能观测出由水分子双向运动的差所导致的液面改变 3 溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度 如10 的葡萄糖溶液和10 的蔗糖溶液的质量浓度相同 但10 的葡萄糖溶液的物质的量浓度比10 的蔗糖溶液的大 故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动 方法技巧 判断水分子流动方向的方法 1 从膜两侧水分子的相对数目上分析 水分子总是从相对数目多的一侧流向相对数目少的一侧 2 从溶质颗粒大小上分析 相同物质的量的不同溶质 溶质颗粒越大 分子间隙越大 所能容纳的水分子数就越多 1 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 解析 半透膜是指小分子物质能通过 而大分子物质不能通过的膜 半透膜不一定是活的生物膜 如玻璃纸即为没有活性的半透膜 活的生物膜不仅具有半透性 还具有选择性 只有被细胞选择吸收的小分子物质才能通过 因此 具有选择透过性就必然具有半透性 而且只有活的生物膜才具有选择透过性 答案 C 2 如图所示 U型管底部中央放置一半透膜 不允许溶质分子透过 A液和B液原先体积相同 由于浓度不同 后来产生一个高度差 H 请问 H主要取决于 A A液和B液的溶质分子大小B A液和B液所在管的粗细C A液和B液的溶剂是否相同D A液和B液的浓度差大小解析 半透膜两侧溶液的浓度差越大 水分子透过的数量越多 产生的液柱高度差越大 答案 D 3 在保持细胞存活的条件下 蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如图所示 若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中 则该萝卜条的质量将 A 不变B 增大C 减小D 先增后减解析 在b浓度的溶液中 萝卜条的质量下降是由于细胞失水发生质壁分离 若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入等渗的a浓度溶液中 会发生质壁分离复原 质量将增加 答案 B 要点二探究细胞质壁分离和复原与外界溶液浓度的关系 1 实验原理 1 外界溶液浓度大于细胞液浓度时 细胞失水 发生质壁分离现象 2 外界溶液浓度小于细胞液浓度时 细胞吸水 发生质壁分离复原现象 2 流程与现象 3 实验分析 4 注意问题 1 实验成功的关键是实验材料的选择 必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞 以便在显微镜下观察 2 植物细胞质壁分离和质壁分离复原中水分子移动都是双向的 实验结果是由双向水分子运动的差别所导致的 3 质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液 因为细胞壁是全透性的 且有水分子通过原生质层渗透出来 4 若用50 蔗糖溶液做实验 植物细胞能发生质壁分离但不能复原 这是因为细胞过度失水而死亡 5 若用尿素 乙二醇 KNO3 NaCl做实验会出现自动复原现象 因这些物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高 方法技巧 细胞是否发生质壁分离及其复原的判断 1 从细胞角度分析 死细胞 动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离观象 具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象 2 从溶液角度分析 在一定浓度的 溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象 不能自动复原 在一定浓度的 溶质可穿膜的溶液中细胞先发生质壁分离后自动复原 在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象 但会因过度失水而死亡 不会再复原 4 用洋葱鳞片叶表皮制备 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 再观察质壁分离现象B 在盖玻片一侧滴入清水 细胞吸水膨胀但不会破裂C 用不同浓度的KNO3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 细胞仍具有正常生理功能 解析 实验过程中不能对装片加热 A错 当KNO3溶液浓度过高时 导致洋葱鳞片叶表皮细胞过度失水而死亡 死亡细胞不能发生质壁分离复原 失去一切正常生理功能 C D错 由于细胞壁的保护作用 植物细胞不会因吸水而涨破 B对 答案 B 5 在质壁分离和复原过程中 洋葱鳞片叶表皮细胞的吸水能力变化示意图正确的是 解析 在植物细胞质壁分离观察中 细胞不断失水 细胞液浓度不断升高 则细胞吸水能力逐渐增强 失水能力逐渐减弱 而在质壁分离复原过程中 细胞不断吸水 细胞液浓度逐渐降低 细胞的吸水能力减弱 失水能力增强 答案 A 6 如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 解析 图示为处于质壁分离状态的植物细胞 因细胞壁的伸缩性很小 故若将该细胞置于清水中 A仍将保持不变 若在40 的蔗糖溶液中 与图示相比 A不变 但因失水更多而B变小 所以B A值将变小 可见B A值能表示细胞失水的程度 图中A表示的是细胞长度 但B表示的并不是液泡的长度 而是失水后的原生质体的长度 答案 D 1 观察在0 3g mL蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞 发现中央液泡逐渐变小 说明 A 细胞壁相当于一层半透膜B 洋葱表皮细胞是活的C 此时蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度D 细胞壁收缩导致中央液泡失水解析 活的洋葱表皮细胞的原生质层相当于一层半透膜 在高浓度的蔗糖溶液中发生渗透作用 导致中央液泡失水而变小 答案 B 2 若如图表示植物细胞渗透作用的图解 下列说法中错误的是 A 植物细胞的原生质层相当于一层半透膜B 一定条件下 活的 成熟的植物细胞能发生渗透失水或吸水C 当溶液浓度甲 乙时 细胞处于动态平衡状态 不发生渗透作用D 当溶液浓度甲 乙时 细胞发生渗透失水 当溶液浓度乙 甲时 细胞发生渗透吸水解析 当半透膜两侧的溶液浓度相同时 不是不发生渗透作用 而是水分子在两种溶液中的渗透达到平衡状态 答案 C 3 图1表示两种物质扩散的图解 图2是为了验证图1物质扩散成立的实验装置 实验结果应是 A 甲中水柱a将持续上升B 甲中水柱a将先上升后下降C 乙中水柱b上升到一定高度后维持不变D 乙中水柱b将先上升后下降最后稳定不变解析 由于甲中的淀粉不能透过半透膜 所以甲中的液面高度先上升 达到一定高度后保持不变 乙装置漏斗中葡萄糖溶液浓度大 导致液面上升 由于葡萄糖分子能够通过半透膜 导致半透膜两侧浓度差降低 所以漏斗中液面又会降低 最后两液面相平 答案 D 4 如图甲和乙分别是两种状态下的植物细胞 下列相关叙述中错误的是 A 图甲 图乙是质壁分离形成的过程 该过程中细胞需要失水B 图甲状态的出现 说明细胞壁和原生质层的伸缩性不同C 将成熟的植物细胞置于一定浓度的KNO3溶液中 会自动发生图甲 图乙过程D 根尖处只有成熟区的细胞才会发生图甲 图乙的变化 解析 图甲细胞处于质壁分离状态 图甲 图乙是质壁分离复原的过程 该过程中细胞要吸水 A项错误 植物细胞发生质壁分离 内因是植物细胞的细胞壁伸缩性小于原生质层 B项正确 由于植物细胞可以吸收K 和NO 所以在一定浓度的KNO3溶液中会发生植物细胞质壁分离自动复原的现象 C项正确 根尖中只有成熟区的细胞才具有中央大液泡 所以只有该处的细胞才会发生质壁分离及复原的现象 D项正确 答案 A 5 图示是洋葱鳞片叶表皮细胞的示意图 请据图回答下列问题 1 图中 主要由纤维素和果胶组成 具有全透性 原生质层相当于一层 膜 水分子通过原生质层的现象属于 2 将紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片置于显微镜下观察 可看到表皮细胞中紫色的 3 把此细胞放入0