细胞的物质输入输出第一节物质跨膜运输的实例

第四章细胞的物质输入输出第一节物质跨膜运输的实例,一.生活现象渗透作用,半透膜：半透膜是一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称,分析实验现象,1.第一组装置的漏斗管内液面为什么会升高？,2、第二组装置，用纱布代替玻璃纸，管内液面没有升高的原因？,3、第三组装置，清水换成同样浓度的蔗糖溶液，也没有升高的原因？,由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。,用纱布替代玻璃纸时，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高。,半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量，液面也不会升高。,渗透作用,一、渗透作用（1）渗透作用：指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。（2）发生渗透作用的条件：一是具有半透膜二是半透膜两侧具有浓度差,二.细胞的吸水和失水,（一）动物细胞,正常,吸水，膨胀,失水，皱缩,二、细胞的吸水和失水（原理：渗透作用）1、动物细胞的吸水和失水外界溶液浓度细胞质浓度时,细胞失水皱缩外界溶液浓度=细胞质浓度时,水分进出细胞处于动态平衡,细胞吸水膨胀,保持原状态,细胞失水皱缩,（二）植物细胞,2、植物细胞的吸水和失水细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液.原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质,探究：成熟的植物细胞吸水和失水的探究实验结果,*0.5克ml的蔗糖溶液，高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡，不可能发生质壁分离复原,*紫色洋葱，液泡为紫色，便于观察。,*硝酸钾溶液，即可使细胞发生质壁分离，又可以使它自动复原（钾离子、硝酸根离子被吸收）,外界溶液浓度细胞液浓度时,细胞质壁分离外界溶液浓度细胞液浓度,植物吸水方式有两种：吸胀作用（未形成液泡）如：干种子、根尖分生区（亲水性物质吸水。如蛋白质、淀粉、纤维素等）渗透作用(形成液泡),物质跨膜运输的其他实例1.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。2.对矿质元素的吸收有些是逆相对含量梯度主动运输,3.细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，水分子可以自由通过，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。细胞对物质的吸收是有选择的。这种选择性具有普遍性。可作为活细胞的一个重要特征。,三.物质跨膜运输的其他实例,对物质是否吸收以及吸收多少，都是由细胞膜上载体的种类和数量决定。也取决于细胞生命活动的需要。,比较几组概念扩散：物质从高浓度到低浓度的运动叫做扩散（扩散与过膜与否无关）（如：O2从浓度高的地方向浓度低的地方运动）渗透：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透（如：细胞的吸水和失水，原生质层相当于半透膜）半透膜：物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小（如：动物膀胱、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜等）选择透过性膜：细胞膜上具有载体，且不同生物的细胞膜上载体种类和数量不同，构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性。（如：细胞膜等各种生物膜）,练习题,1、以下可以发生渗透作用的是_D_.A.煮熟的马铃薯条放入水中B.把干种子放在清水中C.烈日下菠菜叶子下垂D.放在盐水中的萝卜变软,2、a、b、c是三个相邻的细胞，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,3、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”。其原因是（）A、根细胞从土壤中吸收的养分过多B、根细胞不能从土壤中吸水C、根系不能将水向上运输D、根系被肥料分解释放的热能烧毁,B,4、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,课后习题答案,四、答案和提示（一）问题探讨1.由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。2.用纱布替代玻璃纸时，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高。3.半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量，液面也不会升高。（二）思考与讨论1.红细胞内的血红蛋白等有机物一般不能透过细胞膜。2.红细胞的细胞膜相当于“问题探讨”中的半透膜。3.当外界溶液的浓度低于红细胞内部的浓度时，红细胞一般会因持续吸水而涨破。4.红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外浓度的差值。一般情况下，差值较大时吸水或失水较多。（三）资料分析1.在培养过程中，水稻吸收水分及其他离子较多，吸收Ca2+、Mg2+较少，结果导致水稻培养液里的Ca2+、Mg2+浓度增高。2.不同作物对无机盐的吸收是有差异的。3.水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输并不都是这样，这取决于细胞生命活动的需要。4.细胞对物质的吸收是有选择的。这种选择性具有普遍性。（四）练习基础题1.。2.。3.。拓展题提示：农业生产上的轮作正是针对不同作物根系对矿质元素的选择性吸收而采取的生产措施。如果长期在同一块田里种植同种作物，地力就会下降（俗称伤地），即某些元素含量下降，这样就会影响作物的产量,同步习题,2、例题精析：例1甜菜块根细胞的液泡中有花青素，使块根变为红色。将块根切成小块放在蒸馏水中，水无明显的颜色变化。但用盐酸处理这些根后，则能使水变红。其原因是（）A花青素不溶于水而溶于盐酸B盐酸破坏了细胞膜的选择透过性C盐酸破坏了原生质层的选择透过性D细胞壁被盐酸破坏解析：盐酸能够杀死甜菜的块根细胞，破坏了细胞的原生质层，所以经盐酸处理后的甜菜块根细胞的原生质层不再具有选择透过性，花青素就可以从细胞液中出来而使水变红。答案：C例2食醋中的醋酸分子是活细胞所不选择的小分子物质，蔗糖是被选择的大分子物质。用食醋和蔗糖可将鲜蒜腌制成糖醋蒜。这是因为（）A.醋酸和蔗糖分子均存在于活细胞间隙中B.醋酸和蔗糖分解后被细胞吸收C.腌制时间长，两种物质缓慢地渗入细胞内部D.醋酸杀死细胞，使细胞膜失去选择透过性的功能解析：细胞膜的生理功能是活细胞所具有的功能，只有细胞是活的，细胞膜才具有选择性。通常情况下，不被细胞选择的离子、小分子等，多为对细胞有害的物质，这些物质浓度较高或较长时间包围细胞，会将细胞杀死，从而改变细胞膜的通透性，成为全透性。这时醋酸与蔗糖分子均进入细胞内。答案：D【自我诊断】基础题1、下列现象中属于渗透作用的是（）A、水分子通过细胞壁B、葡萄糖分子通过细胞膜C、K+离子通过原生质层D、水分子通过原生质层答案：D2、放在0.3g/ml的蔗糖溶液中，会发生质壁分离的细胞是（）A、人的口腔上皮细胞B、干种子细胞C、洋葱分生区的细胞D、洋葱表皮细胞答案：D3、下列四项中除了（）外，其余都是一个植物细胞组成的渗透系统的理由。A、纤维素和果胶构成的细胞壁是全透性的B、由细胞膜、细胞质、液泡膜构成的原生质层是选择透过膜C、液泡中具有一定浓度的细胞液D、细胞液的浓度大于（或小于）外界溶液的浓度答案：A4、植物细胞的质壁分离过程中，与细胞壁分离的是（）A、细胞核B、原生质层C、细胞质D、液泡膜答案：B5、盐碱地栽种植物，其出苗率和成活率均较低，原因是（）A、土壤溶液pH太小B、土壤中缺肥C、土壤溶液的浓度高于植物细胞液的浓度D、土壤溶液的浓度低于细胞液的浓度答案：C6、将人类的红血球置于不同浓度蔗糖液中，浸泡半小时之后的结果如下图。依照血球外形的变化判断蔗糖液的浓度，由高到低排列，正确的是A.甲乙丙丁B.丁甲乙丙C.丙丁甲乙D.丙乙丁甲答案：D7、将紫色萝卜的块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化，若进行加温，随着水温的升高，水的颜色逐渐变深，分析其原因是（）A、细胞壁在高温中受到破坏B、生物膜在高温时失去了选择透过性C、高温使花青素的溶解度加大D、高温使细胞内形成有色物质答案：B8、新鲜鱼、肉用盐渍不易变质，其作用是（）A、食盐水有杀菌作用B、浓盐水中含水少，细菌无法生存C、由于渗透作用使细菌死亡D、原生质层与细菌发生了质壁分离答案：C9、在做质壁分离和复原实验时，将复原后的植物细胞置于清水中，植物细胞也不会再吸水了；可当把因失水皱缩的红细胞置于清水中时，红细胞复原后会因继续吸水而涨破。产生这种现象的原因是（）A、植物细胞的细胞膜比动物细胞坚韧B、植物细胞有液泡，红细胞没有C、植物细胞能对吸水进行调节D、植物细胞有细胞壁，红细胞没有答案：D10.对海水淡化处理是模拟生物膜的何种功能（）A、对物质运输功能B、选择透过功能C、保护功能D、信息传递功能答案：B拓展题11、构成细胞的生物膜是选择透过性膜，其特点是水分子可以自由通过，被选择的小分子和离子可以通过，请根据提供的实验材料和用具简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果，验证细胞膜的选择透过性功能。实验材料及用具：新鲜的红色康乃馨烧杯玻璃铅笔质量分数为15%的盐酸清水量筒第一步：选两只大小相同的烧杯，用玻璃铅笔标上A、B第二步：_。第三步：_。结果：_。问题：盐酸溶液中结果出现的原因是_。答案：第二步：在A、B两只烧杯中，分别加入等量15%的盐酸或清水。第三步：选等量的红色康乃馨花瓣，分别放入A、B两只烧杯中，经过一段时间后观察。结果：水中花瓣仍为红色，水呈无色。盐酸中花瓣的颜色逐渐褪去，而溶液变红。问题：在酸性环境中生物膜上的载体蛋白变性失活，细胞膜失去了选择透过性的能力，大分子的色素分子进入溶液。12.请根据下述条件设计一实验，鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液，写出实验步骤并分析实验结果。一瓶10%的蔗糖溶液。一瓶30的蔗糖溶液，250ml烧杯1个，半透膜制成的透析袋一个，刻度玻璃管一支。细线一根，支架一个。(1)实验步骤：_(2)实验分析：_答案：（1）实验步骤：将一瓶中的溶液倒人烧杯中；将另一瓶中的溶液装满透析袋，刻度玻璃管插人袋内溶液中，用线将袋口和玻璃管扎紧。将插有刻度玻璃管的透析袋放人有溶液的烧杯中垂直固定于支架上，记录玻璃管液面刻度。一段时间后，观察玻璃管液面刻度，确定液面是升还是降。(2)结果分析：如液面升高，则透析袋中的溶液是30蔗糖溶液，烧杯中的溶液为10的蔗糖溶液；反之，可推知透析袋中是10蔗糖溶液，烧杯中的溶液为30蔗糖溶液。【相关链接】半透膜与选择透过性膜半透膜是指某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性的薄膜。它往往是只能让小分子物质透过，大分子物质则不能透过，不具有选择性，不是生物