第1节　物质跨膜运输的实例

第1节物质跨膜转运的例子课前自我准备I .细胞的渗透、吸水和脱水1.渗透的两个条件2.动物细胞的吸水和脱水布线3.植物细胞的吸水和脱水制图(1)成熟植物细胞的结构：(2)探索植物细胞的吸水和脱水：(3)质量墙分离的原因：二。物质跨膜转运的其他例子1.番茄和水稻对无机盐离子吸收的比较科学家们分别在含有钙离子、镁离子和一氧化硅的培养液中培养番茄和水稻。结果和分析如下：(1)不同植物对同一种无机盐离子的吸收不同，同一植物对不同种类无机盐离子的吸收不同，说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收是选择性的。(2)水稻吸收水分的相对速率高于吸收Ca2和Mg2的相对速率，导致培养液中Ca2和Mg2浓度升高；番茄对水分的相对吸收率高于一氧化硅，导致培养液中一氧化硅浓度升高。2.特征和原因(1)特征：(1)物质的跨膜转运并不都遵循相对含量梯度。(2)细胞对物质的输入和输出具有选择性。(2)原因：细胞膜和其他生物膜都是渗透膜。1.判断下列陈述是真是假(1)不同浓度的溶液之间必须有渗透()(2)当植物细胞置于0.3 g/mL蔗糖溶液中时，会发生质壁分离()(3)细胞膜对膜两侧的物质具有选择性()(4)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成()答：(1) (2) (3) (4)2.在分离植物细胞质壁的过程中，它是()A.细胞核b .原生质层C.细胞质d .液泡膜分析：植物细胞的质壁分离是指原生质层与细胞壁的分离。回答：b3.成熟的植物细胞在溶液中能形成渗透系统，主要原因是()A.液泡膜内外溶液的浓度差原生质层相当于半透膜C.细胞壁是完全渗透的D.水分子可以自由进出细胞分析：植物细胞的原生质层包括细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质。原生质层具有选择渗透性，相当于半透膜。当成熟的植物细胞被放入溶液中时，原生质层两侧的溶液有浓度差，但是第一项说液泡膜内外的溶液有浓度差，所以这是错误的。虽然选项c和d的陈述是正确的，但它们不符合问题的含义。回答：b课堂互动的个案研究课程标准阐明质膜具有选择性透过性观察植物细胞的胞质分裂和恢复成就已实现1.了解细胞吸水和脱水的原理。(科学思维)2.学会探索实验的基本步骤。(科学探究)3.进行植物细胞吸水和脱水的实验设计和操作。(科学探究)4.举例说明细胞膜是选择性渗透膜。(生命的概念)糖醋蒜是最受欢迎的食物，但是如果只用蔗糖来腌制大蒜，糖就很难进入里面。如果和醋酸一起使用，醋酸会杀死大蒜细胞，糖会很容易进入大蒜内部。由此可见，物质的进出都需要通过细胞边界细胞膜。细胞内外的许多物质不能自由进出细胞，细胞膜可以选择进出细胞的物质。物质跨膜转运的其他例子有哪些？它的特点是什么？探索点一穿透的原理及应用老师寻求指导请用上图进行分析：1.液位差H会继续上升吗？为什么？答：不是。当长颈漏斗中的液位上升时，液体产生的流体静压力也会增加。当流体静压增加到等于渗透压时(两个方向相反，流体静压向外，渗透压向内)，通过半透膜进入和离开长颈漏斗的水分子的数量答：溶液的浓度是指物质的浓度，而不是质量浓度。例如，10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液具有相同的质量浓度，但是10%葡萄糖溶液中的物质浓度较大。4.如果蔗糖溶液的浓度增加，产生的液位差H将如何变化？答：高度差h会增加。5.如果半透膜面积加倍，其他条件不变，液位差H会改变吗？到达h的时间会变吗？答：内外溶液的浓度差不变，液位差H不变，但到达H的时间会随着半透膜面积的增加而变短。之图笔记容易出错的警告关于渗透的三个错误(1)半透膜两侧的水分子向两个方向移动，而不是一个方向。观察到的现象是由水分子双向运动的差异引起的液位变化。(2)当半透膜两侧的溶液达到平衡时，意味着两侧的水分子达到平衡，而两侧溶液的浓度不一定相同，两侧的液位高度也不一定相同。(3)水分子通过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液扩散。这里的浓度是指物质的数量浓度，即每单位体积的颗粒数量，而不是质量分数。定律判断渗透系统中液体变化的方法(1)液位变化的测定：(1)如果A侧的溶质可以通过半透膜两侧的半透膜，而B侧的溶质不能通过半透膜，则B侧的液面会上升。(2)如果半透膜两侧(A侧和B侧)的溶质相同，不能通过半透膜，则高浓度一侧的液面会上升。(3)如果半透膜两侧的溶质都能通过半透膜，则没有高度差。(2)高度差取决于浓度差。浓度差越大，高度差越大。(3)浓度变化：当溶质不能通过渗透系统中的半透膜时，实验开始达到平衡后，浓度高的一侧的浓度仍高于另一侧。老师说核心1.渗透原理(1)渗透装置示意图：(2)当液位上升到一定程度时，液位不再上升的原因：下图分析表明，漏斗中的液位高于水箱中的液位，液位差为H1。由于水箱和漏斗中的液体有浓度差，即渗透压差，水分子往往会进入漏斗。然而，当半透膜两侧的水分子由于H1产生的压力和渗透压的平衡而交换速率相同时，液面将不再上升。2.渗透的应用渗透条件的验证；检测反馈1.如图所示，甲和乙是两个渗透装置。图A是渗透发生时的初始状态，图B是漏斗内外的水分子经过长时间达到动态平衡时的状态。判断以下叙述错误的是()A.在图a中，(3)是半透膜，水分子可以自由通过B.图a中溶液2的浓度大于溶液1的浓度C.图b中溶液的浓度等于溶液的浓度D.图a中溶液和之间的浓度差越大，图b中的水柱越高。分析：图代表半透膜，水分子可以自由通过，但大分子不能通过，A是正确的；与图A和图B相比，漏斗中的液位上升，表明漏斗中溶液的浓度高于烧杯中溶液的浓度，B是正确的。由于漏斗中液柱的压力，当液位不再上升时，溶液的浓度仍然大于溶液的浓度，所以C是错误的。图A中溶液和之间的浓度差越大，穿过膜的水量越大，图B中的水柱越高点二细胞吸水脱水的探讨老师寻求指导如图所示，首先将紫色洋葱鳞状叶的外皮细胞放入0.3 g/mL蔗糖溶液(a)中，然后放入清水(b)中。请分析并回答以下问题：1.细胞的原生质层包括图中的哪些部分(请用图中的数字回答)？答：包括2、3和4。2.在A的过程中，5的颜色是如何变化的？它的吸水能力如何变化？答：颜色变暗，吸水量逐渐增加。3.在A过程中，物质分别进入1和4是什么液体？答：细胞壁是完全可渗透的，水和蔗糖进入细胞质，水进入细胞质。4.一位同学误拿了3克/毫升的蔗糖溶液，发现在甲工序完成后，乙工序几乎没有观察到相关现象。分析的可能原因是什么？答：溶液的浓度太高，细胞会因为过多的水分流失而死亡，血浆壁的分离和恢复也不会再发生。5.回答与实验相关的问题：(1)为什么要用紫洋葱皮作为实验材料？(2)实验包括三次显微镜观察。第一次观察的目的是什么？(3)经历质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层和细胞壁之间的物质是什么？答：(1)紫色洋葱表皮细胞的细胞液中含有花青素，使液泡中的细胞液呈紫色，有利于观察。(2)观察正常洋葱鳞片叶表皮细胞的状态，与处理后的状态形成对比。(3)由于细胞壁是完全可渗透的，在原生质层和洋葱表皮细胞的细胞壁之间有蔗糖溶液。之图笔记知识集成(1)原生质体层不包括完全可渗透的细胞壁；在质壁分离过程中，洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液浓度逐渐增加，颜色加深，吸水能力增强。如果外部溶液的浓度太高，细胞将由于过度失水而死亡。(2)在物质壁的分离和修复中，水分子的运动是双向的。其结果是双向水分子运动差异造成的现象。(3)在原生质壁分离后，浓度降低的外部溶液填充在细胞壁和细胞膜之间，因为细胞壁是完全可渗透的，水分子通过原生质层渗出。(4)如果使用50%蔗糖溶液进行实验，血浆壁可以分离但不能恢复，并且细胞将由于过度失水而死亡。(5)如果使用尿素、乙二醇、硝酸钾和氯化钠进行实验，会出现自动回收现象，并且由于外部物质转移到细胞中，细胞液的浓度会增加。常规方法判断细胞是否能进行质壁分离和恢复的规则。(1)从细胞的角度死亡细胞、动物细胞和未成熟植物细胞不经历质壁分离。具有大中央液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离。(2)从解决方案分析的角度质量-壁分离发生在一定浓度的溶液和不能透过膜的溶质(如蔗糖)中。(2)在一定浓度下，溶质(如葡萄糖、硝酸钾、尿素、乙二醇)可以透过溶液的膜，先发生血浆壁分离，然后自动恢复。在高浓度溶液(如0.5 g/mL蔗糖溶液)中可发生质量壁分离，但不会发生回收。常规法判断细胞状态和吸水损失(1)在质壁分离过程中，细胞失水大于吸水，外液浓度高于细胞液浓度。(2)当细胞在分离和修复质壁的过程中，细胞失水小于吸水，外液的浓度低于细胞液的浓度。(3)当细胞处于平衡状态时，细胞失水等于吸水。老师说核心1.植物细胞与渗透装置的比较根据图形分析，可以看出：(1)原生质体层具有选择性渗透性，相当于半透膜。(2)浓度差细胞液与外部溶液有浓度差。2.原因和方法用相同浓度的不同植物细胞蔗糖溶液进行显微镜检查，比较刚发生质壁分离时所需的时间长度判断细胞液浓度的大小(时间越短，细胞液浓度越小)。检测反馈1.图为一位同学在“探索植物细胞的吸水和脱水”实验中，用紫洋葱鳞片叶的外皮观察到的细胞图。以下陈述是正确的()A.在图中，(1)、(2)和(6)形成了细胞的原生质层B.图中的细胞处于质壁分离状态。此时，的浓度必须大于的浓度。在图中，(1)是细胞壁，(6)充满了外部溶液图中的d是细胞液，在细胞质壁分离过程中，其颜色逐渐变浅。分析：图中为细胞壁，与和之间形成原生质层。因为细胞壁是完全可渗透的，充满了外部溶液。细胞处于质壁分离状态，但此时细胞不一定失水，因此的浓度不一定低于。在物质壁分离过程中，脱水，因此的颜色应逐渐加深。答：c2.