《物质跨膜运输的实例》好

1、第第4 4章章 细胞的物质输入细胞的物质输入和输出和输出 _细胞的吸水与失水细胞的吸水与失水渗渗透透装装置置半透膜：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多孔性薄膜一、渗透作用一、渗透作用水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜从低浓水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，称为渗透作用度溶液向高浓度溶液的扩散，称为渗透作用渗渗透透装装置置半透膜：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多孔性薄膜一、渗透作用一、渗透作用（玻璃纸玻璃纸）水分子（或其他溶剂分子）透过水分子（或其他溶剂分子）透过半半透膜透膜从从低浓度溶液向高浓度溶液低浓度溶液向高浓度

2、溶液的的扩散扩散，称为渗透作用，称为渗透作用分析实验现象分析实验现象1. 漏斗管内液面为什么会升高？漏斗管内液面为什么会升高？由于单位时间内透过玻璃纸进入长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，使得管内液斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。面升高。2、如果烧杯中的清水如果烧杯中的清水, 换成同样浓度换成同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？的蔗糖溶液，结果会怎样？半透膜两侧溶液的浓度半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透相等时，单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量的水分子数量等于等于渗出渗出的水分

3、子数量，液面也的水分子数量，液面也不会升高。不会升高。1 1、渗透、渗透作用：作用：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜从水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，称为渗透作用低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，称为渗透作用2 2、产生渗、产生渗透作用的透作用的条件条件 具有半透膜（主要）具有半透膜（主要） 半透膜两侧的溶液浓度半透膜两侧的溶液浓度不同不同 （具有（具有浓度差浓度差）3.渗透作用的原理渗透作用的原理低浓度溶液低浓度溶液渗透渗透高浓度溶液高浓度溶液水水（1）水含量高水含量高水含量低水含量低扩散扩散（2） 渗透的速度取决于半透膜两侧的溶液的浓度差渗透的速度取决于半透

4、膜两侧的溶液的浓度差（渗透压）（渗透压）对相近易混淆概念理解辨析对相近易混淆概念理解辨析1.1.扩散作用、自由扩散和渗透作用的关系扩散作用、自由扩散和渗透作用的关系 扩散作用扩散作用：物质从高浓度区域向低浓度区域的运物质从高浓度区域向低浓度区域的运动。动。 渗透作用渗透作用：是一种特殊方式的扩散，它是指水或：是一种特殊方式的扩散，它是指水或其他溶剂分子通过其他溶剂分子通过半透膜（或选择透过性膜）半透膜（或选择透过性膜）进行的进行的扩散。扩散。 自由扩散：自由扩散：物质通过生物膜（物质通过生物膜（选择透过性膜选择透过性膜）的扩的扩散作用。散作用。 联系：联系：自由扩散和渗透作用都是扩散作用自由扩

5、散和渗透作用都是扩散作用2.2.半透膜、选择透过性膜半透膜、选择透过性膜（1 1）区别）区别 半透膜是半透膜是无生物活性无生物活性的物理性膜，即指小分子可的物理性膜，即指小分子可以透过，而大分子不能透过的多孔性薄膜，物质能否通以透过，而大分子不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。过取决于分子的大小。 选择透过性膜是具有生物活性的生物膜选择透过性膜是具有生物活性的生物膜，载体的，载体的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。（2 2）共性）共性 都允许

6、水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。 二、细胞的吸水与失水二、细胞的吸水与失水（一）动物（一）动物细胞的吸水与失水：细胞的吸水与失水：外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞质浓度细胞质浓度外界溶液浓度细胞质浓度外界溶液浓度细胞质浓度外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞质浓度细胞质浓度 失水失水外外界溶液浓度细胞质浓度界溶液浓度细胞质浓度水分子的进出处于动态水分子的进出处于动态平衡平衡1、红细胞（动物细胞）吸、红细胞（动物细胞）吸水和失水的条件水和失水的条件2 2、动物细胞相当于一个渗透系统、动物细胞相当于一个渗透系统细胞膜：选择透过性膜细胞膜：选择透过性膜

7、细胞质：胶体溶液细胞质：胶体溶液外界溶外界溶液浓度液浓度细胞膜是选择透过性膜，相当于一层半透膜；细胞膜是选择透过性膜，相当于一层半透膜；细胞质和外界溶液的浓度不同。细胞质和外界溶液的浓度不同。1、成熟、成熟的的植物细胞植物细胞细胞膜细胞膜 (选择透过性选择透过性)细胞质细胞质液泡膜液泡膜 (选择透过性选择透过性)细胞壁细胞壁(全透性全透性)浓度差浓度差：细胞液浓度与外界：细胞液浓度与外界溶液浓度不同溶液浓度不同（二）植物（二）植物细胞的吸水与失水细胞的吸水与失水成熟的植物成熟的植物细细胞的胞的原原生质层生质层相当于相当于半透膜半透膜实验材料：紫色的洋紫色的洋葱鳞片的外表葱鳞片的外表皮皮紫色的洋

8、葱表皮细胞中有紫色紫色的大液泡，的大液泡，这有利于在实验中观察液这有利于在实验中观察液泡的变化。泡的变化。0.3g/ml的蔗糖溶液的蔗糖溶液质壁分离质壁分离失水质壁分离复原质壁分离复原清水清水吸水预期结果预期结果成熟的植物细胞吸水和失水的实验成熟的植物细胞吸水和失水的实验 -质壁分离和质壁分离复原实验质壁分离和质壁分离复原实验1.1.将新鲜的苔藓植物叶片放入将新鲜的苔藓植物叶片放入有少有少 量红墨水、含量为量红墨水、含量为30%30%的蔗糖溶的蔗糖溶 液中液中，在显微镜下观察，你会看，在显微镜下观察，你会看 到细胞的状态如图所示，此时到细胞的状态如图所示，此时部部 位的颜色位的颜色分别是分别是

9、 A.A.无色绿色无色绿色 B.B.红色绿色红色绿色 C.C.红色无色红色无色 D.D.红色红色红色红色 实例点拨实例点拨实验步骤实验步骤1 1. .制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片 2.2.用低倍镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中的液泡用低倍镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中的液泡的大小的大小, ,以及原生质层的位置以及原生质层的位置. .3.3.用小滴管在盖玻片用小滴管在盖玻片的一侧的一侧滴一滴质量浓度为滴一滴质量浓度为0.3g/mL 0.3g/mL 的蔗糖溶液，的蔗糖溶液，在在盖玻片盖玻片的另一侧的另一侧用吸用吸水纸吸水纸吸引引, ,这样重复几次这样重复几次. .4.4.

10、在在低倍低倍镜下观察，可见镜下观察，可见液泡慢慢缩小液泡慢慢缩小, ,原生质缓原生质缓慢收缩，逐渐出现慢收缩，逐渐出现质壁分离的现象。质壁分离的现象。5.5.在盖玻片的一侧滴加清水，用吸水纸在盖玻片在盖玻片的一侧滴加清水，用吸水纸在盖玻片的另一侧吸收，使清水置换蔗糖溶液。的另一侧吸收，使清水置换蔗糖溶液。6.6.在显微镜下观察，可见质壁分离现象缓慢复原。在显微镜下观察，可见质壁分离现象缓慢复原。正常状态下正常状态下发生质壁分离发生质壁分离质壁分离复原质壁分离复原滴滴0.3g/ml0.3g/ml的的蔗糖溶液蔗糖溶液滴加清水滴加清水实验现象：实验现象：变小变小逐渐恢复逐渐恢复原来大小原来大小原生质

11、层恢原生质层恢复原来位置复原来位置原生质层脱原生质层脱离细胞壁离细胞壁逐渐恢复逐渐恢复原来大小原来大小略有变略有变小小 现象现象试剂试剂中央液中央液泡大小泡大小原生质层原生质层的位置的位置细胞细胞大小大小蔗糖蔗糖溶液溶液清水清水（1）能发生质壁分离的细胞）能发生质壁分离的细胞 活活的成熟的植物细胞的成熟的植物细胞活细胞活细胞植物细胞（有细胞壁）植物细胞（有细胞壁）有大液泡（成熟的植物细胞）：有大液泡（成熟的植物细胞）：原生质原生质的的伸缩性伸缩性大于细胞壁大于细胞壁（2）质壁分离）质壁分离实验的意义实验的意义证明成熟的植物细胞是一渗透系统证明成熟的植物细胞是一渗透系统判断植物细胞的死活判断植物

12、细胞的死活观察植物细胞的细胞膜观察植物细胞的细胞膜测定细胞液的浓度测定细胞液的浓度( (当有当有50%50%的细胞发生质壁分离时，的细胞发生质壁分离时，细胞液浓度等于外界溶液的浓度）细胞液浓度等于外界溶液的浓度） 例题：例题：将洋葱细胞放入大于细胞液浓度的将洋葱细胞放入大于细胞液浓度的KNO3溶液溶液中，一段时间后用显微镜观察发现该细胞未发生质中，一段时间后用显微镜观察发现该细胞未发生质壁分离，其原因可能是该细胞壁分离，其原因可能是该细胞()是死细胞是死细胞大量吸水大量吸水是根尖分生区细胞是根尖分生区细胞大量失水大量失水质壁分离后又自动复原质壁分离后又自动复原A B C DB2、幼嫩的植物细胞

13、 细胞膜：选择透过性膜细胞膜：选择透过性膜 细胞膜是选择透过性膜，相当于一层半透膜；细胞质和外细胞膜是选择透过性膜，相当于一层半透膜；细胞质和外界溶液的浓度不同。界溶液的浓度不同。是一渗透系统是一渗透系统结论：结论：幼嫩的植物细胞也是一渗透系统，可以通过渗透作用吸幼嫩的植物细胞也是一渗透系统，可以通过渗透作用吸水和失水。不同的是，成熟的植物细胞有中央大液泡，可大量的水和失水。不同的是，成熟的植物细胞有中央大液泡，可大量的吸水和失水，因此，成熟的植物细胞在高浓度溶液中可发生质壁吸水和失水，因此，成熟的植物细胞在高浓度溶液中可发生质壁分离分离。推论：推论：任何活细胞都是一渗透系统，可以通过渗透作任

14、何活细胞都是一渗透系统，可以通过渗透作用吸水和失水（因为：用吸水和失水（因为：细胞膜是选择透过性膜，相当细胞膜是选择透过性膜，相当于一层半透膜）于一层半透膜）1 1把体把体积与质量浓度相同的葡萄糖（甲液）和蔗糖积与质量浓度相同的葡萄糖（甲液）和蔗糖（乙液）用半透膜（允许溶剂和葡萄糖通过，不允许（乙液）用半透膜（允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过）如右下图隔开，开始和一段时间后液面情蔗糖通过）如右下图隔开，开始和一段时间后液面情况是况是A甲高于乙甲高于乙 B先甲高于乙，后乙高于甲先甲高于乙，后乙高于甲C乙高于甲乙高于甲 D先甲低于乙，后乙低于甲先甲低于乙，后乙低于甲B2.将下列细胞置于将下列细

15、胞置于0.3/ml的蔗糖溶液中，会失水的是（的蔗糖溶液中，会失水的是（ ）。会发生质壁分离的是（）。会发生质壁分离的是（）A.分生区细胞分生区细胞B.红细胞红细胞C.根毛细胞根毛细胞D.草履虫草履虫 E.导管细胞导管细胞 ABCDC3.将三个体积都为将三个体积都为V0的的成熟的植物细胞分别置于成熟的植物细胞分别置于清水、清水、0.3g/ml的蔗糖溶液、的蔗糖溶液、10%的的KNO3溶液溶液中，请画出其原中，请画出其原生质体积随时间变化的曲线。生质体积随时间变化的曲线。时间时间0原原生生质质体体积积V04.下图是下图是E、F、G为为3个用半透膜制成的小袋，内盛有溶液甲个用半透膜制成的小袋，内盛有

16、溶液甲或乙，上端分别接上口径相同的小玻璃管。或乙，上端分别接上口径相同的小玻璃管。E和和F体积相同，体积相同，G体体积较大，三者置于盛有溶液丙的大容器内。原初积较大，三者置于盛有溶液丙的大容器内。原初3个水玻管内的个水玻管内的液面高度相同。已知三种溶液浓度高低顺序为液面高度相同。已知三种溶液浓度高低顺序为溶液丙溶液乙溶液丙溶液乙溶液甲溶液甲。请回答。请回答AB（1）1小时后，管小时后，管e和管和管f的液面升降变化是的液面升降变化是（ ）A. 管管e下降，管下降，管f下降下降 B.管管e下降，管下降，管f上升上升C.管管e上升，管上升，管f上升上升 D.管管e上升，管上升，管f下降下降（2）下图

17、中的曲线能显示管）下图中的曲线能显示管f（实）和（实）和g（虚线）内液面可能变化的是（虚线）内液面可能变化的是（ ）(2008(2008江苏生物江苏生物)5.)5.某同学进行实验，甲图为实验开始状态，某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。浴锅等。 （1 1）设计出继续实验的简要步骤：）设计出继续实验的简要

18、步骤：向向a a、b b两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热（或隔两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热（或隔水加热）水加热）U U型管至适宜温度，观察型管至适宜温度，观察a a、b b两管内液面的变化两管内液面的变化 吸取吸取a a、b b两管内适量液体，分别加入两管内适量液体，分别加入A A、B B两试管中，并两试管中，并加入斐林试剂，（加入斐林试剂，（60606565）水浴加热，观察）水浴加热，观察A A、B B试管试管内有无砖红色沉淀内有无砖红色沉淀 (2008(2008江苏生物江苏生物)5.)5.某同学进行实验，甲图为实验开始状态，某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态

19、。请在乙图所示实验结果的基础上继续乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。浴锅等。 （2 2）预测实验现象并作出结论）预测实验现象并作出结论如果如果a a、b b两管液面两管液面高度差缩小高度差缩小且且A A、B B试管内试管内均有砖红色沉淀均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物则蔗糖的水解产物能能通过半透膜；通过半透膜；如果如果a a、b b两管液面两管液面高度差增大高度差增大且且A A试管内无砖

20、红色沉淀、试管内无砖红色沉淀、B B试管试管内有砖红色沉淀内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物，则蔗糖的水解产物不能不能通过半透膜通过半透膜6.如如图所示图所示P1.P2为半透膜为半透膜, P1.P2将将怎么移怎么移?平衡时平衡时3的体积是多少的体积是多少?1232mol/L1mol/L1.5mol/LP1P2VVVP1右右移移, P2先左移后右移先左移后右移3的体积是的体积是V7.将新鲜的马铃薯切成将新鲜的马铃薯切成5厘米的长条厘米的长条(粗细相同粗细相同),再将长再将长条置于浓度不同的溶液中，条置于浓度不同的溶液中，4小时后，测量每长条的长小时后，测量每长条的长度，下图表示长度与甘露醇浓度的关

21、系，下列说法正度，下图表示长度与甘露醇浓度的关系，下列说法正确的是（）确的是（）1）在）在40g/l浓度，浓度，4小时后，细胞仍处于膨胀状态。小时后，细胞仍处于膨胀状态。2）在）在100g/l浓度，浓度，4小时后，细胞处于质壁分离状态。小时后，细胞处于质壁分离状态。浓度g/l4080100120长长度度/厘厘米米51和和28 8：如图是有关物质扩散的图解：如图是有关物质扩散的图解：（1）设计一个实验，证明图解是成立的。（要求：直接在上图的）设计一个实验，证明图解是成立的。（要求：直接在上图的装置装置1和装置和装置2的括号内，填上适当的溶液或试剂的代号，以表明你的括号内，填上适当的溶液或试剂的代

22、号，以表明你的设计）的设计）. 可供选择的溶液及试剂：淀粉溶液；葡萄糖溶液；蒸馏可供选择的溶液及试剂：淀粉溶液；葡萄糖溶液；蒸馏水；水；I2-KI溶液；少量斐林试剂（斐林试剂能跨膜扩散，葡萄糖溶液；少量斐林试剂（斐林试剂能跨膜扩散，葡萄糖遇斐林试剂形成砖红色沉淀）。遇斐林试剂形成砖红色沉淀）。（2）根据你的设计方案，预测一定时间后两个透析袋内的颜色变）根据你的设计方案，预测一定时间后两个透析袋内的颜色变化：化： 装置装置1： ；装置；装置2： 。（3）若想明显观察到水分子扩散的结果，装置应如何改进？）若想明显观察到水分子扩散的结果，装置应如何改进？ 袋内溶液变蓝袋内溶液变蓝袋内溶液变为砖红袋内

23、溶液变为砖红将有刻度的玻璃管插入透析袋内将有刻度的玻璃管插入透析袋内 1.1.如下图所示，在如下图所示，在U U型管中部型管中部c c处装有半透膜，在处装有半透膜，在a a侧加入红色的细胞色素侧加入红色的细胞色素c c（分子量为分子量为1.31.3万道尔顿的万道尔顿的蛋白质）水溶液，蛋白质）水溶液，b b侧加入清水，并使侧加入清水，并使a a、b b两侧液两侧液面高度一致，经过一段时间后，实验结果将是面高度一致，经过一段时间后，实验结果将是 （ ）A.aA.a、b b两侧液面高度一致，两侧液面高度一致，b b侧无色。侧无色。B. aB. a、b b两侧液面高度一致，两侧液面高度一致，b b侧红

24、色。侧红色。C.aC.a液面低于液面低于b b液面，液面， b b侧无色。侧无色。D.aD.a液面高于液面高于b b液面，液面，b b侧无色。侧无色。 D例题例题三、物质跨膜运输的其他实例三、物质跨膜运输的其他实例1.1.番茄和水稻吸收无机盐离子的比较番茄和水稻吸收无机盐离子的比较 科学家将番茄和水稻分别放在含有科学家将番茄和水稻分别放在含有CaCa2+2+、MgMg2+2+ 和和SiSi4+4+的培养液中培养，结果及分析如下：的培养液中培养，结果及分析如下： （1 1）水稻水稻吸收吸收水水的相对速度比吸收的相对速度比吸收CaCa2+2+、MgMg2 2+ + , , 造成培养液中造成培养液中

25、CaCa2+2+、MgMg2+2+浓度浓度 ；番茄番茄吸收水吸收水 的相对速度比吸收的相对速度比吸收SiSi4+4+ ，造成培养液中，造成培养液中SiSi4+4+浓浓 度度 。大大上升上升大大上升上升 （2 2）不同植物对）不同植物对 的吸收有差异的吸收有差异, , 同一种植物对同一种植物对 的吸收也有差异的吸收也有差异, , 说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有 。 同一种无机盐离子同一种无机盐离子不同种无机盐离子不同种无机盐离子选择性选择性（3 3）. .吸水为吸水为 ，吸收离子为，吸收离子为 ，且无，且无 机盐离子必须溶于水后才能被吸收，所以机盐离子必

26、须溶于水后才能被吸收，所以吸水和吸水和 吸收无机盐离子吸收无机盐离子是两个是两个 的过程的过程 自由扩散自由扩散主动运输主动运输相对独立相对独立3.已知洋葱表皮细胞的细胞液浓度介于已知洋葱表皮细胞的细胞液浓度介于0.50.6mol/L之间，请利用必要的器材准确测定细胞液的浓度。之间，请利用必要的器材准确测定细胞液的浓度。（提示：当（提示：当50%的细胞发生质壁分离时，细胞液的细胞发生质壁分离时，细胞液的浓度就等于外界溶液的浓度。的浓度就等于外界溶液的浓度。实验步骤：实验步骤： （2 2）微生物吸收无机盐离子的特点）微生物吸收无机盐离子的特点 不同微生物对不同无机盐离子的吸收表现出较大不同微生物

27、对不同无机盐离子的吸收表现出较大 的差异：的差异： （1 1）不同微生物对无机盐离子的吸收有）不同微生物对无机盐离子的吸收有 。 （2 2）不同微生物对各种无机盐离子的）不同微生物对各种无机盐离子的 不同。不同。选择性选择性需要量需要量不同作物对无机盐的吸收是有差异的。不同作物对无机盐的吸收是有差异的。水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的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跨膜运输并不都是这样，这取决于细胞生命活动的需要。需要。细胞对物质的吸收是有选择的。这种选择性具有普遍性。细胞对物质的吸收是有选择的。这种选择性具有普遍性。1、以下

28、可以发生渗透作用的是、以下可以发生渗透作用的是_.A.煮熟的马铃薯条放入水中煮熟的马铃薯条放入水中 B.把干种子放在清水中把干种子放在清水中C.烈日下菠菜叶子下垂烈日下菠菜叶子下垂D.放在盐水中的萝卜变软放在盐水中的萝卜变软D练习练习2、a、b、c是三个相邻的细胞，已知是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度细胞液浓度 b细胞液浓度细胞液浓度 c细胞液浓度细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分如图所示，能正确表示水分在三者之间运输关系的是（在三者之间运输关系的是（ ）CacbacbacbacbABCD3、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗烧苗”。其原因是（。其原因是（ ）A、根细胞从土壤中吸收的无机盐过多，细胞被无、根细胞从土壤中吸收的无机盐过多，细胞被无机盐毒害