第8课时生物膜的流动镶嵌模型 物质跨膜运输的方式.ppt.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,8,课时 物质跨膜运输的实例,必备知识梳理,回扣基础要点,一、,细胞的吸水和失水,1.,渗透作用,（,1,）概念：水分子（或其他溶剂分子）通过,从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。,（,2,）发生条件：有一层,；半透膜两侧的,溶液具有,。,半透膜,半透膜,浓度差,2.,动物细胞的吸水和失水,（,1,）动物细胞的,相当于半透膜，两侧具,有浓度差，构成渗透系统,故可发生,，,但不能发生质壁分离。,（,2,）当外界溶液浓度,细胞质浓度时，细胞,.,。,（,4,）当,时，水分进,出平衡。,细胞膜,渗透作用,膨胀,吸水,失水,皱缩,外界溶液浓度,=,细胞质浓度,3.,植物细胞的吸水和失水,全透,细胞膜,液泡膜,选择透过,半透膜,大液泡,细胞液,渗透作用,质壁分离,质壁分离复原,大于,吸水,4.,质壁分离的原因,外因：,；内因：细胞壁的伸缩性,原,生质层。,练一练,下列哪些细胞能发生质壁分离并总结发生质壁分,离的条件。,a.,叶肉细胞,b.,根毛成熟区细胞,c.,分生区细胞,d.,形成层细胞,e.,干种子细胞,f.,动物细胞,g.,导管细胞,h.,纤维细胞,i.,洋葱表皮细胞,答案,（,1,）能发生质壁分离的细胞：,a,、,b,、,i,。,（,2,）有大液泡（成熟）的活的植物细胞，才能发,生质壁分离。动物细胞、无大液泡的或死的植物,细胞不能发生质壁分离。,浓度差,小于,二、物质跨膜运输的其他实例,1.,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,Ca,2+,、,Mg,2+,和,Si,4+,的培养液中培养，结果及分析如下：,（,1,）不同植物对,的吸收有差异,同一种植物对,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,。,（,2,）水稻吸收水的相对速度比吸收,Ca,2+,、,Mg,2+,造成培养液中,Ca,2+,、,Mg,2+,浓度,；番茄吸收水,的相对速度比吸收,Si,4+,，造成培养液中,Si,4+,浓,度,。,2.,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,的差异：,（,1,）不同微生物对无机盐离子的吸收有,。,（,2,）不同微生物对各种无机盐离子的,不同。,同一种无机盐离子,不同种无机盐离子,选择性,大,上升,大,上升,选择性,需要量,3.,吸水为,，吸收离子为,，且无,机盐离子必须溶于水后才能被吸收，所以吸水和,吸收无机盐离子是两个,的过程。,提醒,物质的跨膜运输并不都是顺相对含,量浓度梯度的，而且细胞对于物质的输入和输出,有选择性。,细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，这,些膜可以让水分子自由通过，一些离子和小分子,也可以通过，而其他的离子、小分子（如蔗糖分,子）和大分子（如蛋白质分子）则不能通过。,自由扩散,主动运输,相对独立,构建知识网络,高频考点突破,考点 渗透系统与渗透作用,1.,渗透系统的组成（如图）及条件,（,1,）半透膜可以是生物性的选择透过性膜，如细,胞膜，也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。,（,2,）半透膜两侧的溶液具有浓度差。浓度差的实,质是单位体积溶液中溶质分子数的差，即物质的,量浓度之差，即摩尔浓度而不是质量浓度。,2.,渗透作用的发生（溶质分子不能通过半透膜）,（,1,）当,S,1,浓度,S,2,浓度时，由,S,2,S,1,的水分子数多,于由,S,1,S,2,的水分子数，漏斗（,S,1,）液面上升。,（,2,）当,S,1,浓度,S,2,浓度时，由,S,1,S,2,的水分子数多,于由,S,2,S,1,的水分子数，漏斗（,S,1,）液面下降。,提醒,若溶质分子能通过半透膜，则先是浓,度高的一侧液面升高，随后另一侧液面上升，最后,达到渗透平衡。,上图中，在达到渗透平衡后，只要存在液面差,h,，则,S,1,溶液的浓度仍大于,S,2,溶液的浓度。,若,S,1,为,10%,蔗糖溶液，,S,2,为,10%,葡萄糖溶液（葡萄糖不能透过此半透膜）,，,则水分子由漏斗进烧杯使漏斗液面下降。,水分子的移动方向：双向移动但最终结果是水分子数多（低浓度）溶液流向水分子数少（高浓度）溶液。,3.,动物细胞构成渗透系统可发生渗透作用,动物细胞膜相当于一层半透膜。外界溶液浓度,N,若漏斗内液面不变，则,M=N,若漏斗内液面下降，则,M,乙,丙，正确表,示它们之间水分子渗透方向的是,(),解析,甲细胞液的浓度最高，单位体积内水分子,的个数最少，所以乙、丙中的水分子要通过渗透,进入甲细胞中，同理乙细胞液的浓度高于丙细胞,液的浓度，丙中的水分子也要通过渗透作用进入,乙细胞内，所以答案为,A,。,A,题组二：植物细胞发生渗透作用的实验探究,3.,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，再观察细胞质壁分,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.,用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观,察到质壁分离复原现象,D.,当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功,能,解析,高浓度的硝酸钾会使细胞脱水死亡，不能再,复原；植物细胞由于有细胞壁，不会因吸水过多而,涨破。,答案,B,4.,在一定气候条件下，运用植物细胞质壁分离的实,验原理测试田间作物的细胞液浓度，以此法获得,作物代谢情况的必要数据。在此项测试中，实验,变量（自变量）是,(),A.,制备的系列浓度检测液,B.,一定的温度或其他气候数据,C.,作物细胞质壁分离状态,D.,作物细胞液浓度,解析,测试田间作物的细胞液浓度，需制备系列浓,度检测液，将相同的田间作物的组织细胞分别置于,系列浓度检测液中，显微镜下观察细胞的质壁分离,情况，根据质壁分离的初始浓度来确定作物细胞液,的浓度。可见，本实验的对象是田间作物的细胞，,实验变量是系列浓度检测液，因变量是质壁分离状,况。,答案,A,5.,为探究膜的透性，设计了如图所示的实验装置，,其中,E,、,F,、,G,为用猪膀胱制成的小袋，内盛有溶,液甲或溶液乙，上端分别接上口径相同的小玻璃,管，起初,3,支小玻璃管内的液面高度相同，已知,体积,VGVE=VF,甲、乙、丙三种溶液分别为质量,浓度为,0.2 g/mL,、,0.1 g/mL,、,0.3 g/mL,的蔗糖,溶液。,（,1,）几分钟后，,3,支小玻璃管中的现象是,.,。,（,2,）对比分析,e,、,f,小玻璃管中的现象，可知实验,的自变量是,。,（,3,）该实验说明,。,（,4,）若将两组这样的装置，一组放于,37,的恒温,箱中，一组放于,0,的恒温箱中，几分钟后观察，,可见两装置中,e,玻璃管中的现象是,，,说明,。,解析,（,1,）由于溶液丙浓度最大，所以,E,、,F,、,G,渗透,失水,液面下降。,E,、,F,相比,E,中溶液浓度为,0.2 g/mL,，,F,中溶液浓度为,0.1 g/mL,，,E,与外界溶液浓度差较小，,失水较少，因而,e,管下降程度小于,f,管。,F,、,G,相比，,G,表,面积大，失水多，因而,g,管下降程度大于,f,管。因此液,面下降程度为,g,管,f,管,e,管。,（,2,）,e,、,f,管中由于溶液浓度的不同造成液面下降程度,不同，自变量是溶液浓度。,（,3,）该实验证明了水分子由低浓度一侧向高浓度一侧,扩散，膜两侧浓度差越大扩散速度越快。,（,4,）在一定范围内，温度越高，跨膜运输的速率越,快，因此在,37,时,e,玻璃管下降程度较,0,时大。,答案,（,1,）液面都下降，下降程度,g,管,f,管,e,管,（,2,）溶液浓度,（,3,）水分能通过半透膜从浓度低的一侧向浓度高,的一侧扩散，浓度差越大扩散速度越快,（,4,）两装置中,e,玻璃管的液面都下降，放于,37,恒,温箱中的较放于,0,恒温箱中的下降程度大 温度,影响跨膜运输的速率,定时检测,组题说明,考点,题号,渗透作用,3,、,5,、,10,、,15,植物吸水、,失水,1,、,2,、,6,、,7,、,8,、,9,、,11,、,13,、,14,、,16,离子吸收,4,、,12,特别推荐：梳理归纳,1,、,11,；表格分析推断,4,、,6,、,13,；经典高考实验题,15,。,1.,与质壁分离与复原实验的实验材料及外界溶液有,关的正确叙述分别是 （）,实验材料必须是成熟的植物活组织细胞,细胞液最好有颜色，便于观察和判断细胞质壁,分离和复原的程度,细胞液必须有颜色，否则不能发生质壁分离和,复原实验,外界溶液的浓度应适中，不能过低或过高,外界溶液必须对细胞无毒害,外界溶液的浓度无特殊要求，任何浓度均可以,A.,，,B.,，,C.,，,D.,，,解析,质壁分离与复原实验要求植物细胞必须是能,发生渗透作用的活细胞，并且细胞液与外界溶液有,浓度差。如果进行观察的话，液泡内的细胞液有颜,色为最好。,答案,A,2.,（,2008,广东卷，,3,）,观察在,0.3 g/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,中央液泡在逐渐变小，说明细胞仍能发生,渗透作用，细胞还处于生活状态。,B,3.,某同学为了观察渗透现象，设计了如下实验：用,猪的膀胱膜将一漏斗口封住，再在漏斗里装上清,水，然后把漏斗浸入盛有,10%,的,NaCl,溶液的烧杯,中，并使漏斗管内的液面与烧杯中的液面一样,高，但他始终没有观察到渗透现象。那么，他应,该怎样改进实验才能达到实验目的 （）,A.,把,10%,的,NaCl,溶液换成,30%,的,NaCl,溶液,B.,把,10%,的,NaCl,溶液改装在漏斗里，清水装在烧,杯中,C.,把猪的膀胱膜换为其他半透膜,D.,把,10%,的,NaCl,溶液换成,10%,的蔗糖溶液,解析,Na,+,、,Cl,-,能通过膀胱膜（半透膜），所以,半透膜两侧最终不能形成浓度差，因而不能观察到,渗透现象。将,10%,的,NaCl,溶液换成,10%,的蔗糖溶液,后，由于蔗糖分子不能通过半透膜，且膀胱膜两侧,存在浓度差，因而发生渗透现象。,答案,D,4.,将等量的、微量的,NH,、,PO,、,K,+,、,Ca,2+,共同置于,100 mL,蒸馏水中，再放入一些新鲜的水稻根,尖，一段时间后，测定溶液中上述四种离子和水,的含量变化（见下表）。实验结果可以说明,（）,项目,H,2,O,NH,K,+,Ca,2+,PO,减少量,0%,23%,12%,37%,14%,根对水的吸收和对矿质离子的吸收是两个相对独立的过程 根对矿质离子的吸收不是等比例进行的 根细胞吸收矿质离子的方式是主动运输,根吸收矿质离子的过程不受温度的影响,A.,只有,B.,只有,C.,只有,D.,都正确,解析,本题考查植物细胞吸收水分和无机盐的关,系，以及理解应用能力、数据分析与判断能力等。,从表中可以看出：水没有减少，而矿质离子不同程,度的减少，所以吸收水和吸收矿质离子是两个相对,独立的过程，且不同矿质离子的吸收不成比例。表,中不能看出根尖对矿质离子的吸收是主动运输方,式，以及是否受温度的影响。,答案,A,5.,如图所示,U,型管中间被一种能允许水分子通过而,二糖不能透过的半透膜隔开，现在两侧分别加入,0.1 mol/L,的蔗糖溶液和麦芽糖溶液，一段时间,后左右两侧液面高度变化是怎样的？若向,U,型管,右侧加入某种微量物质（不影响溶液浓度），右,侧液面高度上升，那么加入的这种微量物质最可,能是,(),A.,右侧液面高度下降；胰岛素,B.,右侧液面高度下降；衣藻,C.,两侧液面高度不变；麦芽糖酶,D.,两侧液面高度不变；蒸馏水,答案,C,6.,下表资料显示四组马铃薯条分别浸入,四种,不同溶液,1 h,后质量转变百分率，根据表中资料,可得到的结论是 （）,A.,溶液,的浓度最小,B.,溶液,的浓度小于溶液,溶液,质量转变百分率,+5%,-5%,-3%,0%,C.,溶液,的浓度最大,D.,溶液,是蒸馏水,解析,根据表格中质量转变百分率可知，四组马铃,薯条分别在,四种液体中发生了吸水、失水、,失水和吸水失水达到动态平衡四种情况，由此可推,知外界四种溶液浓度大小为,。,答案,A,7.,下列判断细胞死活的方法中，表述错误的是,（）,将植物细胞置于较高浓度的蔗糖溶液中，发生,质壁分离的是活细胞,在高倍镜下观察，若发现细胞质流动，则表明,细胞是活的,将某细菌与水绵一起制成临时装片，用极细的,光束照射水绵，若发现细菌没有趋向水绵光照部,位，则说明细菌为死细胞,洋葱根尖经解离后，若发现细胞被龙胆紫溶液,染上了色，则表明根尖细胞在解离前已死亡,A.B.,C.D.,解析,中所用细菌有可能是厌氧菌，因此远离产生氧气的水绵；是根尖细胞在解离后死亡。,答案,C,8.,将洋葱细胞放入大于细胞液浓度的,KNO,3,溶液中，,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,(),是死细胞大量吸水是根尖分生区细胞,大量失水质壁分离后又自动复原,A.B.,C.D.,解析,渗透作用发生的条件是具有半透膜和浓度差。如果细胞是死细胞，则细胞膜是全透性的，不具有选择透过性。分生区细胞无大液泡，不能进行渗透吸水。,K,+,和,NO,均是细胞主动运输的离子，因此，将细胞放入,KNO,3,溶液后，细胞可能先渗透失水发生质壁分离，再主动运输和渗透吸水使质壁分离后自动复原。,答案,B,9.,将紫色洋葱表皮细胞放入一定浓度硝酸钾溶液,中，在显微镜下观察发现开始液泡颜色逐渐变,深，后来又逐渐变浅，能够反映细胞液含水量,随时间变化的图是,(),解析,在一定浓度硝酸钾溶液中紫色洋葱表皮细胞会渗透失水，细胞的含水量逐渐减少；,NO,和,K,+,主动运输进入细胞，细胞通过渗透吸水，使细胞的含水量逐渐增多。,答案,C,10.,如图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允,许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶,液，一定时间后再加入蔗糖酶。最可能的实验,现象是 （）,A.,漏斗中液面开始时先上升，加酶后又下降,B.,在玻璃槽中会测到蔗糖和蔗糖酶,C.,漏斗中液面开始时先下降，加酶后一直上升,D.,在玻璃槽中会测到葡萄糖、果糖和蔗糖酶,解析,实验开始时，蔗糖不能透过半透膜，所以单,位时间内通过半透膜渗透进长颈漏斗中的水分子数,比渗透出来的多，漏斗内液面上升。而加入酶后，,蔗糖被分解为单糖，单糖分子能透过半透膜进入玻,璃槽中，使玻璃槽内液体浓度升高，一段时间后，,水分子从长颈漏斗内渗出的较多，漏斗内液面下降。,答案,A,11.,下面能发生质壁分离作用的一组细胞是,(),食用的糖醋蒜细胞 蚕豆叶的表皮细胞,植物的根毛细胞 人的口腔上皮细胞,用盐酸解离的洋葱根尖细胞 根尖分生区,细胞,A.B.,C.D.,解析,能发生质壁分离的细胞为活的成熟的高,等植物的体细胞，是死细胞，是人的细,胞，没有细胞壁，用盐酸解离会杀死细胞，,没有大的液泡，这些细胞都不能发生质壁分,离。和都是活的成熟的高等植物细胞，可,以发生质壁分离。,D,12.,浸泡在一定浓度硝酸钾溶液中的洋葱鳞片叶表,皮细胞，发生质壁分离后又出现质壁分离复,原，与此过程密切相关的细胞器有,(),A.,液泡,B.,线粒体,C.,核糖体,D.,以上全是,解析,发生质壁分离是由细胞失水引起的，与,液泡有关。出现质壁分离复原，是由于细胞吸,收了无机盐离子，改变了细胞液浓度，使细胞,又吸水。细胞吸收无机盐离子需要载体和能量,载体是一种蛋白质，其合成与核糖体有关，所,需的能量主要由线粒体提供。故,D,选项正确。,D,13.,某同学在实验室中做,“,植物细胞的吸水和失水,”,实验时，在实验室教师的帮助下，进行了一系列的,创新实验，实验步骤和现象如下表：,实验组,5,分钟,再过,5,分钟,滴加清水,5,分钟,0.3g,mL,-1,蔗糖溶液,x,无变化,质壁分,离复原,0.5g,mL,-1,蔗糖溶液,质壁分离,y,无变化,1mol,L,-1,KNO,3,溶液,质壁分离,质壁分,离复原,z,1mol,L,-1,醋酸溶液,无变化,细胞大小,无变化,细胞大小无变化,对上表的推断或解释不正确的是,(),A.x,为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于细胞膜,B.y,为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡,C.z,为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅,D.,组无变化是因为细胞吸水量等于失水量,解析,洋葱表皮细胞在,0.3 g/mL,蔗糖溶液中会发,生质壁分离现象，而在,0.5 g/mL,蔗糖溶液中会因,质壁分离失水过多而死亡。在,1 mol/L,的,KNO,3,溶液,中，由于,K,+,和,NO,能选择透过膜，故发生先质壁分,离后自动复原现象，由于,K,+,和,NO,进入细胞内，细,胞液浓度增大，因此滴加清水后，体积稍增大。放,入,1 mol/L,醋酸中会杀死细胞。,D,14.,下图为某学生进行某实验的基本操作步骤，请,回答下列问题：,（,1,）你认为他做该实验的目的是,。,（,2,）,B,步骤主要观察洋葱鳞片叶表皮细胞中紫色,的大小以及,的位置。,（,3,）请描述,C,步骤的操作方法：,.,。,（,4,）某学生在,F,步骤观察时，发现质壁分离不能复,原，最可能的原因是,。,（,5,）通过实验发现，蔗糖溶液浓度不适宜会造成实验失败。请据此拟定一个相关的研究课题：,.,。,解析,（,1,）由图分析可知，该实验是教材中探究,植物细胞的吸水和失水实验。（,2,）,B,步骤低倍镜下,观察，目的主要是观察洋葱鳞片叶表皮细胞的液泡,大小、原生质层的位置。（,3,）步骤,C,是一种典型的,引流法操作。（,4,）发现质壁分离不能复原，说明,植物细胞可能已死亡，原生质层失去了选择透过,性。（,5,）从蔗糖溶液浓度与质壁分离和复原的角度拟定实验课题，答案合理即可。,答案,（,1,）观察植物细胞的质壁分离与复原（或,探究植物细胞在什么情况下会失水或吸水，或证明,原生质层相当于一层半透膜等）,（,2,）（中央）液泡 原生质层,（,3,）从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在另一侧用,吸水纸吸引，重复几次,（,4,）质壁分离时间过长，细胞失水过多而死亡,（,5,）探究蔗糖溶液浓度对洋葱鳞片叶表皮细胞质,壁分离和复原的影响,15.,（,2008,江苏卷，,33,）,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实验，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、水浴锅等。,（,1,）设计出继续实验的简要步骤：,；,。,（,2,）预测实验现象并作出结论。,。,解析,本实验的设计思路是首先要考虑将蔗糖用蔗,糖酶分解，得到水解产物，其次是检测,a,管内有没,有水解产物；蔗糖分解为葡萄糖和果糖，可用斐林,试剂加以确定；三是注意遵循实验设计的基本要求,和原则。,答案,（,1,）向,a,、,b,两管分别加入等量蔗糖酶溶,液，水浴加热（或隔水加热）,U,型管至适宜温度，,观察,a,、,b,两管内液面的变化 吸取,a,、,b,两管内适,量液体，分别加入,A,、,B,两试管中，并加入斐林试,剂，（,60,65,）水浴加热，观察,A,、,B,试管内有,无砖红色沉淀,（,2,）如果,a,、,b,两管液面高度差缩小且,A,、,B,试管内,均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透,膜；如果,a,、,b,两管液面高度差增大且,A,试管内无砖,红色沉淀、,B,试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解,产物不能通过半透膜,16.,某小组确定研究课题：探究植物细胞外界溶液,浓度与质壁分离的关系。该小组选用水生植物黑,藻作为实验材料，并作实验假设：如果将其叶片,分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，其细胞失水量,随着外界溶液浓度的增大而增加。该小组学生设,计的实验步骤如下：,A.,配制,10%,、,20%,、,30%,的蔗糖溶液，分别盛于培养,皿中。,B.,从黑藻茎上取下叶片，用吸水纸吸干叶片表面的,水分，分别放入不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡,10,分钟。,C.,取出叶片制成装片，显微镜下观察，选取,5,个细,胞测量其,A,、,B,值（如图,A,为细胞的长度，,B,为原生,质体的长度）。,在此基础上，请你参与设计、分析与讨论。,（,1,）请你设计一张表格，用于记录原始数据，去除最大值与最小值，计算并记录,B/A,（,%,）值。,（,2,）该小组同学根据记录数据所作的曲线如图。请你就该结果作出分析并得出结论。,分析：,。,结论：,。,（,3,）讨论：,该小组同学应选用记录表中哪组数据作图？,。,如果要说明上述质壁分离现象是由相应浓度的外界溶液引起的，而非细胞本身的原因，你怎么处理实验？,。,答案,（,1,）,细胞,10%,蔗糖溶液,20%,蔗糖溶液,30%,蔗糖溶液,B,(m),A,(m),B/A,(%),B,(m),A,(m),B/A,(%),B,(m),A,(m),B/A,(%),1,2,3,4,5,平均值,（,2,）分析：,B/A,值越小，说明质壁分离程度越,大；随着溶液浓度的增加，,B/A,值下降，说明质,壁分离程度随溶液浓度的增加而增大 结论：细胞失水量随着外界溶液浓度的增大而增加,（,3,）平均值组 设置清水对照组，观察清水中的黑藻细胞，确认其细胞形态正常，无质壁分离现象,返回,