资源描述
一、渗透作用具备的条件
二、细胞的吸水和失水
1．动物细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的细胞膜相当于半透膜。
(2)细胞质与外界溶液之间有浓度差。
2．动物细胞吸水失水的条件
(1)细胞质浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水膨胀。
(2)细胞质浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水皱缩。
(3)细胞质浓度等于外界溶液浓度时，水分进出细胞处于动态平衡，细胞形态不变。
3．植物细胞的吸水和失水
(1)成熟植物细胞的结构：
①图中a是细胞壁，其特点是具全透性：即水分子和溶解在水里的物质都能通过；伸缩性小。
②图中b是细胞膜 ，c是液泡膜 ，d为细胞质 ，三者构成的结构是原生质层 ，相当于一层半透膜，其伸缩性大。
③图中e是细胞液 ，具有肯定的浓度。
(2)质壁分别及复原的原理和现象：
①外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分别现象。
②外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分别复原现象。
三、物质跨膜运输的其他实例
1．细胞对无机盐离子的吸取实例
(1)水稻吸取SiO多，吸取Ca2＋、Mg2＋较少，番茄吸取Ca2＋、Mg2＋较多，吸取SiO较少。说明不同植物对不同离子的吸取表现出较大差异。
(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显高于血液中碘的含量。
(3)不同微生物对不同矿物质的吸取表现出较大的差异。
2．物质跨膜运输的特点
(1)物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度进行的。
(2)细胞对于物质的输入和输出有选择性。
3．结论
细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，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、小分子和大分子则不能通过。
一、渗透作用的实例与原理
1．认真分析教材P60[问题探讨]，思考与争辩下列问题：
(1)长颈漏斗内液柱上升的缘由是什么？
提示：由于单位时间内透过玻璃纸进入到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，使得管内溶液增多，液面上升。
(2)若将玻璃纸更换成纱布或塑料薄膜，还能发生漏斗内液面上升的现象吗？
提示：用纱布代替玻璃纸时，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子可以自由通透，因而液面不会上升；若用塑料薄膜代替玻璃纸，因水分子不能透过塑料薄膜，所以也不会使液面上升。
(3)若将烧杯内清水换成与长颈漏斗内浓度相同的蔗糖溶液，其他不变，还会发生液面上升吗？
提示：不会。由于玻璃纸两侧溶液浓度相同，水分子进出玻璃纸的数目相等，液面不会发生变化。
2．推断下列说法是否正确
(1)只要具有半透膜，就能发生渗透作用。(×)
(2)渗透作用过程中，只发生水分子由低浓度溶液透过半透膜进入高浓度溶液中。(×)
(3)当渗透作用达到平衡时，液柱保持肯定的高度，此时半透膜两侧的溶液浓度相等。(×)
二、细胞的吸水和失水
1．认真观看教材P60图4－1并阅读相关文字，思考并争辩下列问题：
(1)哺乳动物的成熟红细胞在不同浓度的溶液中会发生什么样的变化？
提示：在比细胞质浓度低的外界溶液中，细胞吸水膨胀，甚至裂开；在比细胞质浓度高的外界溶液中，细胞失水皱缩；在与细胞质浓度相等的外界溶液中，细胞保持原有的形态，由于水分子进出细胞处于动态平衡。
(2)尝试总结细胞吸水和失水的多少取决于什么条件？
提示：细胞吸水和失水的多少取决于红细胞内外溶液的浓度差，一般状况下，差值越大，细胞吸水或失水越多。
2．观看教材P61图4－2，试从细胞结构及渗透作用的条件分析，植物细胞能够发生渗透作用吸水和失水的缘由。
提示：成熟植物细胞的细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质构成原生质层，原生质层具有选择透过性，相当于半透膜；具有中心大液泡，细胞液具有肯定的浓度，与外界溶液接触时，在原生质层两侧具有浓度差。
三、探究植物细胞的吸水和失水
将下列内容连接起来
四、物质跨膜运输的实例(推断正误)
1．同一植物对不同离子的吸取量都是一样的。(×)
2．不同植物对同种离子的吸取量是相等的。(×)
一、植物细胞与渗透装置的比较
据图分析可知，一个植物细胞类似于一个渗透装置。
[特殊提示]
原生质层、原生质体
(1)原生质层是成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟植物细胞中。
(2)原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，常用作植物细胞融合的材料。
二、植物细胞发生质壁分别的缘由和表现
1．缘由
2．表现
三、溶液种类与质壁分别和复原的关系
1．当溶质分子为蔗糖等分子时，溶质分子不能进入细胞中，当发生质壁分别后，在n点时，若滴入清水则发生质壁分别的被动复原，如图中曲线a所示，若不作处理则如曲线b所示，实际过程可能导致细胞死亡。
2．当溶质分子为葡萄糖、KNO3、乙二醇等时，细胞主动或被动吸取溶质微粒而使细胞液的浓度增加，从而使细胞发生质壁分别后能够自动复原，如图中曲线a所示。
3．在质壁分别及质壁分别复原过程中，细胞吸水力量的变化(如图)：
质壁分别过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，随着质壁分别程度增大，细胞液浓度增大，植物细胞吸水力量增加；质壁分别复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度，随着质壁分别复原的进行，细胞液浓度变小，植物细胞吸水力量减弱。
植物细胞吸水和失水的试验探究
1．探究性试验的一般过程：依据观看到的现象，提出问题→作出假设→设计试验→进行试验→分析结果，得出结论→总结沟通→进一步探究。
2．假设：原生质层相当于一层半透膜。
3．预期结果：由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由透过，而蔗糖分子不能透过。因此，在蔗糖溶液中植物细胞的中心液泡会变小，发生质壁分别。
4．装片制作示意图及试验流程
(1)装片制作示意图
(2)试验流程
5．试验结果
现象
试剂
中心液
泡变化
原生质层位置变化
细胞大小
蔗糖溶液
变小
脱离细胞壁
基本不变
清水
渐渐恢复
原来大小
恢复原位
基本不变
6.结论：试验结果与预期结果相同，说明“原生质层相当于一层半透膜”的假设是成立的。
7．试验操作中留意的问题
(1)试验成功的关键之一是试验材料的选择。要选取成熟的、液泡带有肯定颜色的植物组织进行试验，以便于观看试验现象。例如，以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料就是由于其液泡呈紫色，便于观看试验现象。若以根尖成熟区的细胞为材料进行试验也会发生质壁分别现象，但因液泡无色，不易观看液泡大小的变化。
(2)选用的蔗糖溶液浓度要适宜。浓度过低，不足以引起质壁分别或质壁分别所需时间过长；浓度过高，则造成植物细胞失水过多、过快而死亡。原生质层的选择透过性是发生质壁分别和复原的内在前提，死亡的细胞既不会发生质壁分别，也不会发生质壁分别复原。
[例1] 如图中的渗透装置，开头时的液面高度为a，停止上升时的高度为b，若每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部分吸出，则ab液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数之间的关系是( )
[解析] 由于蔗糖溶液的单位体积中水分子的数量要少于清水中单位体积内水分子的数量，所以导致蔗糖溶液中的液面上升。当用吸管吸走了蔗糖溶液从而使蔗糖分子数量削减，造成蔗糖溶液浓度下降，使蔗糖溶液和清水之间浓度差渐渐变小，ab段产生的压强变小，即ab液面间的高度差随着吸出蔗糖溶液次数的增加而减小。
[答案] B
推断水分子流淌方向
(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：溶质颗粒越大，分子间隙越大，所能容纳的水分子数就越多。
[例2] 将洋葱表皮细胞依次浸于蒸馏水、0.3 mol/L蔗糖溶液和0.5 mol/L尿素溶液中，观看原生质体的体积随时间的变化状况，结果如图所示：
(1)A、B、C中，表示细胞在蒸馏水中的是________；表示在0.3 mol/L蔗糖溶液中的是________。
(2)ef段的细胞液浓度变化为___________________________________________。
(3)试简要分析B、C曲线差异的缘由：____________________________________。
(4)某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示状态，a、b表示两处浓度，由此可推想( )
A．此时a＞b，细胞渗透吸水
B．此时a＝b，渗透系统保持动态平衡
C．此时a＜b，细胞渗透失水
D．上述三种状况都有可能
[解析] 植物细胞在发生质壁分别时，细胞液的浓度会渐渐上升，以使其渗透压和外界溶液渗透压平衡，此时细胞体积缩小。但有些小分子的物质，如尿素等开头时会使植物细胞发生质壁分别现象，但随着它渐渐进入细胞内部，细胞内的渗透压会渐渐上升，细胞又会吸水而开头复原。第(4)题图所表示的细胞处于质壁分别状态，但不能确定其是处于质壁分别过程中，还是处于质壁分别复原过程中，或者恰好是质壁分别结束时，因此A、B、C所述的三种情形都可能存在。
[答案] (1)A C (2)细胞液浓度渐渐上升，最终与外界溶液浓度持平而进入相对稳定状态 (3)B曲线表示处于尿素溶液中的曲线，C曲线表示处于蔗糖溶液中的曲线。①尿素分子可缓缓进入细胞液，提高细胞液浓度，当其大于尿素溶液浓度时，细胞开头由失水变为吸水，直至平衡；②蔗糖分子不能进入细胞，在蔗糖溶液中细胞失水，原生质层收缩，使细胞液浓度上升，浓度差减小，失水减慢，直至平衡 (4)D
细胞是否发生质壁分别及其复原的推断
(1)从细胞角度分析：
①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分别现象。
②具有中心大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分别现象。
(2)从溶液角度分析：
①在肯定浓度的、溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分别现象，不能自动复原。
②在肯定浓度的、溶质可穿膜的溶液中细胞先发生质壁分别后自动复原。
③在高浓度溶液中细胞可发生质壁分别现象，但会因过度失水而死亡，不会再复原。
[课堂归纳]
[网络构建]
填充：①半透膜 ②浓度差 ③膨胀 ④涨破 ⑤皱缩 ⑥质壁分别 ⑦质壁分别复原 ⑧原生质层 ⑨小 ⑩选择透过性
[关键语句]
1．渗透作用发生的两个条件：一是半透膜，二是浓度差。
2．原生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
3．植物细胞发生质壁分别的缘由：①外界溶液浓度大于细胞液浓度，②原生质层的伸缩性大于细胞壁。
4．只有活的成熟植物细胞才可发生质壁分别，动物细胞和根尖分生区细胞不发生质壁分别。
5．细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，选择透过性是活细胞的功能特性。
6．成熟植物细胞在肯定浓度的KNO3、尿素等溶液中会发生先质壁分别后自动复原的现象。
1．下列现象利用渗透作用原理的是( )
A．氧气进入红细胞
B．水分子通过细胞壁
C．K＋通过原生质层
D．红细胞在高浓度盐水中皱缩
解析：选D 渗透作用是指溶剂的跨膜运输，氧气是气体，K＋是溶质，因此A项、C项均不属于渗透作用。由于细胞壁是全透性的，不是半透膜，因此B项也不属于渗透作用。
2．下列四项中，不是一个植物细胞发生渗透作用理由的是( )
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性膜
C．液泡中具有肯定浓度的细胞液
D．细胞液的浓度大于(或小于)外界溶液的浓度
解析：选A 构成渗透系统的条件，一是具有半透膜；二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。植物细胞是一个渗透系统，缘由是有相当于半透膜的原生质层，原生质层两侧的溶液具有浓度差。原生质层是由细胞膜、液泡膜和中间的细胞质构成的。细胞壁是全透性的，不属于半透膜。
3．下列叙述错误的是( )
A．成熟植物细胞可以看成一个渗透系统的主要缘由是原生质层可以看成一层选择透过性膜
B．导管细胞是高度分化的植物细胞，其吸水方式主要是渗透吸水
C．草履虫也可以看成一个渗透系统
D．渗透作用的动力是渗透压，渗透压的大小与溶质的质量浓度无关，而与单位体积内分子个数有关
解析：选B 导管细胞是死细胞，因此不能形成一个渗透系统。
4．下列有关洋葱表皮细胞质壁分别及其复原试验的叙述错误的是( )
A．发生质壁分别时观看到的现象是液泡体积较小，颜色较深
B．在原生质层与细胞壁之间的溶液为外界溶液
C．在质壁分别复原过程中细胞液浓度减小，细胞吸水力量下降
D．发生质壁分别后的细胞，若放在清水中肯定能发生复原
解析：选D 若外界溶液浓度过高，或质壁分别时间过长，洋葱表皮细胞可能会死亡，死亡后则不能发生质壁分别复原。
5．在紫色洋葱表皮细胞临时装片的盖玻片一侧滴加质量分数为0.3 g/mL的蔗糖溶液后，消灭了如图所示的情形，请回答：
(1)此细胞发生了______________现象，是细胞____________的结果。
(2)图中②的结构名称是_____________________________________，②④⑤共同构成了______________。
(3)图中⑦布满了____________，其浓度____________。
(4)将此细胞置于清水中，⑥的体积会____________，是由于细胞______________的结果。
(5)在滴加质量分数为0.3 g/mL的蔗糖溶液后的过程中，显微镜下不行能观看到的现象是( )
A．液泡缩小 B．细胞壁与原生质层分别
C．液泡颜色变浅 D．细胞核位于原生质层内
解析：(1)由图示可知，图中原生质层与细胞壁发生了分别，这是由于细胞发生渗透失水的结果。(2)图中②是细胞膜，④是细胞质，⑤是液泡膜，三者共同构成了原生质层。(3)图中⑦是原生质层与细胞壁分别后形成的空间，布满了外界的蔗糖溶液，由于细胞液中水分依次经过液泡膜、细胞质、细胞膜，此处的溶液浓度稍低于外界蔗糖溶液。(4)将已发生质壁分别的植物细胞置于清水中，由于细胞液浓度高于外界的清水浓度，细胞渗透吸水，液泡体积变大。(5)用显微镜观看植物细胞的质壁分别过程中，由于细胞渗透失水，液泡体积渐渐变小，液泡颜色变深，细胞壁与原生质层分别，细胞核位于原生质层内，不会看到液泡颜色变浅现象。
答案：(1)质壁分别 渗透失水 (2)细胞膜 原生质层 (3)蔗糖溶液 略小于0.3 g/mL (4)变大 渗透吸水 (5)C
(时间：25分钟；满分：50分)
一、选择题(每小题4分，共24分)
1．把成熟的草莓浆果洗净后洒上很多蔗糖，会发生的现象是( )
A．细胞中液泡增大
B．蔗糖分子进入草莓细胞
C．整个细胞壁和原生质层间布满了水
D．细胞中的水格外渗
解析：选D 在草莓浆果的外面洒上很多蔗糖，使细胞外的溶液浓度高于细胞内细胞液的浓度，从而使细胞内的水格外渗。
2．将盛有肯定浓度蔗糖溶液的透析袋口扎紧后浸于蒸馏水中，如图表示透析袋中蔗糖溶液浓度与时间的关系(纵坐标表示蔗糖溶液浓度)，正确的是( )
解析：选B 将盛有肯定浓度的蔗糖溶液的透析袋放在蒸馏水中后，蒸馏水将不断向透析袋中集中，蔗糖溶液浓度不断下降，但受到透析袋容积的限制，到肯定时间水分子进出达到动态平衡，此时蔗糖溶液浓度下降到肯定程度便保持相对稳定。
3．将洋葱表皮放入肯定浓度的KNO3溶液中，其细胞便发生质壁分别，不久这些细胞又渐渐发生质壁分别复原。其缘由是( )
A．细胞液的溶质透出细胞
B．质壁分别后的细胞只允许水分子进入
C．K＋和NO可通过细胞膜进入细胞液
D．水和溶质自由地进出细胞
解析：选C 将洋葱表皮细胞放入肯定浓度的KNO3溶液中后，由于外界KNO3溶液浓度大于细胞液浓度，细胞渗透失水，细胞发生质壁分别。由于细胞吸取K＋和NO，离子进入细胞液，使细胞液浓度上升。当细胞液浓度大于外界KNO3溶液浓度时，细胞又渗透吸水，发生质壁分别复原。
4．撕取紫色洋葱外表皮，分为两份。假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态全都，一份在完全养分液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。然后，两组外表皮都用浓度为0.3 g/mL 的蔗糖溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分不再削减。此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小是( )
A．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等
B．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高
C．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低
D．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞无法比较
解析：选C 将两份完全相同的紫色洋葱外表皮细胞分别放入完全养分液和蒸馏水中浸泡相同时间，放入蒸馏水中的外表皮细胞因吸水较多，而使甲组细胞的细胞液浓度大于乙组细胞的细胞液浓度。由于甲组细胞的细胞液与0.3 g/mL蔗糖溶液的浓度差小于乙组细胞的细胞液与0.3 g/mL蔗糖溶液的浓度差。所以乙组细胞水分渗出量多。
5．某同学拟选择一种半透性的膜材料，用于自制渗透计。他接受如图1所示的装置(示意图)，对收集到的四种材料甲、乙、丙和丁进行试验，得到了倒置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线(如图2)。据图分析，该同学应选择的膜材料是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
解析：选A 渗透装置中半透膜的选择应遵循：糖分子不能通过半透膜，水分子可以自由通过。分析题中图2可知：乙、丙、丁三种材料均不符合渗透装置中半透膜的要求。
6．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：选B 从题图中可以看出：a点表示水分进出细胞达到平衡状态，b点细胞处于失水状态。当把b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中后，细胞吸水，质量增大。
二、非选择题(共26分)
7．(10分)将某一洋葱鳞片叶放在某一浓度的蔗糖溶液中，制成装片，放在显微镜下观看，有3种状态的细胞，如图所示：
(1)图B细胞处于何种生理状态？_________________________________________。
(2)这三个细胞在未发生上述状况之前吸水力量大小关系是________________。
(3)图中标号①指的物质是_____________________________________________。
(4)假设将洋葱鳞片叶表皮细胞制成装片并使之处于高渗溶液中而发生质壁分别，用显微镜观看一个细胞的质壁分别进展过程，发觉该细胞形态的变化挨次将如图中所示的________________________。
(5)若上述三幅图是同一细胞在不同浓度的外界溶液中发生的现象。则这三种溶液浓度的大小关系是________________________________。
解析：(1)(2)(3)由于A、B、C处于同一浓度的蔗糖溶液中，依据图示可以看出B、C均处于质壁分别状态，A可能吸水，也可能既不吸水也不失水，因此这三个细胞在未发生上述状况之前细胞液浓度大小关系是A>B>C，细胞吸水力量大小的关系是A>B>C。由于细胞壁是全透性的，在①中的液体为蔗糖溶液。(4)植物细胞质壁分别过程的变化挨次是A→B→C。(5)由于细胞的质壁分别程度与外界溶液浓度呈正相关，因此可依据质壁分别程度的差异确定：外界溶液浓度的大小为C>B>A。
答案：(1)质壁分别 (2)A>B>C (3)蔗糖溶液
(4)A→B→C (5)C>B>A
8．(16分)(江苏高考)如图为争辩渗透作用的试验装置，请回答下列问题：
(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面全都。 渗透平衡时液面差为Δh，此时S1和S2浓度大小关系为________。
(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的________，两者在物质透过功能上的差异是________________________________________________________________________。
(3)为进一步探究两种膜的特性，某爱好小组做了以下试验。
试验材料：紫色洋葱。
试验器具：如图所示的渗透装置(不含溶液)，光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。
试验试剂：蒸馏水，0.3 g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。
部分试验步骤和结果如下：
①选两套渗透装置，标上代号X和Y。 在两个烧杯里均加入肯定量的蒸馏水，分别在装置X和Y 的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均调整漏斗内外液面高度全都。渗透平衡时消灭液面差的装置有________(填代号)。
②选两片洁净的载玻片，________，在载玻片中心分别滴加________，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观看装片中细胞的初始状态。
③观看临时装片中浸润在所供应的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能消灭的现象是________。
(4)上述试验中最能体现两种膜功能差异的试验现象是_______________________。
解析：(1)图中漏斗内的液面高于漏斗外，而起始时漏斗内外液面全都，说明水分子的总移动趋势是从漏斗外进入漏斗内，故起始时漏斗内的蔗糖溶液浓度大于漏斗外，由于蔗糖分子不能通过半透膜，所以当水分子进出达到动态平衡的时候，漏斗内的蔗糖浓度仍旧大于漏斗外，即S1＞S2。(2)图中的半透膜模拟的是成熟植物细胞中的原生质层。半透膜是物理性膜，一般没有生物活性，不具有选择透过性，只要分子的直径小于半透膜的孔径就能通过，否则不能通过；而组成原生质层的细胞膜和液泡膜具有生物活性，有选择透过性，可以主动运输有关物质。(3)①两套渗透装置中，加蔗糖溶液的渗透装置会消灭液面差，由于蔗糖分子不能通过半透膜，所以该装置中水分子总的移动趋势是从蒸馏水中移到漏斗内；而加KNO3溶液的渗透装置不消灭液面差，由于KNO3溶液中的K＋和NO可以通过半透膜，所以半透膜两侧的溶液浓度最终会相同。②选两片洁净的载玻片，标号，在载玻片中心分别滴加蒸馏水，然后将撕取的洋葱鳞片叶外表皮展平置于蒸馏水中，加上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片。③将洋葱鳞片叶外表皮细胞分别浸润在所供应的蔗糖溶液和KNO3溶液中，由于外界溶液的浓度高于洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度，细胞失水，因此在显微镜下可以观看到两个临时装片中的洋葱鳞片叶外表皮细胞都消灭质壁分别现象；但是浸润在KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞在一段时间后还会消灭质壁分别的复原现象，而蔗糖溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞没有消灭质壁分别的复原现象。
答案：(1)S1＞S2 (2)原生质层 原生质层能主动运输有关物质而半透膜不能 (3)①X ②标号 蒸馏水 ③质壁分别 (4)KNO3溶液中的细胞质壁分别后会自动复原
一、对生物膜结构的探究历程
时间(人物)
试验依据
结论或假说
19世纪末
欧文顿
对植物细胞进行通透性试验，发觉脂质更简洁通过细胞膜
膜是由脂质组成
20世纪初
对哺乳动物红细胞的细胞膜进行化学分析
膜的主要成分是脂质和蛋白质
1925年荷
兰科学家
从红细胞中提取的脂质铺成单分子层。其面积是红细胞表面积的2倍
膜中的脂质分子必定排列为连续的两层
1959年罗伯
特森
电子显微镜下看到细胞膜清楚的暗—亮—暗三层结构
全部的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，是静态的结构
1970年
荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合试验
细胞膜具有流淌性
1972年桑格
和尼克森
新的观看试验证据
提出为大多数人所接受的流淌镶嵌模型
二、流淌镶嵌模型的基本内容
1．结构模型
(1)图中a
(2)图中b
(3)图中c
2．结构特点：具有肯定的流淌性。
一、细胞膜的物质组成及其结构的探究
1．认真观看教材P66[思考与争辩]中磷脂分子图示，思考并争辩下列问题：
(1)磷脂分子含有哪些元素？
提示：C、H、O、N、P。
(2)磷脂分子具有怎样的结构特点？
提示：磷脂分子是由磷酸组成的亲水的“头”部和甘油、脂肪酸组成的疏水的“尾”部所构成。
(3)依据磷脂分子的结构特点，运用相关的化学学问，争辩并解释为什么磷脂在空气——水界面上铺展成单分子层？
提示：由于磷脂分子的“头”部亲水，所以在空气－水界面上是“头部”向下与水接触，尾部则朝向空气一面。
2．推断正误
(1)膜的成分中只有脂质和蛋白质。(×)
(2)从全部动物的成熟红细胞中提取脂质，在空气－水界面上铺成单分子层，其面积都是红细胞表面积的2倍。(×)
二、细胞膜的流淌镶嵌模型
1．模型构建探究
(1)观看教材P66图4－4，分析1959年罗伯特森在电镜下观看到的“暗－亮－暗”三层结构分别是指什么物质？ 提出了怎样的生物膜模型？
提示：两边的暗层是蛋白质分子，中间的亮层是脂质分子。罗伯特森提出：全部生物膜都由蛋白质－脂质－蛋白质三层构成的静态结构。
(2)观看教材P67图4－5，分析人、鼠细胞融合试验中两种颜色的荧光均匀分布的直接缘由是什么？
提示：被标记荧光的蛋白质分子的运动。
2．推断正误
(1)组成生物膜的蛋白质全部都平铺在脂质表面上。(×)
(2)细胞膜内外表面上都有糖蛋白分布。(×)
(3)细胞膜上的糖蛋白，具有爱护、润滑和细胞识别作用。(√)
(4)细胞膜的流淌性是指组成细胞膜的蛋白质分子和脂质分子可脱离细胞膜结构任凭运动。(×)
(5)细胞膜选择透过性的物质基础是细胞膜上的蛋白质。(√)
一、流淌镶嵌模型的内容
1．磷脂双分子层构成膜的基本支架，亲水的“头部”排在外侧，疏水的“尾部”排在内侧，这个支架不是静止的，而是流淌的。
2．蛋白质分子分布在磷脂双分子层的表面或镶嵌、贯穿于磷脂双分子层中。
3．糖类与某些蛋白质结合形成糖被，有识别、爱护、润滑、免疫等作用。
二、结构上具有肯定的流淌性
1．含义：构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都不是静止的，而是可以运动的。
2．表现：变形虫的变形运动、细胞的融合、胞吐等。
三、功能上具有选择透过性
1．含义：水分子可以自由通过磷脂双分子层，细胞需要的离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。如图：
2．缘由
(1)某些离子和分子不能透过细胞膜的磷脂双分子层。
(2)与细胞膜上载体蛋白的专一性有关，如图中物质A、B有相应的载体蛋白，而物质C没有相应的载体蛋白。
四、流淌性和选择透过性的关系
1．区分：流淌性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。
2．联系：流淌性是选择透过性的基础，只有膜具有流淌性，才能表现出选择透过性。
[特殊提示]
半透膜、选择透过性膜及生物膜
概念范畴
特点
半透膜
物理学上
的概念
物质能否通过半透膜取决于半透膜孔隙直径的大小
选择透
过性膜
生理学上
的概念
具有生物活性，即使是小分子，只要不是细胞选择吸取的，也不能通过。选择透过性膜可以看成是功能完善的一类半透膜
生物膜
活的生物膜属于选择透过性膜。当细胞死亡时，细胞膜等生物膜的选择透过性就变为全透性
[例1] 科学家在试验中发觉，脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解，这些事实说明白组成细胞膜的物质中有( )
A．糖类和脂质 B．糖类和蛋白质
C．蛋白质和脂质 D．蛋白质和核酸
[解析] 依据“相像相溶”原理以及酶具有专一性的特性，可以得知细胞膜中含有脂质和蛋白质。
[答案] C
[例2] 如图表示细胞膜的亚显微结构模式图，请据图回答：
(1)图中[B]________的基本组成单位是________。构成细胞膜基本支架的结构是[ ]________。
(2)与细胞膜的识别功能有关的结构是[ ]________。
(3)吞噬细胞吞噬细菌的过程体现了细胞膜具有______性。这是由于__________。
(4)不同细胞细胞膜的生理功能不同，主要取决于细胞膜上的什么结构？ ________________(填写标号)。
(5)细胞膜的外侧是_________(选填“M”或“N”)侧，推断的依据是______________。
(6)细胞膜的这种结构模型被称为______________________________________。
[研析] 本题以细胞膜的亚显微结构模式图为载体，考查细胞膜的结构及特性，具体分析如下：
[审]——关键信息
信息①：细胞膜的亚显微结构模式图显示，细胞膜的基本支架是磷脂双分子
层(图中D所示)，蛋白质分子掩盖、镶嵌或贯穿于磷脂双分子层中。
信息②：糖链和蛋白质结合形成糖蛋白，与细胞识别、细胞间信息沟通有关。
信息③：M侧具有糖链(图中A所示)，可以推断M侧为细胞膜外侧。
[联]——联系基础
设问(1)可联系：细胞膜的基本支架为磷脂双分子层，蛋白质分子的基本组
成单位是氨基酸。
设问(2)、(5)可联系：糖蛋白与细胞识别、细胞间信息沟通亲密相关，
并可依据具有糖链的一侧推断出M侧为细胞膜外侧。
设问(3)、(4)、(6)可联系：流淌镶嵌模型的内容及细胞膜的结构特点是具有一
定的流淌性。
[答]——解题规范
设问(1)：构成细胞膜基本支架的结构是“[D]磷脂双分子层”而不能答成“[C]磷脂分子”。
设问(2)：答成“糖被”也得分。
设问(3)：答成“选择透过性”错误，不得分。
设问(4)：留意要填写符号“B”，答“蛋白质”不得分。
设问(6)：留意不要错答成“细胞膜的亚显微结构模型”。
[答案] (1)蛋白质 氨基酸 [D]磷脂双分子层 (2)[E]糖蛋白 (3)流淌 组成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都不是静止不动的，而是可以运动的 (4)B (5)M M侧有多糖与蛋白质结合形成的糖蛋白，糖蛋白位于细胞膜外侧 (6)流淌镶嵌模型
细胞膜内外侧的推断
(1)推断依据：糖蛋白的分布状况。
(2)推断方法：
糖蛋白
[课堂归纳]
[网络构建]
填充：①基本支架 ②嵌入 ③贯穿 ④糖蛋白 ⑤流淌性 ⑥选择透过性
[关键语句]
1．脂溶性物质能优先通过细胞膜，说明细胞膜中含有脂质。
2．流淌镶嵌模型认为：磷脂双分子层构成膜的基本支架，蛋白质分子掩盖、镶嵌或贯穿于磷脂双分子层中。
3．细胞膜的结构特点是具有肯定的流淌性，功能特性是具有选择透过性。
4．糖蛋白只分布于细胞膜的外表面，与细胞识别作用
1．下列说法中，与生物膜发觉史不全都的是( )
A．欧文顿在试验基础上提出，膜是由脂质组成的
B．荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层面积为红细胞表面积的2倍。他们由此推出：细胞膜中的脂质分子必定排列为连续的两层
C．罗伯特森在电镜下看到细胞膜清楚的暗—亮—暗的三层结构，提出全部的生物膜都是由磷脂—蛋白质—磷脂三层结构构成的
D．科学家将不同荧光染料标记的人细胞和鼠细胞进行融合，证明白细胞膜的流淌性
解析：选C 罗伯特森在电镜下看到的细胞膜的暗—亮—暗的三层结构，提诞生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。
2．关于细胞膜流淌性的叙述，正确的是( )
A．由于磷脂分子有头和尾，磷脂分子利用尾部摇摆在细胞膜上运动，使细胞膜具有流淌性
B．由于蛋白质分子无尾，不能运动，所以它与细胞膜的流淌性无关
C．细胞膜的流淌性是指蛋白质载体的翻转运动，与磷脂分子无关
D．细胞膜流淌性与磷脂分子和蛋白质分子都有关
解析：选D 磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，这个支架不是静止的，具有流淌性。构成细胞膜的蛋白质分子大多数也是可以运动的。
3．如图为细胞膜的流淌镶嵌模型示意图，有关叙述不正确的是 ( )
A．具有①的一侧为细胞膜的外侧
B．细胞膜表面①的含量较其他生物膜要多
C．组成细胞膜的基本支架是②
D．细胞膜的选择透过性与③的种类和数量有关
解析：选C 图示中②为磷脂分子，构成细胞膜的基本支架应为磷脂双分子层，不是磷脂分子。
4．生物体细胞内的膜具有肯定的选择透过性，即水分子可以自由通过，细胞要选择吸取的离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过。请依据以下所供应的条件探究细胞膜的选择透过性。
试验材料和用具：新颖的红色康乃馨、烧杯、玻璃铅笔、质量分数为15%的盐酸、清水、量筒。
(1)简要说明膜的成分与选择透过性的关系。_______________________________。
(2)康乃馨的红色部分是指细胞哪一结构？_______________________________。
(3)完善下列试验设计，验证膜具有选择透过性。
第一步：选两只大小相同的烧杯，用玻璃铅笔标上A和B。
其次步：___________________________________________。
第三步：___________________________________________。
结果猜测：__________________________________________。
缘由分析：_____________________________________________________。
解析：康乃馨的红色部分位于其细胞的液泡中，正常状况下其色素分子是不能透过细胞膜和液泡膜，若用盐酸处理其细胞，则细胞膜和液泡膜的选择透过性将转变，这是试验设计的动身点。
答案：(1)膜的选择透过性主要取决于膜的组成成分中的载体蛋白 (2)液泡 (3)其次步：在A、B两只烧杯中，分别加入等量15%的盐酸和清水 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，经过一段时间后观看 结果猜测：水中的花瓣仍为红色，水仍呈无色；盐酸中的花瓣红色渐渐变浅，而盐酸溶液变红 缘由分析：盐酸对活细胞具有很强的损害作用，它可以将细胞杀死使其丢失选择透过性，而清水对活细胞无损害作用
(时间：25分钟；满分：50分)
一、选择题(每小题3分，共24分)
1．以下关于细胞膜结构的叙述中，不正确的是( )
A．膜两侧物质分子的排列是不对称的
B．组成膜的物质分子的运动使膜具有肯定的流淌性
C．磷脂具有爱护、润滑、识别和信息传递的作用
D．磷脂排列成双分子层
解析：选C 细胞膜上的糖蛋白具有爱护、润滑、识别和信息传递的作用，磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架。
2．从细胞膜上提取了某种成分，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂消灭紫色，若加入斐林试剂或班氏试剂并加热，消灭砖红色。该成分是( )
A．糖脂 B．磷脂
C．糖蛋白 D．脂蛋白
解析：选C 细胞膜的成分有磷脂、蛋白质和糖类，其中有些蛋白质和糖
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