物质跨膜运输实例.doc

泰兴市第三高级中学
高一生物教学一体案
编号： 011 第四章 第1节 物质跨膜运输的实例
一、渗透作用的条件和原理
1、渗透作用的装置

现象：
2、原因：（1）若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2 S1的水分子数多于S1 S2，外观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。
（2）在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差 △h，则S1溶液浓度仍大于S2。
3、概念：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜，从相对含量高的地方向相对含量低的地方扩散。
4、条件：（1）半透膜 （2）半透膜两侧的溶液具有浓度差

例1、现有0．1g/ml和0．3g/ml的两种蔗糖溶液，随机装入如右图所示的烧杯和长颈漏斗内，过一段时间后，容易观察到的现象和推测的结果分别是（ ）
A．烧杯液面上升，烧杯中的液体为0．1g/ml蔗糖溶液
B．烧杯液面下降，烧杯中的液体为0．1g/ml蔗糖溶液
C．漏斗颈液面上升，漏斗内装的液体为0．3g/ml蔗糖溶液
D．漏斗颈液面下降，漏斗内装的液体为0．3g/ml蔗糖溶液
二、细胞的吸水和失水
1、动物细胞的吸水和失水
（1）以红细胞为例：红细胞膜相当于一层
（2）条件及现象
①当外界溶液浓度 细胞质浓度时，细胞吸水膨胀
②当外界溶液浓度 细胞质浓度时，细胞失水皱缩
③当外界溶液浓度 细胞质浓度时，水分子进出细胞处于动态平衡
思考：①动物细胞吸水和失水的多少取决于 条件。
②吃较咸食物如腌制的咸菜、连续磕带盐的瓜子时，口腔和唇的黏膜有 感觉？
2、植物细胞的吸水和失水
（1）成熟植物细胞的结构

（2）原理和现象
外界溶液浓度 细胞液浓度时，细胞失水，发生 现象。
外界溶液浓度 细胞液浓度时，细胞吸水，发生 现象。
外界溶液浓度 细胞液时，水分进出细胞 。
3、植物细胞的吸水和失水的实验探究过程
（1）实验流程：

（2）实验结果
加入液体
中央液泡的大小
中央液泡的颜色
原生质层的位置
细胞体积大小
蔗糖溶液

清水

（3）实验结论：成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用，
当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离；
当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。
（4）质壁分离的原因分析

（5）实验中注意事项
①选材：选择有大液泡并带有颜色的植物细胞
②本实验选用0.3g/ml的蔗糖溶液（此浓度下既明显出现质壁分离，又不致杀死细胞）。
为什么？
浓度过高，质壁分离速度虽快，但不久细胞会失水过多而死亡，不能再进行质壁分离复原；
浓度过低，不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。
③此外，8%的食盐溶液，5%的硝酸钾溶液等也出现明显的质壁分离，但不久将出现质壁分离自动复原，为什么？
④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做质壁分离的溶液。
思考：若实验材料换为洋葱鳞片叶内表皮细胞，是否会发生质壁分离现象？
动物细胞会不会发生质壁分离现象？
植物细胞会由于过多吸水而胀破吗？
（6）细胞吸水和失水原理的应用
①对农作物的合理灌溉，既满足了作物对水分的需要，同时也降低了土壤溶液的浓度，有利于水分的吸收。
②盐碱地中的植物不易存活或一次性施肥过多造成“烧苗”现象，都是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过了根细胞液浓度，导致根细胞不易吸水甚至失水造成的。
③糖渍、盐渍食品不易变质的原因，是在食品外面和内部形成很高浓度的溶液，使微生物不能在其中生存和繁殖，所以能较长时间的保存。
④医用的生理盐水浓度是0.9%，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，可以使人体细胞保持正常的形态和功能。
（7）实验的拓展应用
① 判断细胞的死活
② 粗测细胞液的浓度
③比较不同植物细胞的细胞液浓度
④证明渗透现象发生的条件
⑤验证原生质层的伸缩性大于细胞壁
⑥比较未知浓度溶液的浓度大小
例2：将人的红细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡半小时后的结果如图。依照血球外形的变化判断蔗糖溶液的浓度，又高到低排列，正确的是（ ）
A．甲>乙>丙>丁 B．丁>甲>乙>丙 C．丙>丁>甲>乙 D．丙>乙>丁>甲

例3：一个成熟的植物细胞，它的渗透系统是指（ ）
A．细胞壁、细胞膜、细胞质 B．细胞膜、液泡膜、液泡
C．原生质层、细胞液 D．细胞膜、液泡膜、细胞液
例4：下图表示某植物植物相邻的3个细胞，其细胞液浓度依次为A>B>C，正确表示它们之间水分子渗透方向的是（ ）

例5：洋葱表皮细胞在一定浓度的尿素溶液中，发生质壁分离现象后一段时间，质壁分离会自动复原，其原因是（ ）
A．尿素分子可进入细胞内，使细胞液浓度升高 B．细胞膜主动吸收分子
C．所有植物细胞均具有质壁分离复原的能力 D．细胞已死亡
三、物质跨膜运输的其他实例
阅读材料一：番茄和水稻吸收矿质离子的比较，思考下列问题：
①不同植物对同一离子的吸收量 ，同一植物对不同离子的吸收量
这说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有
②从营养学角度分析，补钙效果好的植物是
③水稻培养液里的Ca2+和Mg2+，番茄培养液中的Si4+浓度会上升？

这说明植物细胞吸水和吸收离子的过程是 （相同/不同）的过程。
阅读材料二:人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘
碘进入甲状腺滤泡上皮细胞是从 浓度到 浓度，即 （顺/逆）浓度梯度
阅读材料三：微生物吸收矿物质
不同的微生物对不同矿物质的吸收表现出 。这说明微生物对矿物质的吸收
（具有/不具有）选择性
★小结：①物质通过生物膜的跨膜运输：有的顺相对含量梯度，有的逆相对含量梯度
②细胞对物质的输入和输出及选择性是通过细胞膜实现的。
③细胞膜和其他生物膜都是 膜（这是生物膜的功能特性），
其特点如下：a、水分子可以自由通过，细胞需要的离子和小分子也可以通过
b、其他离子、小分子和大分子则不能通过
当堂训练：
1、干旱时，植株会萎蔫，这时植株内的细胞可能会出现下列哪种情况（ ）
A、质壁分离 B、吸胀吸水 C、质壁分离复原 D、渗透吸水
2、发生质壁分离复原的植物细胞中，水分经过的结构依次是（ ）
A、细胞膜、液泡膜、细胞质、细胞壁 B、细胞壁、细胞膜、细胞质、液泡膜
C、液泡膜、细胞质、细胞膜、细胞壁 D、细胞壁、细胞膜、液泡膜、细胞质
3、人红细胞的渗透压与X浓度的食盐水相当，而浸在Y浓度食盐水中的红细胞破裂；浸在Z浓度食盐水中的红细胞收缩。则这三种食盐水的浓度大小依次是（ ）
A、X>Y>Z B、Y>X>Z C、Z>Y>X D、Z>X>Y
4、有关原生质层的下列叙述中，正确的是（ ）
A、去掉细胞壁的植物裸露细胞是原生质层
B、原生质层包括细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质
C、原生质层包括细胞膜、细胞质及细胞核
D、细胞膜和液泡膜
5、在0.3g/ml的蔗糖溶液中，能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．洋葱根尖分生区细胞 D．洋葱根尖根毛区细胞
6．红苋菜的叶片红色部分细胞的液泡中含有色素，将苋菜放在凉水中，水无明显的颜色变化；但一经炒熟，菜汤中就呈红色。原因是（ ）
A．细胞壁被高温破坏 B．高温破坏了细胞膜的选择透过性
C．高温破坏了原生质层的选择透过性 D．该色素只在高温下才呈红色
7．与植物细胞渗透吸水密切相关的细胞器是（ ）
A．线粒体 B．叶绿体 C．液泡 D．核糖体
8．利用高浓度盐水（氯化钠溶液）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，不利于细菌的生活 D．由于渗透作用使细胞内的水分渗出而死亡
9．给开花植物施肥过多，花会萎蔫。造成这种现象的原因是（ ）
A．根细胞不能吸水，植株失水 B．根细胞吸收的水不能向上运输
C．根细胞吸收的化肥过多 D．化肥堵塞导管，使植株缺水
10．某成熟植物细胞经某种处理后仍保持活性，但在0﹒3g/ml蔗糖溶液中不发生质壁分离现象，实验操作正确，则先前的“某种处理”所用试剂为（ ）
A．纤维素酶 B．0．5g/ml蔗糖溶液 C． 清水 D．10%盐酸溶液
11．假定将甲、乙两个某种植物的表皮细胞装片分别放入较高浓度的蔗糖溶液和甘油溶液中。蔗糖分子不能通过半透膜，而甘油分子可以通过半透膜。在显微镜下连续观察，细胞的变化是（ ）
A．甲、乙两个细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离的复原
B．甲、乙两个细胞发生质壁分离后，乙细胞发生质壁分离的复原
C．甲、乙两个细胞发生质壁分离后，甲细胞发生质壁分离的复原
D．甲、乙两个细胞发生质壁分离后，均发生质壁分离的复原

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