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考考 点点 展展 示示考考 点点 分分 析析1.物质出入细胞方式()2生物膜结构()3经过模拟试验探究膜透性(试验)4观察植物细胞质壁分离和复原(试验)1.物质跨膜运输方式判断及试验探究2生物膜结构特点和生理特征及相关试验验证3细胞膜选择透过性试验验证与分析4细胞吸水和失水原理应用及试验探究设计第四章细胞物质输入和输出第四章细胞物质输入和输出海南省文昌中学生物组海南省文昌中学生物组:郑玮郑玮 第1页第2页第3页渗透系统组成份析及应用渗透系统组成份析及应用 1渗透系统组成条件渗透系统组成条件如图所表示，作为一个渗透系统，须同时具备以下两个条件：如图所表示，作为一个渗透系统，须同时具备以下两个条件：(2)半透膜两半透膜两侧为侧为溶液体系溶液体系(S1，S2)，且两，且两侧侧溶液具溶液具浓浓度差。度差。第4页2渗透作用发生渗透作用发生(1)若若S1浓度浓度S2浓度，单位时间内由浓度，单位时间内由S2S1水分子数多于水分子数多于S1S2，外观上表现为，外观上表现为S1液面上升。液面上升。(2)若若S1浓度浓度S2浓度，则情况相反，外观上表现为浓度，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。液面下降。(3)h达一定高度时，由半透膜进出漏斗水分子数相等，渗透系统达一定高度时，由半透膜进出漏斗水分子数相等，渗透系统到达平衡状态，液面不再改变。到达平衡状态，液面不再改变。知识拓展知识拓展 在到达平衡后，只要存在液面差在到达平衡后，只要存在液面差h，则，则S1溶液浓度仍大溶液浓度仍大于于S2溶液浓度，且溶液浓度，且h高低决定于起始高低决定于起始S1与与S2浓度差。浓度差。第5页A、半透膜能够是生物性选择透过性膜，如细胞膜，也能够是物理性过滤膜，如玻璃纸。B、半透膜两侧溶液含有浓度差。浓度差实质是单位体积溶液中溶质分子数差，即物质量浓度之差，即摩尔浓度而不是质量浓度。C、动物细胞组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。外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞吸水膨胀；反之，则细胞失水皱缩；当外界溶液浓度细胞质浓度时，水分进出平衡。第6页D、成熟植物细胞组成渗透系统可发生渗透作用当细胞液浓度外界溶液浓度时，吸水，质壁分离复原。第7页3.验证渗透作用发生条件含有半透膜：第8页含有浓度差：含有浓度差：含有浓度差：第9页尤其提醒：1发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达平衡状态，既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度（质量浓度）相等。2溶液浓度指物质量浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖（分子量180）溶液和10%蔗糖（分子量220）溶液质量浓度相等，但10%蔗糖溶液物质量浓度（摩尔浓度）小，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。第10页4渗透系统应用渗透系统应用(1)比较不一样溶液浓度大小比较不一样溶液浓度大小第11页例例1.一一U形管中装有两种不一样溶液形管中装有两种不一样溶液R和和S，并为二分之一透膜，并为二分之一透膜(X)隔隔开。与开。与S相比，相比，R溶液浓度较低。图溶液浓度较低。图1中阴影深浅即代表浓度高低。当中阴影深浅即代表浓度高低。当U形管内到达平衡时，溶液表面与浓度关系是形管内到达平衡时，溶液表面与浓度关系是(答题时参看图答题时参看图2)()图图2A右右侧较侧较高，两溶液高，两溶液浓浓度相等度相等B右右侧较侧较高，且右高，且右侧浓侧浓度度较较高高C左左侧较侧较高，且右高，且右侧浓侧浓度度较较低低D两两侧侧高度相等，高度相等，浓浓度相等度相等第12页解析：解析：因为因为R浓度低于浓度低于S，所以开始时水由，所以开始时水由RS扩散，使扩散，使S液面升液面升高。随扩散进行，高。随扩散进行，R渗透压增大，渗透压增大，S渗透压减小，液面差使渗透压减小，液面差使S侧相对侧相对于于R侧又产生了一个静水压，其中侧又产生了一个静水压，其中S侧渗透压是使侧渗透压是使R侧水向侧水向S渗透动渗透动力，而力，而R侧渗透压及侧渗透压及S侧产生静水压则是阻止水由侧产生静水压则是阻止水由RS扩散阻力，扩散阻力，当当S渗渗R渗渗静水压时，两溶液到达渗透平衡，但此时，静水压时，两溶液到达渗透平衡，但此时，S侧不但液侧不但液面高且浓度也较高。面高且浓度也较高。答案答案：B第13页例2(上海生物)下列图为显微镜下某植物细胞在30%蔗糖溶液中示意图。以下叙述中错误是()A若将细胞置于清水中，A仍保持不变B若该细胞处于40%蔗糖溶液中，B/A值将变小CB/A值能表示细胞失水程度DA、B分别表示细胞和液泡长度第14页解析处于质壁分离状态细胞放在清水中，将会出现质壁分离复原现象，复原后细胞体积基本不变；提升外界溶液浓度，细胞继续失水，体积继续减小，B/A值将变小；B/A值越小失水越严重，所以该值能代表细胞失水程度；A表示细胞壁径长，B代表原生质体径长，并非代表液泡径长。答案D第15页对点训练1(长沙模拟)将新鲜苔藓植物叶片放入有少许红墨水、含量为30%蔗糖溶液中，在显微镜下观察，你会看到细胞状态如图所表示，此时部位颜色分别是()A无色绿色B红色绿色C红色无色 D红色红色答案：B第16页第17页2植物对水分和离子吸收关系相对独立(1)区分比较项目水分吸收与运输离子吸收过程主要经过渗透作用完成经过主动运输完成第18页吸收部位：根尖成熟区（根毛）根用途 约15%参加植物代谢 维持正常生命活动比较项目水分吸收与运输离子吸收动力浓度差，蒸腾作用，不消耗ATP根细胞呼吸产生ATP条件必须含有渗透系统(半透膜两侧溶液存在浓度差)以蒸腾作用为动力由根细胞提供运输动力（能量）具备载体影响原因细胞液与外界溶液浓度差蒸腾作用强度土壤含氧量土壤温度细胞膜上载体种类和数量选择性无有第19页(2)联络矿质元素必须溶解在水中呈离子状态，才能被细胞吸收。吸收矿质元素离子多少能够调整细胞液浓度，影响对水分吸收。矿质元素离子被吸收后随水分在导管中运输，蒸腾作用（叶气孔散掉）在促进水分运输同时也促进矿质元素离子运输。故它们运输路径相同，都是从根毛导管胞间连丝各细胞，而且吸收主要部位都是根成熟区。第20页应用指南根对离子吸收曲线模型(1)氧分压与根吸收离子速率关系AB段表示在一定范围内，根吸收离子速率随氧分压升高而加紧。BC段表示当氧分压增大到一定值时，根吸收离子速率不再随氧分压升高而加紧，这是因为根吸收离子还与根细胞膜上载体数量相关。第21页(2)根吸收离子与溶液中离子浓度关系曲线AB段表示在一定离子浓度范围内，根吸收离子速率随离子浓度增大而加紧。曲线BC段表示当离子浓度增大到一定数值时，根吸收速率不再增加，这是由根细胞膜上载体数量决定。曲线CD段表示当离子浓度过高时，将会使根细胞失水，从而影响根细胞正常代谢活动，使离子吸收速率下降。第22页例例3.右图是洋葱根在不一样含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收右图是洋葱根在不一样含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收K和和NO曲线。影响曲线。影响A、B两点和两点和B、C两点吸收量不一样原因分别是两点吸收量不一样原因分别是()A载体数量、能量载体数量、能量B能量、载体数量能量、载体数量C能量、离子浓度能量、离子浓度D载体数量、离子浓度载体数量、离子浓度解析：解析：氧气浓度能够间接影响能量供给。在能量相同情况下，考虑载氧气浓度能够间接影响能量供给。在能量相同情况下，考虑载体多少不一样。体多少不一样。答案：答案：B第23页例4(广东高考)某试验小组为了探究细胞膜通透性，将小鼠肝细胞在体外培养一段时间后，检测培养液中氨基酸、葡萄糖和尿素含量，发觉它们含量发生了显著改变(以下列图)。请回答下列问题第24页(1)由图可知，随培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨基酸含量_，尿素含量_。因为在原培养液中没有尿素，推测其是_产物。(2)培养液中氨基酸进入细胞后，其主要作用是_；被吸收葡萄糖主要经过_作用，为细胞提供_。(3)转氨酶是肝细胞内参加氨基酸分解与合成一类酶，正常情况下这类酶不会排出胞外，若在细胞培 养 液 中 检 测 到 该 类 酶，可 能 原 因 是_。(4)由(1)和(3)可初步判断，细胞膜对物质转运含有_特征。第25页解析(1)由题干和图示知：培养液中葡萄糖和氨基酸含量随培养时间延长而降低，而尿素含量则增加，因原培养液中无尿素，依据葡萄糖、氨基酸和尿素化学元素组成特点可知，尿素为氨基酸代谢产物。(2)氨基酸在细胞内主要用于合成蛋白质，葡萄糖则主要作为能源物质，经过氧化分解为细胞提供能量。(3)正常情况下，因肝细胞膜通透性功效正常，所以转氨酶不会排出胞外，若肝细胞发生病变，其细胞膜通透功效异常时，转氨酶就会排出胞外。答案(1)降低增加细胞代谢(代谢)(2)作为蛋白质合成原料呼吸(分解)能量(ATP)(3)肝细胞膜受损(或细胞裂解)(4)选择透过(选择通透)第26页植物细胞质壁分离与复原试验分析及应用植物细胞质壁分离与复原试验分析及应用 第27页知知识识拓展拓展 植物细胞质壁分离与复原试验：植物细胞质壁分离与复原试验：(1)试验对象：同一个成熟植物细胞。试验对象：同一个成熟植物细胞。(2)在这一试验中有两次对照，详细分析以下：在这一试验中有两次对照，详细分析以下：第28页3质壁分离试验拓展应用质壁分离试验拓展应用(1)判断成熟植物判断成熟植物细细胞胞死活死活待待测测成熟植物成熟植物细细胞胞较较高高浓浓度蔗糖溶液度蔗糖溶液(2)测测定定细细胞液胞液浓浓度范度范围围待待测细测细胞一系列胞一系列浓浓度梯度蔗糖溶液度梯度蔗糖溶液 细细胞液胞液浓浓度度介于介于未未发发生生质质壁分离和壁分离和刚刚才才发发生生质质壁分离蔗糖溶液壁分离蔗糖溶液浓浓度之度之间间。(3)比比较较不一不一样样植物植物细细胞胞细细胞液胞液浓浓度度不一不一样样植物植物细细胞同一胞同一浓浓度蔗糖溶液度蔗糖溶液 刚刚才才发发生生质质壁分壁分离离时时所需所需时间时间比比较较判断判断细细胞液胞液浓浓度度(即即时间时间越短，越短，细细胞液胞液浓浓度越度越小小)。第29页知知识识拓展拓展 在本试验中，质壁分离后复原是人工复原，而在一在本试验中，质壁分离后复原是人工复原，而在一定浓度定浓度KNO3溶液、尿素、甘油、乙二醇溶液、尿素、甘油、乙二醇等溶液中会发生等溶液中会发生先质壁先质壁分离后自动复原现象分离后自动复原现象。第30页植物细胞吸水和失水原理应用(1)对农作物合理浇灌，既满足作物对水分需要，又降低了土壤溶液浓度，促进作物对水分吸收。(2)盐碱地中植物更易缺水或不易存活；一次施肥过多，会造成“烧苗”现象。这是因为土壤溶液浓度过高，甚至超出根细胞液浓度，造成根不易吸水或因失水而造成“烧苗”现象。(3)农民在移栽白菜时往往去掉一些大叶片，是因为刚栽白菜根不能很快地从土壤中吸水，去掉几片大叶片能够降低因叶蒸腾作用而造成水分散失，防止造成刚栽白菜体内失水过多死亡，从而提升成活率。第31页(4)糖渍、盐渍食品(如盐渍新鲜鱼、肉)不变质是因为在食品外面形成很高浓度溶液，使微生物(如细菌)不能在上面生存、繁殖，所以能较长时间地保留。(5)用浓度较高糖或盐溶液腌制食品，细胞大量失水死亡，细胞膜失去选择透过性，糖或Na、Cl大量进入死细胞，使腌制食品含有甜味或咸味。第32页例例5如如图图所表示是某同学用洋葱紫色所表示是某同学用洋葱紫色鳞鳞片叶外表皮做片叶外表皮做“植物植物细细胞胞质质壁分离及复原壁分离及复原”试验试验中所中所观观察到察到细细胞胞图图，以下叙述正确是，以下叙述正确是()A图图中中1、2、6组组成了成了细细胞原生胞原生质层质层B图图中中细细胞胞处处于于质质壁分离状壁分离状态态，此此时时6处浓处浓度一定大于度一定大于7处浓处浓度度C图图中中1是是细细胞壁，胞壁，6中充中充满满了蔗糖溶液了蔗糖溶液D图图中中7是是细细胞液，在胞液，在细细胞胞发发生生质质壁分离壁分离过过程中，其程中，其颜颜色逐步色逐步变变浅浅解析：解析：图中图中2、4、5组成了细胞原生质层；图中细胞处于质壁分组成了细胞原生质层；图中细胞处于质壁分离状态，此时离状态，此时6处浓度可能等于、大于或小于处浓度可能等于、大于或小于7处浓度；图中处浓度；图中7是细是细胞液，在发生质壁分离过程中，其颜色逐步变深。胞液，在发生质壁分离过程中，其颜色逐步变深。答案答案：C第33页例例6如如图图所表示是某同学用洋葱紫色所表示是某同学用洋葱紫色鳞鳞片叶外表皮做片叶外表皮做“植物植物细细胞胞质质壁分离及复原壁分离及复原”试验试验中所中所观观察到察到细细胞胞图图，以下叙述正确是，以下叙述正确是()A图图中中1、2、6组组成了成了细细胞原生胞原生质层质层B图图中中细细胞胞处处于于质质壁分离状壁分离状态态，此此时时6处浓处浓度一定大于度一定大于7处浓处浓度度C图图中中1是是细细胞壁，胞壁，6中充中充满满了蔗糖溶液了蔗糖溶液D图图中中7是是细细胞液，在胞液，在细细胞胞发发生生质质壁分离壁分离过过程中，其程中，其颜颜色逐步色逐步变变浅浅解析：解析：图中图中2、4、5组成了细胞原生质层；图中细胞处于质壁分组成了细胞原生质层；图中细胞处于质壁分离状态，此时离状态，此时6处浓度可能等于、大于或小于处浓度可能等于、大于或小于7处浓度；图中处浓度；图中7是细是细胞液，在发生质壁分离过程中，其颜色逐步变深。胞液，在发生质壁分离过程中，其颜色逐步变深。答案答案：C第34页渗透作用原理应用渗透作用原理应用 (高考海南卷)已知鱼鳔是一个半透膜。若向鱼鳔内注入适量20%蔗糖溶液、排出鱼鳔内空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10%蔗糖溶液中，以下能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间改变趋势示意图是()第35页【解析】【解析】鱼鳔是一个半透膜，鱼鳔内蔗糖溶液浓度高于外边，所鱼鳔是一个半透膜，鱼鳔内蔗糖溶液浓度高于外边，所以会从烧杯中吸水，烧杯内水分不停降低，液体浓度升高。当鱼鳔以会从烧杯中吸水，烧杯内水分不停降低，液体浓度升高。当鱼鳔内外渗透压相等时，水分进出到达平衡，烧杯液体和鱼鳔内液体浓内外渗透压相等时，水分进出到达平衡，烧杯液体和鱼鳔内液体浓度相同。度相同。【答案】【答案】B 第36页植物对矿质元素离子吸收植物对矿质元素离子吸收 用完全培养液在两个相同容器内分用完全培养液在两个相同容器内分别别培养水稻和番茄苗，假培养水稻和番茄苗，假设设两植物吸水速率相同，一段两植物吸水速率相同，一段时间时间后，后，测测定培养液中各种离子与定培养液中各种离子与试试验验开始开始时时各种离子各种离子浓浓度之比如度之比如图图所表示：所表示：该试验结该试验结果不能果不能说说明明()A水稻吸收水相水稻吸收水相对对速率比吸收速率比吸收Ca2、Mg2大大B与番茄相比，水稻与番茄相比，水稻对对Si4需要量大，需要量大，对对Ca2需要量小需要量小C不一不一样样植物根尖植物根尖细细胞膜上胞膜上载载体蛋白种体蛋白种类类和数量是不一和数量是不一样样D植物植物对对各种离子吸收速率与溶液中离子各种离子吸收速率与溶液中离子浓浓度相关度相关第37页【解析】【解析】培养水稻溶液中，试验后培养水稻溶液中，试验后Ca2、Mg2与试验前比值大与试验前比值大于于1，说明，说明Ca2、Mg2浓度增大，即吸收水多于吸收浓度增大，即吸收水多于吸收Ca2、Mg2量。量。水稻吸收水稻吸收Si4多，对多，对Ca2、Mg2吸收量少，而番茄吸收吸收量少，而番茄吸收Ca2和和Mg2较多，对较多，对Si4吸收量少。这表达了植物对无机盐离子吸收含有选择吸收量少。这表达了植物对无机盐离子吸收含有选择性，其原因在于不一样植物根尖细胞膜上载体蛋白种类和数量是不性，其原因在于不一样植物根尖细胞膜上载体蛋白种类和数量是不一样。图中并不能看出植物体对各种离子吸收速率与溶液中离子浓一样。图中并不能看出植物体对各种离子吸收速率与溶液中离子浓度相关。度相关。【答案】【答案】D第38页例、(南京模拟)在探究试验“植物细胞吸水和失水”中，某同学在分析试验结果时，提出了“假如细胞壁也相当于一层半透膜，试验结果会有什么不一样”问题。以下分析正确是()A试验结果相同，因为质壁分离原因是细胞失水后，原生质层随液泡缩小而缩小，而细胞壁不能缩小B试验结果相同，因为质壁分离原因是细胞失水，而原生质层伸缩性比细胞壁大C试验结果不相同，细胞壁与原生质层一起缩小，不能发生质壁分离D试验结果不相同，细胞壁不能缩小，不能发生质壁分离解析：原生质层伸缩性比细胞壁大，所以能否发生质壁分离取决于二者在细胞失水后收缩程度相对大小。答案：B第39页1(南京模拟)如图试验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。倒置长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。最可能试验现象是()对应学生用书对应学生用书31页页 第40页A漏斗中液面开始时先上升，加酶后再上升后又下降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：试验开始时，蔗糖不能透过半透膜，所以单位时间内经过半透膜渗透进入长颈漏斗中水分子数比渗透出来多，漏斗内液面上升。而加入酶后，将蔗糖分解为单糖，深入提升了漏斗内浓度，所以液面再上升，但因为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较多，漏斗内液面下降。答案：A第41页7图图中甲、乙中甲、乙图图是渗透装置示意是渗透装置示意图图，丙，丙图图是根毛是根毛细细胞示意胞示意图图，请请依依据甲、乙、丙三据甲、乙、丙三图图回答以下回答以下问题问题：(甲甲图图是是发发生渗透作用初始状生渗透作用初始状态态，乙乙图图是是发发生了生了较长时间较长时间渗透作用之后，漏斗内外水分子到达平衡渗透作用之后，漏斗内外水分子到达平衡时时状状态态。甲。甲图图中：中：为为清水，清水，为为0.3 g/mL蔗糖溶液，蔗糖溶液，为为半透膜半透膜)(1)经经典渗透装置必典渗透装置必须须具具备备两个条件：两个条件：a_(指明甲指明甲图图中中对应对应部部位位)，b_。(2)比比较较甲甲图图中中和和处处溶液溶液浓浓度大小度大小_。(3)丙丙图图中中名称名称为为_，甲，甲图图中中相当于丙相当于丙图图中中_，它，它与丙与丙图图中中对应结对应结构区分是构区分是_。(4)若把根毛若把根毛细细胞放入胞放入0.3 g/mL蔗糖溶液中，它将出蔗糖溶液中，它将出现现_，再，再放入清水中，它又出放入清水中，它又出现现_。第42页(5)若把根毛细胞放入若把根毛细胞放入0.9 g/mL蔗糖溶液中，它会出现蔗糖溶液中，它会出现_，过，过一段时间再放入清水中，此时根毛细胞与上题中放入清水中改变一一段时间再放入清水中，此时根毛细胞与上题中放入清水中改变一样吗？为何？样吗？为何？_。(6)盐碱地中植物常出现萎蔫现象，其原因是盐碱地中植物常出现萎蔫现象，其原因是_。解析：解析：植物细胞吸水或失水均是因为发生了渗透作用，其原生质层植物细胞吸水或失水均是因为发生了渗透作用，其原生质层相当于半透膜，外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，反之相当于半透膜，外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，反之则细胞吸水；当细胞失水过多时，会造成细胞死亡，植物根系若处则细胞吸水；当细胞失水过多时，会造成细胞死亡，植物根系若处于高浓度土壤溶液中时，会因为不能吸水而使植物萎蔫。于高浓度土壤溶液中时，会因为不能吸水而使植物萎蔫。第43页答案答案：(1)含有含有半透膜膜两侧含有浓度差半透膜膜两侧含有浓度差(2)(3)原生质层原生质层甲图中甲图中属于半透膜，没有选择透过性，而丙图属于半透膜，没有选择透过性，而丙图中中属于生物膜，含有选择透过性属于生物膜，含有选择透过性(4)质壁分离质壁分离复原质壁分离质壁分离复原(5)质壁分离不一样；过一段时间再放入清水中，因为之前蔗糖溶质壁分离不一样；过一段时间再放入清水中，因为之前蔗糖溶液浓度过高，根毛细胞失水过多，已经造成根毛细胞死亡，不能出现液浓度过高，根毛细胞失水过多，已经造成根毛细胞死亡，不能出现质壁分离后复原现象质壁分离后复原现象(6)土壤溶液浓度较高，靠近甚至超出根毛细胞细胞液浓度，造成根土壤溶液浓度较高，靠近甚至超出根毛细胞细胞液浓度，造成根毛细胞吸水发生困难，甚至失水，植株出现萎蔫现象毛细胞吸水发生困难，甚至失水，植株出现萎蔫现象第44页