高中生物《物质跨膜运输的实例》课件12（60张PPT）（人教版必修1）

欢迎进入生物课堂 1 渗透作用发生的条件 1 具有 2 半透膜两侧的溶液具有 2 动物细胞的吸水和失水 半透膜 浓度差 1 当外界溶液浓度 细胞质浓度时 细胞 2 当外界溶液浓度 细胞质浓度时 细胞 3 当时 水分进出平衡 3 植物细胞的吸水和失水 1 原生质层包括以及 相当于一层 2 成熟植物细胞发生质壁分离的条件 细胞液浓度外界溶液浓度 的伸缩性比的伸缩性大 吸水 失水 外界溶液浓度 细胞质浓度 细胞膜和液泡膜 两层膜之间的细胞质 半透膜 小于 细胞壁 原生质层 只有成熟植物细胞才发生质壁分离现象 动物细胞无细胞壁 会发生吸水涨破现象 但植物细胞有细胞壁不会因吸水而涨破 渗透作用是指水分子等溶剂分子透过半透膜 由低浓度溶液向高浓度溶液的扩散 1 物质跨膜运输的特点 1 水分子是跨膜运输的 2 无机盐的跨膜运输 水稻和番茄对离子的吸收具有 顺相对含量梯度 选择性 人体甲状腺滤泡上皮细胞可以从血液中吸收碘 不同微生物对不同矿物质的吸收表现出 2 细胞膜和其他生物膜都是 水分子 一些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 逆浓度梯度 较大的不同 选择透过性膜 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 2 渗透作用的发生 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 若存在液面差 h 则S1溶液浓度仍大于S2 液柱的升高所形成的静水压 就是漏斗中溶液的渗透压 溶液越浓 渗透压就越高 温馨提示 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S1溶液的浓度仍大于S2溶液的浓度 3 渗透系统的应用 1 比较不同溶液浓度大小 渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的大小 两溶液间的水分子进行双向运动 我们只是观测出由水分子双向运动的差所导致的液面改变 溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度 如10 葡萄糖溶液和10 蔗糖溶液的质量浓度相同 但摩尔浓度是10 蔗糖溶液的小 故水由蔗糖向葡萄糖溶液移动 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 思维提示实验开始时 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 将蔗糖分解为单糖 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 题后反思 读图析图 根据图示可从以下几个方面读取信息 1 两侧溶液的物质的量浓度 大的一侧渗透压高 小的一侧渗透压低 水分子由低浓度一侧 高浓度一侧 2 两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜 若不能 则只是高浓度一侧液面升高 若能 则先是高浓度一侧液面升高 随后另一侧液面升高 最后两侧液面相平 3 在达到渗透平衡时 一般两侧溶液的浓度并不相等 因为液面高的一侧形成的静水压 会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散 4 B图中若浸在烧杯低浓度溶液中的是透析袋 由于透析袋内的溶质分子不能透过 吸收一定水分后 膨胀到一定程度 受到透析袋的束缚力 水分子进出达到动态平衡 此时透析袋内外的溶液浓度是不相等的 透析袋内溶液浓度仍高于烧杯中的液体浓度 1 下表资料显示四组马铃薯条分别浸入 四种不同溶液1h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 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 1 质壁分离与复原实验流程 1 选择有大的液泡且最好液泡带有颜色的细胞作实验材料 2 滴加蔗糖溶液和清水时 必须在实验桌上进行 不能在显微镜的载物台上进行 3 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 浓度过高 质壁分离速度虽快 但不久细胞会因失水过多而死亡 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 此外 8 的食盐溶液 5 的硝酸钾溶液等也可使用 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 延伸拓展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为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 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 思维提示本题是对 细胞质壁分离实验 的考查 解答本题时 首先应明确细胞质壁分离实验的操作步骤及实验现象 再逐项分析得出答案 2 以紫色洋葱鳞茎表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象 下列叙述错误的是 A 在发生质壁分离的细胞中能观察到紫色中央液泡逐渐缩小B 滴加30 的蔗糖溶液比10 蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间短C 发生质壁分离的细胞放入清水中又复原 说明细胞保持活性D 用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起细胞质壁分离解析以紫色洋葱鳞茎表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象 是因为细胞液呈紫色 便于观察其变化情况 用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液也会引起细胞质壁分离 答案D 用完全培养液在两个相同的容器内分别培养水稻和番茄苗 假设两植物的吸水速率相同 一段时间后 测定培养液中各种离子与实验开始时各种离子浓度之比如图所示 该实验的结果不能说明A 不同植物对各种离子的需要量是不同的B 与番茄相比 水稻对Si4 需要量大 对Ca2 需要量小C 不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的D 植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关思维提示解答本题时 首先理解图解含义 再对应选项作答即可 由图例分析可知 不同植物对同种离子的需要量及同一植物对不同离子的需要量不同 水稻吸收的Si4 多 对Ca2 Mg2 吸收少 而番茄吸收的Ca2 和Mg2 较多 对Si4 吸收量少 这体现了植物对无机盐离子的吸收具有选择性 其原因在于不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的 图中并不能看出植物体对各种离子的吸收速率与溶液中的离子浓度有关 答案D 题后反思 1 栽培农作物时 应如何做到合理施肥 2 有人说番茄的补钙效果比水稻的好 对吗 试从营养学角度分析原因 提示 1 不同的农作物对各种矿质元素的吸收量 需求量不同 根据具体作物的具体特点适时 适量施肥 2 对 因为番茄中Ca2 的含量要多于水稻中的 3 将等量的 微量的NH PO K Ca2 共同置于100mL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 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 植物叶片表皮上分布有大量的气孔 气孔结构如下图所示 当组成气孔的细胞 保卫细胞 吸水后 会膨胀变形 气孔开启 反之细胞失水收缩 气孔关闭 请以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验 证明气孔具有开启和关闭的功能 要求写出实验材料与主要用具 实验步骤 预测实验结果并作出解释 1 实验材料与主要用具 2 实验步骤 3 预测实验结果并作出解释 思维提示设计实验应该包括以下步骤 确定实验目的 确定实验原理 实验用具与试剂及条件 设立对照 设定合理步骤 实验结果及分析 答案 1 菠菜 清水 浓盐水 盖玻片 载玻片 显微镜 吸水纸 滴管 镊子等 2 取菠菜叶 用镊子剥取表皮 在载玻片上滴一滴清水 将表皮放入清水中 盖上盖玻片 制成临时装片 将临时装片放在显微镜载物台上 先在低倍镜下找到气孔 移动到视野中央 再换高倍镜进行观察 记录观察到的气孔状态 在盖玻片的一侧滴上浓盐水 在另一侧用吸水纸吸取盖玻片下的液体 反复做几次 继续观察气孔的变化 并做记录 3 在清水中气孔应开启 因为当细胞液浓度大于细胞外溶液浓度时 保卫细胞吸水膨胀变形 气孔开启 在浓盐水中气孔应关闭 因为当细胞液浓度小于细胞外溶液浓度时 保卫细胞失水收缩 气孔关闭 题后反思 本题考查了解决实验题的一般步骤 学生应该掌握这些步骤以本题为例说明如下 本题以渗透作用和质壁分离与复原实验为背景材料考查实验设计 解答验证性实验设计题应遵循如下程序 1 2009 南京模拟 将一植物细胞放入KNO3溶液中 一段时间后发生了质壁分离 下列说法不正确的是A 此细胞是活细胞B 原生质层具有选择透过性C 发生质壁分离的细胞一段时间后可自动质壁分离复原D 原生质层两侧溶液存在浓度差 KNO3溶液浓度低于细胞液浓度解析成熟植物细胞的原生质层可以看作是一层选择透过性膜 当细胞液浓度大于外界溶液的浓度时 细胞吸水 相反则失水 一植物细胞放入KNO3溶液中一段时间后 先出现质壁分离后出现质壁分离自动复原 这是因为细胞膜上有吸收 K 和NO的载体 将这两种离子吸收进入细胞液的缘故 答案D2 紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离后 在显微镜下观察到的正确图示是 解析紫色洋葱的细胞液呈紫色 原生质层相当于半透膜 正常状况下色素不能通过原生质层进出细胞 答案C3 如果将质量分数为10 的蔗糖溶液和质量分数为10 的葡萄糖溶液分别置于 U 形管的左右两侧 中间用半透膜隔开 允许水分子和葡萄糖分子通过半透膜 不允许蔗糖通过 使两者的液面相平 如图所示 开始和一段时间后液面情况是 A 左侧高于右侧B 右侧高于左侧C 左右两侧一样D 无法确定解析渗透压的高低与溶质颗粒的多少有关 与溶质分子的质量无关 在比较不同溶液的渗透压的大小时 不能用质量分数的大小来比较 而应用物质的量浓度来比较 答案AB4 2009 临沂期末 如图表示番茄随环境中氧浓度的变化 从培养液中吸收Ca2 和Si4 的曲线 影响A B两点与B C两点吸收量的主要因素分别是 A 离子浓度 载体数量B 离子浓度 呼吸作用强度C 载体数量 离子浓度D 载体数量 呼吸作用强度解析根对矿质离子的吸收是一个主动运输过程 需要载体和ATP A B点是在同等氧浓度下得到的ATP相同 其差异只能是因为相应载体数量的不同 B C点的差别则是由于氧浓度不同造成的 因而影响因素是呼吸作用强度 答案D 5 2009 海南 已知鱼鳔是一种半透膜 若向鱼鳔内注入适量的20 蔗糖溶液 排出鱼鳔内的空气 扎紧开口 将其浸没在盛有10 蔗糖溶液的烧杯中 下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是 解析鱼鳔内盛有20 的蔗糖溶液 而鱼鳔外是10 的蔗糖溶液 依据渗透作用原理 水分子总的渗透方向表现为从鳔外向鳔内 从而导致鳔外浓度升高 一段时间后 达到平衡 答案B 6 用一片新鲜的苔藓植物叶片制成临时装片 滴加有适量红墨水的0 3g mL蔗糖溶液 用低倍镜观察装片中的苔藓细胞 如下图所示状态 会是什么颜色 如果想将位于右上方的一个细胞进一步放大观察 应该怎么操作 以下选项正确的是 解析苔藓植物细胞含叶绿体显绿色 发生质壁分离后原生质层与细胞壁之间的液体是有适量红墨水的蔗糖溶液 显红色 观察位于右上方的细胞应向右上方移动玻片标本 高倍物镜下视野较暗 应换上凹面镜 答案B 7 显微镜下观察可测量黑藻细胞 测量其A B值 如图A为细胞的长度 B为原生质体长度 并计算B A 值 如果将该细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中 B A 值变化的趋势是 解析在较高浓度的蔗糖溶液中 细胞通过渗透作用失水 而且浓度越大 失水越多 由于植物细胞的细胞壁伸缩性远小于原生质层的伸缩性 故B A 值的变化趋势是随着蔗糖溶液浓度的增大而减小 答案A 8 下面是研究渗透作用的装置图 请根据研究的课题和要求完善相关实验 材料 清水 不同浓度的蔗糖溶液 纱布等 1 在装置A的基础上 请完善渗透装置 2 若要验证渗透作用的发生条件之一是必须具有半透膜 应如何设计 根据什么现象判断 3 若要验证发生渗透作用的条件之一是必须存在浓度差 又将如何设计 4 有两种不同浓度的蔗糖溶液 M和N 请用两种实验方案比较其浓度高低 解析此题主要考查渗透装置的构成条件及其相关验证和渗透作用原理的实际应用 分析解决此题时 应特别注意如下问题 半透膜及浓度差是构成渗透装置的两个必备条件 在验证渗透装置的两个条件及比较两种蔗糖溶液浓度时 要合理设置对照实验 答案 1 将蔗糖溶液放入卵壳膜 半透膜 内 同时将清水放入烧杯中 2 取两个相同的如A B的装置 烧杯内均放等量清水 A装置用卵壳膜 B装置用一层纱布代替卵壳膜 通过漏斗装入相同的蔗糖溶液现象 A装置漏斗内液面上升 B装置中液面不上升 3 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全