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第8课时 物质跨膜运输的实例,一、细胞的吸水和失水 判一判 1K通过细胞膜属于渗透作用( ) 【答案】 2植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成，相当于半透膜( ) 【答案】,3细胞液就是细胞内的液体( ) 【答案】 4当外界溶液浓度大于细胞内浓度时，植物细胞就会发生质壁分离( ) 【答案】 【解析】有大液泡的活的植物细胞才能发生质壁分离。 5动物细胞在任何情况下都不会发生质壁分离( ) 【答案】,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Ca2、Mg2和Si4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_。,同一种无机盐离子,不同种无机盐离子,选择性,(2)水稻吸收水的相对速率比吸收Ca2、Mg2的_，造成培养液中Ca2、Mg2浓度_；番茄吸收水的相对速率比吸收Si4的_，造成培养液中Si4浓度_。,大,上升,大,上升,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。 名师点拨 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，其结构基础为膜上载体蛋白的种类和数量，有饱和性和竞争抑制现象。 高浓度的盐、醋、糖等溶液能使细胞脱水而死亡，杀菌也是这个道理。,选择性,需要量,辨一辨 吸水和吸收矿质离子是何种关系？ _ 【答案】吸水为自由扩散，吸收矿质离子为主动运输，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相对独立的过程。,1教材第60页问题探讨渗透装置的条件及原理，鉴别10%、30%蔗糖溶液实验设计。 2教材第6162页探究实验的基本步骤，尤其“作出假设”和最后一步“进一步探究”。 3教材第63页图43，据图分析洋葱表皮细胞显微观察时细胞核明显吗？(不明显，主要是紫色大液泡)。质壁分离时“白色部分”是细胞质吗？(是外界溶液)。能观察到叶绿体和染色体吗？(无叶绿体；高度分化不分裂，观察不到染色体)。必须用高倍镜吗？(不是，低倍镜观察已很清楚)。 4教材第63页资料分析植物吸收无机盐的特点、方式及结构基础。,【答案】浓度差 伸缩性 原生质层 浓度差 选择透过性,【典例引领】 1关于选择透过性膜与半透膜的关系，正确的说法是( ) 具有半透性必然具有选择透过性 具有选择透过性必然具有半透性 活的生物膜才具有选择透过性 只有活的生物膜才具有半透性 A B C D,考点22 对比突破法三组易混名词辨析,【答案】C 排雷 明确两种膜的本质区别是否具有选择性；共性允许水分子通过，大分子都不能通过。 【考点剖析】 1扩散作用和渗透作用的关系 物质从高浓度区域向低浓度区域的运动称为扩散作用。渗透作用是一种特殊方式的扩散，它是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜(或选择透过性膜)进行的扩散。,2半透膜和选择透过性膜的关系 (1)区别 半透膜可以是生物性的选择透过性膜，也可以是无生命的物理性膜，即指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。 选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否具有吸收选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。 (2)共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。,3原生质层和原生质体的关系 (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的植物细胞中。 (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，常作为植物细胞融合的材料。,【对位训练】 1下列现象属于渗透作用的是( ) 水分子通过植物细胞的细胞壁 水分子或其他溶剂分子通过细胞膜 蔗糖分子通过细胞壁 水分子或其他溶剂分子通过液泡膜 水分子或其他溶剂分子通过原生质层 A B C D 【答案】C,【典例引领】 2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、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，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减少。此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小，以及水分运出细胞的方式是( ),考点23 提升实验的分析判断能力 渗透系统和渗透作用,A甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输 B甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输 C甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输 D甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输 【答案】C,【解析】将两份完全相同的紫色洋葱外表皮细胞分别放入完全营养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；水分是通过渗透作用进出细胞的，不需要载体蛋白协助也不消耗能量，为被动运输中的自由扩散。 排雷 失水或吸水的多少和速率主要取决于浓度差的大小。,【考点剖析】 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(溶质分子不能通过半透膜) (1)当S1浓度S2浓度时，由S2S1的水分子数多于由S1S2的水分子数，漏斗(S1)液面上升。 (2)当S1浓度S2浓度时，由S1S2的水分子数多于由S2S1的水分子数，漏斗(S1)液面下降。,注意 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。 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。 水分子的移动方向：双向移动，但最终结果是单位体积内水分子数多(低浓度)的溶液流向单位体积内水分子数少(高浓度)的溶液。 此实验因变量是漏斗内液面变化，但不能用烧杯液面变化作描述指标，因现象不明显。,5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。,【对位训练】 2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,3五个大小相同的马铃薯幼根与物种A的幼根分别放入甲戊五种不同浓度的蔗糖溶液中(细胞失水过多会导致死亡)，数小时后，取出称重，重量变化如图所示。以下关于该实验结果的说法正确的是( ),A物种A比马铃薯更耐干旱 B在甲溶液中加入适量的蔗糖酶，在最初一段时间，其中的马铃薯幼根细胞液浓度将减小 C物种A在与马铃薯根细胞液等渗的完全培养液中不能正常生长 D当马铃薯根细胞在乙蔗糖溶液中重量不再发生变化时，渗透作用依然进行 【答案】C,【典例引领】 3将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，1分钟后进行显微观察，结果见下图。下列叙述错误的是( ),考点24 观察类实验技能提升 观察植物细胞的质壁分离及复原,A图中L是细胞壁，M是液泡，N是细胞质 B将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原 C实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异 D洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料 【答案】A 排雷 (1)明确实验材料的选取有大液泡的活细胞。 (2)明确显微状态下各细胞结构的位置。质壁分离时细胞质位置不明显，透明部位应为外界溶液。,注意 分生区细胞和干种子细胞因无大液泡，不能发生渗透作用，无质壁分离和复原现象。 植物细胞有细胞壁的存在，不管失水还是吸水，细胞体积变化不大。但动物细胞体积会发生明显变化。,2流程,特别提醒 (1)实验成功的关键 实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察。 (2)质壁分离和质壁分离复原中水分子移动是双向的，结果是双向水分子运动的差别所导致的现象。 (3)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，因细胞壁是全透性且有水分子通过原生质层渗出来。 (4)若用50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因为细胞过度失水而死亡。 (5)若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验会出现自动复原现象，因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。,【对位训练】 4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：,对上表的推断或解释不正确的是( ) Ax为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于细胞膜 By为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡 Cz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 【答案】D 【解析】组无变化是因为醋酸将细胞杀死。,1在实验中要始终保持细胞活性的实验 (1)观察植物细胞的质壁分离和复原。 (2)用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。 (3)探究酵母菌的呼吸方式。 (4)探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用。,质壁分离和复原实验及拓展应用,(2)按下面步骤进行质壁分离实验 步骤一：在洁净的载玻片中央加一滴清水，取一片藓类小叶，盖上盖玻片。 步骤二：从盖玻片一侧滴入0.3 g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次，使盖玻片下面的藓类小叶浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中。 步骤三：在显微镜下观察，结果如图所示。,图中A、B处的颜色分别是_。 如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红(植物细胞不吸收的红色染料)的0.3 g/mL的蔗糖溶液，则在显微镜下观察到A、B处颜色分别是_。 如果将步骤二中浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片放在80 条件下处理一段时间(装片中的藓类小叶保持在0.3 g/mL的蔗糖溶液中)。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后，为更准确地判断A处颜色，对显微镜的操作方法是_、_。如果A处呈绿色，可能的原因是_。,【答案】(1) (2)无色、绿色 红色、绿色 改变光圈大小 调节反光镜(电光源亮度) 高温下细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入A处 【解析】(1)用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体、探究酵母菌的呼吸方式需用活细胞。(2)活细胞膜和细胞器膜具有选择透过性，但高温会使细胞失活，使生物膜结构破坏而失去选择透过性。,对渗透作用的装置图及坐标曲线掌握不到位,【答案】A 【解析】渗透装置半透膜的选择性应遵循：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：材料乙、丙、丁均不符合渗透装置中半透膜的要求。 纠错笔记 两溶液间的水分子进行双向扩散，我们只能观测出由双向水分子运动的差别所导致的液面改变。,错因分析 左图实验装置现象液面变化与右图坐标曲线的内在联系未建立起来。,1(2014博罗质检)某同学设计渗透装置如图所示(开始时状态)，烧杯中盛放有蒸馏水，图中猪膀胱膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一段时间后再加入蔗糖酶。该实验过程中最可能出现的是( ),题组一 渗透作用,A漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降 B漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后下降 C加酶前后，在烧杯中都可以检测出蔗糖 D加酶后可以在烧杯中检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶 【答案】B,2小明用玻璃槽、饱和蔗糖溶液和清水做成如图所示的实验装置，进行生物膜透性的模拟实验。甲、乙两槽间的隔板中央圆圈为玻璃纸，玻璃纸是一种半透膜，蔗糖分子不能透过，而水分子能自由通过。几小时后，发现( ),A甲槽内水的体积减小 B乙槽内溶液的体积减小 C甲槽内水的体积无变化 D乙槽内水的体积无变化 【答案】A 【解析】半透膜具有一定的选择透过性，水分子可以通过而蔗糖分子不能通过，通过渗透作用，会发现甲槽内水的体积减小。,3将新鲜的苔藓植物叶片放入有少量红墨水、含量为30%的蔗糖溶液中，在显微镜下观察，你会看到细胞的状态如图所示，此时部位的颜色分别是( ) A无色 绿色 B红色 绿色 C红色 无色 D红色 红色 【答案】B 【解析】细胞壁具有全透性，红墨水将透过细胞壁到达处；细胞质基质中有叶绿体故呈绿色。,题组二 质壁分离及复原实验,4以紫色洋葱鳞片叶外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%的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,【答案】D 【解析】高浓度的NaCl溶液代替蔗糖更易发生质壁分离，且能够自动复原。,5用2molL1的乙二醇溶液和2molL1的蔗糖溶液分别浸浴某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积的变化情况如下图所示。请据图回答：,题组三 渗透作用与质壁分离和复原实验综合考查,(1)原生质体体积AB段的变化说明：在该段时间内水分从原生质体_，细胞液浓度_； (2)在1分钟后，处于2molL1蔗糖溶液中的细胞，其细胞液浓度将_，此时，在细胞壁与原生质层之间充满了_，要使该细胞复原，应将其置于_中； (3)在1分钟后，处于2molL1乙二醇溶液中的细胞，其原生质体体积的变化是由于_逐渐进入细胞内，引起细胞液浓度_(填“变大”“不变”或“变小”)； (4)并不是该植物的所有活细胞均可发生质壁分离，能发生质壁分离的细胞还必须具有_。,【答案】 (1)渗出 变大 (2)不变 2molL1蔗糖溶液 清水或低于细胞液浓度的其他溶液中 (3)乙二醇 变大 (4)大液泡,
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