1、第四章 第 1 节 物质跨膜运输的实例 【使用说明】1、依据学习目标，认真研读教材 P60-63，回答自主预习有关题目。2、将预习时有疑问的或不能解决的用红笔标记，在课堂上认真学习，课后及时进行反思纠错。【学习目标】1课本问题探讨实例进行小组讨论，总结发生渗透作用的条件2通过植物和动物的细胞吸水和失水的实验了解细胞的渗透作用3通过课本质壁分离实验，尝试提出问题，做出假设；（1） 识别学案中质壁分离的图示中不同结构的名称5、通过课本物质跨膜运输的其他实例理解生物膜的选择透过性【本节聚焦 1】：细胞的吸水和失水【自主预习】1. 渗透系统的组成分析及应用：1. 渗透系统的组成（如图）及特点：（1）半
2、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。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S2S 1 的水分子数 S1S 2，外观上表现为 S1 液面 ；若S1 溶液浓度小于 S2，则情况相反，外观上表现为 S1 液面 。 （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 S23、渗透作用的应用：（1）比较不同溶液浓度大小（2）验证 渗透作用发生的条件 A、具有 。B、具有 。总结：渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散， 渗透作用的发生必须具备
3、的两个条漏斗内 烧杯内溶液浓度 M N现象及结论若漏斗内液面上升，则 M N若漏斗内液面不变，则 M N若漏斗内液面下降，则 M N件 具有半透膜膜两侧具有浓度差 （二）动物细胞的吸水与失水原理： 具有控制物质进出细胞的作用，相当于一层半透膜；故当外界溶液浓度 细胞质的浓度，细胞吸水 ，浓度差异大时，会因吸水而涨破当外界溶液浓度 细胞质的浓度，细胞失水 ，浓度差异大时，会因失水而死亡当外界溶液浓度 细胞质的浓度，细胞处于 状态【自主检测 1】将人成熟红细胞放在质量分数为 9%的食盐溶液中制成装片后，用显微镜观察，可以发现红细胞的状态变化是 A不能确定 B正常状态 C细胞膜破裂 D细胞皱缩（三）
4、植物细胞的吸水与失水1、植物细胞若吸水会涨破吗？为什么？ 2、植物细胞内的液体环境主要指 3、原生质层： 、 和这两层膜之间的细胞质。2、质壁分离发生的条件是什么？ 思考：下列哪些细胞可以发生质壁分离现象？干种子、根尖生长点、根尖分生区、根尖伸长区、根毛区、根冠细胞、红细胞、茎的形成层、紫色洋葱表皮细胞3、质壁分离产生的原因：（内因？外因？）4、探究：原生质层相当于一层半透膜1）探究实验的一般步骤提出问题 。2）原理：植物细胞的原生质层相当于一层 。当 小于 的浓度时，细胞失水，中央液泡体积会_，细胞皱缩；当 小于 的浓度时，细胞吸水，中央液泡体积会_，细胞膨胀。3）质壁分离：当植物细胞失水时
5、，由于原生质层比细胞壁的伸缩性 ，因而会出现 和_分离的现象，称为质壁分离。4）质 壁 分 离 复 原 ： 质 壁 分 离 后 的 细 胞 吸 水 后 ， 液 泡 和 原 生 质 层 恢 复原 状 ， 称 为 质 壁 分 离 复 原 。5）实验现象：取紫色洋葱表皮细胞（为什么？） ，将其先放入特定浓度蔗糖液中，再放入清水中思考：若是将紫色洋葱表皮细胞放入一定浓度的 KNO3溶液中，会怎样？ _【自主检测 2】以下是发生质壁分离现象的细胞，请回答：1、 2、 3、 4、 5、 1 与 2 之间充满的是何种物质？ 标号 中央液泡大小细胞大小颜色变化现象名称蔗糖溶液清水共同构成原生质层，植物细胞的液
6、体环境主要指什么？ 为什么？ 质壁分离的“质”和“壁”分别指什么？ 思考：盐碱地植物为什么不易存活？或者一次施肥过多容易出现“烧苗”现象？为什么腌渍的食品不易变质？糖醋蒜，果脯制作原理是什么？【思维拓展】扩散与渗透扩散：物质从高浓度到低浓度的运动叫做扩散（扩散与过膜与否无关）如：O2 从浓度高的地方向浓度低的地方运动渗透：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透。如：细胞的吸水和失水，原生质层相当于半透膜【本节聚焦 2】：细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜1物质跨膜运输的其他实例细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程。而物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，而且是细胞对于
7、物质的输入和输出有选择性。例 1：将番茄和水稻分别放在含 Mg2+、Ca 2+和 Si4+的培养液中，过一段时间测得培养液中的离子浓度如图所示。请根据图回答：(1)不同植物细胞对同一无机盐离子、同一植物细胞对不同无机盐离子的吸收均有差异，说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有 性。(2)水稻培养液里的 Mg2+和 Ca2+浓度增高的原因 。(3)水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输并不都是这样，这取决于 生命活动的需要。(4)植物细胞在同一时间吸收离子和吸收水的量不同，说明了吸收离子和吸收水是相对独立的过程。 （5）由题可知，水稻吸收_多，吸收_较少；而番茄吸收_较多，吸收_较少
8、。即不同生物对不同矿物质的吸收具有很大的差异性。 【自主检测 3】 （目标 5）例：人体甲状腺细胞、红细胞选择吸收的较多元素分别是 AI -、Fe 2+ BFe 2+、Fe 2+ CI -、I - D不能判断2细胞膜和其它生物膜都是选择透过性膜细胞膜和其他生物膜都是 膜，这种膜可以让 自由通过，一些 和 也可以通过，而其他的 、 和 则不能通过。【自主检测 4】下列关于半透膜和细胞膜的描述中，错误的是 （ ） A. 半透膜是允许一部分物质通过，不允许另一部分物质通过的膜 B. 细胞膜是一层选择透过性膜，CO 2、O 2 等可自由通过，其它被选择的小分子、离子也能通过 C. 细胞膜不属于半透膜
9、D. 半透膜包括物理性的过滤膜和生物性的选择透过性膜 3与生活联系轮作：在同一块田地上有顺序地在季节间和年度间轮换种植不同作物的种植方式农业生产上的轮作是针对不同作物根系对矿质元素的选择性吸收而采取的生产措施。如果长期在同一块天里种植同种作物，地力就会下降（俗称伤地） ，即某些元素含量下降，这样就会影响作物的产量。还可防治病、虫、草害等。【自主检测 5】下列有关说法，错误的是 （ ）A细胞膜和液泡膜都是选择透过性膜 B水分子进出细胞，取决与细胞内外液体的浓度差C小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质则不能D进行轮作有利于保护耕地，遵循可持续发展政策当堂检测（目标 1）1. 如图，在 U 形管中部
10、 c 处装有半透膜，在 a 侧加入红色的细胞色素(相对分子质量为 13000 的蛋白质)的水溶液，b 侧加入清水，并使 a、b 两侧液面高度一致。经过一段时间后，实验结果将是 ( ) A a、b 两液面高度一致，b 侧为无色B a、b 两液面高度一致，b 侧为红色C a 液面低于 b 液面，b 侧为红色 D a 液面高于 b 液面，b 侧为无色（目标 3）2.关于科学探究活动的叙述不正确的是 ( ) A科学探究活动的正确顺序是提出问题作出假设设计实验进行实验B.所谓假设就是根据已有的知识和生活经验对提出的问题作出尝试性的回答C所谓提出问题就是对实验设计提出问题，对实验设计中有可能出现的问题作出
11、判断D.设计实验是紧紧围绕假设进行的，是对假设的检验。（目标 4）3.放在 O.3 gmL 的蔗糖溶液中，不会发生质壁分离的一组细胞是 洋葱根尖生长点细胞 洋葱表皮细胞 人的口腔上皮细胞 蛙卵细胞 干种子细胞 洋葱根尖的根毛细胞 A B C D（目标 4）4.植物细胞发生质壁分离复原时，水分子依次通过的结构是 A细胞壁、细胞膜、细胞质、液泡膜 B细胞膜、细胞质、液泡膜C液泡膜、细胞质、细胞膜、细胞壁 D.细胞膜、液泡膜、细胞质（目标 2）5.利用高浓度的盐水杀菌的原理是（ ） A. 盐水中的氯离子有杀菌的作用 B. 高浓度盐水中水分不足，不利于细菌生长 C. 细菌由于脱水而死亡 D. 钠离子有
12、杀菌作用 （目标 4）6.一个成熟的植物细胞，它的原生质层主要包括（ ）A. 细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质 B. 细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质 C. 细胞膜和液泡膜之间的细胞质 D. 细胞壁、液泡膜和它们之间的细胞质 （目标 4）7.植物细胞发生质壁分离的原因是（ ） 外界溶液浓度大于细胞液浓度 细胞液浓度大于外界溶液浓度 细胞壁的伸缩性大于原生质层的伸缩性 原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性 A. B. C. D. 10.将洋葱表皮细胞放在 30%的蔗糖溶液中，细胞发生了质壁分离，则此细胞的原生质层与细胞壁之间的物质应是（ ） A. 水 B. 低于 30%蔗糖溶液 C. 等于
13、30%的蔗糖溶液 D. 高于 30%的蔗糖溶液 11 下图中甲、乙两图是渗透装置示意图，丙图是根毛细胞示意图。请根据甲、乙、丙三图回答下列问题：（甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是发生了较长时间的渗透作用之后达到平衡的状态，甲图中，为水，为 30% 的蔗糖溶液） （1）典型的渗透装置必须具备两个条件：_（指明甲图中相应部位）； _。 （2）比较甲图中和处溶液浓度的大小：_ 。 （3）丙图中为_ ，甲图中的相当于丙图中的_。 （4）若把根毛细胞放在 30% 的蔗糖溶液中，它会出现_。再放入清水中，它又出现_。 （5）若把根毛细胞放在 90% 的蔗糖溶液中，它会出现什么变化？_。过一段时间再放入
14、清水中，此时根毛细胞与上题中放入清水中的变化一样吗？_ 。为什么？_ 。 （6）盐碱地中的植物常出现萎蔫现象，其原因是_。 【补充资料】1.质壁分离和质壁分离复原实验的应用（1）用于测定细胞液的浓度。如设计实验测定某植物细胞中细胞液的浓度，可配制一系列质量浓度梯度的溶液，把待测植物细胞放入上述梯度溶液中制成装片，在显微镜下观察，就可确定该细胞液浓度大小。如，将洋葱鳞片叶表皮细胞放在 0.45mol/L 的蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离，放在 35mol/L 蔗糖液中，细胞有胀大趋势离，放在 0.4mol/L 的蔗糖溶液中，细胞似乎不发生什么变化，由此可推断，洋葱鳞片叶表皮细胞细胞液浓度约为 0.
15、4mol/L（2）用于判断细胞死活。质壁分离和复原是成熟的活植物细胞因细胞液的浓度低于或高于外界溶液浓度而发生渗透失水或吸水的过程中表现出的特有的生理现象。因为活细胞的原生质层具有选择透过性，死细胞的原生质层变成了全透的。（3）可用于观察植物细胞的细胞膜。正常生活的植物细胞中，由于细胞膜紧贴细胞壁，在显微镜下不易观察到。（4）可用于验证成熟植物细胞是一个渗透系统或成熟植物细胞发生渗透作用。（5）设计实验使植物细胞发生质壁分离，但能自动复原，也就是质壁分离和复原在同一种溶液中发生。完成这个命题，最好选用一定浓度的 KNO3 溶液。因为一定浓度的 KNO3 溶液既能使植物发生质壁分离，又对细胞无毒害作用，同时 K+和 NO3-都是植物要选择吸收的离子。发生质壁分离后的植物细胞，随着 K+和 NO3-的吸收，细胞液浓度会变大，细胞又通过渗透作用吸水，从而会自动复原。（6）动物细胞能发生渗透作用，但因无细胞壁，故不会发生质壁分离现象。然而渗透原理在动物细胞中也有广泛应用。如要得到细胞膜，要将哺乳动物成熟的红细胞置于纯水中。
