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1、第1節(jié)物質跨膜運輸?shù)膶嵗?第4章細胞的物質輸入和輸出,學習目標 1.舉例說出細胞膜是選擇透過性膜。 2.嘗試提出問題，作出假設，對探究活動進行設計。 3.進行關于植物細胞吸水和失水的實驗設計和操作。,,新知導學,,達標檢測,內容索引,新知導學,1.概念：是指 分子或其他溶劑分子通過 進行的擴散。 2.滲透作用發(fā)生的條件,一、滲透作用,水,半透膜(或選擇透過性膜),濃度差,,,有一層,半透膜,半透膜兩側的溶液具有,條 件,3.滲透作用發(fā)生的原理 (1)以半透膜為界面，單位體積清水中的水分子數(shù) 蔗糖溶液中的水分子數(shù)，所以在單位時間內由清水進入蔗糖溶液的水分子數(shù) 由蔗糖溶液
2、進,多于,多于,清水的水分子數(shù)。因此，一段時間后，漏斗管內的液面會 。 (2)水分子通過半透膜由 濃度溶液向 濃度溶液擴散。,上升,低,高,例1如圖1所示的甲、乙、丙三個滲透裝置中，三個漏斗頸的內徑相等，漏斗內盛有濃度相同的蔗糖溶液，且漏斗內液面高度相同，漏斗口均封以半透膜，置于同一個水槽的清水中。三個滲透裝置的半透膜的面積和所盛蔗糖溶液的體積不同，如下表所示。,圖2中曲線1、2、3表示漏斗液面高度隨時間的變化情況。則曲線1、2、3與甲、乙、丙三個裝置的對應關系是 A.1丙；2甲；3乙B.1乙；2甲；3丙 C.1甲；2乙；3丙D.1丙；2乙；3甲,,答案,解析,解析甲、乙漏斗內盛有濃度
3、相同的蔗糖溶液且體積相同，置于同一個水槽的清水中，故甲、乙漏斗液面高度最終一樣高，甲的半透膜面積是乙的兩倍，達到同一高度所需時間更短，因此甲對應曲線2，乙對應曲線3，則丙對應曲線1。,例2如圖，甲、乙為兩個滲透裝置。甲圖是發(fā)生滲透作用時的初始狀態(tài)，乙圖是較長時間之后，漏斗內外的水分子達到動態(tài)平衡時的狀態(tài)。判斷下列有關敘述錯誤的是 A.圖甲中為半透膜，水分子能自由通過 B.圖甲中溶液的濃度大于溶液的濃度 C.圖乙中溶液的濃度與溶液的濃度相等 D.圖甲中溶液和濃度差越大，則圖乙中的水柱越高,解析在圖乙中，高出液面的水柱所產(chǎn)生的壓力與滲透壓達到平衡，此時即漏斗內液體的濃度應比溶液的濃度高。,,答案,
4、解析,有關滲透作用的三個誤區(qū),(1)半透膜兩側的水分子進行的是雙向運動，而不是單向運動，觀測到的現(xiàn)象是由雙向水分子運動的差別所導致的液面改變。 (2)當半透膜兩側的溶液達到平衡時，是指兩側的水分子運動達到平衡，而兩側溶液的濃度并不一定相同，兩側的液面高度也不一定相同。 (3)水分子通過半透膜由低濃度溶液向高濃度溶液擴散。此處的濃度是指物質的量濃度，是單位體積中微粒的多少，不是質量分數(shù)。,二、細胞的吸水和失水,1.動物細胞的吸水和失水,細胞膜,細胞質,皺縮,不變,2.植物細胞的滲透系統(tǒng) (1)半透膜：植物細胞的細胞膜、_____膜以及兩層膜之間的 ，稱為,，具有選擇透過性，相當于一層半透
5、膜。 (2)濃度差：細胞內的液體環(huán)境主要是指植物液泡內部的 ，當它和外界溶液有濃度差時，發(fā)生吸水或失水。 (3)原理和現(xiàn)象 外界溶液濃度 細胞液濃度時，細胞失水，發(fā)生 現(xiàn)象。 外界溶液濃度 細胞液濃度時，細胞吸水，發(fā)生 現(xiàn)象。,液泡,原生質層,細胞質,細胞液,大于,質壁分離,質壁分離復原,小于,例3若如圖表示植物細胞滲透作用的圖解，下列說法中錯誤的是 A.植物細胞的原生質層相當于一層半透膜 B.一定條件下，活的、成熟的植物細胞能發(fā)生滲透失水或吸水 C.當溶液濃度甲乙時，細胞發(fā)生滲透失水，當溶液濃度乙甲時，細 胞發(fā)生滲透吸水 D.當溶液濃度甲乙時，細胞處于動態(tài)平衡
6、狀態(tài)，不發(fā)生滲透作用,,答案,解析,解析植物的原生質層相當于半透膜； 當溶液濃度甲乙時，細胞發(fā)生滲透失水，當溶液濃度乙甲時，細胞發(fā)生滲透吸水； 活細胞處于外界溶液中，滲透作用就會發(fā)生，即當溶液濃度甲乙時，也發(fā)生滲透作用，此時處于動態(tài)平衡狀態(tài)。,三、探究植物細胞的吸水和失水,1.實驗原理 (1)植物細胞的 相當于半透膜，細胞壁與原生質層具有一定的伸縮性，原生質層的伸縮性 細胞壁的伸縮性。 (2)外界溶液濃度細胞液濃度細胞 ，原生質層 發(fā)生_____ ______。 (3)外界溶液濃度<細胞液濃度細胞 已發(fā)生質壁分離的細胞發(fā)生 現(xiàn)象。,原生質層,大于,失水,質壁,皺縮
7、,分離,吸水,質壁分離復原,2.實驗步驟,紫,細胞壁,質量濃度為0.3g/mL,的蔗糖,縮小,原生質層,變深,清水,變大,變淺,細胞壁,3.實驗結論 (1)成熟植物細胞能與外界溶液進行滲透作用，當細胞外溶液濃度____細胞液濃度時，細胞失水，發(fā)生質壁分離。 (2)當細胞外溶液濃度 發(fā)生質壁分離的細胞液濃度時，細胞吸水，發(fā)生質壁分離復原。 4.注意事項 (1)實驗成功的關鍵之一是實驗材料的選擇。要選取_________________ 的植物組織進行實驗，便于觀察實驗現(xiàn)象。 (2)滴加蔗糖溶液或清水時，應在 上操作，通過前后對比觀察某個細胞的吸水和失水情況。,小于,大于,成熟的、液
8、泡帶有,一定顏色,載物臺,(3)選用的蔗糖溶液濃度要適宜。過低，不足以引起質壁分離或質壁分離所需時間 ；過高，可能造成植物細胞 而死亡，不能發(fā)生質壁分離復原現(xiàn)象。 (4)判斷細胞能否發(fā)生質壁分離及復原 具有 的成熟植物細胞才能發(fā)生質壁分離現(xiàn)象。 死細胞、動物細胞及未成熟的植物細胞(如根尖分生區(qū)細胞) (填“能”或“不能”)發(fā)生質壁分離現(xiàn)象。,失水過多、過快,過長,不能,中央大液泡,5.質壁分離實驗的應用 (1)判斷成熟植物細胞的死活,鏡檢,,發(fā)生質壁分離 生物活性,不發(fā)生質壁分離 生物活性,,無,有,(3)比較不同植物細胞的細胞液濃度,鏡檢,,細胞液濃度介于
9、 的蔗糖溶液濃度之間,未發(fā)生質壁分離和剛發(fā)生質壁分離,(2)測定細胞液濃度范圍,鏡檢,,發(fā)生質壁分離所需時間越 ，質壁分離程度越 ，細胞液濃度越小，反之則細胞液濃度越大。,短,大,例4在觀察植物細胞的質壁分離和復原的過程中，某同學在視野中看到生活著的洋蔥表皮細胞正處于如圖所示的狀態(tài)。a、b表示該部位的溶液濃度，由此可推測 A.ab，細胞滲透吸水 B.ab，滲透系統(tǒng)保持動態(tài)平衡 C.a
10、。,答案,解析,答案,例5用0.5 g/mL蔗糖溶液、0.3 g/mL蔗糖溶液、 一定濃度的尿素溶液分別處理洋蔥鱗片葉外表 皮細胞10 min，三組細胞體積變化如圖所示。 下列有關分析不正確的是 A.a曲線為0.5 g/mL蔗糖溶液處理組 B.a、b、c三組洋蔥細胞失水的方式相同 C.若將細胞轉移到蒸餾水中，有兩組能夠發(fā)生質壁分離復原 D.若實驗繼續(xù)進行，只有一組細胞能夠發(fā)生質壁分離復原,,解析,解析分析圖示可知，a、b、c的細胞體積依次減小，說明失水量依次增大，0.5 g/mL蔗糖溶液中的洋蔥表皮細胞比0.3 g/mL中的失水多，故a曲線不是0.5 g/mL蔗糖溶液處理組； 在較高濃度的外界
11、溶液中，洋蔥細胞失水的方式都是滲透失水； 將細胞轉移到蒸餾水中，0.3 g/mL蔗糖溶液、一定濃度的尿素溶液處理的細胞，能夠吸收外界的水分發(fā)生質壁分離復原，而0.5 g/mL蔗糖溶液濃度過高，細胞失水過多而死亡； 尿素是小分子，可進入細胞，從而發(fā)生質壁分離后自動復原，蔗糖不能被吸收進入細胞液，細胞不會自動復原。,從溶液角度分析質壁分離及復原,(1)在一定濃度的溶液(溶質不能穿膜)中只發(fā)生質壁分離現(xiàn)象。 (2)在一定濃度的溶液(溶質可穿膜)中發(fā)生質壁分離后可自動復原，如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等。 (3)在高濃度溶液中質壁分離現(xiàn)象明顯，但溶液濃度過高時不能發(fā)生質壁分離復原，因為溶液濃度過
12、高，細胞會因過度失水而死亡。 (4)鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細胞，不適于做質壁分離實驗的溶液。,四、物質跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗?1.番茄和水稻吸收離子的比較 科學家將番茄和水稻分別放在含Mg2、Ca2和 的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結果如圖所示，據(jù)圖回答相關問題：,(1)圖示反映同一植物對不同離子的吸收量 ，不同植物對同一離子的吸收量 。即植物細胞對無機鹽離子的吸收具有 性。,不同,不同,選擇,(2)水稻培養(yǎng)液中Mg2、Ca2濃度和番茄培養(yǎng)液中 濃度超過初始濃度的原因是什么？ __________________________________________________________
13、____ ________________________________________________________________________________,水稻吸收水的相對速率比吸收Ca2、Mg2的大，造成培養(yǎng)液中Ca2、,2.人體甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘的特點 人體甲狀腺濾泡上皮細胞內碘濃度比血液中高2025倍，說明碘進入甲狀腺濾泡上皮細胞時從 濃度向 濃度運輸。 3.結論 細胞對物質的輸入和輸出具有 性，這種特性是通過 實現(xiàn)的，細胞膜和其他生物膜都是 膜。,選擇,低,細胞膜,選擇透過性,高,例6將等量的、微量的 、K、Ca2共同置于100 mL蒸
14、餾水中，再放入一些新鮮的水稻根尖，一段時間后，測定溶液中上述四種離子和水的含量變化(見下表)。實驗結果可以說明,根對水的吸收和對礦質離子的吸收是兩個相對獨立的過程根對礦質離子的吸收不是等比例進行的根吸收礦質離子的過程不受溫度的影響 A.只有 B.只有 C.只有 D.都正確,,答案,解析,解析從表中可以看出，水沒有減少，而礦質離子不同程度的減少，所以根吸收水和吸收礦質離子是兩個相對獨立的過程，且不同礦質離子的吸收不是等比例進行的； 表中不能看出根尖對礦質離子的吸收是否受溫度的影響。,膨脹,質壁分離復原,濃度差,半透膜,質壁分離,學習小結,漲破,皺縮,原生質,小,選擇透過性,層,達標檢測,1.下列
15、敘述，正確的打“”，錯誤的打“”。 (1)發(fā)生滲透作用的兩個條件是存在半透膜、膜兩側存在濃度差() (2)達到滲透平衡時，半透膜兩側的水分子進行的是雙向運動() (3)成熟紅細胞在低濃度溶液中一定會吸水漲破() (4)原生質層是指細胞膜和液泡膜() (5)外界溶液濃度大于細胞液濃度時，洋蔥表皮細胞質壁分離，細胞液顏色變淺() (6)物質通過細胞膜的跨膜運輸都必須是順相對含量梯度進行的() (7)同一細胞對不同離子的吸收量不同，體現(xiàn)了細胞膜的選擇透過性(),答案,1,2,3,4,5,,,,,,,,(8)用培養(yǎng)液培養(yǎng)植物，一段時間后培養(yǎng)液中離子的濃度都比初始濃度低 () (9)動植物細胞都能吸水漲
16、破() (10)水分子、離子、小分子物質都能通過細胞膜(),答案,1,2,3,4,5,,,,2.如圖甲燒杯中是5%的淀粉液，圖乙燒杯中是5%的葡萄糖液，將裝有蒸餾水的透析袋分別放入圖甲、乙燒杯中(水和葡萄糖分子能通過透析袋的膜)放置一小時后 A.圖甲燒杯中透析袋外的淀粉液濃度不變 B.圖乙燒杯中透析袋外的葡萄糖液濃度降低 C.圖甲燒杯中透析袋內的液體加入碘液后呈藍色 D.圖乙燒杯中透析袋內的液體加入斐林試劑后呈磚紅色,1,2,3,4,5,答案,解析,,1,2,3,4,5,解析圖甲燒杯中透析袋外的淀粉液濃度大于透析袋內蒸餾水的濃度，由于淀粉不可以通過透析袋，所以水分子從透析袋出來進入燒杯，導致透
17、析袋外的淀粉液濃度降低，A錯誤； 圖乙燒杯中透析袋外的葡萄糖可以進入透析袋，而透析袋內的水分子可以出來進入燒杯，所以燒杯中水分子增多，葡萄糖分子減少，則圖乙燒杯中透析袋外的葡萄糖液濃度降低，B正確； 由于淀粉不可以通過透析袋，所以圖甲燒杯中透析袋內沒有淀粉，加入碘液后不會出現(xiàn)藍色，C錯誤； 圖乙燒杯中葡萄糖可以進入透析袋，葡萄糖是還原糖，所以圖乙燒杯加入斐林試劑后需水浴加熱才可以變成磚紅色，D錯誤。,3.(2018成都模擬)五個大小相同的馬鈴薯幼根與物種A的幼根分別放入甲戊五種不同濃度的蔗糖溶液中，數(shù)小時后，取出稱重，重量變化如圖所示。以下關于該實驗結果的說法不正確的是,1,2,3,4,5,答
18、案,解析,A.與馬鈴薯幼根細胞液等滲的溶液是甲溶液 B.馬鈴薯比物種A更耐旱 C.物種A幼根的細胞在甲濃度溶液中一定會發(fā)生明顯的質壁分離 D.在這五種蔗糖溶液中，濃度最大的是乙溶液,,1,2,3,4,5,解析在甲溶液中，馬鈴薯幼根細胞的重量不變，說明馬鈴薯吸水和失水處于動態(tài)平衡，甲溶液是馬鈴薯幼根細胞液的等滲溶液，A正確； 由圖可知，馬鈴薯吸水能力比物種A強，所以馬鈴薯更耐干旱，B正確； 幼根細胞的發(fā)育程度不同，因此物種A幼根的細胞在甲濃度溶液中不一定會發(fā)生明顯的質壁分離，C錯誤； 在這五種蔗糖溶液中，乙溶液中的馬鈴薯幼根細胞的重量減少最大，說明乙溶液的濃度最大，D正確。,4.當你連續(xù)吃咸菜時
19、，你的口腔黏膜會有干澀的感覺。其原因是 A.口腔黏膜細胞質濃度大于外界溶液濃度，細胞失水 B.口腔黏膜細胞質濃度小于外界溶液濃度，細胞失水 C.口腔黏膜細胞質濃度大于外界溶液濃度，細胞吸水 D.口腔黏膜細胞質濃度小于外界溶液濃度，細胞吸水,1,2,3,4,5,答案,解析,,解析連續(xù)吃咸菜，口腔黏膜細胞質的濃度小于外界溶液的濃度，導致細胞失水，使口腔黏膜出現(xiàn)干澀感覺。,1,2,3,4,5,5.某校研究性學習小組利用如下實驗材料做相關實驗，請分析回答下列問題：,答案,解析紫色洋蔥鱗片葉的外表皮細胞具有大液泡，在較高濃度的外界溶液中可以發(fā)生質壁分離，其紫色液泡便于觀察。,(1)用上述材料進行質壁分離
20、實驗，應選擇的最佳實驗材料是___(填序號)。,,解析,1,2,3,4,5,(2)在觀察質壁分離實驗中，將取自同一材料同一區(qū)域的三個細胞分別放在A、B、C三種不同濃度的蔗糖溶液中，實驗結果分別如下圖1、2、3所示，這三種蔗糖溶液的濃度由大到小依次是_________(用字母表示)。,答案,解析當蔗糖溶液濃度高于細胞液濃度時，細胞滲透失水，會導致質壁分離，而且蔗糖溶液濃度越高，細胞失水越多，質壁分離越明顯；當蔗糖溶液濃度小于或等于細胞液濃度時，細胞不會發(fā)生質壁分離。 據(jù)圖可知，蔗糖溶液濃度的大小關系是CBA。,解析,C,B,A,1,2,3,4,5,解析將發(fā)生質壁分離的活細胞放入清水中后，細胞會發(fā)生滲透吸水，最終完成質壁分離復原。,答案,(3)將圖3細胞放入______中，細胞能由圖3恢復成圖1的狀態(tài)，此過程稱為________________。,質壁分離復原,解析,清水,
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