第8课时生物膜的流动镶嵌模型 物质跨膜运输的方式.ppt.ppt
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1、第第8 8课时课时 物质跨膜运输的实例物质跨膜运输的实例必备知识梳理必备知识梳理回扣基础要点回扣基础要点一、一、细胞的吸水和失水细胞的吸水和失水1.1.渗透作用渗透作用 (1 1)概念:水分子(或其他溶剂分子)通过)概念:水分子(或其他溶剂分子)通过 ,从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。(2 2)发生条件:)发生条件:有一层有一层 ;半透膜两侧的半透膜两侧的 溶液具有溶液具有 。半透膜半透膜半透膜半透膜浓度差浓度差2.2.动物细胞的吸水和失水动物细胞的吸水和失水 (1 1)动物细胞的)动物细胞的 相当于半透膜,两侧具相当于半透膜,两侧具 有浓度差,构成渗透系统有浓
2、度差,构成渗透系统,故可发生故可发生 ,但不能发生质壁分离。但不能发生质壁分离。(2 2)当外界溶液浓度)当外界溶液浓度 细胞质浓度时,细胞细胞质浓度时,细胞 .。(4 4)当)当 时,水分进时,水分进 出平衡。出平衡。细胞膜细胞膜渗透作用渗透作用膨胀膨胀吸水吸水失水失水皱缩皱缩外界溶液浓度外界溶液浓度=细胞质浓度细胞质浓度3.3.植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水 全透全透细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜选择透过选择透过半透膜半透膜大液泡大液泡细胞液细胞液渗透作用渗透作用质壁分离质壁分离质壁分离复原质壁分离复原大于大于吸水吸水4.4.质壁分离的原因质壁分离的原因 外因:外因:;内因:细胞壁的伸
3、缩性;内因:细胞壁的伸缩性 原原 生质层。生质层。练一练练一练 下列哪些细胞能发生质壁分离并总结发生质壁分下列哪些细胞能发生质壁分离并总结发生质壁分 离的条件。离的条件。a.a.叶肉细胞叶肉细胞 b.b.根毛成熟区细胞根毛成熟区细胞 c.c.分生区细胞分生区细胞 d.d.形成层细胞形成层细胞 e.e.干种子细胞干种子细胞 f.f.动物细胞动物细胞 g.g.导管细胞导管细胞 h.h.纤维细胞纤维细胞 i.i.洋葱表皮细胞洋葱表皮细胞 答案答案 (1 1)能发生质壁分离的细胞:)能发生质壁分离的细胞:a a、b b、i i。(2 2)有大液泡(成熟)的活的植物细胞,才能发)有大液泡(成熟)的活的植
4、物细胞,才能发 生质壁分离。动物细胞、无大液泡的或死的植物生质壁分离。动物细胞、无大液泡的或死的植物 细胞不能发生质壁分离。细胞不能发生质壁分离。浓度差浓度差小于小于二、物质跨膜运输的其他实例二、物质跨膜运输的其他实例1.1.番茄和水稻吸收无机盐离子的比较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科学家将番茄和水稻分别放在含有CaCa2+2+、MgMg2+2+和和SiSi4+4+的培养液中培养,结果及分析如下:的培养液中培养,结果及分析如下:(1 1)不同植物对)不同植物对 的吸收有差异的吸收有差异,同一种植物对同一种植物对 的吸收也有差异的吸收也有差异,说明植物细胞膜对无
5、机盐离子的吸收具有说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有 。(2 2)水稻吸收水的相对速度比吸收)水稻吸收水的相对速度比吸收CaCa2+2+、MgMg2+2+,造成培养液中造成培养液中CaCa2+2+、MgMg2+2+浓度浓度 ;番茄吸收水;番茄吸收水 的相对速度比吸收的相对速度比吸收SiSi4+4+,造成培养液中,造成培养液中SiSi4+4+浓浓 度度 。2.2.微生物吸收无机盐离子的特点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不同微生物对不同无机盐离子的吸收表现出较大 的差异:的差异:(1 1)不同微生物对无机盐离子的吸收有)不同微生物对无机盐离子的吸收有 。(
6、2 2)不同微生物对各种无机盐离子的)不同微生物对各种无机盐离子的 不同。不同。同一种无机盐离子同一种无机盐离子不同种无机盐离子不同种无机盐离子选择性选择性大大上升上升大大上升上升选择性选择性需要量需要量3 3.吸吸水水为为 ,吸吸收收离离子子为为 ,且且无无 机机盐盐离离子子必必须须溶溶于于水水后后才才能能被被吸吸收收,所所以以吸吸水水和和 吸收无机盐离子是两个吸收无机盐离子是两个 的过程。的过程。提提 醒醒 物物质质的的跨跨膜膜运运输输并并不不都都是是顺顺相相对对含含 量量浓浓度度梯梯度度的的,而而且且细细胞胞对对于于物物质质的的输输入入和和输输出出 有选择性。有选择性。细细胞胞膜膜和和其
7、其他他生生物物膜膜都都是是选选择择透透过过性性膜膜,这这 些些膜膜可可以以让让水水分分子子自自由由通通过过,一一些些离离子子和和小小分分子子 也也可可以以通通过过,而而其其他他的的离离子子、小小分分子子(如如蔗蔗糖糖分分 子)和大分子(如蛋白质分子)则不能通过。子)和大分子(如蛋白质分子)则不能通过。自由扩散自由扩散主动运输主动运输相对独立相对独立构建知识网络构建知识网络 高频考点突破高频考点突破考点考点 渗透系统与渗透作用渗透系统与渗透作用1.1.渗透系统的组成(如图)及条件渗透系统的组成(如图)及条件 (1 1)半透膜可以是生物性的选择透过性膜,如细)半透膜可以是生物性的选择透过性膜,如细
8、 胞膜,也可以是物理性的过滤膜,如玻璃纸。胞膜,也可以是物理性的过滤膜,如玻璃纸。(2 2)半透膜两侧的溶液具有浓度差。浓度差的实)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,即摩尔浓度而不是质量浓度。量浓度之差,即摩尔浓度而不是质量浓度。2.2.渗透作用的发生(溶质分子不能通过半透膜)渗透作用的发生(溶质分子不能通过半透膜)(1 1)当)当S S1 1浓度浓度SS2 2浓度时,由浓度时,由S S2 2SS1 1的水分子数多的水分子数多 于由于由S S1 1SS2 2的水分子数,漏斗(的水分子数,漏斗
9、(S S1 1)液面上升。)液面上升。(2 2)当)当S S1 1浓度浓度SS2 2浓度时,由浓度时,由S S1 1SS2 2的水分子数多的水分子数多 于由于由S S2 2SS1 1的水分子数,漏斗(的水分子数,漏斗(S S1 1)液面下降。)液面下降。提提 醒醒 若若溶溶质质分分子子能能通通过过半半透透膜膜,则则先先是是浓浓度度高高的的一一侧侧液液面面升升高高,随随后后另另一一侧侧液液面面上上升升,最最后后达到渗透平衡。达到渗透平衡。上上图图中中,在在达达到到渗渗透透平平衡衡后后,只只要要存存在在液液面面差差hh,则,则S S1 1溶液的浓度仍大于溶液的浓度仍大于S S2 2溶液的浓度。溶液
10、的浓度。若若S S1 1为为10%10%蔗糖溶液,蔗糖溶液,S S2 2为为10%10%葡萄糖溶液(葡萄葡萄糖溶液(葡萄糖不能透过此半透膜)糖不能透过此半透膜),则水分子由漏斗进烧杯使则水分子由漏斗进烧杯使漏斗液面下降。漏斗液面下降。水分子的移动方向:双向移动但最终结果是水分水分子的移动方向:双向移动但最终结果是水分子数多(低浓度)溶液流向水分子数少(高浓度)子数多(低浓度)溶液流向水分子数少(高浓度)溶液。溶液。3.3.动物细胞构成渗透系统可发生渗透作用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。外界溶液浓度动物细胞膜相当于一层半透膜。外界溶液浓度 NMN若漏斗内液面不变
11、,则若漏斗内液面不变,则M=NM=N若漏斗内液面下降,则若漏斗内液面下降,则MN M 乙乙 丙丙,正正确确表表 示它们之间水分子渗透方向的是示它们之间水分子渗透方向的是 ()()解析解析 甲细胞液的浓度最高,单位体积内水分子甲细胞液的浓度最高,单位体积内水分子 的个数最少,所以乙、丙中的水分子要通过渗透的个数最少,所以乙、丙中的水分子要通过渗透 进入甲细胞中,同理乙细胞液的浓度高于丙细胞进入甲细胞中,同理乙细胞液的浓度高于丙细胞 液的浓度,丙中的水分子也要通过渗透作用进入液的浓度,丙中的水分子也要通过渗透作用进入 乙细胞内,所以答案为乙细胞内,所以答案为A A。A题组二:植物细胞发生渗透作用的
12、实验探究题组二:植物细胞发生渗透作用的实验探究3.3.用洋葱鳞片叶表皮制备用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实观察细胞质壁分离实 验验”的临时装片,观察细胞的变化。下列有关实的临时装片,观察细胞的变化。下列有关实 验操作和结果的叙述,正确的是验操作和结果的叙述,正确的是 ()A.A.将装片在酒精灯上加热后,再观察细胞质壁分将装片在酒精灯上加热后,再观察细胞质壁分 离现象离现象 B.B.在盖玻片一侧滴入清水,细胞吸水膨胀但不会在盖玻片一侧滴入清水,细胞吸水膨胀但不会 破裂破裂 C.C.用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后,均能观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察到质
13、壁分离复原现象 D.D.当质壁分离不能复原时,细胞仍具正常生理功当质壁分离不能复原时,细胞仍具正常生理功 能能解析解析 高浓度的硝酸钾会使细胞脱水死亡,不能再高浓度的硝酸钾会使细胞脱水死亡,不能再复原;植物细胞由于有细胞壁,不会因吸水过多而复原;植物细胞由于有细胞壁,不会因吸水过多而涨破。涨破。答案答案 B B4.4.在一定气候条件下,运用植物细胞质壁分离的实在一定气候条件下,运用植物细胞质壁分离的实 验原理测试田间作物的细胞液浓度,以此法获得验原理测试田间作物的细胞液浓度,以此法获得 作物代谢情况的必要数据。在此项测试中,实验作物代谢情况的必要数据。在此项测试中,实验 变量(自变量)是变量(
14、自变量)是 ()()A.A.制备的系列浓度检测液制备的系列浓度检测液 B.B.一定的温度或其他气候数据一定的温度或其他气候数据 C.C.作物细胞质壁分离状态作物细胞质壁分离状态 D.D.作物细胞液浓度作物细胞液浓度解解析析 测测试试田田间间作作物物的的细细胞胞液液浓浓度度,需需制制备备系系列列浓浓度度检检测测液液,将将相相同同的的田田间间作作物物的的组组织织细细胞胞分分别别置置于于系系列列浓浓度度检检测测液液中中,显显微微镜镜下下观观察察细细胞胞的的质质壁壁分分离离情情况况,根根据据质质壁壁分分离离的的初初始始浓浓度度来来确确定定作作物物细细胞胞液液的的浓浓度度。可可见见,本本实实验验的的对对
15、象象是是田田间间作作物物的的细细胞胞,实实验验变变量量是是系系列列浓浓度度检检测测液液,因因变变量量是是质质壁壁分分离离状状况。况。答案答案 A A5 5.为为探探究究膜膜的的透透性性,设设计计了了如如图图所所示示的的实实验验装装置置,其其中中E E、F F、G G为为用用猪猪膀膀胱胱制制成成的的小小袋袋,内内盛盛有有溶溶 液液甲甲或或溶溶液液乙乙,上上端端分分别别接接上上口口径径相相同同的的小小玻玻璃璃 管管,起起初初3 3支支小小玻玻璃璃管管内内的的液液面面高高度度相相同同,已已知知 体体积积V VG G V VE E=V VF F,甲甲、乙乙、丙丙三三种种溶溶液液分分别别为为质质量量 浓
16、浓度度为为0 0.2 2 g g/m mL L、0 0.1 1 g g/m mL L、0 0.3 3 g g/m mL L的的蔗蔗糖糖 溶液。溶液。(1 1)几分钟后,)几分钟后,3 3支小玻璃管中的现象是支小玻璃管中的现象是 .。(2 2)对比分析)对比分析e e、f f小玻璃管中的现象,可知实验小玻璃管中的现象,可知实验的自变量是的自变量是 。(3 3)该实验说明)该实验说明 。(4 4)若将两组这样的装置,一组放于)若将两组这样的装置,一组放于3737的恒温的恒温箱中,一组放于箱中,一组放于00的恒温箱中,几分钟后观察,的恒温箱中,几分钟后观察,可见两装置中可见两装置中e e玻璃管中的现
17、象是玻璃管中的现象是 ,说明说明 。解解析析 (1 1)由由于于溶溶液液丙丙浓浓度度最最大大,所所以以E E、F F、G G渗渗透透失失水水,液液面面下下降降。E E、F F相相比比,E E中中溶溶液液浓浓度度为为0 0.2 2 g g/m mL L,F F中中溶溶液液浓浓度度为为0 0.1 1 g g/m mL L,E E与与外外界界溶溶液液浓浓度度差差较较小小,失失水水较较少少,因因而而e e管管下下降降程程度度小小于于f f管管。F F、G G相相比比,G G表表面面积积大大,失失水水多多,因因而而g g管管下下降降程程度度大大于于f f管管。因因此此液液面下降程度为面下降程度为g g管
18、管ff管管ee管。管。(2 2)e e、f f管管中中由由于于溶溶液液浓浓度度的的不不同同造造成成液液面面下下降降程程度度不同,自变量是溶液浓度。不同,自变量是溶液浓度。(3 3)该该实实验验证证明明了了水水分分子子由由低低浓浓度度一一侧侧向向高高浓浓度度一一侧侧扩散,膜两侧浓度差越大扩散速度越快。扩散,膜两侧浓度差越大扩散速度越快。(4 4)在在一一定定范范围围内内,温温度度越越高高,跨跨膜膜运运输输的的速速率率越越快,因此在快,因此在3737时时e e玻璃管下降程度较玻璃管下降程度较00时大。时大。答案答案 (1 1)液面都下降,下降程度)液面都下降,下降程度g g管管ff管管ee管管(2
19、 2)溶液浓度)溶液浓度(3 3)水分能通过半透膜从浓度低的一侧向浓度高)水分能通过半透膜从浓度低的一侧向浓度高的一侧扩散,浓度差越大扩散速度越快的一侧扩散,浓度差越大扩散速度越快(4 4)两装置中)两装置中e e玻璃管的液面都下降,放于玻璃管的液面都下降,放于3737恒恒温箱中的较放于温箱中的较放于00恒温箱中的下降程度大恒温箱中的下降程度大 温度温度影响跨膜运输的速率影响跨膜运输的速率 定时检测定时检测组题说明组题说明考点考点 题号题号 渗透作用渗透作用 3 3、5 5、1010、1515植物吸水、植物吸水、失水失水 1 1、2 2、6 6、7 7、8 8、9 9、1111、1313、14
20、14、1616离子吸收离子吸收 4 4、1212特别推荐:梳理归纳特别推荐:梳理归纳1、11;表格分析推断;表格分析推断 4、6、13;经典高考实验题;经典高考实验题15。1.1.与质壁分离与复原实验的实验材料及外界溶液有与质壁分离与复原实验的实验材料及外界溶液有 关的正确叙述分别是关的正确叙述分别是 ()实验材料必须是成熟的植物活组织细胞实验材料必须是成熟的植物活组织细胞 细胞液最好有颜色,便于观察和判断细胞质壁细胞液最好有颜色,便于观察和判断细胞质壁 分离和复原的程度分离和复原的程度 细胞液必须有颜色,否则不能发生质壁分离和细胞液必须有颜色,否则不能发生质壁分离和 复原实验复原实验 外界溶
21、液的浓度应适中,不能过低或过高外界溶液的浓度应适中,不能过低或过高外界溶液必须对细胞无毒害外界溶液必须对细胞无毒害外界溶液的浓度无特殊要求,任何浓度均可以外界溶液的浓度无特殊要求,任何浓度均可以A.A.,B.B.,C.C.,D.D.,解析解析 质壁分离与复原实验要求植物细胞必须是能质壁分离与复原实验要求植物细胞必须是能发生渗透作用的活细胞,并且细胞液与外界溶液有发生渗透作用的活细胞,并且细胞液与外界溶液有浓度差。如果进行观察的话,液泡内的细胞液有颜浓度差。如果进行观察的话,液泡内的细胞液有颜色为最好。色为最好。答案答案 A A2 2.(2 20 00 08 8广广东东卷卷,3 3)观观察察在在
22、0 0.3 3 g g/m mL L蔗蔗糖糖溶溶液液 中中的的洋洋葱葱表表皮皮细细胞胞,发发现现中中央央液液泡泡逐逐渐渐变变小小,说说 明明 ()()A.A.细胞壁相当于一层半透膜细胞壁相当于一层半透膜 B.B.洋葱表皮细胞是活的洋葱表皮细胞是活的 C.C.此时蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度此时蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度 D.D.细胞壁收缩导致中央液泡失水细胞壁收缩导致中央液泡失水 解析解析 中央液泡在逐渐变小,说明细胞仍能发生中央液泡在逐渐变小,说明细胞仍能发生 渗透作用,细胞还处于生活状态。渗透作用,细胞还处于生活状态。B3.3.某同学为了观察渗透现象,设计了如下实验:用某同学为了观察渗透现象
23、,设计了如下实验:用 猪的膀胱膜将一漏斗口封住,再在漏斗里装上清猪的膀胱膜将一漏斗口封住,再在漏斗里装上清 水,然后把漏斗浸入盛有水,然后把漏斗浸入盛有10%10%的的NaClNaCl溶液的烧杯溶液的烧杯 中,并使漏斗管内的液面与烧杯中的液面一样中,并使漏斗管内的液面与烧杯中的液面一样 高,但他始终没有观察到渗透现象。那么,他应高,但他始终没有观察到渗透现象。那么,他应 该怎样改进实验才能达到实验目的该怎样改进实验才能达到实验目的 ()A.A.把把10%10%的的NaClNaCl溶液换成溶液换成30%30%的的NaClNaCl溶液溶液 B.B.把把10%10%的的NaClNaCl溶液改装在漏斗
24、里,清水装在烧溶液改装在漏斗里,清水装在烧 杯中杯中 C.C.把猪的膀胱膜换为其他半透膜把猪的膀胱膜换为其他半透膜 D.D.把把10%10%的的NaClNaCl溶液换成溶液换成10%10%的蔗糖溶液的蔗糖溶液解解析析 N Na a+、C Cl l-能能通通过过膀膀胱胱膜膜(半半透透膜膜),所所以以半半透透膜膜两两侧侧最最终终不不能能形形成成浓浓度度差差,因因而而不不能能观观察察到到渗渗透透现现象象。将将1 10 0%的的N Na aC Cl l溶溶液液换换成成1 10 0%的的蔗蔗糖糖溶溶液液后后,由由于于蔗蔗糖糖分分子子不不能能通通过过半半透透膜膜,且且膀膀胱胱膜膜两两侧侧存在浓度差,因而发
25、生渗透现象。存在浓度差,因而发生渗透现象。答案答案 D D4.4.将等量的、微量的将等量的、微量的NH NH、PO PO、K K+、CaCa2+2+共同置于共同置于 100 mL100 mL蒸馏水中,再放入一些新鲜的水稻根蒸馏水中,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)。实验结果可以说明的含量变化(见下表)。实验结果可以说明 ()项目项目 H H2 2O O NH NH K K+CaCa2+2+POPO减少量减少量 0%0%23%23%12%12%37%37%14%14%根对水的吸收和对矿质离子的吸收是
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