物质跨膜运输的实例
专题07 物质跨膜运输的实例
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1.通过模拟实验探究膜的透性；
2.观察植物细胞的质壁分离和复原。
课前预习
一、细胞的吸水和失水
1、原理：发生了渗透作用，该作用必须具备两个条件：1、具有半透膜。
2、膜两侧溶液具有浓度差。
2、动物细胞的吸水和失水（以红细胞为例：红细胞膜相当于一层半透膜）：
①当外界溶液浓度＜细胞质浓度时，细胞吸水。
②当外界溶液浓度＞细胞质浓度时，细胞失水。
③当外界溶液浓度＝细胞质浓度时，水分进出平衡。
3、植物细胞的吸水和失水：
①在成熟的植物细胞中，原生质层（细胞膜＋液泡膜＋二者之间的细胞质）相当于一层半透膜。
②成熟植物细胞发生质壁分离的条件是外界溶液浓度＞细胞液浓度，发生质壁分离复原的条件是外界溶液
浓度＜细胞液浓度。
二、物质跨膜运输的其他实例
2、生物膜的特性：细胞膜和其他生物膜可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他
的离子、小分子和大分子则不能通过，因此它们都是选择透过性膜。
思考：半透膜和选择透过性膜有哪些异同点？
①相同点：某些物质可以通过，另一些物质不能通过。
②不同点：选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。
思考：联系细胞膜的化学组成想一想决定生物膜功能特性的主要膜分子是什么？
蛋白质分子
课堂讲解
考点一渗透系统的组成及应用
1、渗透系统的组成分析及应用：
⑴渗透系统的组成（如图）及特点：
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。
2、渗透作用的发生：
⑴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。
⑵在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2。
3、渗透作用的应用：
⑴比较不同溶液浓度大小
⑵验证渗透作用发生的条件
①具半透膜。
思维拓展
1．原生质层、原生质体
(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。
2．半透膜、选择透过性膜
(1)区别
①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。
②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吸收的选择性。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。
例1 (2009·海南卷，5)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()
答案：B
解析：本题考查渗透作用。烧杯内溶液浓度低，单位时间单位体积溶液中进入鱼鳔内的水分多于进入到烧杯中的水分，直至水分进出达到平衡状态。故鱼鳔内溶液浓度降低，烧杯内溶液浓度升高，
最后达到平衡。
思考：如何确定溶剂的渗透方向
溶剂的渗透方向应根据单位体积溶剂分子数多少判断，即溶剂分子从单位体积溶剂分子数多(溶质分子数少)的一侧向单位体积溶剂分子数少(溶质分子数多)的一侧扩散(对于溶质而言，只考虑溶质分子数目而不考虑溶质分子的体积)。若半透膜两侧是同种溶液，根据质量分数或物质的量浓度判定都可以；若半透膜两侧是不同的溶液，物质的量浓度才能体现溶质或溶剂的分子数多少，如半透膜两侧为质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，葡萄糖溶液一侧单位体积葡萄糖分子数多(水分子数少)，水分子由蔗糖溶液一侧透过半透膜向葡萄糖溶液一侧渗透。
（11年新课标卷1）将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是( ) 变式训练1、
A.红细胞具有水溶性
B.红细胞的液泡体积增大
C.蒸馏水大量进入红细胞
D.低温时红细胞膜流动性增大
答案：C
解析：本题考查渗透作用。红细胞无细胞核，无细胞器，放在蒸馏水中，由于外界浓度低于细胞内浓度，导致吸水涨破。
考点二植物对无机盐离子的选择性吸收
1．矿质元素必须溶解在水中呈离子状态，才能被细胞吸收。
2．吸收矿质元素离子的多少可以调节细胞液的浓度，影响对水分的吸收。
3．矿质元素离子被吸收后随水分在导管中运输，蒸腾作用在促进水分运输的同时也促进矿质元素离子的运输。
4．植物对离子的选择性吸收
原因：遗传性――→决定载体蛋白种类、数量――→决定
选择性。 例2 下列关于物质跨膜运输实例的叙述中，不正确的是( ) A ．细胞吸水和失水是水分子顺相对含量梯度跨膜运输的过程 B ．水分子跨膜运输总的方向是由低浓度溶液向高浓度溶液 C ．无机盐离子可以逆相对含量梯度进行跨膜运输
D ．生物膜是选择透过性膜，小分子物质都能通过，而大分子物质则不能通过 听课记录： 答案： D
解析：生物膜是选择透过性膜，细胞需要的离子、小分子物质都可通过，而细胞不需要的物质则不能通过。 变式训练2 (2011·南京调研)浸泡在一定浓度硝酸钾溶液中的洋葱鳞片叶表皮细胞，发生质壁分离后又出现质壁分离复原，与此过程密切相关的细胞器有( ) A ．液泡 B ．线粒体 C ．核糖体 D ．以上全是 答案：D
解析：发生质壁分离是由细胞失水引起的，与液泡有关。出现质壁分离复原，是由于细胞吸收了无机盐离子，改变了细胞液浓度，使细胞又吸水。细胞吸收无机盐离子需要载体蛋白和能量，载体蛋白是一种蛋白质，其合成与核糖体有关，所需的能量主要由线粒体提供。故D 选项正确。 考点三 实验探究 植物细胞的吸水和失水
1．实验原理：成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。
2．质壁分离与复原实验流程
3．质壁分离的原因
?
????（1）外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度
（2）内因???
?
?原生质层相当于一层半透膜细胞壁的伸缩性小于原生质层
??? 渗透失水质壁
分离 4．表现?????宏观：坚挺→萎蔫
微观?????液泡：大→小
细胞液颜色：浅→深原生质层：与细胞壁分离 思维拓展
(1)在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响质
壁分离复原现象的观察。另若用50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因细胞过度失水而死亡。
(2)不选动物细胞做实验材料是因为动物细胞无细胞壁，不会在失水时发生质壁分离现象。 (3)本实验所用的方法为引流法，采用了自身对照(前测和后测)。
(4)当以可吸收的物质做溶质时(如甘油、尿素、KNO 3、乙二醇等)，可出现质壁分离和自动复原现象。 (5)质壁分离时，原生质层的外界面是细胞膜。 质壁分离实验的拓展应用及方法 1．判断细胞的死活
待测细胞＋蔗糖溶液――→镜检?
????
发生质壁分离和复原→活细胞不发生质壁分离→死细胞
2．测定细胞液浓度范围
待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液――→分别镜检
细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的
蔗糖溶液的浓度之间。
3．比较不同植物细胞的细胞液浓度大小
不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液――→镜检
刚刚发生质壁分离时所需时间的比较―→判断细胞液浓度大小
(时间越短，细胞液浓度越小)。 4．比较一系列溶液的浓度的大小
同一植物的相同成熟细胞＋未知浓度的溶液――→镜检记录刚刚发生质壁分离所需时间―→比较所用时间长
短―→判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。 5．鉴别不同种类的溶液(如KNO 3溶液和蔗糖溶液) 相同成熟植物细胞＋不同种类溶液――→镜检
?????只发生质壁分离现象→溶质不能通过原生质层的 溶液（如蔗糖溶液）
质壁分离后自动复原→溶质能通过原生质层的溶液 （如KNO 3
溶液）
例3 利用紫色的洋葱外表皮细胞和不同浓度的蔗糖溶液，可以探究细胞质壁分离和复原。下列有关该实验叙述正确的是( )
A ．该实验只是观察了质壁分离和复原现象，没有对照
B ．在逐渐发生质壁分离的过程中，细胞的吸水能力逐渐增强
C ．将装片在酒精灯上加热后，再观察质壁分离现象
D ．不同浓度蔗糖溶液下发生质壁分离的细胞，滴加清水后都能复原 答案：B
解析：该实验中多组实验(不同浓度的蔗糖溶液)之间已进行了相互对照，且每组实验前、后又进行了对照，故有对照实验；在发生质壁分离过程中，细胞液的浓度逐渐增大，故细胞的吸水能力逐渐增强；该实验不需加热，否则细胞会受热死亡，观察不到质壁分离及复原现象；若蔗糖溶液的浓度过大，细胞会因失水过多而死亡，将不会再复原。
思路导引 解答该题需从以下几个方面入手：①质壁分离和复原实验为前后的自身对照。
②发生质壁分离的过程中，细胞液的浓度增大，细胞的吸水能力逐渐增强。③做质壁分离实验时，细胞要始终保持活性，装片在酒精灯上加热会杀死细胞。④如果蔗糖溶液的浓度过高，会使细胞迅速失水死亡。
变式训练3 （11年新课标卷4）撕去紫色洋葱外表皮，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
的蔗糖溶液里处理，
一段时间后外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 ( )
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：考查物质运输方式及浓度差。甲组在完全培养液中培养一段时间后，与0.3%g/mL的蔗糖溶液浓度差没有乙组和蔗糖溶液的浓度差大，所以甲组水分渗出量比乙组细胞低。H2O的运出方式是被动运输里的自由扩散。
课堂练习
1、（2012·苏北四市一模3）如右图所示，溶液甲为清水，乙为0.1g/mL的蔗糖溶液（蔗糖不能透过半透
膜），F、G为两个半透膜袋，G体积大于F体积，上端分别接上口径相同的小玻璃管。最初时两个小玻璃管内液面与烧杯液面相平，当F和G中液面均不再变化时，两液面的高度情况是
A. F高于G
B. G高于F
C. F等于G
D. 无法确定
答案：B
解析：两个小玻璃管的口径相同，而发生渗透作用时，由于F、G中溶液浓度相同且G的体积大于F的体积，所以当F、G内溶液与甲液动态平衡时，G吸收水的量大于F吸收水的量，故当F和G中液面均不再变化时，G的液面高于F的液面。
2、（11年大纲版全国卷2）将紫色洋葱在完全营养液中浸泡一段时间，撕取外表皮，先用浓度为0.3g.mL
的蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，立即将外表皮放入蒸馏水中，直到细胞中的水分不再增加。
在该实验中，蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓度为甲，细胞中的水分不再增加时外表皮细胞液的浓度为乙，则甲、乙的关系，以及实验过程中水分进出细胞的方式为()
A．甲<乙，被动运输B．甲>乙，被动运输
C．甲>乙，主动运输D．甲=乙，主动运输
答案：B
胞液的浓度。
3、(2011·无锡模拟)下列关于选择透过性膜和半透膜的关系的说法，正确的是(多选)()
A．具有半透性就具有选择透过性
B．具有选择透过性就具有半透性
C．活的生物膜具有选择透过性
D．只有活的生物膜才具有半透性
答案：BC
解析：具有半透性的不一定具有选择透过性，如玻璃纸；生物膜具有选择透过性是活细胞的一个重要特征。
4、下列现象属于渗透作用的是()
①水分子通过植物细胞的细胞壁②水分子或其他溶剂分子通过细胞膜③蔗糖分子通过细胞壁
④水分子或其他溶剂分子通过液泡膜⑤水分子或其他溶剂分子通过原生质层
A．①②③B．③④⑤C．②④⑤D．①③⑤
答案：C
解析：渗透作用是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的作用。细胞膜、液泡膜、原生质层是选择透过性膜，是半透膜。
规律方法动植物细胞吸水与失水的比较
5
葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶，在加入麦芽糖酶前后A、B两侧液面的变化是()
A．加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并高于A侧高度
B．加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并等于A侧高度
C．加酶前后A、B两侧液面不变
D．加酶前A、B两侧液面不变，加酶后B侧上升并高于A侧高度
答案：.D
解析：影响水分子扩散的溶液渗透压的大小取决于溶质微粒的数目。相同物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液渗透压相等，但加入麦芽糖酶后，麦芽糖溶液的渗透压将大于葡萄糖溶液。
6、(2012·长沙质检)利用紫色的洋葱外表皮细胞和不同浓度的蔗糖溶液，可以探究细胞质壁分离和复原。
下列有关该实验的叙述正确的是()
A．该实验只是观察了质壁分离和复原现象，没有设计对照实验
B．质壁分离的过程中，细胞的吸水能力逐渐增强
C．将装片在酒精灯上加热后，再观察质壁分离现象
D．不同浓度蔗糖溶液下发生质壁分离的细胞，滴加蒸馏水后都能复原
答案：B
解析：观察植物细胞质壁分离与复原实验现象，采用了自身对照；质壁分离过程中，细胞液的浓度逐渐增大，吸水能力增强；此实验不需加热即可观察到现象；若蔗糖溶液浓度过大，使细胞失水过多死亡，则不会发生复原现象。
7、（2012·郑州一质检10）将不同植物的三个未发生质壁分离的细胞置于同一蔗糖溶液中，形态不再变
化后的细胞图像如图所示。则有关各细胞液的浓度判断正确的是
①实验前B
③实验后B≥A=C ④实验后B A．①③B．②③C．①④D．②④ 答案：B 解析：在相同的蔗糖溶液中，C细胞发生质壁分离的程度最大，A次之，B没有发生，说明实验前C细胞失水最多，因此与蔗糖溶液的浓度差最大，也就是C细胞液浓度最小，A次之B最大,所以是B>A>C。 实验后，当质壁分离不再进行时，原生质层两侧的溶液浓度相等，所以A细胞和C细胞的细胞液浓度相等，而B细胞没有明显的质壁分离现象，说明B细胞液浓度可能大于蔗糖溶液或等于蔗糖溶液，所以是B>=A=C。 8、除下列哪一项外，其余各项都可以通过质壁分离实验加以鉴定() A．成熟植物细胞的死活 B．洋葱表皮细胞通过渗透作用失水 C．蛋白质、淀粉、纤维素的亲水性依次降低 D．某植物细胞细胞液浓度的大小 答案：C 知识延伸判断细胞死活的方法 (1)染色排除法：如用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成淡蓝色，而活动的动物细胞不着色，从而判断出细胞的死活。 (2)观察细胞质是否流动：活的细胞由于不断进行代谢，细胞质是流动的，而死细胞的细胞质是不会流动的。 (3)质壁分离和复原的方法：活的、成熟的植物细胞由于细胞膜具有选择透过性，会在高浓度溶液中发生质壁分离，并在低浓度溶液中自动复原，而死的植物细胞不会有这种现象。 9、观察植物细胞质壁分离与复原实验的正确顺序是() ①加清水②制作装片③观察质壁分离 ④加0.3 g·mL－1蔗糖溶液⑤观察质壁分离复原 ⑥观察正常细胞 A．①②③④⑤⑥B．②⑥④③①⑤ C．①②③④⑥⑤D．⑥①②④③⑤ 答案： 解析：依照实验流程，先制片观察正常细胞，后加0.3 g·mL－1蔗糖溶液并观察质壁分离现象，最后加清水并观察质壁分离复原现象。 10、(2012·南通调研)下列不属于成熟植物细胞发生质壁分离原因的是()。 A．外界溶液浓度大于细胞液浓度 B．细胞壁和原生质层的伸缩性不同 C．细胞壁和原生质层都有选择透过性 D．水分子从低浓度向高浓度一侧扩散 答案：C 解析：外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水会发生质壁分离；细胞壁的伸缩性较小，而原生质层的伸缩性较大，原生质层与细胞壁脱离；细胞壁为全透性，而原生质层有选择透过性；溶液的浓度低水分子数量多，浓度高水分子数量少，水分子从数量多的一侧向数量少的一侧扩散。 11、利用渗透作用实验原理可以测定细胞液浓度的大概范围。将细胞液浓度相同的某种植物细胞(如右图所示)，置于不同浓度的蔗糖溶液中，出现a～d四种细胞状态，则细胞液浓度最精确的范围在下列哪两个细胞所处的蔗糖溶液浓度之间 ()。 A．c～b B．a～c C．a～d D．d～c 答案：C 解析：做此题的关键是一定要注意参照图像，看a、b、c、d与参照图像相比液泡大小有何改变，若液泡增大，则说明细胞吸水，若液泡变小则说明细胞失水。根据液泡变小的程度，可判断出细胞失水的程度，从而可判断出细胞液浓度最精确的范围是a～d。 12、将新鲜的苔藓植物叶片放入加有少量红墨水的浓度为0.3 g·mL－1的蔗糖 溶液中，在显微镜下观察，看到苔藓细胞的状态如右图所示。此时，部位①和②的颜色分别是() A．①无色、②绿色 B．①红色、②绿色 C．①红色、②无色 D．①红色、②红色 答案：B 解析：由于细胞壁具有全透性，所以①为红色；而细胞膜具有选择透过性，红墨水不能进入，所以②为绿色。 13、（2012·安庆一质检5）科研上鉴别细胞的死活常用“染色排除法”。例如，用台盼蓝染色，死的动 物细胞会破染成蓝色，活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。下列有关“染色排除法”的原理解释中错误的是 A．活的动物细胞能吸收台盼蓝染色剂并能将其分解为无色物质 B．台盼蓝染色剂是活细胞不需要的物质故不能通过膜进入细胞 C．死的动物细胞细胞膜失去了选择透过性所以能被染色 D．该方法利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理 答案：A 解析：活的动物细胞若能吸收台盼蓝染色剂，则细胞就会着色。即使活细胞能分解台盼蓝染色剂，但从吸收到分解还需要一个过程。另外，染色剂一般是下会被分解的。 14、(2011·肇庆质检)某同学在实验室中做“观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原”实验时，在老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表： A．z为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于原生质层 B．y为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡 C．z为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅 D．④组无变化是因为细胞渗透吸水量等于失水量 15、(2012·长沙质检)为测量植物细胞膜的透性，以红甜菜根(液泡中含有花青素)为材料进行下列实验：将不同切片放在不同温度的蒸馏水中处理1 min后取出，再分别放在清水中浸泡1 h而获得不 同切片的浸出物溶液，通过测量这些溶液的吸光度计算浸出物溶液的花青素含量，结果如图所示。对这个实验方案评价的叙述，正确的是() A．缺乏对照组实验 B．缺乏对等量原则的描述 C．所选择的测量指标不能反映浸出物溶液中花青素的含量 D．实验目的是测量浸泡时间对植物细胞膜透性的影响 答案：B 解析：根据题干信息，本实验的目的是测量不同温度条件下细胞膜的透性，实验通过计算浸出物中花青素的含量来衡量细胞膜的透性，不同温度处理形成了相互对照，题干中缺乏对等量原则的描述。 16、(2011·芜湖模拟)将等量的、微量的NH＋4、PO3－4、K＋、Ca2＋共同置于100 mL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() 行的③根细胞吸收矿质离子的方式是主动运输④根吸收矿质离子的过程不受温度的影响A．只有①②B．只有①③ C．只有①②③D．都正确 答案：A 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。] 规律方法：(1)培养溶液中某离子的浓度低于初浓度说明植物吸收离子的比例大于吸收水的比例。 (2)培养溶液中某离子的浓度高于初始浓度，说明植物吸收离子的比例小于吸收水的比例。 (3)植物对不同离子的吸收具有选择性。 (4)植物吸收水和吸收离子是两个相对独立的过程 17、(2012·娄底重点中学联考)成熟的植物细胞具有中央大液泡，可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸 水或渗透失水。下图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。请回答下列问题： (1)由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧浓度大小是a________b。由图乙可知漏斗中溶液吸水速率 在________，最终液面不再上升，当液面不再上升时，c两侧浓度大小是a________b。 (2)图丙中相当于图甲中c结构的是________(填序号)，结构②中充满的液体是________。此时细胞液的浓 度与外界溶液的浓度大小关系是________。 A．细胞液＞外界溶液B．细胞液＜外界溶液 C．细胞液＝外界溶液D．都有可能 (3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中，发现细胞液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能 否无限吸水？________，原因是__________________________________。 (4)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中，发现细胞液泡体积也在增大。当液泡体积不 再增大时，细胞液浓度是否一定和外界溶液浓度相等？________。 度大于外界溶液的浓度，液泡体积也不再增大。 18、植物根尖成熟区的主要功能是吸收水分和矿质元素离子。下图表示刚施肥后的根尖成熟区表皮细胞在土壤溶液中的状态。请据图回答： (1)该部位的表皮细胞与功能相适应的结构特点是__________________________和____________。 (2)图中根表皮细胞此时所处的生理状态是________________。此时，还能吸收水分和矿质离子吗？ ____________________。 (3)现提供0.3 g/mL的蔗糖溶液、1 mol/L的硝酸钾溶液、1 mol/L的醋酸溶液三种药品(以上溶液的浓 度均比一般细胞液浓度大)，紫色洋葱，显微镜。请你选择一种正确的药品及其他必要的仪器用 具，设计一个简单的实验，证实你对第(2)题第二问的判断。 实验步骤：①取一干净的载玻片，在中央加入1滴______________；②撕取紫色洋葱鳞片叶表皮，平展于液滴中，盖上盖玻片，置于显微镜下观察。 实验现象：细胞先出现__________，后慢慢__________。 实验结论：由此证明了____________________________________________________ ____________________。 复原，原因是细胞主动地选择吸收K＋、NO－3，提高了细胞液的浓度，致使细胞又吸收水分，发生质壁分离复。 课后练习 一、选择题 1、（2012·安庆一质检7）将从同一新鲜马铃薯块茎上取得的形状质量相同的薯条分为数量相等的四组， 分别浸入I－Ⅳ四种不同浓度的蔗糖溶液中，1h后，溶液的质量变化百分率如下表一。从四个不同的新鲜马铃薯块茎上，取得形状质量相同、数量相等的薯条①－④组，分别浸入相同浓度的蔗糖溶液中，1h后，薯条的质量变化百分率如下表二。则表一所列的四种不同浓度的蔗糖溶液中开始时浓度最低的，以及表二所列的四组不同薯条中细胞液开始时浓度最低的分别是（） A．I、①B．I、④C．Ⅳ、①D．Ⅳ、④ 答案：D 解析：表一中数据的含义，正值为溶液量增加、薯条失水，负值为溶液量减少、薯条吸水，故Ⅳ的溶液浓度最低。表二中数据的含义，正值为薯条吸水质量增加，负值为薯条失水、质量减少，故④的细胞液浓度最低。 2、（11年重庆卷5）题5图为某种植物幼苗（大小、长势相同）均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度 的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况（其它条件相同且不变）.下列有关 叙述，错误 ．．的是() A．3h时，两组幼苗均已出现萎蔫现象，直接原因是蒸腾作用和根细胞失水 B．6h时，甲组幼苗因根系开始吸收K+、NO—3，吸水能力增强，使鲜重逐渐提高 C．12h后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过处理前，乙组幼苗将死亡 D．实验表明，该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程 答案：B 以上分析可知吸收离子与吸收水分是两面个相对独立的过程。 3、（2012·石家庄一质检7）下列关于植物细胞质壁分离的实验过程的叙述，错误的是 A.细胞壁的伸缩性较小，原生质层的伸缩性较大，是发生质壁分离的一个基础 B.所有的高等植物细胞在环境条件适宜时都可以发生质壁分离现象 C.发生质壁分离的原因之一是水分子的渗透作用 D.用低倍显微镜观察，可看到细胞的中央液泡逐渐变小 答案：B 解析：高等植物细胞发生质壁分离现象必须同时具备三个条件：一、细胞是活的、成熟的植物细胞；二、液泡中有色素；三、处与高于细胞液浓度的环境中。因此B选项错误。 4、(2012年三亚联考)某同学用30%的蔗糖溶液来处理某生物细胞，在操作步骤完全正确的情况下，细胞 没有出现质壁分离现象。试分析该同学所使用的实验材料可能是() ①根尖分生区细胞②动物细胞③死细胞④去除了细胞壁的植物细胞 A．②④B．①②④ C．②③④D．①②③④ 答案：D 解析：将某细胞浸放在30%的蔗糖溶液中，细胞两侧存在着浓度差，在操作步骤完全正确的情况下，细胞没有出现质壁分离现象可能的原因有：一是死细胞；二是没有细胞壁的细胞——动物细胞或去除了细胞壁的植物细胞；三是没有大液泡的非成熟区的细胞，如根尖分生区的细胞。 5、(2012年浙江新高考联盟联考)右图为显微镜下某植物细胞 在30%蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是() A．A、B分别表示细胞和液泡的长度 B．若该细胞处于40%蔗糖溶液中，B/A值将变小 C．B/A值能表示细胞失水的程度 D．若将细胞置于清水中，A变化不大 答案：A 解析：题图中A表示细胞的长度，B表示原生质体的长度。B/A值能表示细胞失水的程度，细胞失水越多，B越小，B/A值越小。若该细胞处于40%蔗糖溶液中，细胞失水更多，B/A值将变小。若将细胞置于清水中，细胞吸水，细胞壁伸缩性较小，A变化不大。 6.、(2012年临沂一模)右图表示一中间隔以半透 膜(只允许水分子通过)的水槽，两侧分别加入等质量分数的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶，在加入麦芽糖酶前后A、B两侧液面的变化是() A．加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并等于A侧高度 B．加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并高于A侧高度 C．加酶前后A、B两侧液面不变 D．加酶前A、B两侧液面不变，加酶后B侧上升并高于A侧高度 答案：B 解析：水槽两侧分别加入等质量分数的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液，单位体积溶液中葡萄糖分子数多，A侧吸水，液面上升。在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶，麦芽糖酶只能专一性水解麦芽糖为葡萄糖，B侧单位体积溶液中葡萄糖分子数多于A侧，B侧吸水多，液面上升，并高于A侧。 7、在植物细胞质壁分离复原过程中，能正确表达细胞吸水速率变化过程的是() 答案：C 解析：在植物细胞质壁分离复原过程中，细胞液浓度逐渐减小，细胞的吸水能力逐渐下降，因而吸水速率逐渐减小。 8、(2012·南昌一模)如图所示U形管中间被一种允许水分子通过而单糖、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 形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 ()。 C．两侧液面高度不变；麦芽糖酶 D．两侧液面高度不变；蔗糖酶 答案：C 解析：蔗糖和麦芽糖都是二糖，两种溶液加入U形管后，由于浓度无差别，故两侧液面高度不变。当加入某种物质后，右侧液面高度升高，说明右侧溶液浓度升高，很可能是右侧麦芽糖被水解成单糖导致的，故C 项正确。 9、(2012·北京西城区期末)将洋葱表皮细胞置于一定浓度的KNO3溶液中，一段时间后用显微镜观察，未观察到质壁分离现象。以下推测不合理的是()。 A．所取洋葱表皮细胞可能是死细胞 B．KNO3溶液浓度可能低于细胞液浓度 C．细胞在盐溶液中不发生质壁分离 D．细胞可能发生质壁分离后又自动复原 答案：C 解析：死细胞细胞膜失去选择透过性，不能发生质壁分离；KNO3溶液浓度可能低于细胞液浓度导致细胞吸水，不会发生质壁分离；细胞在高于细胞液浓度的盐溶液中会发生质壁分离，但细胞可能发生质壁分离后又自动复原，也会观察不到质壁分离现象。 10、下图中正确表示水稻呼吸强度与K＋吸收量关系的是() 答案：C 解析：水稻吸收K＋的方式为主动运输，在此过程中，要消耗能量(由呼吸作用提供)，还需要水稻根细胞膜上载体的协助。因此在一定范围内K＋吸收量随呼吸强度的增加而增加，但K＋吸收量达到一定值后就不再随呼吸强度的增加而变化了，这时的限制因素是膜上载体的数量，当运载K＋的载体饱和时，K＋的吸收量便不再增加了。 11、(2012年临沂模拟)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通过的半透膜隔开，先在 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 答案：C 解析：右侧液面高度上升，一定是右侧溶液浓度大于左侧溶液浓度，这一定是麦芽糖发生了化学反应，使溶液浓度变大所致，据此可以推断加入的物质是麦芽糖酶，而使麦芽糖变为葡萄糖，使单位体积的溶质数增加，于是水便由左侧渗透入右侧。加入其他物质无此效果。 12、(2012年苏北四市二次联考)如图表示以洋葱表皮为实验材料，0.3 g/mL蔗糖溶液、0.5 g/mL蔗糖溶液、 0.3 g/mL尿素溶液及清水进行相关实验(时间m表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间n表示 开始用清水处理洋葱表皮)，测得该细胞原生质体体积变化，图中代表尿素溶液处理结果的是() A．a B．b C．c D．d 答案：B 解析：蔗糖分子处理洋葱表皮细胞可以发生质壁分离和质壁分离复原，如曲线c，m点开始用0.3 g/mL蔗糖溶液，细胞失水发生质壁分离，n点后开始用清水处理洋葱表皮细胞，开始吸水，发生质壁分离复原；但浓度过大(如0.5 g/mL蔗糖溶液)，会导致失水过多，细胞死亡，质壁分离后，用清水处理不再发生质壁分离复原，如曲线d；尿素进入细胞液，可以先发生质壁分离后发生质壁分离自动复原，如曲线b；曲线a表示的是清水处理洋葱表皮不断吸水胀大的过程。 13、(2012年南昌一模)取一段长5 cm的葱茎，将其纵切到4 cm处，由于纵切的葱茎使薄壁的皮层细胞摆 脱了厚壁的表皮细胞的束缚，皮层细胞扩张得更快，从而使葱茎向表皮外弯曲；切后的形状如下图甲所示，将它作为对照。再取另外四段葱茎做同样的处理，将它们分别置于a至d的不同浓度的蔗糖溶液中，30 min后，葱茎形状记录如下图乙。据此判断蔗糖溶液浓度的大小为() A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞d＞b C．b＞d＞c＞a D．b＞a＞c＞d 答案：B 解析：茎内部的细胞壁薄，伸缩性大，外层的细胞壁厚，伸缩性小。细胞吸水时，壁薄的内部细胞比外层细胞吸水多膨胀程度大，向外弯曲；细胞失水时，内部细胞失水收缩比外层细胞程度大，向内弯曲。 14、如图是番茄根细胞对K＋吸收速率和氧分压的关系曲线，下列 说法错误的是() A．氧分压为0和6时，根细胞呼吸所需的酶有所不同 B．A→B段，ATP是限制根细胞对K＋吸收速率的主要因素 C．B点以后，通过中耕松土可进一步促进K＋的吸收，曲线将延伸为M1 D．氧分压为8时，AB曲线将延伸为M2 答案：C 解析：B点以后，O2已不再是K＋吸收速率的限制因素，中耕松土已不能改变K＋的吸收速率，此时限制因素是载体。 二、非选择题 15、(2012年福州调研)植物根尖成熟区的主要功能是吸收水分和矿质元素离子。如图表示刚施肥后的根尖 成熟区表皮细胞在土壤溶液中的状态。请据图回答： (1)该部位的表皮细胞与功能相适应的结构特点是 __________________________________________________________。 (2)图中根表皮细胞此时所处的生理状态是________。此时，还能吸收水分和矿质离子吗？ ____________________。 (3)现提供0.3 g/mL的蔗糖溶液、1 mol/L的硝酸钾溶液、1 mol/L的醋酸溶液三种药品(以上溶液的浓度均 比一般细胞液浓度大)、紫色洋葱、显微镜。请你选择一种正确的药品及其他必要的仪器用具，设计一个简单的实验，证实你对第(2)题第二问的判断。 实验步骤：①取一干净的载玻片，在中央加入1滴________；②撕取紫色洋葱鳞片叶表皮，平展于液滴中，盖上盖玻片，置于显微镜下观察。 实验现象：细胞先出现____________，后慢慢____________。 实验结论：由此证明了___________________________________________________________。 答案：(1)细胞表面有突起的根毛(或细胞表面向外突起)；有大液泡(2)细胞失水，出现质壁分离不能吸收水分，仍能吸收矿质离子(3)1 mol/L的硝酸钾溶液质壁分离自动复原细胞失水处于质壁分离状态时，仍能吸收矿质离子 解析：(1)根毛细胞适应吸收水分和矿质离子的特点是形成突起的根毛扩大了吸收面积。(2)细胞吸收水分通过渗透作用，动力来自细胞内外的浓度差，而吸收矿质离子是通过主动运输，动力来自细胞代谢产生的ATP，因此该细胞不能吸收水分，但能吸收矿质离子。(3)0.3 g/mL的蔗糖溶液能使洋葱表皮细胞发 生质壁分离；1 mol/L的硝酸钾溶液可使洋葱表皮细胞发生质壁分离复原；1 mol/L的醋酸溶液可杀死细胞。所以证实对第(2)题第二问的判断应选择1 mol/L的硝酸钾溶液。 16、新鲜叶类蔬菜中常残留水溶性有机农药。人们一般认为：把蔬菜浸入清水中一段时间，即可大大减少 蔬菜的农药残留量。对此某研究机构做了如下实验。 实验一取同一新鲜蔬菜样本各1 000 g，用不同方法处理，结果如下： 实验二 所得数据可绘出如图所示的曲线。 据上述实验结果分析回答： (1)对实验一结果的解释是：用纯净水冲洗1分钟后，农药残留量比未做处理时减少一半以上，这是因为 __________________；而浸入纯净水30分钟后，蔬菜残留农药量反倒比仅用纯净水冲洗1分钟的农药残留量多，这说明_____________________________________________________________。 (2)从对实验二曲线的分析中可知：从A→B点，植物细胞液浓度变化的原因是： ________________________________________________________。 而从B→C点，细胞液浓度变化的原因则是 __________________________________________________________。 综合上述分析，可以说明：植物细胞吸收水分和可溶性有机农药是__________的过程。 (3)农业上常采用根外追肥(即向植物叶片喷洒有机肥料和微量元素)的方法补充植物所需的养分。根据有关 原理，根外追肥选择在什么样的环境条件下进行效果最好？为什么？_____________。 答案：(1)农药主要在叶片表面，大部分可被纯净水冲掉农药分子溶于水中能被植物细胞吸收 (2)刚浸入纯净水时细胞对水的吸收速率大于对农药的吸收受细胞壁限制，细胞吸水达到一定量后即饱 和，但细胞仍可吸收农药分子两个相对独立 (3)无风或少风的傍晚或空气湿度大的阴天根外追肥效果最好。这样可以使叶片表面的液体保留时间较长， 以利于植物细胞充分吸收溶于水中的养分 解析：有机农药主要残留在蔬菜叶表面，用纯净水冲洗的效果比较好；有机农药能溶于水，也能被植物细胞吸收。植物细胞吸收水分和吸收矿质元素的过程是相对独立的，对有机农药分子的吸收在一定程度上提高了细胞液的浓度。有机肥料或微量元素的喷洒一般在无风或少风的傍晚或空气湿度大的阴天较好，因为这种环境下，可使叶片表面的液体保留较长时间。 物质跨膜运输的实例练 习题 文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688] 计时双基练(七) 物质跨膜运输的实例 (计时：45分钟满分：100分) 一、选择题(每小题5分，共65分) 1．关于细胞膜和液泡膜的叙述，错误的是( ) A．小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质则不能通过 B．细胞膜和液泡膜都是选择透过性膜 C．细胞吸水或失水取决于细胞内外液体的浓度差 D．原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质 解析细胞膜和液泡膜都具有选择透过性，某些小分子物质可以以跨膜运输的方式通过细胞膜，其他小分子物质则不能通过，大分子物质可以通过胞吞方式进入细胞膜，A项错误。 答案A 2．在观察植物细胞质壁分离和复原的实验中，某同学取洋葱鳞片叶外表皮细胞制成临时装片，实验试剂有滴加了红墨水的质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液、蒸馏水等。如图是某同学根据光学显微镜所观察到的图像绘制而成的。下列对图和有关实验结果的分析，正确的是( ) A．该图绘制正确，处于该状态的细胞依然保持活性 B．该图所示细胞一定正在发生质壁分离，1内液体为红色 C．除图中5以外，其他细胞成分均属于原生质层的范畴 D．若将该图所示细胞放于清水中，预测会发生质壁分离复原 解析本题以植物细胞质壁分离和复原实验为背景，考查细胞的相关内容，意在考查考生的识图分析能力。光学显微镜下观察不到线粒体、高尔基体等亚显微结构，A错误；该图所示细胞也可能正在发生质壁分离复原，B错误；原生质层仅包括细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质，而细胞核不属于原生质层的范畴，C错误；红墨水未进入细胞质，说明该细胞依然保持活性，将其置于低渗溶液中将会发生质壁分离复原，D 正确。 人教版必修一《物质跨膜运输的实例》（第2课时）教案 ●教学过程 ［课前准备］ 老师准备——渗透作用的演示实验：剪取一块平整、无裂痕的羊皮纸（或赛璐珞膜，俗称透明纸或玻璃纸，也可以选用动物的膀胱膜、肠衣，蛋壳内膜等材料）作为半透膜，包在长颈漏斗的口上，用橡皮筋扎紧，然后在漏斗颈上套一段乳胶管（约3～4 cm长），将漏斗口朝下平放在桌面上，用吸管吸取加有红墨水的蔗糖溶液，注满漏斗。取一支0.5 mL的移液管，插在乳胶管的另一端并且与漏斗颈相接。将乳胶管的两端用线扎紧。安装完毕，将漏斗移入盛有清水的烧杯中，并且用铁架台固定如图4－1－2所示： 图4－1－2 实验开始时，选一块色彩鲜艳的纸条贴在移液管上，标明这时的液面位置。几分钟以后，便能够看到明显的实验效果。注意，移液管不能太细，否则液面上升太快。 学生准备——预习实验并写下详细实验方案，复习显微镜的使用方法。 ［情境创设］ 在上一节课中，我们学习了进行探究实验的一般方法和基本步骤，并且一起分析了“细胞在什么情况下会失水，什么情况下会吸水”的实验设计，那今天我们就来动手做这个探究实验，看我们的假设是否正确。 ［师生互动］ 1.学生实验，教师指导 大家课前已经做好了预习，实验器材已经发放到大家的桌面上了，下面可以开始动手实验了。注意以下几点： （1）加蔗糖溶液时不要污染了显微镜。 （2）如果你从盖玻片左侧加蔗糖溶液，接下来加清水时应从右侧加入。 （3）如实记录实验结果，并完成实验评价表（见评价方案）。 （4）实验时间为25分钟，实验结束后要清洗和整理好实验用具。 学生进行实验，老师旁边指导，将实验效果特别好的装片拿到教师显微镜下并通过显微投影投放到大屏幕上展示出来。 2.分析实验结果，得出结论 《物质跨膜运输的实例》习题精选 一、选择题 1．植物细胞的质壁分离是指（）。 A．细胞质和细胞壁分离 B．原生质层和细胞壁分离 C．细胞质和液泡膜分离 D．细胞质和细胞膜分离 2．成熟区的外层细胞不断吸收水分到根内部的导管中去，水分由外向内逐层渗过各层细胞，从而导致各层细胞的细胞液浓度（）。 A．逐层降低 B．逐层升高 C．不变 D．取决于土壤液浓度 3．用0.3g/mL的蔗糖溶液浸泡下列细胞，可能发生质壁分离的是（）。 A．根尖分生区细胞 B．根尖成熟区细胞 C．干燥的种子细胞 D．茎的形成层细胞 4．除哪项外，下列其余各项都可以通过质壁分离实验加以鉴定？（） A．成熟植物细胞的死活 B．蛋白质、淀粉、纤维素的亲水性依次递减 C．能进行渗透吸水 D．原生质层和细胞壁伸缩性大小 5．将n块（n＞5）质量、体积相同并去皮的马铃薯块茎分别放在不同的质量浓度的蔗糖溶液中，15min后，测定马铃薯块茎的质量，并根据测定结果制成直角坐标图。在图4－1中，你认为能表示本实验结果的是（）。 图4－1 6．将新鲜的苔藓植物叶片，放入其中加有少量红墨水的质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，在显微镜下观察，你会看到苔藓细胞的状态如图4－2所示。此时，部位①和②的颜色分别是（）。 A．①无色、②绿色 B．①红色、②绿色 C．①红色、②无色 D．①红色、②红色 图4－2 7．酵母菌培养基中，常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而抑制了微生物的生长，原因是（）。 A．失水影响其生活 B．碳源太丰富 C．改变了酵母菌的pH D．葡萄糖不是酵母菌的原料 8．下列现象中，属于渗透作用的是（）。 A．氧分子通过细胞壁 B．葡萄糖分子通过细胞膜 K通过原生质层 D．水分子通过原生质层 C． 9．将成熟的植物细胞放在溶液中能够成一个渗透系统，主要原因是（）。 A．液泡膜内外溶液有浓度差 B．细胞内原生质层可看作一层选择透过性膜 C．细胞壁是全透性的 D．水分可以自由出入细胞 10．植物细胞发生质壁分离的内因是（）。 A．外界溶液浓度大于细胞液浓度 B．外界溶液浓度小于细胞液浓度 C．原生质层的伸缩性较大，细胞壁的伸缩性较小 D．原生质层的伸缩性较小，细胞壁的伸缩性较大 11．用蔗糖浸渍冬瓜，能使冬瓜变甜，这是因为（）。 A．蔗糖分子通过渗透作用进入细胞 B．蔗糖分子分解为葡萄糖分子进入细胞 C．蔗糖分子进入细胞间隙 D．细胞脱水死亡，细胞膜失去选择透过性，蔗糖分子进入细胞 12．若向日葵的某种细胞间隙的液体浓度为A，细胞浓浓度为B，细胞质基质的浓度为C，则当它因缺水而萎蔫时，三者之间的浓度关系为（）。 A．A＞B＞C B．A＞C＞B C．B＞C＞A D．B＞A＞C 13．在干旱地区正常生长的一棵植物，从理论上推测，其体内哪一部位的细胞细胞液浓度最低（）。 A．根毛区细胞 B．叶肉细胞 C．导管细胞 D．茎的皮层细胞 14．将已经发生质壁分离的细胞浸入清水中，其吸水力的变化应当是（）。 A．由大到小 B．由小到大 C．吸水力不变 D．吸水力等于0 15．下表表示某一洋葱表皮细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中发生变化的实验记录，该实 A．证明细胞膜具有一定的流动性 B．测定细胞液浓度为0.25g/mL左右 C．验证原生质具有选择透过性 D．证实细胞是有生命的 16．根毛细胞的原生质层是指（）。 A．细胞壁、细胞膜和液泡膜 B．细胞膜、细胞质和液泡膜 C．细胞膜、细胞质和细胞核 D．细胞膜、原生质和液泡膜 17．下列有关生物膜概念的叙述中，正确的是（）。 A．在细胞内组成具有膜结构的细胞器的膜 B．在细胞内所有细胞器都属于生物膜系统 C．在细胞内特指线粒体、高尔基体、内质网以及细胞膜 D．在细胞内组成细胞器的膜以及细胞膜、核膜的统称 第4章细胞的物质输入和输出 第1节物质跨膜运输的实例 一、选择题 1.在“观察植物细胞的质壁分离和质壁分离复原”实验中,之所以用已经成熟的洋葱表皮细胞作实验材料,是因为这样的细胞具有() A.伸缩性很小的细胞壁 B.功能完善的细胞膜 C.能够流动的细胞质 D.大而醒目的液泡 解析:植物细胞质壁分离和复原的条件:植物细胞必须是活细胞;细胞液浓度与外界溶液的浓度必须有浓度差;植物细胞必须有大的液泡,最好细胞液中带有色素,这样便于观察。已经成熟的洋葱表皮细胞就能很好地满足这些条件。 答案:D 2.一个正在发生质壁分离复原的细胞,它的吸水能力、液泡逐渐() A.减小、增大 B.增大、减小 C.不变、增大 D.等于0、减小 解析:一个正在发生质壁分离复原的细胞,其液泡吸水,细胞液浓度逐渐降低,其吸水能力逐渐减小,液泡逐渐增大。 答案:A 3.下列关于物质跨膜运输实例的说法中,不正确的是() A.细胞膜、核膜等生物膜都是选择透过性膜 B.水分子进出细胞,取决于细胞内外溶液的浓度差 C.小分子物质都能通过细胞膜 D.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 解析:生物膜都是主要由脂质、蛋白质构成,都具有选择透过性。水分子可以自由通过;被选择的一些离子、小分子也可以通过;其他离子、小分子和大分子不能通过。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,水分子进出细胞,主要取决于细胞内外溶液的浓度差。 答案:C 4.以紫色洋葱鳞片叶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.滴加质量浓度为0.3 g·mL-1的蔗糖溶液比质量浓度为0.2 g·mL-1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 解析:发生渗透作用的两个基本条件:半透膜和其两侧溶液的浓度差,而且浓度差越大,渗透速度越快。高浓度的NaCl溶液浓度大于细胞液浓度,能引起细胞通过渗透作用失水而发生质壁分离。 答案:D 5.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.将装片中的材料浸润在质量分数为8%的HCl溶液中,然后再观察质壁分离现象 B.在盖玻片一侧滴入解离液,细胞吸水膨胀但不会破裂 C.用适当高于细胞液浓度的硝酸钾溶液处理细胞后,能观察到细胞质壁分离及自动复原 D.当质壁分离不能复原时,细胞仍具有正常生理功能 解析:本题考查观察植物细胞质壁分离与复原实验的操作和结果。实验过程中不需要对装片用质量分数为8%的HCl溶液处理,A项错。用适当高于细胞液浓度的KNO3溶液处理时,能观察到细胞发生质壁分离,而且一段时间后会自动复原。当质壁分离不能复原时,说明细胞因过度失水而死亡。 答案:C 第3讲物质跨膜运输的实例和方式 知识点一细胞的吸水和失水 1．渗透作用 2．动物细胞的吸水和失水 3．植物细胞的吸水和失水 知识点二物质进出细胞的方式 1．巧记细胞吸水和失水的“一、二、三” 2．一个实验：质壁分离和复原实验 3．辨析有关渗透作用的“三”个易错点 (1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖溶液其质量浓度相等，但质量分数为10%的蔗糖溶液的渗透压小，故水分子可通过半透膜由10%蔗糖溶液向10%葡萄糖溶液移动。 (2)水分子双向移动，最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。 (3)渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度相等。 4．物质跨膜运输的三种方式 (1)自由扩散：高浓度→低浓度；不需载体蛋白；不需能量。 (2)协助扩散：高浓度→低浓度；需载体蛋白；不需能量。 (3)主动运输：低浓度→高浓度；需载体蛋白；需能量。 5．必记物质运输的三个“不一定” (1)小分子物质的运输方式不一定都是跨膜运输，如神经递质的释放是胞吐作用。 (2)生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。 (3)消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。 6．细胞发生质壁分离的四个条件 (1)具有细胞壁，如动物细胞不能发生质壁分离。 (2)具有大液泡，如根尖分生区细胞可以观察有丝分裂，但不能观察到质壁分离。 (3)必须是活细胞，无论质壁分离还是质壁分离复原，细胞都必须是活的。 (4)外界溶液浓度大于细胞液浓度。 《物质跨膜运输的实例》教学设计（第一课时） 运城中学冯建宇 一、教材分析 1、本节内容的分析 本节是人教版普通高中课程标准实验教科书生物必修1《分子与细胞》中第4章第1节的内容。这一节主要介绍的是以水和无机盐的跨膜运输为例，说明细胞膜是选择透过性膜。其中的“植物细胞的吸水和失水的探究”是全书的第一个“探究”活动，通过这项探究活动，学生可以在提出问题、作出假设、设计实验等环节得到一定的体验和感悟，从而为学习后面的探究活动奠定一定的基础。本节课既与前面学习过的组成细胞的分子和细胞的基本结构等内容相联系，同是又为即将学习的细胞膜的结构和物质跨膜运输的方式奠定了基础，因此具有承上启下的作用。 2、教学目标 （1）、知识目标 ①说出渗透作用的概念及发生条件； ②说出细胞在什么情况下吸水与失水； ③举例说明动物细胞膜和植物原生质层相当于半透膜； ④概述水的跨膜运输方向与水浓度的关系。 （2）、能力目标 ①尝试从生活现象中提出问题，作出假设； ②进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计。 （3）、情感目标 ①通过参与课堂学习，使学生养成积极思考、主动探究、合作交流的学习态度； ②体验科学探究过程，培养学生质疑、求实、创新的科学态度和精神。 3、教学重点和难点 （1）、重点： ①细胞吸水和失水的原理； ②尝试提出问题、作出假设。 （2）、难点： ①尝试提出问题、作出假设； ②进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计。 4、课时安排 本节课教学内容分2课时完成，为了适应教学实际，我把渗透作用、动物细胞的吸水和失水及“植物细胞的吸水和失水”的探究实验方案的设计作为第一课时，探究实验方案的实施及其他物质的跨膜运输实例作为第二课时。 二、学情分析 学生在初中做过或见过这样的实验：泡在盐水中的萝卜条会软缩，泡在清水中的萝卜条会更加硬挺。学生也有这样的生活经验：做菜馅时加入一些盐，蔬菜中的水分会大量渗出；对农作物施肥过多会造成“烧苗”现象等，这些生活经验对学习本节内容都有帮助。而本节内容需要学生从微观水平上理解细胞吸水、失水的过程，理解细胞膜是选择透过性膜，内容本身较抽象，难以理解，学生学习起来会有一定的困难， 第7讲物质跨膜运输实例和方式 一、细胞失水和吸水的方式：渗透作用 1、渗透作用概念： 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，称为渗透作用。 2、必备条件 ①具有半透膜； ②半透膜两侧的溶液之间具有浓度差。 3、概念辨析 1、原理 ①：动物细胞的细胞膜相当于半透膜 ②：浓度差：细胞质与外界溶液（人：细胞内液与细胞外液） 2、现象 ①外界溶液浓度＞细胞质浓度细胞失水皱缩 ②外界溶液浓度＜细胞质浓度细胞吸水膨胀 ③外界溶液浓度= 细胞质浓度水分进出动态平衡 注：细胞内外浓度差（物质的量浓度差） 三、植物细胞的吸水和失水 成熟的植物细胞就是一个渗透系统 四、植物细胞质壁分离与复原实验分析及应用 1、原理 ①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 ②细胞液具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。 ③原生质层比细胞壁的伸缩性大得多。 2、质壁分离与复原实验流程 略 3、结果与分析 （1）质壁分离 现象：液泡体积(变小)；液泡颜色(变深)；细胞大小基本不变 内因：原生质层收缩性大于细胞壁。 条件、外因：当外界溶液浓度＞细胞液浓度时，植物渗透失水，体积缩小。 ⑵质壁分离复原 现象：液泡体积(变大)；液泡颜色(变浅)，细胞大小基本不变。 条件、外因：当外界溶液浓度＜细胞液浓度，植物细胞通过渗透作用吸水，发生质壁分离的细胞会出现质壁分离复原现象。 4、易错警示 略 5、判断细胞是否发生质壁分离及复原时的规律 （1）.从细胞角度分析： ①具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。 ②死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离现象。 （2）.从溶液角度分析: ①在溶质可穿膜的溶液中细胞会发生质壁分离后自动复原现象。 ②在溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象，不能自动复原。 ③在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象，但会因过度失水而死亡不再复原。 6、质壁分离实验的拓展应用 略 五、物质跨膜运输的方式 【教学目标】 1、知识与技能目标 通过对渗透作用现象的观察，阐明渗透作用发生的条件，推导渗透作用的概念；说出水分子跨膜运输的特点；举例说明动物细胞膜和植物的原生质层相当于半透膜。 2、过程与方法目标 由“问题探讨”入手，从“扩散”迁移到“渗透”，理解动物细胞的吸水和失水；通过探究实验了解植物细胞的吸水和失水。 3、情感与价值观目标 尝试提出问题，作出假设，感受科学的严谨性；设计植物细胞吸水和失水的实验，体验探索的乐趣。 【教学重点】 细胞是一个渗透系统，动物细胞膜和植物的原生质层相当于半透膜。 解决方法：（1）通过渗透作用的演示实验，组织引导学生分析渗透现象。归纳总结渗透作用的概念、条件、原理、结果，指出半透膜的特性。（2）通过分析水分进出红细胞的状况，总结出细胞膜相当于半透膜。（3）通过相关探究实验的设计，理解植物的原生质层相当于半透膜。 【教学难点】 尝试提出问题，作出假设，进行探究植物细胞吸水和失水的实验设计。 解决方法：（1）通过名人名言使学生认识到提出问题的重要性。爱因斯坦曾说过，“提出一个问题比解决一个问题更重要。”（2）充分利用学生已有的知识和生活经验，引导学生对有关知识现象深入思考，提出相关问题，开展合作学习，利用小组活动讨论确定有价值的问题。 【教具准备】 多媒体课件，包括渗透作用的相关flash动画、大宝SOD蜜广告视频、红细胞在显微镜下吸水与失水的实拍视频 【教学方法】学生观察、讨论、合作探究与教师讲述和启发引导相结合。 【教学过程】 课前分组：4人一组。 创设情境激趣，诱发探究心理： 视频播放：大宝SOD蜜广告。 过渡：看完广告后，大家有没有买大宝的冲动？SOD是什么呢？我利用百度搜索了一下，网络告诉我（投影展示）： SOD（超氧化物歧化酶）是一种源于生命体的活性物质，能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质。对人体不断地补充SOD具有抗衰老的特殊效果。 大宝SOD 蜜，内含丰富的SOD 活性物质，并加入人参、黄芪等天然植物的有效成分，它极易被皮肤吸收，并在皮肤表面形成一层保护膜，能不断地对皮肤补充SOD 活性物，并能有效地防止角质层水分的散失。经常使用大宝SOD蜜，能延缓皮肤衰老，快速渗透，深入滋润，全家适用，四季皆宜。令您皮肤白皙，容颜娇美，青春永驻。 第三章细胞的物质输入和输出 第一节物质跨膜运输的实例 【教学目标】1.举例说出细胞膜是选择透过性膜。 2.尝试从生活现象中提出问题、作出假设、验证假设。 3.进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。 【学习重点】举例说出细胞膜是选择透过性膜 【学习难点】细胞吸水和失水的原理；尝试提出问题，作出假设并灵活运用。 【课堂自主学习】 使用说明：①依据学习目标进行预习，完成以下内容②用红笔做好疑难标记，以备讨论 一．细胞的吸水和失水 1．动物细胞的吸水和失水原理 （1）外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞吸水膨胀。 （2）外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞失水皱缩。 （3）外界溶液浓度细胞质浓度时，水分子进出细胞处于动态平衡。 2．植物细胞的吸水和失水 （1）成熟的植物细胞结构 ①细胞壁：，即水分子和溶解在水里的物质都能够自由通过。 ②细胞内的液体环境：主要指液泡内的 ③原生质层组成：、和这两层膜之间的细胞质。 特性：具有选择透过性，相当于一层。 （2）原理和现象 ①外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞失水，会发生现象。 ②外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞吸水。 （3）探究 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 内因：原生质层具有。原生质层比细胞壁的伸缩性，因而会出现和___________分离的现象。 外因：外界溶液浓度细胞液浓度。 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。 二、物质跨膜运输的其他实例 1．细胞对无机盐离子的吸收实例 （1）水稻吸收多，吸收较少，番茄吸收较多，吸收较少。（2）人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显血液中碘的含量。 （3）不同微生物对不同的吸收表现出很大的差异。 2．物质跨膜运输的特点 （1）物质跨膜运输并不都是的。 （2）细胞对于物质的输入和输出有。 3．结论 细胞膜和其他生物膜都是膜。 【课堂预习自测】1．下列现象中属于渗透作用的是（）A．水分子通过细胞壁 B．葡萄糖分子通过细胞膜 C．K+离子通过原生质层 D．水分子通过原生质层 2．将晡乳动物的红细胞分别浸入下列a、 b、c 三个不同浓度溶液的烧杯内，一段时 间后，实验结果如图所示，则a、b、c溶 液浓度大小比较正确的是（） A．a＞b＞c B．a＞c＞b C．a＜b＜c D．a＜c＜b 3．放在0.3g/ml的蔗糖溶液中，会发生质壁分离的细胞是（）A．人的口腔上皮细胞 B．干种子细胞 C．洋葱分生区的细胞 D．洋葱表皮细胞4．植物细胞的质壁分离过程中，与细胞壁分离的是（）A．细胞核 B．原生质层 C．细胞质 D．液泡膜 5．盐碱地栽种植物，其出苗率和成活率均较低，原因是（）A．土壤溶液pH太小 B．土壤中缺肥 C．土壤溶液的浓度高于植物细胞液的浓度 D．土壤溶液的浓度低于细胞液的浓度6．田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”。其原因是（）A．根细胞从土壤中吸收的养分过多 B．根细胞不能从土壤中吸水 C．根系不能将水向上运输 D．根系被肥料分解释放的热能烧毁7．利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（）A．盐水中的Cl_有杀菌防腐的作用 B. 盐水中的Na+ 不利于细菌的生活 C．盐水是中性的，不适于细菌的生活 D. 由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡【课堂合作探究】 使用说明：①将自学中遇到的问题同桌交流，用红笔做好标记。 ②小组交流, 总结本组内的看法和观点，组长做好记录，准备展示和点评。 ③按照互动要求，及时思考，展示到位，认真点评。 问题探讨1、感受扩散与渗透 （一）（感受生活中的实例）花香的飘散；蔗糖的溶解等。 1、水分进出细胞与上述实例有何不同？ 2、这与细胞膜的作用有什么关系呢? （二）模拟生物学实验————渗透作用： 要求分析教材P60渗透装置示意图，并思考以下问题： ①何为半透膜？装置中的半透膜可用哪些材料制取？( ) ②漏斗内的液面为什么会升高？试说明原因。液面会持续上升吗？ ③如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗内的液面还会升高吗？ ④如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？ 对比观察、讨论，总结： ①渗透作用发生的条件：具有__________；______________________________。 物质跨膜运输实例和方式-知识点 第7讲物质跨膜运输实例和方式 一、细胞失水和吸水的方式：渗透作用 1、渗透作用概念： 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，称为渗透作用。 2、必备条件 ①具有半透膜； ②半透膜两侧的溶液之间具有浓度差。 3、概念辨析 渗透作用扩散作用 区别 概念水分子（或其他溶剂分子通过 半透膜的扩散 物质从相对含量多的地方到相对含量 少的地方的自由运动物质水等溶剂分子溶剂、溶质分子及气体分子 是否 穿膜 需穿过半透膜与半透膜无关方向低浓度溶液→高浓度溶液分子密度高→分子密度低 联系渗透作用是扩散作用的一种特殊方式 半透膜选择透过性膜 概念允许一部分物质通过，不允许另 一部分物质通过的多孔性膜 根据生命活动的需要，决定物质分子 是否通过的生物膜 特点①允许小分子物质通过 ②不具生物活性 ①具选择透过性 ②具生物活性 透过原理半透膜上孔径大小控制物质出入生物膜上运载不同物质的载体 项目吸胀吸水渗透吸水 条件细胞内未形成中央大液泡细胞内具有中央大液泡 原理细胞中的亲水性物质吸水（蛋白 质、淀粉等） 渗透作用 实例干种子和根尖分生区细胞具有大液泡的成熟植物细胞 二、动物细胞的吸水和失水 1、原理 ①：动物细胞的细胞膜相当于半透膜 ②：浓度差：细胞质与外界溶液（人：细胞内液与细胞外液） 2、现象 ①外界溶液浓度＞细胞质浓度细胞失水皱缩 ②外界溶液浓度＜细胞质浓度细胞吸水膨胀 ③外界溶液浓度= 细胞质浓度水分进出动态平衡注：细胞内外浓度差（物质的量浓度差） 三、植物细胞的吸水和失水 成熟的植物细胞就是一个渗透系统 四、植物细胞质壁分离与复原实验分析及应用 1、原理 ①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 ②细胞液具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。 ③原生质层比细胞壁的伸缩性大得多。 2、质壁分离与复原实验流程 略 我的教学设计 3.渗透作用的原理是怎样的？ a）当溶液浓度A> B时，水分子流动方向为： b）当溶液浓度A< B时，水分子流动方向为： c）当溶液浓度A= B时，贝U 4.渗透作用的结果如何？ 提示： 流动方向？宏观上的方向？微观上的俄 方向？师生共同总结： a）半透膜 b）半透膜两侧溶液有浓度 差 从B流向A 从A流向B 处于动态平 衡 （在老师引导下得出） 水分子可以通过半透膜 进行双向扩散。 从宏观观察，水分是由 低浓度溶液流向高浓度溶 液，直到达到动态平衡。 从微观上看，水分子是 顺着其相对含量梯度而流动 的。 理解渗透作用， 为理解水进出动物细 胞和植物细胞的方 式。 三、动物细胞的吸水和失水 1.过渡：前面我们学习了渗透装置，细胞是 否具备渗透装置的条件？细胞如何 吸水和失水呢？我们以哺乳动物的红细 胞为例来探究。 2.投影：扫描电镜下的红细胞。 视频：红细胞在显微镜下的吸水与失 水。 讨论分析： a）视频中的红细胞出现了哪些现象？ b）你认为红细胞在什么条件下吸水或失水？c）你认为红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ d）红细胞内的血红蛋白等有机物透过细胞膜吗？这说明红细胞的细胞膜相当于什么 膜？ e）红细胞的吸水膨胀和失水皱缩是渗透现象吗？ f）其他动物细胞呢？ 在老师的引导下得出 结论 a）吸水膨胀；失水皱缩； 没有变化 b）当外界溶液浓度小于细 胞质的浓度时吸水膨 胀； 当外界溶液浓度大于 细胞质的浓度时失水皱缩； 当外界溶液浓度等于细 胞质浓度时，细胞既不 通过将问题分解 为层层递进、环环相 扣的小问题，能引导 学生顺利思考，理解 相关问题。 生物ⅰ人教新课件4.1物质跨膜运输的实例练习 (时间：25分钟分值：50分) 一、选择题(每小题2分，共20分) 1．把成熟的草莓浆果洗净后洒上很多蔗糖，会发生的现象是() A．细胞中液泡增大 B．蔗糖分子进入草莓细胞 C．整个细胞壁和原生质层间充满了水 D．细胞中的水分外渗 2．关于选择透过性膜和半透膜的关系，正确的说法是() ①具有半透性一定具有选择透过性 ②具有选择透过性一定具有半透性 ③活的生物膜才具有选择透过性 ④只有活的生物膜才具有半透性 A．①③B．①④ C．②③D．②④ 3．(2017·阳江检测)将盛有一定浓度蔗糖溶液的透析袋口扎紧后浸于蒸馏水中，如图表示透析袋中蔗糖溶液浓度与时间的关系(纵坐标表示蔗糖溶液浓度)，正确的选项是() 4．将洋葱表皮放入一定浓度的KNO3溶液中，其细胞便发生质壁分离，不久这些细胞又逐渐发生质壁分离复原。其原因是() A．细胞液的溶质透出细胞 B．质壁分离后的细胞只允许水分子进入 C．K＋和NO－3可通过细胞膜进入细胞液 D．水和溶质自由地进出细胞 5．(2017·正定检测)能够反映细胞膜具有选择透过性功能特点的实例有() ①白细胞吞噬病菌 ②细胞膜外K＋的浓度远低于膜内 ③变形虫的变形运动 ④唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶 ⑤海带细胞内的I－浓度远远高于海水中的I－浓度 A．①③④B．②④⑤ C．①③D．②⑤ 6.(2017·上海高考)右图为显微镜下某植物细胞在30%蔗糖溶液中的 示意图。以下表达中错误的选项是() A．若将细胞置于清水中，A仍保持不变 B．若该细胞处于40%蔗糖溶液中，B/A值将变小 C．B/A值能表示细胞失水的程度 D．A、B分别表示细胞和液泡的长度 7．扩散作用实验装置如图，甲、乙两管的口径相同，半透膜只允许葡萄糖分子通过，淀粉分子无法通过，当达到扩散平衡时，以下有关甲、乙两管溶液的表达正确的选项是() A．甲管中液面高度低于乙管 B．甲管中的葡萄糖浓度低于乙管 C．甲管中的淀粉浓度高于乙管 D．两管的葡萄糖浓度皆为8%，淀粉皆为4% 8．(2017·上海综合能力测试)某同学拟选择一种半透性的膜材料，用于自制渗透计。他采用如图1所示的装置(示意图)，对收集到的四种材料甲、乙、丙和丁进行试验，得到了倒置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线(如图2)。据图分析，该同学应选择的膜材料是() A．甲B．乙 C．丙D．丁 9．新鲜的叶类蔬菜表面常残留水溶性有机农药。现取同一新鲜 蔬菜叶若干浸入一定量纯水中，每隔一段时间，取出一小片菜叶，测 定其细胞液浓度，将结果绘制成如下图曲线。以下表达正确的选项是 () A．ab段细胞吸水，细胞体积明显增大 物质跨膜运输的实例和方式 [最新考纲] 1.物质出入细胞的方式(Ⅱ)。2.实验：观察植物细胞的质壁分离和复原。 考点一细胞的吸水、失水及物质跨膜运输的实例（5年11考） 1.渗透作用 (1)发生渗透作用的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。 (2)常见渗透装置图分析 ①水分的流动判断：当溶液浓度S1＞S2时，水分就通过半透膜由S2流向S1；当溶液浓度S1＜S2时，水分就通过半透膜由S1流向S2。 ②在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度＞S2。因为液面高的一侧形成的净水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。 2.动物细胞的吸水和失水 3.成熟植物细胞的吸水和失水 (1)当外界溶液浓度＞细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。 (2)当外界溶液浓度＜细胞液浓度时，细胞吸水，失水的细胞发生质壁分离复原现象。 1.渗透作用与扩散作用有何区别？ 提示渗透作用必须有选择透过性膜(半透膜)，扩散作用则不一定需要；扩散作用适用于各种物质，渗透作用仅指溶剂分子。 2.将紫色洋葱鳞叶外表皮细胞置于质量分数为30%蔗糖溶液中数分钟后，用清水引流，重复多次，则在此过程中：区域①将扩大还是缩小，区域②颜色深浅有何变化？ 提示发生质壁分离的细胞用清水引流，使其处于清水中，由于外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水，发生质壁分离后的复原，所以图示中区域①缩小，区域②紫色变浅。 渗透系统与渗透作用的原理 1.(2013·江苏单科，27)如图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题： (1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时的液面差为Δh，此时S1和S2浓度大小关系为________。 (2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的________，两者在物质透过功能上的差异是___________________________________________________________。 物质跨膜运输的实例和 方式知识点精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8- 第3讲物质跨膜运输的实例和方式 主备人：张晓岩请回学们认真对照，将不会的问题圈出来，并准确记忆。有了零碎的基 础知识，才能建构、完善知识休系。 1、 2、什么是扩散？什么是渗透作用？发生渗透作用的条件是？装置是？动物细胞和植物细胞的半透膜分别是？若浓度S1>S2，液面怎么变化？若S1＜S2，液面怎么变化？在达到渗透平衡后，是否还有水分子的进出半透膜？若存在如图所示的液面差Δh，则S1与S2溶液浓度谁大谁小？ 3、 4、细胞内的液体环境主要指的是？什么是原生质层？什么是原生质体？质壁分离指的是什么与什么的分离？细胞发生质壁分离的结构基础是？发生质壁分离的外因和内因分别是？什么是吸胀作用？比如？ 3、水分子进出细胞的方式？植物细胞对矿质元素的吸收方式是？对物质吸收的速率由什么决定？ 4、 5、为什么说植物对水和无机盐的吸收是两个相对独立的过程？两者有无联系？ 5、（1）实验时一定要选择紫色洋葱叶外表皮细胞吗？ （2） （3）本实验选用ml的蔗糖溶液作试剂，若浓度过高或过低对实验有何影响？ （4） （5）若用适宜浓度的KNO3溶液进行该实验，结果会发生质壁分离与复原吗？ 6、 7、在显微镜下能否观察到紫色洋葱叶外表皮细胞的细胞核？蔗糖分子能否通过细胞壁？哪些物质能通过细胞壁？ 8、 9、半透膜和选择透过性膜的关系？ 8、什么是被动运输？哪些物质进行自由扩散？哪些物质进行协助扩散？发生主动运输的条件？影响跨膜运输的因素有哪些？与主动运输有关的细胞器有哪些？ 9、（1）同一细胞运输同一物质时，其运输方式一定相同吗？ 《物质跨膜运输的实例》教案 教学目标 1、知识冃标 （1）说出细胞在什么情况下吸水和失水。 （2）举例说明细胞膜是选择透过性膜。 （3）熟练制作临时装片和操作显微观察。 2、能力目标 （1）尝试从生活现象屮提出问题，作出假设。 （2）学习进行探究问题的一般方法和步骤。 3、情感态度与价值观 （1）参与课堂讨论与交流。 （2）养成良好的实验习惯，如及时清洗和摆放实验用具，爱护实验卫生等。 教学重难点 教学重点 1、如何进行探究实验，其基本方法和一般过程。 2、渗透作用；细胞是一个渗透系统。 3、细胞膜不仅仅是半透膜，还是选择透过性膜。 教学难点 1、如何发现问题和提岀问题。 2、如何设计实验过程（材料、实验用具、试剂的选择，实验结果的预测，操作的细节）。 3、细胞膜不仅仅是半透膜，还是选择透过性膜。 课时安排 1课时。 教学过程 细胞是一个开放的系统，每吋每刻都与外界环境进行物质和能量的交换。物质的进进出出都要经过细胞的边界--细胞膜。不同的物质跨膜运输有什么不同的特点呢？让我们先来分析水是怎么进出细胞的。请同学们先看一下渗透现象的示意图。 一、渗透作用 展示课件，思考： 1、课本上的讨论题 2、什么是半透膜？允许一些分子（或离子）透过，而不让别的一些分子（或离子）透过的膜。 3、发生渗透作用需要两个怎样的条件？（1）要有半透膜；（2）半透膜两侧的溶液浓度不同。讲 解：（1）蔗糖分子不能自由通过半透膜而水分子可以。（2）两侧的水分子都在运动。（3）由于下侧（烧杯内）的水分子数量多（相对浓度大），所以由下侧进入上侧（漏斗内）的水分子比由上侧进入下侧的水分子多。（4）整体表现为水分子由烧杯通过半透膜进入了漏斗。这种水分子透过半透膜的运动叫渗透作用。这个装置叫渗透装置。 二、细胞的吸水和失水 1、动物细胞的吸水和失水：取决于细胞质的浓度和外界溶液的浓度 2、植物细胞的吸水和失水 思考：a＞与动物细胞相比，植物细胞在结构上有什么显箸的区别？ b、什么是原生质？原生质是指细胞内的生命物质，整个动物细胞就是一团原生质，而植物细胞除细胞壁外的其他所有物质是一团原生质。 c、什么是原生质层？ 细胞内的液体环境主要是指液泡里面的细胞液，水分进出细胞要经过原生质层。原牛?质层是不是相当于一层半透膜呢？ 关于植物细胞的吸水和失水探究： 你注意过生活屮有关植物细胞吸水或失水的事例吗？说说看： （1）当你把白菜剁碎准备做馅时，常常耍放一些盐，过一段时间后就可见有水分渗出，这些水分是从哪里來？菜馅细胞失去的水分，即水分的输出。 （2）篤了的青菜叶放入清水中浸泡一段时间后，会有什么变化？ 茶叶又重新变得硬挺起来了，叶面伸展，即水分的输入。 提出问题 结合这些例子，你能提出什么问题？ 细胞在什么悄况下吸水？失水？ 水分是如何进出细胞的？ 教师：大家一起來讨论一下提的问题哪些是有价值的，值得探究的？ 作出假设 植物细胞膜和液泡膜是生物膜吗？他们的基本化学组成和结构与红细胞的细胞膜相似吗？菜馅渗出水与红细胞失水有什么相似之处？“原生质相当于一层半透膜吗？”作岀了一个假设。 那作出的假设正确与否呢？就需要通过实验來验证，那么接下來我们就要设计一个实验，來验证。设计实验 实验材料：洋葱表皮细胞。既容易被剥离制成装片，又很容易在显微镜下观察 实验原理：见书 实验步骤：见书 实验结杲： 中央液泡的大小原生质层的位置细胞大小 第4章《细胞的物质输入与输出》 第1节《物质跨膜运输的实例》学习单 【学习目标】 1.举例说出细胞膜是选择透过性膜。 2.进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。 【自主学习】 问题导学自主研读 知识点一细胞的吸水和失水 1. （1）渗透作用的概念：渗透作用是指水分子或其它溶剂分子通过的扩散。 （2）原理：当溶液浓度A>B时，水分子就通过半透膜由流向；当溶液浓度A 物质跨膜运输的实例 讲课人：韩丽 导入新课：同学们，在我们日常生活中，有没有哪些现象说明生物体失去水分或者失去水分 呢？ ①平常我们吃比较咸的食物（腌制的咸菜、瓜子）时，口腔和唇的黏膜会有干燥难受的感觉； ②在日常生活中，苹果放置时间长了，果皮会变得皱巴巴的；白菜、空心菜等青菜放置时间长了叶子会萎焉，而卖菜的阿姨经常向青菜上洒水，青菜就会变得硬挺，那是因为水分进入了菜叶细胞内，再如泡在盐水中的萝卜条会软缩，泡在清水中的萝卜条会更加硬挺。 ★任何一个生命系统都不是孤立封闭的，都与外界有物质的交换，包括从外界摄取物质，同时也及时地把代谢废物排出体外。那么物质是如何进出细胞的呢？首先我们来分析一下水是如何进出细胞的。 一、渗透作用 ★P60问题探讨： ⑴漏斗管内的液面为什么会升高？key：蔗糖不能透过玻璃纸，水分子可自由通过。由于单位体积蔗糖溶液中的水分子比单位体积清水中的水分子少，所以单位时间内通过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数目多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，因此漏斗内的液面会上升。 ⑵漏斗内液面是否会无限上升？如不会，什么时候会停止上升？key：不会无限上升，当单位时间内透过半透膜进入漏斗内的水分子数量从漏斗中渗出的水分子数量相同时，液面则将停止上升。 ⑶如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？key：用纱布代替玻璃纸时，因为纱布的孔隙比较大，蔗糖分子也可以自由通过，因而液面不会升高。 ⑷如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？key：半透膜两侧溶液的浓度相等， 单位时间内通过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数目等于从长颈漏斗渗出的水分子数量，液面不会上 升。 ★通过以上问题，可得出发生渗透现象的条件：①具有半透膜；②半透膜两侧的溶液存在浓度差。 1、定义：指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜，从相对含量高的地方向相对含量低的地方流动。 【水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。】 发生渗透现象的条件：①具有半透膜；②半透膜两侧的溶液存在浓度差。 ★半透膜：指一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。在日常生活中，常见的半透膜可 以是生物性的选择透过性膜，如鸡蛋膜、鸡的嗉囊、鱼鳔、蚕豆种皮、青蛙皮、动物的膀胱、肠衣，也可以是物理性 的过滤膜，如玻璃纸。小分子和大分子的界定是依据膜的种类不同而划分范围的。例如，对于鸡蛋膜来说，葡萄糖分 子就是大分子物质，而对于透析管来说葡萄糖是小分子物质；对于肠衣来说，碘和葡萄糖是小分子物质，而淀粉是大 分子物质。 ★这里的浓度指的是溶质物质的量浓度（分子数目的多少），而不是质量浓度，更不是溶剂的浓度，质量浓度相同的情 况下，溶质的相对分子质量越大，其浓度越低。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。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。 ★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。★发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达平衡状态，既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度相等。 2、渗透原理：蔗糖溶液中单位体积内的水分子比清水中单位体积内的水分子少，在单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数比由蔗糖进入清水的水分子数多，因此，一段时间后，漏斗管内的液面会上升。 ★特别提醒：分析渗透作用时常犯的一个错误是认为水分子只是从低浓度向高浓度移动，其实水分子既从低浓度向高浓度溶液移动，同时也由高浓度溶液向低浓度溶液移动，只有由低浓度溶液向高浓度溶液移动的水分子数量相对较多。 【优化设计】2015-2016学年高中生物 4、1物质跨膜运输的实例课 后习题新人教版必修1 课时演练·促提升 一、选择题 1、下列属于渗透作用的就是（) A、水分子通过细胞壁 B、葡萄糖分子通过细胞膜 C、K+通过原生质层 D、水分子通过原生质层 解析:渗透作用就是指水分子或其她溶剂分子透过半透膜进行扩散的现象。细胞壁具有全透性，不属于半透膜,A项错误.葡萄糖与K+属于溶质而非溶剂，B、C两项错误。 答案：D 2、要使红细胞破裂，以便观察寄生在红细胞内的微生物,应将红细胞放置在（) A、质量浓度为0、3 g/mL的蔗糖溶液中 B、质量分数为9%的盐水中 C、质量分数为0、9%的盐水中 D、蒸馏水中 解析：红细胞没有细胞壁,当外界溶液浓度低于细胞内溶液浓度时,红细胞就会因吸水而涨破。 答案：D 3、在“观察植物细胞的质壁分离与质壁分离复原"实验中,之所以用已经成熟的洋葱表皮细胞作实验材料,就是因为这样的细胞具有( ) A、伸缩性很小的细胞壁 B、功能完善的细胞膜 C、能够流动的细胞质 D、大而醒目的液泡 解析：植物细胞质壁分离与复原的条件：植物细胞必须就是活细胞;细胞液浓度与外界溶液的浓度必须有浓度差；植物细胞必须有大的液泡，最好细胞液中带有色素,这样便于观察。已经成熟的洋葱表皮细胞具备这些条件。 答案：D 4、将紫色水萝卜的块根切成小块放入清水中,水的颜色无明显变化，若进行加温,随着水温的增高,水的颜色逐渐变红,其原因就是（) A、细胞壁在加温中受到破坏 B、水温增高，花青素的溶解度加大 C、加温使细胞膜等生物膜失去了选择透过性 D、加温使水中化学物质发生了反应 解析:紫色水萝卜的色素分子存在于液泡中，若进行加温，随着水温的增高,细胞膜、液泡膜将失去其选择透过性,色素分子通过液泡膜、细胞膜进入水中，使水的颜色变红。 答案:C 5、下列关于选择透过性膜与半透膜关系的叙述,正确的就是( ） ①具有半透性必须具有选择透过性②具有选择透过性就必须具有半透性③活的生物膜才具有选择透过性④只有活的生物膜才具有半透性 A、①③ B、①④ C、②③ D、②④ 解析：物质能否通过半透膜往往取决于物质分子的大小，半透膜无选择性；而选择透过性物质跨膜运输的实例练习题
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