第四章 第一节 物质跨膜运输的实例

第四章 第一节 物质跨膜运输的实例

【自主探究】

一、动物细胞的吸水和失水 阅读教材P60-P61，完成下列问题： 1.渗透作用产生的条件

(1)有一层① 半透膜 。

(2)半透膜两侧的溶液具有② 浓度差 。 2.动物细胞吸水和失水的条件

(1)外界溶液浓度③ 小于 细胞质浓度时,细胞吸水膨胀。 (2)外界溶液浓度大于细胞质浓度时,细胞④ 失水皱缩 。

(3)外界溶液浓度等于细胞质浓度时,水分进出细胞处于⑤ 动态平衡 。 二、植物细胞的吸水和失水 阅读教材P61-P63，完成下列问题： 1.结构

(1)细胞壁:⑥ 全透性 ,即水分子和溶解在水里的物质都能自由通过。

(2)原生质层:⑦ 细胞膜 、⑧ 液泡膜 以及两层膜之间的⑨ 细胞质 组成原生质层,相当于一层⑩ 半透膜 。

(3)细胞内的液体环境:主要指液泡内的 细胞液 。 2.条件:成熟植物细胞中具有中央大液泡。 3.验证

(1)质壁分离:当细胞液的浓度 小于 外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的 伸缩性大 ,当细胞不断失水时, 原生质层 就会与 细胞壁 逐渐分离开。

(2)质壁分离复原:将已发生质壁分离的细胞放在外界溶液浓度比较低的环境中时,外界溶液中的水分就透过 原生质层 进入细胞液中,整个原生质层就会慢慢恢复成原来的状态。

三、物质跨膜运输的其他实例 阅读教材P63-P64，完成下列问题： 1.对无机盐的吸收实例

(1)水稻和番茄对同一离子的吸收量 不同 。 (2)水稻和番茄对 不同离子 的吸收量不同。

2.细胞膜和其他生物膜都是 选择透过性 膜,可以让 水分子 自由通过,细胞选择吸收的一些 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。 【合作探究】

活动1 请仔细观察课本60页渗透现象示意图，思考并讨论下列问题： 【分组讨论】

1.什么是半透膜?渗透作用的实质是什么，需要什么条件?

2.动物细胞具备发生渗透性失水和吸水的条件吗？

3.当我们吃比较咸的食物时,像吃腌制的咸菜,连续嗑带盐的瓜子等,你的口腔会有什么感觉?为什么? 有什么办法解决?

【对点训练】

【例1】 若将人类的红细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中,浸泡半小时之后的结果如下图,依照细胞外形的变化判断蔗糖溶液的浓度,由高到低排列,正确的是( )。

A.a>b>c>d B.d>a>b>c C.c>d>a>b D.c>b>d>a 【规律总结】

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。

活动2 在苗圃施肥不恰当时，苗木会表现出不正常的灼伤、中毒等症状，甚至枯死，这就是通常所说的“烧苗”。例如，土壤中施化肥过量时，阔叶树苗会在夏季落叶；针叶树苗下部针叶尖端或整个针叶发黄，有时还可能卷曲，出现顶部针叶萎谢，情况严重时苗木可能整株死亡。请针对这种现象讨论以下几个问题：

【分组讨论】

1.产生烧苗现象的原因是什么？

2.植物细胞失水的具体过程是怎样的？有什么现象发生？

3.能发生质壁分离及质壁分离复原现象的细胞应具备怎样的条件? 【对点训练】

【例2】下表是几组用新鲜洋葱表皮进行的实验处理和结果,请分析回答:

实验分处理方法 析 ①将材料置于0.3 g/mL蔗糖溶液①发生质壁分离 第1组 中 ②然后将材料移至蒸馏水中 ③将材料置于0.6 g/mL蔗糖溶液③迅速发生质壁分离 第2组 中 ④然后将材料移至蒸馏水中 ⑤将材料置于0.07 g/mL的尿素第3组 溶液中 ⑥将材料放入100 ℃热水中3 第4组 min后取出,重复第1组实验

(1)洋葱表皮细胞在第1、2、3组实验中均发生了质壁分离现象,其内部结构基础和外在条件分别

是 。

(2)比较第1和第2组实验结果的差异,说

明 。

(3)比较第1和第3组实验结果,出现实验结果差异性的原因

是 。

⑥不发生质壁分离 复原 ④质壁分离不能复原 ⑤开始发生质壁分离,然后逐渐自动②发生质壁分离复原 实验结果 (4)比较第1和第4组实验结果,出现实验结果差异性的原因

是 。 【规律总结】

成熟的活的植物细胞处于不同种类的高浓度的外界溶液中时都会因渗透失水而发生质壁分离现象。但只有可被植物细胞吸收的，才能发生质壁分离后自动复原现象。

活动3 细胞的吸水与失水是水分子顺相对含量的梯度进行跨膜运输的过程。那么其他物质的跨膜运输是怎样的呢？

1. 参照插图阅读教材P63文字，进行资料分析，回答下列问题： （1）水稻培养液里的Ca和Mg浓度为什么会增高？ （2）不同作物对无机盐的吸收有差异吗？

（3）水分子跨膜运输是顺____________的，其他物质的跨膜运输并不都是这样，这取决于__________________。

（4）细胞对物质的吸收有选择吗？如果有，这种选择性有普遍性吗？ 【对点训练】

【例3】用相同的完全培养液，在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。在二者的吸水率几乎相同的情况下，72 h后原培养液中部分离子浓度发生了如下表所示的变化(表中数据为72 h后溶液中部分离子浓度占实验开始时的百分比)。分析下表不能得出的结论是 ( )

水稻 番茄 K 17.0 19.1 ＋2+

2+

Mg 105 85 2＋Ca 117 59.6 2＋SiO3 19.5 118 2－A.不同植物对同一离子的需要量是不同的

B．与番茄相比，水稻对SiO3需要量大，对Ca需要量小 C．不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的 D．植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关

【规律总结】

(1)培养溶液中某离子的浓度低于初始浓度，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。

2－

2＋

【归纳提炼】

重点知识1 渗透作用原理的拓展应用 (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)比较不同溶液浓度大小

溶液浓度 漏斗内 M ①若漏斗内液面上升，则M>N 现象及结论 ②若漏斗内液面不变，则M＝N ③若漏斗内液面下降，则M

烧杯内 N

重点知识2 植物细胞的质壁分离及复原 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

??原生质层相当于一层半透膜（2）内因?

?细胞壁的伸缩性小于原生质层?

??质壁

? ??渗透失水分离 ???宏观：坚挺→萎蔫

???液泡：大→小

?4．表现? 微观?细胞液颜色：浅→深????原生质层：与细胞壁分离本实验应注意的问题 (1)实验材料的选择

①一般不选择细菌细胞，它能发生质壁分离，但现象不明显。 ②不能选择动物细胞，它无细胞壁，不能发生质壁分离现象。 (2)实验试剂使用

①使用浓度过高的蔗糖溶液(质量浓度为0.5 g/mL)，质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡。

②使用质量浓度为1 mol·L的KNO3溶液，因为K和NO3可被细胞吸收，使细胞液浓度增大，所以细胞先发生质壁分离后又自动复原。(尿素、甘油、乙二醇等现象同上) (3)发生质壁分离时在细胞壁和细胞膜之间充满的是外界溶液，原因是细胞壁具有全透性。

(4)质壁分离与复原过程中水分移动是双向的，总结果是单向的。

－1

＋

－

(5)本实验用显微镜观察了三次，第一次与第二次形成对照，第三次与第二次形成对照，该对照方法为自身对照。 质壁分离实验的拓展应用；

(1)判断成熟植物细胞是否有生物活性 待测成熟植物细胞＋一定浓度的蔗糖溶液 ?

?→有生物活性?发生质壁分离―?镜检 ?→无生物活性?不发生质壁分离―

(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 镜检?

细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间 (3)比较不同植物细胞的细胞液浓度 不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液 镜检?

发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大 (4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液) 成熟植物细胞＋不同种类溶液 ?

?只发生质壁分离―→蔗糖溶液? 镜检?

?质壁分离后自动复原―→KNO溶液3?

(5)比较未知浓度溶液的浓度大小

镜检

同一植物的成熟细胞＋未知浓度的溶液――→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) 实验单一变量：未知浓度的溶液。 (6)验证原生质层和细胞壁伸缩性大小 镜检成熟植物细胞＋分离剂――→

发生质壁分离―→细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性??

→细胞壁伸缩性大于或等于原生质层的 ?不发生质壁分离―

?? 伸缩性

实验单一变量：植物细胞原生质层和细胞壁的伸缩性差异。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/zyx7.html