第四章细胞的物质输入和输出 第1节物质跨膜运输的实例 生活现象 3 盐碱地中的植物长势萎蔫 2 腌制的咸菜会变软变干 1 当我们咸的东西吃多的时候比较容易口渴 1 描述半透膜的特征 理解渗透作用发生的条件 2 说出动物植物细胞在什么情况下吸水和失水 3 理解水的跨膜运输是顺相对含量梯度 4 举例说出细胞膜是选择透过性膜 来源 学科网ZXXK 学习目标 半透膜 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 1 玻璃纸是一种半透膜 在此实验中可以通过 而不能通过 2 单位体积内烧杯清水中的水分子数比漏斗蔗糖溶液中水分子数 3 单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数 多 少 于从长颈漏斗渗出的水 4 液面升高的原因是什么呢 问题探讨 水分子 蔗糖分子 多 多 单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数多 思考讨论1 漏斗内液面可无限上升吗 2 最后两侧液体浓度相同吗 3 平衡时水分子还移动吗 4 水分子是顺着相对含量梯度还是逆着相对含量梯度进出的 渗透作用 水分子 或其他溶剂分子 透过半透膜由低浓度向高浓度的扩散 溶液浓度 高 低 水分流动方向 渗透现象 水的相对含量低 高 一是具有半透膜 二是半透膜两侧的溶液具有浓度差 一个典型的渗透装置 或系统 必备条件 深化拓展 思考 10 的葡萄糖溶液与10 的蔗糖溶液哪个浓度大 由公式C n V m MV 可知 因为二者的质量相同 m 蔗糖的摩尔质量 M 比葡萄糖的大 同时二者体积一样 所以可知葡萄糖溶液的浓度比蔗糖溶液的浓度大 例 把体积相同的10 的葡萄糖溶液和10 的蔗糖溶液用半透膜 葡糖糖和蔗糖都不能通过该半透膜 隔开 其水分子运动的特点是 A 因浓度相同 水分子移动外于平衡状态B 水分子由葡萄糖溶液向蔗糖溶液中移动比由蔗糖溶液向葡萄糖溶液中移动的多C 水分子总的移动趋势是由蔗糖溶液向葡萄糖溶液中移动D 水分子不移动 C 变式训练 把体积与质量百分比浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半透膜 允许溶剂和葡萄糖通过 不允许蔗糖通过 隔开 如下图 一段时间后液面的情况是 A 甲高于乙B 先甲低于乙 后乙低于甲C 乙高于甲D 先甲高于乙 后乙高于甲 D 外界溶液浓度细胞质浓度细胞吸水膨胀 外界溶液浓度细胞质浓度保持原状态 外界溶液浓度细胞质浓度细胞失水皱缩 小于 大于 等于 一 动物细胞的吸水和失水 思考讨论 1 红细胞的细胞质具有一定浓度吗 2 根据现象判断红细胞的细胞膜相当于什么膜 3 当外界溶液的浓度低时 红细胞一定会吸水而涨破吗 4 红细胞吸水或失水的多少取决于什么 一个动物细胞相当于一个渗透装置 动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜 细胞质具有一定的浓度 只要细胞质与外界溶液具有浓度差就会发生渗透作用 思考 如果换成植物细胞会如何 植物细胞吸水和失水与动物一样吗 什么结构充当半透膜呢 3 水是顺相对含量的梯度进出红细胞的 当细胞内溶液浓度 外界溶液浓度 细胞吸水膨胀当细胞内溶液浓度 外界溶液浓度 细胞失水皱缩当细胞内溶液浓度 外界溶液浓度 细胞形态不变 1 2 3 4 5 6 细胞壁 细胞膜 细胞质 液泡膜 细胞液 细胞核 植物细胞的吸水和失水 思考讨论 1 一个成熟的植物细胞中液泡的体积占百分九十以上 那么这个细胞中的液体环境主要与谁有关 2 液泡中的水到达细胞外依次穿越的结构是什么 外界溶液中的水进入细胞液依次穿越的结构又是什么 细胞液 液泡膜 细胞质 细胞膜 细胞壁 原生质层 清水 类比学习 由纤维素和果胶组成 是全透性 1 提出问题 原生质层是一层半透膜吗 2 作出假设 原生质层相当于一层半透膜 探究 水分进出细胞要经过原生质层 原生质层是否相当于半透膜 设计实验 将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中 观察大小的变化 再浸润在清水中 观察其大小的变化 预期实验的结果 由于原生质层相当于一层半透膜 水分子可以自由通过 而蔗糖分子则不能通过 因此在较高浓度的蔗糖溶液中 植物细胞失水 液泡会缩小 在清水中植物细胞吸水 液泡又会变大 质壁分离 植物细胞因为失水收缩 原生质层与细胞壁发生分离的现象 质壁分离复原 发生质壁分离的植物细胞因吸水膨胀 恢复为原来的状态 要观察细胞发生质壁分离和复原 对材料有哪些要求 思考与讨论 有细胞壁 植物细胞 有中央液泡 颜色为深色 活细胞 原生质层相当于半透膜 蔗糖浓度是不是越高越好 不是 浓度越高会引起植物过度失水而死亡 正常状态下 细胞失水液泡缩小 细胞吸水液泡变大 对照组 滴加蔗糖溶液 滴加清水 不作任何处理 进行实验 思考 质壁分离时 细胞壁和细胞膜之间充满的是什么 蔗糖溶液 实验现象 变小 逐渐恢复原来大小 原生质层恢复原来位置 原生质层脱离细胞壁 基本不变 基本不变 5 分析结果 得出结论 在较高浓度溶液中细胞失水 液泡变小 在低浓度溶液中细胞吸水 液泡变大 原生质层相当于半透膜 成熟的植物细胞靠渗透作用吸水或失水 6 表达和交流 将本组探究的问题 过程 结果和结论与其它小组交流 听取他们的质疑并进行解释 回忆 科学探究的一般步骤 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 表达与交流 原生质层是一层半透膜吗 原生质层相当于一层半透膜 设计方案 预期结果 按预定方案进行实验 分析实验结果 得出结论 总结 写实验报告并适当交流 植物细胞 质壁分离 植物细胞 质壁分离复原 1 质壁分离产生的条件 1 具有大液泡 2 原生质层相当于半透膜 3 具有细胞壁 全透性 4 原生质层与外界溶液具有浓度差 2 质壁分离产生的原因 内因 原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性外因 外界溶液浓度 细胞液浓度 小结 3 某些物质的质壁分离自动复原现象 如硝酸钾溶液 尿素溶液 乙二醇溶液等 原因是溶质分子可以通过主动运输或自由扩散方式进入细胞液 1 判断植物细胞的死活 2 测定细胞液的的浓度范围 3 比较不同植物细胞的细胞液浓度 4 比较一系列溶液的浓度的大小 5 鉴别不同种类的溶液 如KNO3和蔗糖溶液 探究1 质壁分离和复原实验的应用 探究2 未成熟的植物细胞没有大液泡 能发生渗透作用吗 未成熟的植物细胞没有形成大液泡不能发生渗透作用 是吸胀吸水 1 定义 吸胀作用指亲水胶体如蛋白质 淀粉 纤维素等吸水膨胀的现象 2 细胞特点 植物细胞没有形成大液泡 3 原因 亲水性物质 蛋白质 淀粉 纤维素 4 举例 干种子 茎形成层 根尖分生区 阅读课本63 64页资料分析 思考讨论1 水稻培养液里的Ca2 和Mg2 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相对含量梯度的 其他物质的跨膜运输也是这样吗 4 细胞对物质的吸收有选择性吗 如果有 这中选择性有普遍性吗 总结 1 水分子是顺相对含量的梯度跨膜运输的 2 无机盐的跨膜运输并不都顺相对含量的梯度 3 水稻和番茄对离子的吸收具有选择性 4 人体甲状腺滤泡上皮细胞可以逆浓度梯度从血液中吸收碘 5 不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异 物质的跨膜运输并不都是顺浓度梯度进行 生物膜具有选择透过性 探究 细胞膜是选择透过性膜 半透膜也是允许一些物质能通过 另一些物质不能通过也有选择性 它们之间有什么区别 它们的相同点是都可以使小分子通过而大分子不能通过 不同的是只要分子比半透膜的孔径小 就能通过半透膜 而对选择透过性膜来说 即便是小分子 只要不是细胞所要选择吸收的 也不能通过 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 生物膜的选择透过性是活细胞的一个重要特征 归纳总结 1 物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的 而是对于物质的输入和输出具有选择性的 2 细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜 水分子能通过的细胞选择吸收的离子和小分子不能通过的 其他离子 小分子 蔗糖 大分子3 选择透过性是活细胞的一个重要特征 当堂巩固 1 下列现象中 属于渗透作用的是 A 蔗糖分子通过细胞壁B 水分子通过原生质层C 蛋白质分子通过核膜D 钙离子通过细胞膜2 甜菜块根细胞的液泡中有花青素 使块根变为红色 将块根切成小块放在蒸馏水中 水无明显的颜色变化 但用盐酸处理这些根后 则能使水变红 其原因是 A 花青素不溶于水而溶于盐B 盐酸破坏了细胞膜的选择透过性C 盐酸破坏了原生质层的选择透过性D 细胞壁被盐酸破坏 C B 3 a b c是三个相邻的细胞 已知a细胞液浓度 b细胞液浓度 c细胞液浓度 如图所示 能正确表示水分在三者之间关系的是 B D C 4 将一块新鲜马铃薯切成5块 放在一定浓度的蔗糖溶液中 通过显微镜观察细胞 结果如下表 则马铃薯的细胞液浓度大约为g ml A 0 05 0 10B 0 10 0 15C 0 15 0 20D 0 20 0 25 B 5 下图是处于不同生理状态的同一个洋葱鳞茎的三个洋葱鳞片叶表皮细胞 实验药品有清水 30 蔗糖溶液 分析回答 1 图中A细胞处于状态 处充满了 2 图中 共同组成 3 图中各细胞的细胞液浓度最高 颜色最深的是 细胞图 4 如果将C细胞置于清水中 则该细胞最终将处于图中 细胞的状态 5 在做洋葱表皮细胞质壁分离的实验过程中 图中各细胞状态依次出现的顺序是 用A B C顺序表示 原生质层 A B BCA 蔗糖溶液 质壁分离