生 物必修必修 人教版人教版新课标导学新课标导学新课标导学新课标导学第四章物质的输入和输出物质的输入和输出第第1节物质跨膜运输的实例节物质跨膜运输的实例4 4指指点点迷迷津津5 5学学霸霸记记忆忆6 6知知识识构构建建7 7训训练练巩巩固固8 8课课时时作作业业1 1新新旧旧脉脉络络2 2基基础础知知识识3 3课课内内探探究究新新 旧旧 脉脉 络络学习目标学习目标1理解植物细胞质壁分离与复原的原理。理解植物细胞质壁分离与复原的原理。2学会观察植物细胞的质壁分离和复原。学会观察植物细胞的质壁分离和复原。3举例说出细胞膜是选择透过性膜。举例说出细胞膜是选择透过性膜。核心概念核心概念浓度差半透膜原生质层伸缩性浓度差半透膜原生质层伸缩性基基 础础 知知 识识一、细胞的吸水和失水一、细胞的吸水和失水1原理原理细胞吸水和失水的原理是细胞吸水和失水的原理是_作用，该作用发生须具备两个条件：作用，该作用发生须具备两个条件：渗透渗透 2动物细胞的吸水和失水动物细胞的吸水和失水(1)条件条件动物细胞可以构成一个渗透装置，其中细胞膜相当于动物细胞可以构成一个渗透装置，其中细胞膜相当于_。细胞膜两侧存在细胞膜两侧存在_。(2)吸水与失水吸水与失水当外界溶液浓度小于细胞质浓度时，细胞当外界溶液浓度小于细胞质浓度时，细胞_；当外界溶液浓度大于细胞质浓度时，细胞当外界溶液浓度大于细胞质浓度时，细胞_；当外界溶液浓度等于细胞质浓度时，水分当外界溶液浓度等于细胞质浓度时，水分_。半透膜半透膜 浓度差浓度差 吸水膨胀吸水膨胀 失水皱缩失水皱缩 进出细胞处于动态平衡进出细胞处于动态平衡 3植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水(1)成熟植物细胞的结构成熟植物细胞的结构(2)质壁分离与质壁分离复原质壁分离与质壁分离复原当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水质壁质壁_；发发生生质质壁壁分分离离的的细细胞胞，当当外外界界溶溶液液浓浓度度小小于于细细胞胞液液浓浓度度时时，细细胞胞吸吸水水质质壁壁_；当外界溶液浓度等于细胞液浓度时，水分当外界溶液浓度等于细胞液浓度时，水分_。分离分离 分离复原分离复原 进出细胞处于动态平衡进出细胞处于动态平衡 Mg2、Ca2 逆浓度梯度逆浓度梯度 差异差异 顺相对含量梯度顺相对含量梯度 选择性选择性 选择透过性选择透过性 水水 离子、小分子离子、小分子 大分子大分子 1有有的的黑黑心心商商贩贩向向猪猪、牛牛、羊羊肉肉中中注注水水，以以增增加加肉肉的的重重量量，他他们们能能注注进进去去吗？这体现了什么生物学原理？吗？这体现了什么生物学原理？提示：提示：渗透渗透吸吸2你知道盐碱地庄稼不易成活的主要原因吗？你知道盐碱地庄稼不易成活的主要原因吗？提提示示：盐盐碱碱地地土土壤壤溶溶液液浓浓导导致致植植土土壤壤吸吸困困植植反反失失植植应应足足死亡死亡3在同一块田里连年种同一种作物会出现产量下降现象，试解释原因。在同一块田里连年种同一种作物会出现产量下降现象，试解释原因。提提示示：块块田田里里植植离离吸吸收收导导致某致某元元降降就就影响影响导导致产致产降降1将将人人的的红红细细胞胞放放入入4 蒸蒸馏馏水水中中，一一段段时时间间后后红红细细胞胞破破裂裂，其其主主要要原原因因是是蒸馏水大量进入红细胞。蒸馏水大量进入红细胞。()2植物细胞质壁分离的过程中水分子的扩散只能单向进行。植物细胞质壁分离的过程中水分子的扩散只能单向进行。()3植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。()4成成熟熟植植物物细细胞胞在在高高浓浓度度溶溶液液中中发发生生质质壁壁分分离离是是因因为为细细胞胞壁壁具具有有选选择择透透过过性。性。()5质壁分离是指原生质层与细胞壁分离。质壁分离是指原生质层与细胞壁分离。()判断题判断题 6渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差。渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差。()7同种细胞吸收不同矿质元素离子的速率都相同。同种细胞吸收不同矿质元素离子的速率都相同。()8番茄和水稻根系吸收番茄和水稻根系吸收Si元素的量相等。元素的量相等。()9细胞吸水和失水是水分子逆相对含量梯度跨膜运输的过程。细胞吸水和失水是水分子逆相对含量梯度跨膜运输的过程。()10无机盐离子可以逆相对含量梯度进行跨膜运输。无机盐离子可以逆相对含量梯度进行跨膜运输。() 课课 内内 探探 究究知识点知识点1渗透现象及原理分析渗透现象及原理分析3渗透作用的原理渗透作用的原理4三种渗透模型的比较三种渗透模型的比较有关渗透现象的三点提醒有关渗透现象的三点提醒(1)两两溶溶液液间间的的水水分分子子进进行行双双向向运运动动，实实际际观观察察到到的的只只是是水水分分子子双双向向运运动动差差异异所导致的液面变化。所导致的液面变化。(2)当液面高度不再变化时，水分子仍进出半透膜，但进出达到平衡。当液面高度不再变化时，水分子仍进出半透膜，但进出达到平衡。(3)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上升，最后达到渗透平衡。面上升，最后达到渗透平衡。下列现象属于渗透作用的是下列现象属于渗透作用的是()A蔗糖在水中溶解后使水变甜蔗糖在水中溶解后使水变甜B春天放在空气中食盐潮解春天放在空气中食盐潮解C小麦种子浸在水中逐渐胀大小麦种子浸在水中逐渐胀大D新鲜菜叶放在水中变硬新鲜菜叶放在水中变硬 解解析析 渗渗透透作作用用发发生生的的条条件件有有二二：是是有有半半透透膜膜，是是半半透透膜膜两两侧侧有有浓浓度度差。四个选项中，只有差。四个选项中，只有D项符合题意。项符合题意。D 变变式式训训练练1如如图图所所示示，甲甲是是渗渗透透作作用用装装置置示示意意图图，乙乙、丙丙两两曲曲线线图图中中的横坐标代表时间。下列叙述不正确的是的横坐标代表时间。下列叙述不正确的是()A半透膜内溶液半透膜内溶液a的浓度变化可用图丙表示的浓度变化可用图丙表示B水分子由半透膜外进入半透膜内的速率变化可用图乙表示水分子由半透膜外进入半透膜内的速率变化可用图乙表示C玻璃管内的液面高度变化可用图丙表示玻璃管内的液面高度变化可用图丙表示D半透膜内外浓度差的变化可用图乙表示半透膜内外浓度差的变化可用图乙表示A 解解析析 由由于于半半透透膜膜内内为为质质量量分分数数为为30%的的蔗蔗糖糖溶溶液液，外外面面为为蒸蒸馏馏水水，膜膜内内溶溶液液浓浓度度高高于于膜膜外外溶溶液液浓浓度度，整整体体而而言言，水水分分子子由由膜膜外外进进入入膜膜内内，蔗蔗糖糖溶溶液液浓浓度度降降低低，可可用用图图乙乙表表示示。水水分分子子进进入入半半透透膜膜的的速速率率由由膜膜内内外外两两侧侧的的浓浓度度差差决决定定，由由于于水水分分子子不不断断进进入入膜膜内内，两两侧侧的的浓浓度度差差越越来来越越小小，水水分分子子进进入入半半透透膜膜的的速速率率也也逐逐渐渐下下降降，最最后后保保持持不不变变，可可用用图图乙乙表表示示。随随着着水水分分子子的的进进入入，玻玻璃璃管管内内的的液液面面高高度逐渐上升，一段时间后保持不变，可用图丙表示。度逐渐上升，一段时间后保持不变，可用图丙表示。一、植物细胞的吸水和失水的实验探究一、植物细胞的吸水和失水的实验探究1植物细胞与渗透装置的比较植物细胞与渗透装置的比较据图分析可知，一个植物细胞类似于一个渗透装置。据图分析可知，一个植物细胞类似于一个渗透装置。知识点知识点2探究植物细胞的吸水和失水探究植物细胞的吸水和失水2探探究究性性实实验验的的一一般般过过程程：根根据据观观察察到到的的现现象象，提提出出问问题题作作出出假假设设设设计实验计实验进行实验进行实验分析结果，得出结论分析结果，得出结论总结交流总结交流进一步探究。进一步探究。3假设：原生质层相当于一层半透膜。假设：原生质层相当于一层半透膜。4预预期期结结果果：由由于于原原生生质质层层相相当当于于一一层层半半透透膜膜，水水分分子子可可以以自自由由透透过过，而而蔗蔗糖糖分分子子不不能能透透过过。因因此此，在在蔗蔗糖糖溶溶液液中中植植物物细细胞胞的的中中央央液液泡泡会会变变小小，发发生生质质壁壁分离。分离。5装片制作示意图及实验流程装片制作示意图及实验流程(1)装片制作示意图装片制作示意图(2)实验流程实验流程9实验操作中注意的问题实验操作中注意的问题(1)实实验验材材料料：选选择择实实验验材材料料是是实实验验成成功功的的关关键键之之一一。要要选选取取成成熟熟的的、液液泡泡带带有有一一定定颜颜色色的的植植物物组组织织进进行行实实验验，便便于于观观察察实实验验现现象象，如如紫紫色色的的洋洋葱葱鳞鳞片片叶叶外外表表皮细胞。皮细胞。(2)实验试剂：实验试剂：浓度适宜：浓度适宜：a若蔗糖溶液浓度过低，不足以引起质壁分离或质壁分离所需时间过长。若蔗糖溶液浓度过低，不足以引起质壁分离或质壁分离所需时间过长。b若蔗糖溶液浓度过高，可能造成植物细胞失水过多、过快而死亡。若蔗糖溶液浓度过高，可能造成植物细胞失水过多、过快而死亡。种类得当：种类得当：a若若使使用用质质量量浓浓度度为为1 mol/L的的KNO3溶溶液液，则则细细胞胞能能发发生生质质壁壁分分离离，并并能能自自动复原。因为动复原。因为K和和NO可被细胞吸收，使细胞液浓度增大，细胞渗透吸水。可被细胞吸收，使细胞液浓度增大，细胞渗透吸水。b若若使使用用质质量量浓浓度度为为1 mol/L的的醋醋酸酸溶溶液液，则则不不发发生生质质壁壁分分离离及及复复原原现现象象。因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。(3)实验操作过程：实验操作过程：滴滴加加蔗蔗糖糖溶溶液液或或清清水水时时，应应在在载载物物台台上上操操作作，故故滴滴加加液液体体不不要要太太多多，避避免免污染物镜镜头。污染物镜镜头。观观察察质质壁壁分分离离的的时时间间不不宜宜过过长长，以以免免细细胞胞因因长长期期处处于于失失水水状状态态而而死死亡亡，影影响对复原现象的观察。响对复原现象的观察。知识贴士知识贴士并非并非壁壁离离熟熟植植液液泡泡壁壁离离未未熟熟植植液泡液泡壁壁离离观察观察壁壁壁壁离离壁壁离离“”层层壁壁离离膜膜壁壁间间隙隙充充满满蔗蔗糖糖溶溶液液(壁壁透透)壁壁离离外外溶溶液液浓浓液液浓浓随随渗渗透透失失虽虽液液浓浓增增仍仍外外溶溶液液浓浓(处处浓浓浓浓)将将紫紫色色洋洋葱葱鳞鳞片片叶叶表表皮皮浸浸润润在在0.3 g/mL的的蔗蔗糖糖溶溶液液中中，1分分钟钟后后进进行显微观察，结果如图。下列叙述错误的是行显微观察，结果如图。下列叙述错误的是()A A图中图中L是细胞壁，是细胞壁，M是液泡，是液泡，N是细胞质是细胞质B将将视视野野中中的的细细胞胞浸浸润润在在清清水水中中，原原生生质质层层会会逐逐渐渐复复原原C实实验验说说明明细细胞胞膜膜与与细细胞胞壁壁在在物物质质透透过过性性上上存存在在显显著著差异差异D洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料 解解析析 成成熟熟的的紫紫色色洋洋葱葱鳞鳞片片叶叶表表皮皮细细胞胞在在质质量量浓浓度度为为0.3 g/mL的的蔗蔗糖糖溶溶液液中中发发生生了了质质壁壁分分离离，结结合合题题干干中中的的图图可可知知，L是是细细胞胞壁壁，M是是液液泡泡，N是是细细胞胞壁壁与与原原生生质质层层之之间间的的部部分分，故故A项项错错误误；将将视视野野中中的的细细胞胞浸浸润润在在清清水水中中，液液泡泡会会渗渗透透吸吸水水，原原生生质质层层逐逐渐渐复复原原，故故B项项正正确确；细细胞胞膜膜具具有有选选择择透透过过性性，蔗蔗糖糖不不能能透透过过，而而细细胞胞壁壁允允许许蔗蔗糖糖通通过过，具具有有全全透透性性，故故C项项正正确确；洋洋葱葱根根尖尖分分生生区区细细胞胞不不具具有有大液泡，渗透吸水与失水不明显，因此不宜作为该实验的实验材料，故大液泡，渗透吸水与失水不明显，因此不宜作为该实验的实验材料，故D项正确。项正确。变变式式训训练练2下下图图为为某某同同学学利利用用紫紫色色洋洋葱葱鳞鳞片片叶叶作作为为实实验验材材料料，观观察察植植物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤。下列相关叙述中，错误的是物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤。下列相关叙述中，错误的是()A第第二二次次观观察察(D)和和第第一一次次观观察察(B)形形成成对对照照，第第三三次次观观察察(F)和和第第二二次次观观察察(D)形成对照形成对照B该该实实验验用用显显微微镜镜主主要要观观察察原原生生质质层层和和细细胞胞壁壁的的位位置置、液液泡泡的的颜颜色色和和大大小小等等D C如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的KNO3溶液，则可以省略溶液，则可以省略E过程过程D增大蔗糖溶液的浓度，实验效果会更明显且不影响细胞的活性增大蔗糖溶液的浓度，实验效果会更明显且不影响细胞的活性 解解析析 解解答答本本题题要要清清楚楚每每一一步步的的操操作作方方法法及及目目的的，尤尤其其是是显显微微镜镜观观察察的的指指标标及及溶溶液液的的种种类类和和浓浓度度对对该该实实验验结结果果的的影影响响。图图中中共共有有三三次次利利用用显显微微镜镜进进行行的的观观察察，观观察察的的指指标标主主要要是是原原生生质质层层和和细细胞胞壁壁的的位位置置关关系系以以及及液液泡泡的的大大小小和和颜颜色色。三三次次观观察察形形成成对对照照，了了解解是是否否发发生生了了质质壁壁分分离离或或质质壁壁分分离离复复原原，A、B两两项项正正确确。如如果果将将蔗蔗糖糖溶溶液液换换成成浓浓度度适适宜宜的的KNO3溶溶液液，由由于于细细胞胞在在失失水水的的同同时时，会会不不断断地地吸吸收收K和和NO，导导致致细细胞胞液液浓浓度度升升高高，当当细细胞胞液液浓浓度度大大于于外外界界溶溶液液浓浓度度时时，细细胞胞开开始始吸吸水水，从从而而出出现现质质壁壁分分离离自自动动复复原原现现象象，C项项正正确确。如如果果蔗蔗糖糖溶溶液液浓浓度度过过大大，会导致细胞因过度失水而死亡，会导致细胞因过度失水而死亡，D项错误。项错误。指指 点点 迷迷 津津假假设设将将标标号号为为甲甲、乙乙、丙丙的的同同一一种种植植物物的的细细胞胞(细细胞胞液液浓浓度度相相同同)分分别别放放在在a、b、c三三种种不不同同浓浓度度的的蔗蔗糖糖溶溶液液中中，一一段段时时间间后后得得到到如如图图所所示示状状态态(原原生质层不再变化生质层不再变化)。据图分析推理不正确的是。据图分析推理不正确的是()A实验前蔗糖溶液浓度为：实验前蔗糖溶液浓度为：cbaB实验后蔗糖溶液浓度为：实验后蔗糖溶液浓度为：cbaC实验后细胞的吸水能力：丙乙甲实验后细胞的吸水能力：丙乙甲D实验后细胞液浓度：丙乙甲实验后细胞液浓度：丙乙甲 解解析析 由由于于浓浓度度差差越越大大发发生生质质壁壁分分离离的的程程度度就就越越大大，所所以以c蔗蔗糖糖溶溶液液浓浓度度最最高高，b次次之之，a最最低低；实实验验后后a、b、c中中的的细细胞胞的的吸吸水水与与失失水水均均已已处处于于动动态态平平衡衡状状态态，由由于于此此时时细细胞胞液液浓浓度度：丙丙乙乙甲甲，所所以以外外界界溶溶液液的的浓浓度度也也是是不不相相同同的的，应应为为cba。B 学学 霸霸 记记 忆忆1渗透作用渗透作用(1)概概念念：指指水水分分子子或或其其他他溶溶剂剂分分子子通通过过半半透透膜膜从从低低浓浓度度溶溶液液向向高高浓浓度度溶溶液液的的扩散。扩散。(2)发生条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧具有浓度差。发生条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧具有浓度差。2原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。3植植物物细细胞胞的的吸吸水水和和失失水水：外外界界溶溶液液浓浓度度细细胞胞液液浓浓度度时时，细细胞胞失失水水，发发生生细细胞胞质质壁壁分分离离。外外界界溶溶液液浓浓度度细胞液浓度。细胞液浓度。5细胞膜生理特点细胞膜生理特点选择透过性选择透过性水水分分子子可可以以自自由由通通过过，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、小小分分子和大分子则不能通过。子和大分子则不能通过。知知 识识 构构 建建