高中生物必修1 第4章 第1节物质跨膜运输的实例

高中生物必修1 第4章 第1节物质跨膜运输的实例

第一节 物质跨膜运输的实例 第四章 细胞的物质输入和输出 问题探讨——渗透系统装置 思考与讨论 1、漏斗管内的液面为什么会升高？ 2、如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？ 3、如果烧杯中的是蔗糖溶液，漏斗管内是清水，结果会怎样？ 4、如果烧杯和漏斗管内都是蔗糖溶液，结果会怎样？ 单位时间内透过玻璃管进入漏斗的水分子比渗出的多 不会。蔗糖分子和水分子都可以透过纱布 漏斗管内的液面会下降 烧杯内蔗糖浓度>漏斗管内蔗糖浓度：漏斗管液面下降 烧杯内蔗糖浓度<漏斗管内蔗糖浓度：漏斗管液面上升 烧杯内蔗糖浓度=漏斗管内蔗糖浓度：漏斗管液面不变 5、若葡萄糖分子不能通过半透膜，在烧杯和漏斗管内分别加入同等浓度的蔗糖和葡萄糖，结果会怎么样？ 若改成同等质量分数的蔗糖和葡萄糖，结果会怎么样？ 6、若葡萄糖分子能通过半透膜，在烧杯和漏斗管内分别加入清水和葡萄糖溶液，结果会怎么样？ 7、若葡萄糖分子能通过半透膜，第5题结果会怎么样？ 思考与讨论 同等浓度：水分子进出量相等，漏斗管内液面不变。同等质量：蔗糖溶液浓度低，故漏斗管液面上升。 漏斗管内的液面先上升再下降。 同等浓度：漏斗管内液面下降。 同等质量：漏斗管液面先上升再下降。 条件 有半透膜 半透膜两侧的溶液存在浓度差 .. 渗透作用 ： 水分子 （或其他溶剂分子） 透过半透膜的扩散 ，称为渗透作用. 概念 方向： 一、渗透作用 低浓度溶液 高浓度溶液 类比推理 细胞膜 细胞内溶液 如果将装置中的漏斗换成动物细胞，还会不会发生渗透作用呢？ 动物细胞也能渗透吸水 ，细胞膜相当于 。 半透膜 外界溶液 细胞质浓度 动物细胞 吸水膨胀 外界溶液 细胞质浓度 动物细胞 失水皱缩 外界溶液 细胞质浓度 水分进出动物细胞 动态平衡 二、动物细胞 （ 红细胞 ） 的吸水和失水 思考与讨论 1、红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？ 2、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？ 3、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ 大分子有机物不能通过细胞膜。 一般会因持续吸水而涨破。 取决于红细胞内外浓度差。 差值越大，吸水或失水越多。 细胞质 细胞膜 液泡膜 原生质层 细胞壁 细胞液 1、成熟的植物细胞的结构 半透膜 外界溶液 浓度差 全透性 三、植物细胞的吸水和失水 材料：洋葱鳞片叶、0.3g/mL的蔗糖溶液，清水 器具：显微镜、镊子、吸水纸等 　　①为了便于观察到细胞中 液泡 的变化，你应该选取鳞片叶的紫色外表皮细胞还是无色内表皮细胞？ 2、探究实验：植物细胞的吸水和失水 紫色外表皮细胞 材料：洋葱鳞片叶、0.3g/mL的蔗糖溶液，清水 器具：显微镜、镊子、吸水纸等 　　①为了便于观察到细胞中 液泡 的变化，你应该选取鳞片叶的紫色外表皮细胞还是无色内表皮细胞？ 2、探究实验：植物细胞的吸水和失水 　　 ②紫色表皮细胞选好后，要把它放到溶液中制作成 临时装片 ，要想看到细胞 失水 ，你觉得这个溶液应该用蔗糖溶液呢还是清水？ 0.3g/ml的蔗 糖溶液处理 ② 细胞在什么情况下失水导致液泡变小？ ③ 细胞在什么情况下吸水导致液泡变大？ 清水处理 2、探究实验：植物细胞的吸水和失水 2、探究实验：植物细胞的吸水和失水 植物细胞在高浓度溶液中失水 植物细胞在低浓度溶液中吸水 0.3g/ml的蔗 糖溶液处理 清水处理 3、植物细胞的质壁分离和质壁分离的复原 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。 质壁分离的复原 ：发生质壁分离的植物细胞因吸水膨胀，恢复成原来的状态。 4 、实验现象 （微观）     中央液泡 原生质层与细胞壁 的距离 原生质体 大小变化 蔗糖 溶液 清水 变小、颜色变深 逐渐恢复原来大小、颜色变浅 原生质层复原 分离 由小变大 由大变小 细胞渗透失水 植物细胞质壁分离 细胞壁的伸缩性 原生质层的伸缩性 ＜ 5、发生质壁分离的原因 外因： 外界溶液浓度 细胞液浓度 ＞ 内因： 原生质层相当于一层半透膜 特别提醒 1.质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是____________________，因为细胞壁是全透性且有水分通过原生质层渗出来。 2.若用50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因为______________________。 3.若用尿素、乙二醇、KNO 3 、NaCl等做实验会出现_____________现象，因为外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。 浓度降低的外界溶液 细胞过度失水而死亡 自动复原 初始浓度 0 Mg 2＋ Ca 2+ Si 4+ 离子 培养液中的离子浓度 水稻 番茄 四、物质跨膜运输的其他实例 1、水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？是不是水稻不吸收反而向外排出呢？ 2、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？ 实例一 水稻吸收的水分子和 Si 4+ 多，对钙、镁的吸收少。 有差异。 水稻吸收大量的硅，对钙镁的吸收少； 番茄吸收的钙镁较多，几乎不吸收硅。 不一定。如碘的吸收，是根据生物生命活动的需要。 实例二 20 —25倍 人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力 250mg/L 血液中碘的浓度 I － 3、水分子的运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也是这样的吗？由此你能得出什么结论？ 细胞对于物质的输出和输入有选择性。 普遍存在（同一生物对不同离子的吸收量不同； 不同生物对同一种离子的吸收量不同。） 28.16 48.55 米曲菌 38.66 51.00 酵母菌 2.41 4.93 圆褐固氮菌 12.95 33.99 大肠杆菌 K 2 O P 2 O 5 微生物 实例三 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？ 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并不都是这样，这取决 于细胞生命活动的需要。 细胞对物质的吸收是有选择的。 结论（生物膜的功能特点）： 小结：物质跨膜运输的特点 生物膜都是选择透过性膜。 1.将洋葱鳞片叶表皮放在“0.45 mol/L蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离；放在0. 35mol/L蔗糖溶液中细胞有胀大的趋势；放在0. 40mol/L蔗糖溶中，细胞似乎不发生变化”。这表明( )    A.细胞已经死亡   B.蔗糖分子可以自由进出细胞   C.细胞液浓度与0. 40mol/L蔗糖溶液浓度相当 D.细胞质壁分离后能自动复原 C 课堂练习 2.在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如右图。若将处于b浓度溶液中 的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量 将 ( ) A.不变 B.增大 C.减小 D.先增后减 B 3.如图表示渗透作用装置图，其中半透膜为膀胱膜（蔗糖分子不能通过，水分子可以自由通过）。图中溶液A、B、a、b均为蔗糖溶液，其浓度分别用M A 、M B 、M a 、M b 表示，且M A ＞M B ，M a =M b ＞M A 。一段时间达到平衡后，甲装置、乙装置液面上升的高度分别为h 1 、h 2 ，a、b的浓度分别为M 1 、M 2 ，则 ( ) A.h 1 ＞h 2 ，M 1 ＜M 2 B.h 1 ＜h 2 ，M 1 =M 2 C.h 1 ＞h 2 ，M 1 ＞M 2 D.h 1 ＜h 2 ，M 1 ＞M 2 D 4.以紫色洋葱鳞茎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30%的蔗糖溶液比10%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 D (1)此图所表示洋葱细胞发生的现象叫 ， 即 和 分离。 (2)图中1所示的空间充满的液体 是_________________ 5、图示置于30%蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞 （1）细胞外溶液的浓度比（ ）的浓度大 （2）细胞壁的伸缩性比（ ）的伸缩性小。 (3)细胞发生质壁分离的原因是： 质壁分离 蔗糖溶液 细胞液 原生质层 细胞壁 原生质层 2、探究实验：植物细胞的吸水和失水