生物精華學案：物質跨膜運輸的實例

1、生物精華學案：物質跨膜運輸的實例一、滲透系統(tǒng)裝置1、漏斗管內液面為什么會升高？2、如果用一層紗布代替玻璃紙，漏斗管內液面還會升高嗎？3、如果燒杯中的不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結果會怎樣？討論不會，沒有半透膜液面不會升高，沒有濃度差單位體積內的水分子數：燒杯（清水）漏斗（蔗糖溶液）單位時間內水分子透過的數量：燒杯漏斗漏斗燒杯所以，漏斗液面升高這與半透膜兩側溶液的濃度差有關原理條件一、滲透作用水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜的擴散，稱為滲透作用半透膜膜兩側的溶液具有濃度差溶液A濃度小于溶液B，水分子從A B移動溶液A濃度大于溶液B，水分子從B A移動 .滲透與擴散的比較 擴散是指某些物質

2、分子從高濃度向低濃度的運動, 可以是氣體、溶劑分子,也可以是溶質分子;而滲 透是水分子或其他溶劑分子通過半透膜或選擇透 過性膜的擴散。滲透需要半透膜,是擴散的一種特 殊形式。二者關系如下圖所示: 二、動物細胞的吸水與失水外界溶液濃度 細胞質濃度討論1、紅細胞內的血紅蛋白等有機物能透過細胞膜嗎？2、紅細胞的細胞膜是不是相當于“問題探討”中所說的半透膜？不能是低滲溶液高滲溶液等滲溶液吸水膨脹失水皺縮動態(tài)平衡3、當外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而漲破嗎？4、紅細胞吸水或失水的多少取決于什么條件？5、食物較咸時，口腔和唇粘膜有什么感覺？為什么？不一定，濃度差很大時會漲破 濃度差不是很大時不會

3、漲破濃度差，外界溶液濃度遠大于細胞液濃度時，紅細胞失水多 外界溶液濃度遠小于細胞液濃度時，紅細胞吸水多 干燥難受的感覺，外界濃度高，口腔和唇粘膜細胞失水濃度差越大細胞吸水或失水越多思考與討論吸水膨脹失水皺縮紅細胞的吸水膨脹和失水皺縮是滲透現象嗎？水在細胞內外的流動方向有什么規(guī)律？ 水分子透過細胞膜順著濃度梯度（從低到高）進出動物細胞的。植物細胞與動物細胞具有不完全相同的結構，那么，植物細胞的吸水或失水條件與動物細胞的是否一致呢？其它動物細胞的吸水和失水的原理與紅細胞是一樣的！糖漬西紅柿醋拌黃瓜三、植物細胞的吸水和失水細胞膜細胞質液泡膜原生質層細胞壁液泡植物細胞壁是全透性的相關資料細胞內的液體環(huán)

4、境主要指的是液泡里面的細胞液細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質稱為原生質層細胞液如果將一個成熟的植物細胞放置于濃度大于細胞液濃度的蔗糖溶液時，會發(fā)生滲透現象嗎？我們將會看見什么現象？假如再把該細胞置于清水中，會發(fā)生細胞漲破的現象嗎？我們將會看見什么現象？思考并回答原生質層是否相當于一個半透膜？如果你要研究上述所列問題，你該如何進行相關探究準備？ 探究實驗一般步驟：提出問題作出假設設計實驗科學實驗分析結果表達與交流（原生質層是一層半透膜嗎？）（原生質層相當于一層半透膜）（設計方案、預期結果）（按預定方案進行實驗）（分析實驗結果，得出結論：）（總結，寫實驗報告并適當交流）2、植物細胞的吸水和失水

5、問題探究實驗 原生質層相當于一層半透膜紫色的鱗片葉外表皮洋 蔥無色的鱗片葉內表皮光學顯微鏡正常狀態(tài)下發(fā)生質壁分離質壁分離復原對照組：質壁分離后不再復原滴加一定濃度的蔗糖溶液滴加清水不作任何處理外界溶液濃度 細胞液的濃度，細胞失水植物細胞質壁分離現象返回外界溶液濃度 細胞液的濃度，細胞吸水植物細胞質壁分離復原現象返回正常狀態(tài)高濃度狀態(tài)低濃度狀態(tài)觀察到的圖像液泡大小變化原生質層位置變小原生質層 脫離細胞壁逐漸恢復原來大小原生質層 恢復原來位置大原生質層 緊貼細胞壁如果將一個成熟的植物細胞放置于濃度大于細胞液濃度的蔗糖溶液時，會發(fā)生滲透現象嗎？我們將會看見什么現象？假如再把該細胞置于清水中，會發(fā)生細

6、胞漲破的現象嗎？我們將會看見什么現象？思考并回答原生質層是否相當于一個半透膜？ 植物細胞在高濃度溶液中會失水，發(fā)生質壁分離；而在低濃度溶液中會吸水，發(fā)生了質壁分離的細胞會發(fā)生質壁分離的復原。1.植物細胞失去的水來自液泡。半透膜內側有蔗糖液半透膜外側有清水半透膜滲透系統(tǒng)裝置成熟的植物細胞與外界溶液可以構成滲透系統(tǒng)。原生質層內側有細胞液原生質層外側有外界溶液成熟的植物細胞原生質層原生質層外界溶液細胞液雞蛋膜(半透膜)蔗糖溶液清水結論：1、原生質層相當于半透膜2、外界溶液濃度大于細胞液濃度- 細胞失水（質壁分離）3、外界溶液濃度小于細胞液濃度-細胞吸水（質壁分離復原）4、細胞膜具有選擇透過性(1)原

7、因內因：外因：外界溶液濃度大于細胞液濃度原生質層具半透性細胞滲透失水細胞壁伸縮性小原生質層伸縮性大(2)表現宏觀上：植物由堅挺 萎蔫微觀上：質壁分離液泡(大 小)細胞液顏色(淺 深)原生質層與細胞壁分離質壁分離質壁分離質壁分離的原因 動物細胞與植物細胞吸水和失水的原理雖相同，但“濃度”的比較有區(qū)別。前者是外界濃度與細胞質濃度的比較，后者則是外界溶液濃度與細胞液濃度的比較。細胞液與細胞質是兩個不同的概念，細胞液是指液泡中的液體，細胞質中含糖類、無機鹽、色素和蛋白質等物質。 動植物細胞在吸水方面的差異動物細胞沒有細胞壁，因此不會有質壁分離現象四、其他物質的跨膜運輸細胞的吸水和失水是水分子順相對含量

8、的梯度跨膜運輸的！結論：細胞膜有選擇透過性！ 1.上圖示處于不同生理狀態(tài)的三個洋蔥鱗片葉表皮細胞，請回答：自我評價： 圖A細胞處于何種生理狀態(tài)？ 。 如是洋蔥鱗片葉表皮細胞質壁分離實驗中觀察到的圖，先后觀察到的圖示順序為 。 圖中標號指的物質是 。 如上圖是同一細胞處于不同濃度的溶液中，則A、B細胞所處外界溶液濃度是 。質壁分離外界溶液ABBAC2、a、b、c是三個相鄰的細胞，已知a細胞液濃度 b細胞液濃度 c細胞液濃度,如圖所示，能正確表示水分在三者之間關系的是（ ）CacbacbacbacbABCD3、田間一次施肥過多，作物變得枯萎發(fā)黃，俗稱“燒苗”。其原因是（ ）A、根細胞從土壤中吸收的

9、養(yǎng)分過多B、根細胞不能從土壤中吸水C、根系不能將水向上運輸D、根系被肥料分解釋放的熱能燒毀B4、利用高濃度鹽水（NaCl溶液）殺菌防腐的原理是（ ）A、鹽水中的Cl有殺菌防腐的作用B、鹽水中的Na不利于細菌的生活C、鹽水是中性的，不適于細菌的生活D、由于滲透作用使細菌細胞內的水分滲出而死亡D5、將洋蔥表皮細胞浸入濃度為1mol/L的KNO3溶液中，細胞發(fā)生質壁分離。但過一段時間后，自動發(fā)生質壁分離復原，表皮細胞又恢復到原來狀態(tài)。分析（1）發(fā)生質壁分離的原因是 （2）自動發(fā)生質壁分離復原的原因（3）以上事實表明細胞膜對 的通透性存在差異，所以它是一種選擇透過性膜。 洋蔥表皮細胞液的濃度小于外界溶

10、液濃度，細胞滲透失水；又由于細胞壁的伸縮性小于原生質層的伸縮性，便導致質壁分離. 由于細胞可選擇性地吸收K和NO3，導致細胞液濃度增加直至大于外界溶液的濃度，細胞開始吸水，從而發(fā)生質壁分離復原.離子 .半透膜、選擇透過性膜 （1）區(qū)別 半透膜可以是生物性的選擇透過性膜，也可以是無生命的物理性膜，即指某些物質可以透過而另一些物質不能透過的多孔性薄膜，物質能否通過取決于分子的大小。 選擇透過性膜是具有生命的生物膜，載體的存在決定了其對不同物質是否吸收的選擇性。細胞死亡或膜載體蛋白失活后，其選擇透過性喪失。 （2）共性 都允許水分子自由通過，而不允許大分子物質通過。選擇透過性膜相當于半透膜，反之則不

11、然 糾正訓練1.下列現象屬于滲透作用的是 （ ） 水分子通過植物細胞的細胞壁 水分子或其 他溶劑分子通過細胞膜 蔗糖分子通過細胞壁 水分子或其他溶劑分子通過液泡膜 水分子 或其他溶劑分子通過原生質層 干大豆種子泡 在清水中逐漸脹大 暑天新鮮蔬菜在空氣中萎 蔫 A. B. C. D.C思考植物細胞的最外層多了一層細胞壁，它對細胞的吸水或失水有影響嗎？植物細胞壁和原生質層有什么不同的特性？ 植物質壁分離復原實驗 1本實驗成功的關鍵 (1)注意材料的選擇：必須選用活的，用含有大型液泡的植物細胞。洋蔥鱗片葉表皮細胞的細胞液為紫色，易于觀察，是最佳的實驗材料。 (2)使用蔗糖溶液的濃度要適宜：濃度過小，

12、質壁分離現象不明顯，影響觀察；濃度過大，會使細胞在短時間內因失水過多而死亡，無法觀察質壁分離復原。外界溶液對細胞無毒害。 判斷細胞是否發(fā)生質壁分離及復原的規(guī)律(1)從細胞角度分析 具有中央大液泡的成熟植物細胞才可發(fā)生質壁分離現象。 死細胞、動物細胞及未成熟的植物細胞不發(fā)生質壁分離現象。(2)從溶液角度分析 在溶質可穿膜的溶液中細胞會發(fā)生先質壁分離后自動復原現象（乙二醇、甘油、尿素、KNO3等溶液）。 在溶質不能穿膜的溶液中細胞只會發(fā)生質壁分離現象，不能自動復原。 在高濃度溶液中細胞可發(fā)生質壁分離現象，但會因過度失水而死亡不再復原。判斷細胞是否發(fā)生質壁分離及復原的規(guī)律3.質壁分離實驗的拓展應用及方法(1)判斷細胞的死活待測細胞蔗糖溶液 發(fā)生質壁分離和復原 活細胞不發(fā)生質壁分離可能是死細胞 (2)驗證原生質層和細胞壁伸縮性的大小成熟植物細胞+蔗糖溶液 發(fā)生質壁分離現象細胞壁伸縮性小于原生質層伸縮性不發(fā)生質壁分離 細胞壁伸縮性大于或等于原生質層的伸縮性。 (3)測定細胞液濃度范圍 待測細胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液 細胞液濃度介于未發(fā)生質壁分離和剛剛發(fā)生質壁分離的蔗糖溶液的濃度之間。(4)比較不同植物細胞的細胞液濃度 不同植物細胞同