《物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例》好

第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出______細(xì)胞的吸水與失水第1節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例滲透裝置半透膜：半透膜是一類(lèi)可以讓小分子物質(zhì)通過(guò)而大分子物質(zhì)不能通過(guò)的多孔性薄膜一、滲透作用水分子（或其他溶劑分子）透過(guò)半透膜從低濃度溶液向高濃度溶液的擴(kuò)散，稱(chēng)為滲透作用滲透裝置半透膜：半透膜是一類(lèi)可以讓小分子物質(zhì)通過(guò)而大分子物質(zhì)不能通過(guò)的多孔性薄膜一、滲透作用（玻璃紙）水分子（或其他溶劑分子）透過(guò)半透膜從低濃度溶液向高濃度溶液的擴(kuò)散，稱(chēng)為滲透作用分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1.漏斗管內(nèi)液面為什么會(huì)升高？由于單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)玻璃紙進(jìn)入長(zhǎng)頸漏斗的水分子數(shù)量多于從長(zhǎng)頸漏斗滲出的水分子數(shù)量，使得管內(nèi)液面升高。2、如果燒杯中的清水,換成同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會(huì)怎樣？半透膜兩側(cè)溶液的濃度相等時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)玻璃紙進(jìn)入長(zhǎng)頸漏斗的水分子數(shù)量等于滲出的水分子數(shù)量，液面也不會(huì)升高。1、滲透作用：

水分子（或其他溶劑分子）透過(guò)半透膜從低濃度溶液向高濃度溶液的擴(kuò)散，稱(chēng)為滲透作用2、產(chǎn)生滲透作用的條件①具有半透膜（主要）半透膜兩側(cè)的溶液濃度不同（具有濃度差）3.滲透作用的原理低濃度溶液滲透高濃度溶液水（1）水含量高水含量低擴(kuò)散（2）滲透的速度取決于半透膜兩側(cè)的溶液的濃度差（滲透壓）對(duì)相近易混淆概念理解辨析1.擴(kuò)散作用、自由擴(kuò)散和滲透作用的關(guān)系

擴(kuò)散作用：物質(zhì)從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域的運(yùn)動(dòng)。

滲透作用：是一種特殊方式的擴(kuò)散，它是指水或其他溶劑分子通過(guò)半透膜（或選擇透過(guò)性膜）進(jìn)行的擴(kuò)散。

自由擴(kuò)散：物質(zhì)通過(guò)生物膜（選擇透過(guò)性膜）的擴(kuò)散作用。聯(lián)系：自由擴(kuò)散和滲透作用都是擴(kuò)散作用2.半透膜、選擇透過(guò)性膜（1）區(qū)別①半透膜是無(wú)生物活性的物理性膜，即指小分子可以透過(guò)，而大分子不能透過(guò)的多孔性薄膜，物質(zhì)能否通過(guò)取決于分子的大小。②選擇透過(guò)性膜是具有生物活性的生物膜，載體的存在決定了其對(duì)不同物質(zhì)是否吸收的選擇性。細(xì)胞死亡或膜載體蛋白失活后，其選擇透過(guò)性喪失。（2）共性都允許水分子自由通過(guò)，而不允許大分子物質(zhì)通過(guò)。二、細(xì)胞的吸水與失水（一）動(dòng)物細(xì)胞的吸水與失水：外界溶液濃度<細(xì)胞質(zhì)濃度外界溶液濃度>細(xì)胞質(zhì)濃度外界溶液濃度＝細(xì)胞質(zhì)濃度外界溶液濃度<細(xì)胞質(zhì)濃度

吸水外界溶液濃度>細(xì)胞質(zhì)濃度

失水外界溶液濃度＝細(xì)胞質(zhì)濃度水分子的進(jìn)出處于動(dòng)態(tài)平衡1、紅細(xì)胞（動(dòng)物細(xì)胞）吸水和失水的條件2、動(dòng)物細(xì)胞相當(dāng)于一個(gè)滲透系統(tǒng)細(xì)胞膜：選擇透過(guò)性膜細(xì)胞質(zhì)：膠體溶液外界溶液濃度細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜，相當(dāng)于一層半透膜；細(xì)胞質(zhì)和外界溶液的濃度不同。1、成熟的植物細(xì)胞細(xì)胞膜(選擇透過(guò)性)細(xì)胞質(zhì)液泡膜(選擇透過(guò)性)原生質(zhì)層細(xì)胞壁(全透性)濃度差：細(xì)胞液濃度與外界溶液濃度不同（二）植物細(xì)胞的吸水與失水成熟的植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜實(shí)驗(yàn)材料：紫色的洋蔥鱗片的外表皮

紫色的洋蔥表皮細(xì)胞中有紫色的大液泡，這有利于在實(shí)驗(yàn)中觀察液泡的變化。0.3g/ml的蔗糖溶液質(zhì)壁分離失水質(zhì)壁分離復(fù)原清水吸水預(yù)期結(jié)果成熟的植物細(xì)胞吸水和失水的實(shí)驗(yàn)

------質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)1.將新鮮的苔蘚植物葉片放入有少量紅墨水、含量為30%的蔗糖溶液中，在顯微鏡下觀察，你會(huì)看到細(xì)胞的狀態(tài)如圖所示，此時(shí)部位①②的顏色分別是

A.①無(wú)色②綠色B.①紅色②綠色

C.①紅色②無(wú)色D.①紅色②紅色實(shí)例點(diǎn)撥實(shí)驗(yàn)步驟1.制作洋蔥鱗片葉外表皮的臨時(shí)裝片

2.用低倍鏡觀察洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞中的液泡的大小,以及原生質(zhì)層的位置.3.用小滴管在蓋玻片的一側(cè)滴一滴質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液，在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸引,這樣重復(fù)幾次.4.在低倍鏡下觀察，可見(jiàn)液泡慢慢縮小,原生質(zhì)緩慢收縮，逐漸出現(xiàn)質(zhì)壁分離的現(xiàn)象。5.在蓋玻片的一側(cè)滴加清水，用吸水紙?jiān)谏w玻片的另一側(cè)吸收，使清水置換蔗糖溶液。6.在顯微鏡下觀察，可見(jiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象緩慢復(fù)原。正常狀態(tài)下發(fā)生質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原滴0.3g/ml的蔗糖溶液滴加清水實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：變小逐漸恢復(fù)原來(lái)大小原生質(zhì)層恢復(fù)原來(lái)位置原生質(zhì)層脫離細(xì)胞壁逐漸恢復(fù)原來(lái)大小略有變小

現(xiàn)象試劑中央液泡大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小蔗糖溶液清水（1）能發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞

———活的成熟的植物細(xì)胞①活細(xì)胞②植物細(xì)胞（有細(xì)胞壁）③有大液泡（成熟的植物細(xì)胞）：原生質(zhì)的伸縮性大于細(xì)胞壁（2）質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的意義①證明成熟的植物細(xì)胞是一滲透系統(tǒng)②判斷植物細(xì)胞的死活③觀察植物細(xì)胞的細(xì)胞膜④測(cè)定細(xì)胞液的濃度(當(dāng)有50%的細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離時(shí)，細(xì)胞液濃度等于外界溶液的濃度）

例題：將洋蔥細(xì)胞放入大于細(xì)胞液濃度的KNO3溶液中，一段時(shí)間后用顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)該細(xì)胞未發(fā)生質(zhì)壁分離，其原因可能是該細(xì)胞(

)①是死細(xì)胞②大量吸水③是根尖分生區(qū)細(xì)胞④大量失水⑤質(zhì)壁分離后又自動(dòng)復(fù)原A．①②③

B．①③⑤

C．②③⑤

D．②④⑤B2、幼嫩的植物細(xì)胞細(xì)胞膜：選擇透過(guò)性膜細(xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜，相當(dāng)于一層半透膜；細(xì)胞質(zhì)和外界溶液的濃度不同。是一滲透系統(tǒng)結(jié)論：幼嫩的植物細(xì)胞也是一滲透系統(tǒng)，可以通過(guò)滲透作用吸水和失水。不同的是，成熟的植物細(xì)胞有中央大液泡，可大量的吸水和失水，因此，成熟的植物細(xì)胞在高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離。推論：任何活細(xì)胞都是一滲透系統(tǒng)，可以通過(guò)滲透作用吸水和失水（因?yàn)椋杭?xì)胞膜是選擇透過(guò)性膜，相當(dāng)于一層半透膜）1．把體積與質(zhì)量濃度相同的葡萄糖（甲液）和蔗糖（乙液）用半透膜（允許溶劑和葡萄糖通過(guò)，不允許蔗糖通過(guò)）如右下圖隔開(kāi)，開(kāi)始和一段時(shí)間后液面情況是A．甲高于乙

B．先甲高于乙，后乙高于甲C．乙高于甲

D．先甲低于乙，后乙低于甲B2.將下列細(xì)胞置于0.3/ml的蔗糖溶液中，會(huì)失水的是（）。會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離的是（）A.分生區(qū)細(xì)胞B.紅細(xì)胞C.根毛細(xì)胞D.草履蟲(chóng)E.導(dǎo)管細(xì)胞ABCDC

3.將三個(gè)體積都為V0的成熟的植物細(xì)胞分別置于清水、0.3g/ml的蔗糖溶液、10%的KNO3溶液中，請(qǐng)畫(huà)出其原生質(zhì)體積隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)。時(shí)間0原生質(zhì)體積V04.下圖是E、F、G為3個(gè)用半透膜制成的小袋，內(nèi)盛有溶液甲或乙，上端分別接上口徑相同的小玻璃管。E和F體積相同，G體積較大，三者置于盛有溶液丙的大容器內(nèi)。原初3個(gè)水玻管內(nèi)的液面高度相同。已知三種溶液濃度高低順序?yàn)槿芤罕救芤阂遥救芤杭住Ｕ?qǐng)回答AB（1）1小時(shí)后，管e和管f的液面升降變化是（）A.管e下降，管f下降B.管e下降，管f上升C.管e上升，管f上升D.管e上升，管f下降（2）下圖中的曲線(xiàn)能顯示管f（實(shí)）和g（虛線(xiàn)）內(nèi)液面可能變化的是（）(2008江蘇生物)5.某同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，甲圖為實(shí)驗(yàn)開(kāi)始狀態(tài)，乙圖為實(shí)驗(yàn)結(jié)束狀態(tài)。請(qǐng)?jiān)谝覉D所示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，探究蔗糖的水解產(chǎn)物能否通過(guò)半透膜。增添的實(shí)驗(yàn)材料：蔗糖酶溶液、斐林試劑、試管、滴管、水浴鍋等。（1）設(shè)計(jì)出繼續(xù)實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)要步驟：①②向a、b兩管分別加入等量蔗糖酶溶液，水浴加熱（或隔水加熱）U型管至適宜溫度，觀察a、b兩管內(nèi)液面的變化吸取a、b兩管內(nèi)適量液體，分別加入A、B兩試管中，并加入斐林試劑，（60～65℃）水浴加熱，觀察A、B試管內(nèi)有無(wú)磚紅色沉淀(2008江蘇生物)5.某同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，甲圖為實(shí)驗(yàn)開(kāi)始狀態(tài)，乙圖為實(shí)驗(yàn)結(jié)束狀態(tài)。請(qǐng)?jiān)谝覉D所示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，探究蔗糖的水解產(chǎn)物能否通過(guò)半透膜。增添的實(shí)驗(yàn)材料：蔗糖酶溶液、斐林試劑、試管、滴管、水浴鍋等。（2）預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并作出結(jié)論如果a、b兩管液面高度差縮小且A、B試管內(nèi)均有磚紅色沉淀，則蔗糖的水解產(chǎn)物能通過(guò)半透膜；如果a、b兩管液面高度差增大且A試管內(nèi)無(wú)磚紅色沉淀、B試管內(nèi)有磚紅色沉淀，則蔗糖的水解產(chǎn)物不能通過(guò)半透膜6.如圖所示P1.P2為半透膜,P1.P2將怎么移?平衡時(shí)3的體積是多少?1232mol/L1mol/L1.5mol/LP1P2VVVP1右移,P2先左移后右移3的體積是V7.將新鮮的馬鈴薯切成5厘米的長(zhǎng)條(粗細(xì)相同),再將長(zhǎng)條置于濃度不同的溶液中，4小時(shí)后，測(cè)量每長(zhǎng)條的長(zhǎng)度，下圖表示長(zhǎng)度與甘露醇濃度的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是（）1）在40g/l濃度，4小時(shí)后，細(xì)胞仍處于膨脹狀態(tài)。2）在100g/l濃度，4小時(shí)后，細(xì)胞處于質(zhì)壁分離狀態(tài)。濃度g/l4080100120長(zhǎng)度/厘米51和28：如圖是有關(guān)物質(zhì)擴(kuò)散的圖解：（1）設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明圖解是成立的。（要求：直接在上圖的裝置1和裝置2的括號(hào)內(nèi)，填上適當(dāng)?shù)娜芤夯蛟噭┑拇?hào)，以表明你的設(shè)計(jì)）.

可供選擇的溶液及試劑：①淀粉溶液；②葡萄糖溶液；③蒸餾水；④I2-KI溶液；⑤少量斐林試劑（斐林試劑能跨膜擴(kuò)散，葡萄糖遇斐林試劑形成磚紅色沉淀）。（2）根據(jù)你的設(shè)計(jì)方案，預(yù)測(cè)一定時(shí)間后兩個(gè)透析袋內(nèi)的顏色變化：

裝置1：

；裝置2：

。（3）若想明顯觀察到水分子擴(kuò)散的結(jié)果，裝置應(yīng)如何改進(jìn)？

①③④②③⑤袋內(nèi)溶液變藍(lán)袋內(nèi)溶液變?yōu)榇u紅將有刻度的玻璃管插入透析袋內(nèi)完1.如下圖所示，在U型管中部c處裝有半透膜，在a側(cè)加入紅色的細(xì)胞色素c（分子量為1.3萬(wàn)道爾頓的蛋白質(zhì)）水溶液，b側(cè)加入清水，并使a、b兩側(cè)液面高度一致，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將是（）A.a、b兩側(cè)液面高度一致，b側(cè)無(wú)色。B.a、b兩側(cè)液面高度一致，b側(cè)紅色。C.a液面低于b液面，b側(cè)無(wú)色。D.a液面高于b液面，b側(cè)無(wú)色。

D例題三、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例1.番茄和水稻吸收無(wú)機(jī)鹽離子的比較科學(xué)家將番茄和水稻分別放在含有Ca2+、Mg2+

和Si4+的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結(jié)果及分析如下：

（1）水稻吸收水的相對(duì)速度比吸收Ca2+、Mg2+

,

造成培養(yǎng)液中Ca2+、Mg2+濃度

；番茄吸收水的相對(duì)速度比吸收Si4+

，造成培養(yǎng)液中Si4+濃度

。大上升大上升（2）不同植物對(duì)

的吸收有差異,

同一種植物對(duì)

的吸收也有差異,

說(shuō)明植物細(xì)胞膜對(duì)無(wú)機(jī)鹽離子的吸收具有

。

同一種無(wú)機(jī)鹽離子不同種無(wú)機(jī)鹽離子選擇性（3）.吸水為

，吸收離子為

，且無(wú)機(jī)鹽離子必須溶于水后才能被吸收，所以吸水和吸收無(wú)機(jī)鹽離子是兩個(gè)

的過(guò)程自由擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸相對(duì)獨(dú)立3.已知洋蔥表皮細(xì)胞的細(xì)胞液濃度介于0.5－0.6mol/L之間，請(qǐng)利用必要的器材準(zhǔn)確測(cè)定細(xì)胞液的濃度。（提示：當(dāng)50%的細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離時(shí)，細(xì)胞液的濃度就等于外界溶液的濃度。實(shí)驗(yàn)步驟：

（2）微生物吸收無(wú)機(jī)鹽離子的特點(diǎn)不同微生物對(duì)不同無(wú)機(jī)鹽離子的吸收表現(xiàn)出較大的差異：（1）不同微生物對(duì)無(wú)機(jī)鹽離子的吸收有

。（2）不同微生物對(duì)各種無(wú)機(jī)鹽離子的

不同。選擇性需要量二、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌鼘?shí)例4.細(xì)胞對(duì)物質(zhì)的吸收有選擇嗎?如果有，這種選擇性有普遍性嗎？1.水稻培養(yǎng)液里的Ca2＋和Mg2＋濃度為什么會(huì)增高？水稻培養(yǎng)液被水稻吸收的成分中水分所占比例,高于原水稻培養(yǎng)液里的水分所占比例。2.不同作物對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收有差異嗎？不同作物對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收是有差異的。3.水分子跨膜運(yùn)輸是順相對(duì)含量梯度的，其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸也是這樣嗎？水分子跨膜運(yùn)輸是順相對(duì)含量梯度的，其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸并不都是這樣，這取決于細(xì)胞生命活動(dòng)的需要。細(xì)胞對(duì)物質(zhì)的吸收是有選擇的。這種選擇性具有普遍性。1、以下可以發(fā)生滲透作用的是____.A.煮熟的馬鈴薯?xiàng)l放入水中B.把干種子放在清水中C.烈日下菠菜葉子下垂D.放在鹽水中的蘿卜變軟D練習(xí)2、a、b、c是三個(gè)相鄰的細(xì)胞，已知a細(xì)胞液濃度>b細(xì)胞液濃度>c細(xì)胞液濃度,如圖所示，能正確表示水分在三者之間運(yùn)輸關(guān)系的是（）CacbacbacbacbABCD3、田間一次施肥過(guò)多，作物變得枯萎發(fā)黃，俗稱(chēng)“燒苗”。其原因是（）A、根細(xì)胞從土壤中吸收的無(wú)機(jī)鹽過(guò)多，細(xì)胞被無(wú)機(jī)鹽毒害B、根細(xì)胞從土壤中吸收的水量不足，植物繼續(xù)散失水分，植物體嚴(yán)重缺水C、水分留在根系，不能向上運(yùn)輸，莖葉缺水枯萎發(fā)黃D、根系被肥料分解釋放的熱能燙傷，難以吸水B4、利用高濃度食鹽水（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(xì)菌的生活C、鹽水是中性