《例析半透膜与选择透过性膜的差异性探究》
主动运输导学案2
主动运输导学案2《主动运输》导学案情景点击课程⽬标1．举例说明细胞膜是选择性透过性膜。
2．举例说明物质跨膜运输⽅式的类型及特点。
3．指出被动运输与主动运输⽅式的异同点。
4．简述主动运输对细胞的⽣活意义。
5．举例说出⼤分⼦跨膜运输的⽅式。
⾃主预习1．被动运输由于物质运动⽽产⽣的物质迁移现象，称为扩散，即⼀种物质从⾼浓度区域向低浓度区域迁移的过程。
物质顺浓度梯度进出细胞，不需要消耗细胞代谢释放的能量，这样的扩散通常⼜被称为物质的被动运输。
1)(简单扩散：相对分⼦质量相对较⼩或脂溶性强的物质如氧⽓、⼄醇、⽢油等，可以通过扩散进出细胞。
2)(易化扩散：另⼀类扩散需要载体的参与，称为易化扩散或协助扩散。
例如，葡萄糖就是通过载体蛋⽩运输进⼊红细胞的。
3)渗透：⽔分⼦从浓集区域通过细胞膜等结构，向⽔分⼦稀少的区域的扩散现象。
(渗透作⽤发⽣的条件：①具有半透膜；②半透膜两侧的溶液存在浓度梯度。
思考我们从外界吸收的氧⽓通过呼吸道进⼊肺泡，然后进⼊⾎液，通过⾎液循环运送到⼈体各个部位的组织细胞，被线粒体利⽤。
整个过程共穿过的⽣物膜的层数是多少？其穿膜⽅式是什么？11层。
穿膜⽅式是简单扩散。
提⽰：共穿过的⽣物膜的层数是2．主动运输1)(概念：从低浓度⼀侧运输到⾼浓度⼀侧，需要载体蛋⽩的协助，同时还需要消耗细胞代谢产⽣的能量。
植物根细胞对矿质离⼦吸收以主动运输为主，葡萄糖、氨基酸进⼊动物⼩肠绒⽑上⽪细胞都是通过主动运输进⾏的。
2)(功能：主动运输能保证活细胞能够按照⽣命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
可见，主动运输对于活细胞完成各项⽣命活动具有重要的意义。
思考海带细胞中含有⼤量的碘，⽽海⽔中碘的含量很低，那么海带细胞是以什么⽅式吸收碘的？提⽰：主动运输。
3．内吞作⽤和外排作⽤1)内吞的过程(细胞外⼤分⼦和颗粒性物质→⼩囊→⼩囊泡→细胞内2)外排的过程(细胞内的有些物质→⼩囊泡→细胞膜→细胞外4．细胞膜的功能特性：选择透过性选择透过性：即⽔分⼦⾃由通过，细胞要选择吸收的离⼦或⼩分⼦也可以通过。
通过模拟实验探究膜的透性
通过模拟实验探究膜的透性一．实验目的说明生物膜具有选择透过性二．实验原理1、某些半透膜（如动物的膀胱膜、肠衣等），可以让某些物质透过，而另一些物质不能透过。
如：玻璃纸，水分子可以透过，而蔗糖分子因为比较大，不能透过。
可以用半透膜将不同浓度的溶液分隔开，然后通过观察溶液液面高低的变化，来观察半透膜的选择透过特性，进而类比分析得出生物膜的透性。
（必修一P60“问题探讨”）（1）渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散作用，叫渗透作用。
（2）渗透作用发生两个必备条件：（1）必须有半透膜；（2）半透膜两侧溶液具有浓度差 2、利用人工膜来模拟生物膜，探究膜的透性；（必修1 P70“问题探讨”）被动运输（自由扩散、协助扩散）和主动运输的比较三．方法步骤、结果分析（一）渗透装置分析——（必修1 P60“问题探讨”）1．取一个长颈漏斗，并在漏斗口处封上一层玻璃纸。
2．在漏斗中注入蔗糖溶液。
3．将漏斗浸入盛有蒸馏水的烧杯中，保持漏斗的液面与烧杯的液面高度一样。
4．静置一段时间后，观察烧杯中蒸馏水颜色的变化及长颈漏斗的液面变化，并将观察到的结果进行记录。
思考1、预期上述实验会出现什么现象？思考2、漏斗管中液面为什么会升高？单位体积中，中含有的水分子比中多；在相同时间内由清水透过半透膜进入蔗糖溶液中的水分子比由蔗糖溶液透过半透膜进入清水中的水分子；思考3、液面高度会不断增大吗？；当高度不增加时半透膜两侧溶液浓度相等吗？此时由清水透过半透膜进入蔗糖溶液中的水分子与由蔗糖溶液透过半透膜进入清水中的水分子达到了。
思考4、画坐标曲线思考5、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？为什么？ 思考6、如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？ （二）、生物膜通透性的分析（如右下图所示） 1、分别举例说明什么样的分子能、不能够通过人工的无蛋白脂双层？并解释原因？2、葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是，小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？四、实验结论玻璃纸有半透性，说明生物膜具有选择透过性。
〖实验5〗通过模拟实验探究膜的透性(精选、)
［实验5］通过模拟实验探究膜的透性（B1C1S1P60“问题探讨”）一、实验目的：1.概述扩散作用的含义。
2．说明生物膜的选择透过性。
3.尝试模拟实验的方法。
二．实验原理：半透膜(semipermeable membrane)：指一类可以让小分子物质透过而大分子物质不能通过的薄膜的总称。
小分子和大分子的界定依据膜种类的不同而划分范围不同。
如动物的膀胱膜、肠衣等，可以让某些物质透过，而另一些物质不能透过；或者（玻璃纸）水分子可以透过，而蔗糖分子因为比较大，不能透过。
可以用半透膜将不同浓度的溶液分隔开，然后通过观察溶液液面高低的变化，来观察半透膜的选择透过特性，进而类比分析得出生物膜的透性。
漏斗中注入蔗糖溶液，并加入少许红墨水，使其略呈红色。
将两个漏斗分别浸入盛有蒸馏水的烧杯中。
说明长颈漏斗中的 (A)。
B漏斗中的液面上升，说明＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
六、实验结论：生物膜有。
实验5答案：三、实验流程：玻璃纸四、注意事项：液面五、实验结果：铜离子和水分子已经通过玻璃纸进入了烧杯内的蒸馏水中水可以通过玻璃纸向漏斗内扩散，而漏斗中的蔗糖和红墨水的染料分子不能透过玻璃纸六、实验结论：选择透过性七．讨论：1．漏斗管内的液面为什么会升高？答：由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。
2．如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？答：用纱布替代玻璃纸时，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高。
[实验5] 通过模拟实验探究膜的透性〖具体见专题三渗透作用部分〗1. 实验装置如图所示，一段时间后，含液体3的半透膜袋萎缩，而含液体1的半透膜袋坚挺硬实，请推断实验开始时3种液体的浓度是（下表中“高”表示高浓度蔗糖溶液；“低”表示低浓度蔗糖溶液）（ ）2. 如下实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。
倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。
半透膜实验报告
一、实验目的1. 了解半透膜的概念和特性。
2. 掌握半透膜的制作方法。
3. 通过渗透实验验证半透膜的特性。
二、实验原理半透膜是一种只允许特定物质通过的薄膜，它对溶质和溶剂具有选择性。
在本实验中，我们通过制作半透膜，并利用渗透实验来观察半透膜的特性。
三、实验材料1. 实验用品：大鱼鳔、蛋壳、稀盐酸、自来水、剪刀、橡皮筋、烧杯、长颈漏斗等。
2. 实验试剂：NaCl溶液、葡萄糖溶液、蒸馏水等。
四、实验步骤1. 制作半透膜（1）大鱼鳔法：取大鱼鳔一只，检查是否漏水，用自来水冲洗干净，剪一个小口，将鱼的鳔封在长颈漏斗口上，用橡皮筋扎紧。
（2）蛋壳内膜法：取鲜蛋一只，在蛋尖的一端打一个小孔，用玻璃棒搅散蛋黄蛋白，倒出后用清水冲洗蛋壳，将洗洁的蛋壳放入盐酸中浸泡，待蛋壳内膜脱落，取出内膜后用清水漂洗干净，将内膜封在长颈漏斗口上，用橡皮筋扎紧。
2. 渗透实验（1）准备实验装置：将制作好的半透膜固定在长颈漏斗口上，漏斗下端插入盛有蒸馏水的烧杯中。
（2）加入NaCl溶液：向半透膜内加入一定浓度的NaCl溶液，观察烧杯中蒸馏水的变化。
（3）加入葡萄糖溶液：向半透膜内加入一定浓度的葡萄糖溶液，观察烧杯中蒸馏水的变化。
五、实验结果与分析1. 大鱼鳔半透膜制作成功，烧杯中蒸馏水未出现明显变化。
2. 蛋壳内膜半透膜制作成功，烧杯中蒸馏水未出现明显变化。
3. 在NaCl溶液实验中，烧杯中蒸馏水未出现明显变化，说明半透膜对NaCl溶液具有选择性。
4. 在葡萄糖溶液实验中，烧杯中蒸馏水出现明显变化，说明半透膜对葡萄糖溶液具有选择性。
六、实验结论1. 大鱼鳔和蛋壳内膜均可作为半透膜材料，且制作方法简单易行。
2. 半透膜对溶质和溶剂具有选择性，本实验中半透膜对NaCl溶液和葡萄糖溶液具有选择性。
七、实验注意事项1. 在制作半透膜时，注意选择无破损、无漏水的材料。
2. 在进行渗透实验时，确保半透膜固定良好，避免实验过程中脱落。
3. 实验过程中，注意观察实验现象，确保实验结果的准确性。
【新步步高】2021生物苏教版必修1文档：第三章第11课时物质的跨膜运输(一)版含解析
第11课时物质的跨膜运输(一)[目标导读] 1.阅读教材P52内容,结合图3－29、3－30 ,说明被动运输的方式和特点.2.结合教材P53图3－31 ,理解渗透作用的发生条件及机理.3.结合教材P53～54的课题研究和P55的图3－33 ,探究植物细胞的吸水和失水.[重难点击] 1.被动运输的方式和特点.2.渗透作用的发生条件和机理.3.探究植物细胞的吸水和失水.一被动运输1．阅读教材P52第|一自然段,思考答复：(1)物质进出细胞取决于哪些因素?答案取决于构成物质的根本微粒的大小、所带的电荷和细胞膜的结构.(2)什么是扩散?答案物质从高浓度区域向低浓度区域迁移的过程,称为扩散.2．扩散现象有两种方式,请结合教材P52 ,分析以以下图,思考以下问题：(1)方式1和方式2分别称何种扩散?答案方式1和方式2分别称自由扩散和协助扩散 .(2)方式1和方式2各具何特点?请将比拟的结果填入下表中方式转运方向是否需要载体蛋白是否消耗能量方式1高浓度→低浓度不需要不消耗方式2高浓度→低浓度需要不消耗称为自由扩散②方式2中,把需要载体蛋白参与的扩散,称为协助扩散.(3)以下物质中,以方式1运输的是a、b、d、e；以方式2运输的是c .a．O2和CO2进出肺泡b．苯被鼻黏膜细胞吸收c．红细胞吸收血液中的葡萄糖d．胆固醇进入肝细胞e．甘油和乙醇被小肠上皮细胞吸收3．影响被动运输的因素有很多,下面A、B是两种被动运输方式的运输速率和被运输物质的浓度之间的关系曲线图：(1)图A表示的方式是自由扩散,运输速率主要取决于物质的浓度差.(2)图B表示的方式可能是协助扩散,ab段的限制因素是浓度差,bc段的限制因素是载体蛋白的数量.(3)请在图C中画出被动运输的运输速率和细胞能量供给的关系曲线.答案如以下图(4)被动运输的影响因素有哪些?答案①自由扩散的影响因素：物质运输速率主要取决于浓度差,也与物质分子大小和脂溶性有关.②协助扩散的影响因素：除了膜两侧物质的浓度差外,还与膜上载体蛋白的种类和数量有关.当载体蛋白到达饱和时,物质浓度再增加,物质的运输速率也不再增加.知识拓展1.2．载体蛋白具有饱和性：当细胞膜上的载体蛋白已达饱和时,细胞吸收该载体蛋白运载物质的速度不再随物质浓度增大而增大.活学活用1．甲、乙两种物质分别以自由扩散和协助扩散方式进入细胞,如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜,并维持其他条件不变,那么()A．甲物质的运输被促进B．乙物质的运输被促进C．甲物质的运输被抑制D．乙物质的运输被抑制问题导析(1)自由扩散不需要载体蛋白协助,因此膜上有无蛋白质不影响甲.(2)协助扩散需要载体蛋白协助,膜上无蛋白质时,会影响到乙.答案D解析是否需要载体蛋白是自由扩散与协助扩散的区别.由于人工合成的无蛋白磷脂双分子膜无蛋白质,也就没有载体蛋白,协助扩散将受到抑制.二渗透及其作用原理在生物体内,水是细胞与外环境之间交换的物质之一,请阅读教材P52～53内容,结合以以下图思考：1．请举例说明什么是渗透现象.答案在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层半透膜,往漏斗内注入质量分数为10%的蔗糖溶液,然后将漏斗浸入盛有质量分数为5%的蔗糖溶液的烧杯中.过一段时间后会出现漏斗管内液面上升的现象,这就是渗透现象.2．什么是渗透?答案在细胞膜等结构的两侧,较多的水分子从溶质分子相对较少的区域向溶质分子相对较多的区域扩散,这一现象称为渗透.3．渗透现象发生需要的条件：如果将半透膜换成纱布,渗透现象将不会(会、不会)发生；如果漏斗内也注入质量分数为5%的蔗糖溶液,渗透现象将不会(会、不会)发生.这说明渗透现象发生需要两个条件：半透膜和浓度差.4．发生渗透现象的原理：以半透膜为界面,单位体积烧杯中的水分子数多于漏斗内溶液中的水分子数,所以在单位时间内由烧杯进入漏斗内溶液的水分子数多于由漏斗内溶液进入烧杯的水分子数.因此,一段时间后,漏斗管内的液面会上升.5．上图中漏斗管内的液面会不会一直升高,为什么?答案不会.长颈漏斗中的液面升高时,液体产生的静水压也随之变大,当静水压增大到和渗透压相等时(二者的方向相反,静水压向外、渗透压向内) ,通过半透膜进出长颈漏斗的水分子数相等,因此,液面就不再升高了.6．当液面不再升高时,长颈漏斗内外液体的浓度相等吗?答案不相等.当水分子进出到达动态平衡时,长颈漏斗中溶液浓度仍高于烧杯中的液体浓度.7．水分子可以自由通过细胞膜,细胞生命活动需要的一些离子和小分子也可以通过,而其他的离子和分子不能通过,像这种对进出的物质具有选择作用的膜,称为选择透过性膜.细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜.易混易错1．半透膜、选择透过性膜的比拟(1)区别：①半透膜是无生命的物理性膜,是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜,物质能否通过取决于分子的大小.②选择透过性膜是具有生命的生物膜,载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性.细胞死亡或膜载体蛋白失活后,其选择透过性丧失.(2)共性：都允许水分子自由通过,而不允许大分子物质通过.2．扩散作用和渗透作用的关系物质从高浓度区域向低浓度区域迁移的过程称为扩散.渗透作用是一种特殊方式的扩散,它是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜(或选择透过性膜)进行的扩散.3．渗透作用的原理活学活用2． "人造细胞〞是用羊皮纸或火棉胶等半透性膜材料做成的一个密闭的囊,囊里面装了等量的不同浓度的蔗糖溶液 .假设有三个这样的 "人造细胞〞,分别用A、B、C表示,它们的蔗糖溶液浓度分别是10%、20%和30% .其中A、B细胞的外面套一金属网笼,C细胞的外面没有套金属网笼,如以以下图把三个 "人造细胞〞同时放在浓度为15%的蔗糖溶液的玻璃槽中,据图答复：(1)经过一段时间后,三个 "细胞〞的变化分别是()A．A变大,B稍微变小,C不变B．A变小,B稍微变大,C不变C．A变小,B稍微变大,C变大D．A变大,B稍微变小,C变大(2)一段时间后,A、B的体积不再变化,此时A内蔗糖溶液的浓度和外界蔗糖溶液的浓度相比(较高、较低、相等) .B内蔗糖溶液的浓度和外界蔗糖溶液的浓度相比.(3)假设将C浸入玻璃槽后,每隔半小时称量一次重量,以下坐标曲线中,能正确表示测试结果的是()问题导析(1)A细胞内的蔗糖溶液浓度为10% ,而A细胞外的蔗糖溶液浓度为15% ,所以A 细胞会失水变小.当A的体积不再变化时,说明水分进出到达动态平衡.(2)B细胞内的蔗糖溶液浓度为20% ,而B细胞外的蔗糖溶液浓度为15% ,所以B细胞会吸水,但由于B细胞的外面套一金属网笼,所以B细胞的体积稍微变大,从而限制水分进一步进入.(3)C细胞内的蔗糖溶液浓度为30% ,而C细胞外的蔗糖溶液浓度为15% ,所以C细胞会吸水,由于C细胞的外面没有套一金属网笼,所以C细胞的体积变大.当水分进出到达动态平衡时C的重量不再增加 .答案(1)C(2)相等较高(3)B解析(1)由于水分能够通过半透膜由低浓度向高浓度溶液渗透,因此可以判断A失水体积缩小,B和C会吸水膨胀,但由于B的外面套有金属网笼,体积会被限制在金属网笼的大小范围内,只是稍微变大.(2)A体积不再变化时,说明此时A内蔗糖溶液的浓度和外界蔗糖溶液的浓度相等,水分进出平衡,而B的体积只能稍微增大,内部的蔗糖溶液浓度仍然高.(3)开始时,水分进入C中的较多,C体积增加,重量也增加,当内外液体浓度相等时,水分进出平衡,C的重量不再增加.三渗透作用的应用例如细胞也具有类似于渗透装置的结构,也能发生渗透作用,但是动、植物细胞的渗透系统不同,结合教材P53～54课题研究,思考下面的问题：1．以以下图是哺乳动物红细胞在不同浓度溶液中的形态变化：(1)当把红细胞放在外界溶液中时,是否也能发生渗透作用?假设能,那么半透膜是什么?答案是.红细胞的细胞膜.(2)请思考以下问题,并将答案填写在横线上.①在高渗溶液中,即当外界溶液浓度>细胞质浓度时,细胞失水皱缩.②在低渗溶液中,即当外界溶液浓度<细胞质浓度时,细胞吸水膨胀,直至|||涨破.③在等渗溶液中,即当外界溶液浓度＝细胞质浓度时,水分进出细胞处于动态平衡,细胞形态根本不变.2．以以下图是植物细胞的渗透系统构成,思考答复以下问题：(1)植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质,称为原生质层,具有选择透过性,相当于一层半透膜.(2)植物细胞内的液体环境主要是指液泡内部的细胞液.①当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,植物细胞会失水.②当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,植物细胞会吸水.3．植物细胞的吸水和失水实验质壁别离与复原是植物细胞失水和吸水的实验证据,请结合教材P54内容,完成实验过程并讨论提出的问题.(1)实验材料：紫色的洋葱鳞片叶.(2)实验原理①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜.②原生质层的内侧细胞液与外界溶液可形成浓度差 .③原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大.(3)实验试剂：质量浓度为g/mL的蔗糖溶液,蒸馏水 .(4)实验过程(5)实验分析①当细胞液浓度<外界溶液浓度时,细胞失水,原生质层和细胞壁别离,发生质壁别离；发生质壁别离的细胞,当细胞液浓度>外界溶液浓度时,细胞吸水,发生质壁别离复原.②植物细胞在清水中会不会和动物细胞一样发生涨破的现象?答案不会.植物细胞具有细胞壁,细胞壁伸缩性较小,所以植物细胞不能无限地吸水而涨破.③实验中为什么选择成熟的活的植物细胞(如紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞)作为原料?能不能选择幼嫩的植物细胞或者动物细胞?答案成熟的植物细胞具有(中|央)大液泡,质壁别离及复原现象明显；幼嫩的植物细胞无(中|央)液泡,虽然也能发生质壁别离,但现象不明显；动物细胞由于没有细胞壁,故不发生质壁别离现象.小贴士(1)质壁别离： "质〞为原生质层, "壁〞为细胞壁,即原生质层与细胞壁的别离.(2)实验成功的关键是实验材料的选择,必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞,便于在显微镜下观察.(3)质壁别离和质壁别离复原中水分子的移动是双向的,结果是双向水分子运动的差异所导致的现象.(4)质壁别离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液,因为细胞壁是全透性的,且有水分子通过原生质层渗出来.(5)假设用50%的蔗糖溶液做实验,能发生质壁别离但不能复原,因为细胞过度失水而死亡.(6)假设用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验,会出现质壁别离自动复原现象,因外界物质会转移到细胞内,从而引起细胞液浓度升高.归纳总结活学活用3．在观察植物细胞的质壁别离和复原的过程中,某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如以下图的状态 .a、b表示该部位的溶液浓度,由此可推测()A．a>b ,细胞渗透吸水B．a＝b ,渗透系统保持动态平衡C．a<b ,细胞渗透失水D．上述三种情况都有可能问题导析(1)图中a为细胞液,b为外界溶液,二者之间为原生质层.(2)假设细胞渗透失水,那么a<b .(3)假设细胞渗透吸水,那么a>b .(4)假设细胞水分子的进出处于动态平衡,那么a＝b .答案D解析图示细胞正处于 "质壁别离〞状态,要注意此状态的下一步可以是液泡继续增大,也可以是液泡继续变小,也可以是液泡不发生变化.该细胞可能正处于质壁别离过程中,也可能处于质壁别离后的动态平衡过程中,也可能正处于发生质壁别离复原的过程中,故答案D 正确.当堂检测1．自由扩散的特点是()A．物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧B．需要载体蛋白的协助C．需要消耗细胞代谢释放的能量D．物质从低浓度一侧到高浓度一侧答案A解析自由扩散是物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧.2．最|||能证明植物细胞发生渗透作用原理的实验是()A．将萎蔫的青菜放入清水中会变得硬挺B．将根尖细胞放入清水中会吸水C．将土豆放入盐水中会变软D．观察洋葱表皮细胞的质壁别离和复原答案D3．植物体内有三个相邻的细胞a、b、c ,它们的细胞液浓度大小关系是a＞b＞c ,那么它们三者之间水分渗透的方向表示正确的选项是()答案C解析细胞液的浓度高,那么吸水能力强,a细胞液浓度最|||高,c细胞液浓度最|||低,b介于a、c之间,因此选C .4．将一植物细胞放入KNO3溶液中,一段时间后发生了质壁别离,以下说法不正确的选项是()A．此细胞是活细胞B．原生质层具有选择透过性C．发生质壁别离的细胞一段时间后可自动质壁别离复原D．原生质层两侧的溶液存在浓度差,KNO3溶液浓度低于细胞液浓度答案D5．成熟的植物细胞具有(中|央)大液泡,可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水.以以下图甲表示渗透装置吸水示意图,图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系,图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性) .请据图答复以下问题：(1)由图甲漏斗液面上升可知,实验初始时c两侧浓度大小是a b .由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在,最|||终液面不再上升,当液面不再上升时,c两侧浓度大小是 ab .(2)图丙中相当于图甲中c结构的是(填序号) ,结构②中充满的液体是.(3)把一个已经发生质壁别离的细胞浸入清水中,发现细胞液泡体积增大,说明细胞在渗透吸水,细胞能否无限吸水? ,原因是.(4)把一个已经发生质壁别离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中,发现细胞液泡体积也在增大.当液泡体积不再增大时,细胞液浓度是否一定和外界溶液浓度相等?.答案(1)＜下降＜(2)③④⑤外界溶液(3)不能细胞壁对原生质层有支持和保护的作用(4)不一定40分钟课时作业根底过关知识点一被动运输1．人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于()A．组织液中甘油的浓度B．细胞膜上甘油载体的数量C．细胞呼吸强度D．细胞膜上载体蛋白的种类答案A解析组织细胞通过自由扩散的方式从组织液中吸收甘油,不需要载体蛋白和能量,吸收甘油的量取决于组织液中甘油的浓度.2．物质出入细胞的方式中,自由扩散区别于协助扩散的是()A．由高浓度向低浓度扩散B．需要载体蛋白C．由低浓度向高浓度扩散D．不需要载体蛋白答案D解析自由扩散与协助扩散的相同之处是顺浓度梯度(高浓度→低浓度) ,同时均不消耗能量；不同之处表现在自由扩散不需要载体蛋白,而协助扩散需要.知识点二渗透及其作用原理3．图中所示实验装置,一段时间后,含液体3的半透膜袋皱缩,而含液体1的半透膜袋坚挺硬实.请推断实验开始时这3种液体的浓度是(表中的 "高〞表示高浓度蔗糖溶液,"低〞表示低浓度蔗糖溶液)()液体1液体2液体3A高低水B水高低C低水高D水低高答案A解析根据实验现象,液体2浓度应介于液体1和3之间,再根据选项分析,液体2应为低浓度蔗糖溶液,否那么无法解释1、2、3浓度为什么会由高到低.4．假设以以下图表示植物细胞渗透作用的图解,以下说法中错误的选项是()A．植物细胞的原生质层相当于一层半透膜B．一定条件下,活的、成熟的植物细胞能发生渗透失水或吸水C．当溶液浓度甲＝乙时,细胞处于动态平衡状态,不发生渗透作用D．当溶液浓度甲＞乙时,细胞发生渗透失水,当溶液浓度乙＞甲时,细胞发生渗透吸水答案C解析当半透膜两侧的溶液浓度相同时,不是不发生渗透作用,而是水分在两种溶液中的渗透到达平衡状态.知识点三渗透作用的应用例如5．将人体口腔上皮细胞转移至|||不同浓度(Ⅰ ,Ⅱ ,Ⅲ)的三种蔗糖溶液中,结果在Ⅰ中口腔上皮细胞形态不变,在Ⅱ中口腔上皮细胞皱缩,在Ⅲ中口腔上皮细胞破裂,那么这三种蔗糖溶液的浓度是()A．Ⅰ＞Ⅱ＞ⅢB．Ⅱ＞Ⅰ＞ⅢC．Ⅰ＜Ⅱ＜ⅢD．Ⅰ＜Ⅲ＜Ⅱ答案B解析动物细胞在高浓度溶液中会失水皱缩,在低浓度溶液中会吸水涨破,在等渗溶液中形态不变,所以Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅲ .6．在浓蔗糖溶液中,能够发生质壁别离的细胞是()A．人的口腔上皮细胞B．蛙的红细胞C．皮肤的角质层细胞D．洋葱的表皮细胞答案D解析质壁别离中的 "质〞是指原生质层,而不是细胞质, "壁〞是指细胞壁.由于A、B、C选项为人或动物细胞,既无液泡,又无细胞壁,所以不能发生质壁别离,而选项D具备以上两个条件,那么能发生.7．质壁别离和复原实验可以说明或证明以下中的()①植物细胞的死活②原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大③当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞渗透失水；反之,细胞那么渗透吸水④原生质层具有选择透过性⑤细胞壁的主要成分是纤维素A．①③④⑤B．①②③④C．②③④⑤D．①④⑤答案B解析质壁别离和复原实验可以证明②、③,说明原生质层具有选择透过性,从而可以判断细胞的死活,因死亡细胞的原生质层具有全透性,另外还可以测定细胞液浓度.能力提升8.用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞做质壁别离的实验,假设发生质壁别离前观察的细胞如右图,那么发生质壁别离时所观察到的细胞是()答案A解析发生质壁别离时,液泡体积要缩小；液泡内含有紫色色素,细胞质是无色的,只有A 正确.9.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图,假设将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中,那么该萝卜条的质量将()A．不变B．增大C．减小D．先增后减答案B解析在b浓度的溶液中,萝卜条的质量下降是细胞失水发生质壁别离,假设将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度的溶液中,会发生质壁别离复原,质量将增加.10．以下关于植物细胞质壁别离实验的表达,错误的选项是()A．与白色花瓣相比,采用红色花瓣有利于实验现象的观察B．用黑藻叶片进行实验时,叶绿体的存在会干扰实验现象的观察C．用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁别离程度可能不同D．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素,有利于实验现象的观察答案B解析植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质,植物细胞的质壁别离指的是原生质层与细胞壁的别离.红色花瓣是由液泡内花青素的颜色呈红色导致的,所以用红色花瓣作为实验材料有利于实验现象的观察,A项正确.黑藻叶片中的叶绿体显绿色,液泡中细胞液的颜色接近无色,两者之间有颜色差异,因此叶绿体的存在不会干扰实验现象的观察,B项错误.紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位的细胞细胞液浓度可能不同,观察到的质壁别离程度可能不同,C项正确.通常做植物细胞质壁别离实验时用紫色洋葱的鳞片叶外表皮,因外表皮细胞的液泡中有较多色素,发生质壁别离时容易观察,D项正确 .11．以以下图中,甲、乙两图是渗透装置示意图,丙图是根毛细胞示意图.请根据甲、乙、丙三图答复以下问题：(甲图是发生渗透作用的初始状态,乙图是发生了较长时间的渗透作用之后,使漏斗内外的水分子到达平衡时的状态.甲图中：①为清水,②为质量分数为30%的蔗糖溶液)(1)典型的渗透装置必须具备两个条件：(指明在甲图中的相应部位)、.(2)比拟甲图中①和②处溶液浓度的大小：.(3)丙图中④的名称为,甲图中的③相当于丙图中的,它与丙图中相应结构的区别是. (4)假设把根毛细胞放入质量分数为30%的蔗糖溶液中,它将出现现象,再放入清水中,它又出现现象 .(5)假设把根毛细胞放入质量分数为90%的蔗糖溶液中,它会出现什么变化? .过一段时间再放入清水中,此时的根毛细胞与上题清水中的变化一样吗? .为什么? .(6)盐碱地中的植物常出现萎蔫现象,其原因是.答案(1)③半透膜膜两侧溶液具有浓度差(2)②>①(3)原生质层④甲图中的③属于半透膜,没有选择透过性,而丙图中的④属于生物膜,具有选择透过性(4)质壁别离质壁别离复原(5)质壁别离不一样由于蔗糖溶液浓度过高,根毛细胞过度失水而死亡(6)土壤溶液浓度大于根毛细胞液的浓度,造成根毛细胞失水,出现萎蔫现象12．将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别浸入不同浓度的蔗糖溶液中,观察各叶片外表皮细胞质壁别离及质壁别离复原的情况,结果如下表.请答复以下问题：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度约为；实验的蔗糖溶液浓度为.(2)将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别浸入浓度均为g·mL－1的蔗糖溶液、葡萄糖溶液、NaCl 溶液中,短时间内使植物细胞发生质壁别离的速度最|||快.原因是.(3)在此实验中细胞的含水量对质壁别离速度影响较为明显.细胞含水量与质壁别离速度呈相关,外界溶液浓度一定时,细胞含水量越高,质壁别离速度越.答案(1)～g·mL－1g·mL－1(2)NaCl溶液质量浓度为g·mL－1的NaCl溶液物质的量浓度最|||大,即在单位体积内的分子或离子数最|||多,水分子数最|||少,与细胞液浓度差最|||大,所以质壁别离速度最|||快(3)正快解析利用质壁别离现象分析紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时,应该确定细胞液在不发生质壁别离和刚发生质壁别离现象时的浓度范围内.最|||适合本实验的浓度应选择在可以发生质壁别离和质壁别离复原实验的浓度范围内,且时间最|||短.质壁别离现象发生快慢与细胞内外物质的量浓度(单位体积内的分子或离子数目)差有关,浓度差越大,别离速度越快.个性拓展13．某同学进行实验,甲图为实验开始状态,乙图为实验结束状态.请在乙图所示实验结果的根底上继续实验,探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜.增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等.(1)设计出继续完成实验的简要步骤：①向a、b两管分别参加,水浴加热(或隔水加热)U型管至|||适宜温度,观察a、b两管内液面的变化.②.(2)预测实验现象并作出结论.①如果a、b两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀,那么蔗糖的水解产物能通过半透膜.②.答案(1)①等量蔗糖酶溶液②吸取a、b两管内适量液体,分别参加A、B两试管中,并参加2 mL斐林试剂,水浴加热2 min ,观察A、B试管内有无砖红色沉淀(2)②如果a、b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀,B试管内有砖红色沉淀,那么蔗糖的水解产物不能通过半透膜解析为催化蔗糖水解,向a、b两管分别参加等量蔗糖酶溶液,并在适宜的条件下对U型管隔水加热.一段时间后,用斐林试剂检验a、b两管内是否有复原性糖产生.假设b管内有复原性糖产生,说明蔗糖已经分解.假设a管内有复原性糖,说明蔗糖水解的产物能透过半透膜.假设蔗糖水解的产物能通过半透膜,水解产物由b侧扩散到a侧,引起a管内溶质浓度增大,水势降低,a、b两侧水位差减小.假设蔗糖水解的产物不能通过半透膜,蔗糖水解。
高三生物基础实验(人教版(上))：实验4 通过模拟实验探究膜的透性含解析
——渗透作用的概念、渗透作用的发生、U 形管中渗透作用过程分析前情提要：关键词：渗透作用难度系数：★★★★重要程度：★★★★基础回顾：考点一、渗透作用（1）概念：指水分子（或者其他溶剂分子）透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。
（2）渗透作用发生的条件①具有半透膜；②半透膜两侧的溶液存在浓度差。
考点二．细胞的吸水和失水（1）动物细胞的吸水和失水①细胞膜相当于半透膜；浓度差由外界溶液浓度与细胞质的浓度来体现。
②细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜两侧溶液中水的相对含量的差值。
（2）植物细胞的吸水和失水①原生质层相当于半透膜；细胞液与外界溶液之间存在浓度差。
②植物细胞吸水和失水的原理如下：技能方法：1．渗透作用的发生（1）若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2，外观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。
（2）在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2。
2．“U”型管中水分子移动方向的分析（1）膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高，低的一侧渗透压低，水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
（2）两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是高浓度一侧液面升高；若能，则先是高浓度一侧液面升高，随后另一侧液面升高，最后两侧液面持平。
（3）如果溶质分子不能透过半透膜，在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
3．验证渗透作用发生的条件4．关于渗透系统理解（1）渗透平衡与溶液浓度的内涵发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达平衡状态，既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度相等。
溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。
（2）半透膜与选择透过性膜的比较区别：①半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。
②选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。
〖实验5〗通过模拟实验探究膜的透性
［实验5］通过模拟实验探究膜的透性（B1C1S1P60“问题探讨”）一、实验目的：1.概述扩散作用的含义。
2．说明生物膜的选择透过性。
3.尝试模拟实验的方法。
二．实验原理：半透膜(semipermeable membrane)：指一类可以让小分子物质透过而大分子物质不能通过的薄膜的总称。
小分子和大分子的界定依据膜种类的不同而划分范围不同。
如动物的膀胱膜、肠衣等，可以让某些物质透过，而另一些物质不能透过；或者（玻璃纸）水分子可以透过，而蔗糖分子因为比较大，不能透过。
可以用半透膜将不同浓度的溶液分隔开，然后通过观察溶液液面高低的变化，来观察半透膜的选择透过特性，进而类比分析得出生物膜的透性。
漏斗中注入蔗糖溶液，并加入少许红墨水，使其略呈红色。
将两个漏斗分别浸入盛有蒸馏水的烧杯中。
说明长颈漏斗中的 (A)。
B漏斗中的液面上升，说明＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
六、实验结论：生物膜有。
实验5答案：三、实验流程：玻璃纸四、注意事项：液面五、实验结果：铜离子和水分子已经通过玻璃纸进入了烧杯内的蒸馏水中水可以通过玻璃纸向漏斗内扩散，而漏斗中的蔗糖和红墨水的染料分子不能透过玻璃纸六、实验结论：选择透过性七．讨论：1．漏斗管内的液面为什么会升高？答：由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。
2．如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？答：用纱布替代玻璃纸时，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高。
[实验5] 通过模拟实验探究膜的透性〖具体见专题三渗透作用部分〗1. 实验装置如图所示，一段时间后，含液体3的半透膜袋萎缩，而含液体1的半透膜袋坚挺硬实，请推断实验开始时3种液体的浓度是（下表中“高”表示高浓度蔗糖溶液；“低”表示低浓度蔗糖溶液）（ ）2. 如下实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。
倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。
2021届高考生物一轮复习知识点讲解专题2-3 细胞的物质输入与输出【含答案】
2021届高考生物一轮复习知识点讲解专题2-3 细胞的物质输入与输出【考情分析】1.物质出入细胞的方式(Ⅱ)2．实验：通过模拟实验探究膜的透性3．实验：观察植物细胞的质壁分离和复原通过分析不同物质跨膜运输实例，归纳物质跨膜运输的类型和特点，理解细胞内的物质运输与能量供应的关系。
通过实验设计与实验结果，分析植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验。
【核心素养分析】生命观念：理解细胞内物质运输与能量供应的关系科学思维：分析不同物质跨膜运输实例，归纳跨膜运输的方式与特点；模型与建立：建立渗透作用的实验模型科学探究：设计实验探究膜的透性；分析植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验社会责任：根据渗透作用和物质运输的原理指导灌溉和施肥【重点知识梳理】知识点一物质跨膜运输的实例1．渗透作用(1)概念：指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。
(2)渗透作用产生的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。
2．动、植物细胞的吸水和失水(1)动物细胞的吸水和失水②现象外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀；外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞失水皱缩；外界溶液浓度＝细胞质浓度⇒水分进出平衡。
【易错辨析】半透膜与选择透过性膜的比较a．区别：半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小；选择透过性膜是具有活性的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。
细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。
b．共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子通过。
(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)①原理②现象a．当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生质壁分离现象。
b．将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度大于外界清水，植物细胞吸水，发生质壁分离复原现象。
3．物质跨膜运输的其他实例(1)植物对无机盐离子的吸收①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。
对比分析低浓度溶液→高浓度溶液水扩散的方向细胞10
解析： 根据表格中质量转变百分率可知，四组马铃薯条分别在
Ⅰ ～ Ⅳ 四种液体中发生了吸水、失水、失水和吸水失水达到动态
平衡四种情况，由此可推知外界四种溶液浓度大小为 Ⅱ ＞ Ⅲ ＞ Ⅳ
＞ Ⅰ。
答案：A
1．实例 有差异 ⇒ 植 物细胞膜对无机盐离子的吸收具有
选择性
3．原因分析 (1)内因——遗传因素
(2)外因——主要是影响呼吸 作用
4．实验验证
2．(2009·成都质检)用相同的完全培
养液，在相同条件下分别培养水稻 和番茄幼苗。在二者的吸水率几乎 相同的情况下，72小时后原培养液 中部分离子浓度发生了如下表的变
A. 的
不同植物对离子的需要量是不同
B ．与番茄相比，水稻对 SiO 需要量 大，对Ca2＋需要量小 C．不同植物根尖细胞膜上载体的种
②具有浓度 差：
(3)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)
烧杯内 漏斗 盛 内盛 淀粉溶 碘液 液 不变 变蓝
结
论
碘能通过半透膜，
1．下表资料显示四组马铃薯条分别 浸入Ⅰ～Ⅳ四种不同溶液 1 h后质量 溶 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 液 转变百分 质量 率，根据表中资料可得到 转变 ＋ － － 0 的结论是 百分 ( 5% )5% 3% % 率
的等渗浓度。为了测定洋葱表皮细 培 养 胞的细胞液的等渗浓度，有人把剪 0
皿
1 2 3
4
5
6
7
蔗糖溶液 0.2 . 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 /(mol/L) 成小块的洋葱表皮细胞分别 (等量)依 3 发生初始 次放入下面各组溶液中，并记录结 质壁分离 15 40 80 99 100 细胞占观 无 无 果如下表：
从实验结束后，培养液中各种养分浓度占开始时浓度的百分比不
【2019秋生物必修1】素养进阶(二) 生物膜的选择透过性及物质跨膜运输方式
1素养进阶(二) 生物膜的选择透过性及物质跨膜运输方式界定生物膜的选择透过性与人工膜(或半透膜)的半透性选择透过性膜与半透膜或人工膜比较膜的种类物质透过性 特点 半透膜 较小物质通过，较大物质不能通过无生物活性，只要分子够小就可以透过了 选择透过性膜要选择吸收的离子、小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子不能通过 具有选择性和生物活性，是生物膜，即分子够小时也未必能透过，需依据细胞主动选择 对点训练1 比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性，结果如图。
据此不能得出的推论是( )A.生物膜上存在着协助H 2O 通过的物质B.生物膜对K ＋、Na ＋、Cl －的通透具有选择性C.离子以易化(协助)扩散方式通过人工膜D.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率解析 观察图像，除甘油、O 2和CO 2外，其余物质在生物膜上的通透性均比在人工膜上的通透性大，说明生物膜上存在协助运输某些物质的物质，A 正确；由于K＋、Na＋、Cl－在生物膜上的通透性有差异，所以能够体现选择性，B正确；图像中没有信息证明离子在跨膜运输过程中是否消耗能量，因此不能判断离子的跨膜运输方式为协助扩散，C错误；图像中不同物质的分子大小不同，膜对其通透性也不同，说明分子大小影响其跨膜运输的速率，D正确。
答案 C对点训练2 如图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。
渗透平衡时的液面差为Δh，此时S1和S2浓度大小关系为________。
(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的________，两者在物质透过功能上的差异是________________________________________________________________。
(3)为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。
实验材料：紫色洋葱。
实验器具：如图所示的渗透装置(不含溶液)，光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。
实验通过模拟实验探究膜的透性
题组1
解题探究
下图为二个渗透装置，溶液a、b为等浓 度的同种溶液，液体c为清水。请回答：
若要探究溶液浓度对渗透作用的影响，则要调整图中 的某一溶液浓度，调整后，a、b、c三种溶液浓度大小 顺序最好为：_______________________ a>b>c(或b>a>c)
题组1
解题探究
下图为二个渗透装置，溶液a、b为等浓 度的同种溶液，液体c为清水。请回答：
并根据所学知识，在坐标 图中用曲线表示实验过程 装置l、装置2的液面高度 变化趋势(二个渗透装置 的起始液面高度定为O)。
题组2
解题探究
现有一种由人工膜制成的袋，为检测淀粉和碘能否透 过该膜，现提供试剂和用品如下：铁架台、烧杯和人工 膜袋各一个，1%的淀粉溶液、稀碘溶液和细棉线。
（1）请用上述试剂和用品，设计一个实验装置，探 究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能否通过该膜。 请用示意图表示（加图注）。
内有砖红色沉淀生成，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜 __________________________________________________。
沉淀生成，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果 a、b 两 ____________________________________________________ 管液面高度差增大且 A 试管内无砖红色沉淀生成、 B 试管 ____________________________________________________
1.渗透作用 程。
知识梳理
半透膜 (1)概念：指水分子(或其他溶剂分子)通过 的扩散过
(2)发生渗透作用的条件：一是具有 半透膜，二是半透膜
两侧的溶液具有 浓度差 。
生物高中必修1第四章第一节教学设计3
人教版高中生物教材必修1第四章第一节物质跨膜运输的实例教学设计一、课标解读（一）课标要求：具体内容标准：说明物质进出细胞的方式活动建议：通过模拟实验探究膜的透性观察植物细胞的质壁分离和复原（二）本人研究：1.教学目标（1）知识与技能：①说出细胞在什么情况下吸水和失水；②列举说明细胞膜是选择透过性膜；③熟练制作临时装片和操作显微镜观察。
（2）过程与方法：①尝试从生活现象中提出问题，作出假设；②学习科学探究的一般方法和步骤。
(3)情感态度和价值观：①领悟科学探究的思想方法，培养学生质疑、求实、创新以及勇于实践的科学态度和精神；②学生在合作学习的过程中，学会与人交流、尊重他人；③在实验操作中，养成良好的实验品质。
2. 教学重点和难点（1）教学重点：①如何进行探究，探究实验的基本方法和一般过程；②渗透作用的定义；③选择透过性膜的定义。
（2）教学难点：①尝试提出问题、作出假设；②进行探究植物细胞吸水和失水的实验设计和操作；③细胞膜不仅是半透膜，还是选择透过性膜。
二、教材分析本节是人教版必修1《分子与细胞》第四章《细胞的物质输入和输出》的第一节。
本章与细胞膜有着重要关系。
本节课中运用了一些具体的实例和资料，介绍了两方面的内容：1.水分子是顺着相对含量的梯度跨膜运输的；2.一些离子的跨膜运输并不是顺着离子相对含量梯度进行的，进而得出细胞膜是选择透过性膜这一结论。
课本中的实例主要是针对水分子的跨膜运输进行的，因而要运用实例让学生明白几个问题：1.扩散和渗透的区别；2.原生质层的定义；3.细胞与渗透装置的共同之处（一个成熟的细胞就是一个渗透系统）；4.半透膜与选择透过性膜的区别和联系；5.细胞吸水和失水的条件及结果。
本节课中的探究实验是人教版中出现的第一个探究实验，因此必须利用好这个实验，指导学生如何从生活现象中发现问题，提出问题，进而如何分析问题提出假设，并根据假设设计实验，进行实验及结果预测、设计记录表格等。
高考生物一轮复习 知识点讲解专题2-3 细胞的物质输入与输出(含解析)-人教版高三全册生物试题
专题2-3 细胞的物质输入与输出【考情分析】1.物质出入细胞的方式(Ⅱ)2．实验：通过模拟实验探究膜的透性3．实验：观察植物细胞的质壁分离和复原通过分析不同物质跨膜运输实例，归纳物质跨膜运输的类型和特点，理解细胞内的物质运输与能量供应的关系。
通过实验设计与实验结果，分析植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验。
【核心素养分析】生命观念：理解细胞内物质运输与能量供应的关系科学思维：分析不同物质跨膜运输实例，归纳跨膜运输的方式与特点；模型与建立：建立渗透作用的实验模型科学探究：设计实验探究膜的透性；分析植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验社会责任：根据渗透作用和物质运输的原理指导灌溉和施肥【重点知识梳理】知识点一物质跨膜运输的实例1．渗透作用(1)概念：指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。
(2)渗透作用产生的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。
2．动、植物细胞的吸水和失水(1)动物细胞的吸水和失水②现象外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀；外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞失水皱缩；外界溶液浓度＝细胞质浓度⇒水分进出平衡。
【易错辨析】半透膜与选择透过性膜的比较a．区别：半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小；选择透过性膜是具有活性的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。
细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。
b．共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子通过。
(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)①原理②现象a．当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生质壁分离现象。
b．将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度大于外界清水，植物细胞吸水，发生质壁分离复原现象。
3．物质跨膜运输的其他实例(1)植物对无机盐离子的吸收①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。
②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。
实验一 探究半透膜的性质
实验一探究半透膜的性质
一、实验目的：
通过实验验证半透膜的选择透过性。
二、实验原理：
半透膜是一种只允许某种大小分子或离子扩散进入的薄膜，对不同物质的通过具有选择透过性。
例如膀胱膜、玻璃纸及透析袋等。
本实验可加深对细胞膜是选择透过性的理解。
三、实验材料及试剂：
数据采集器、电导率传感器、透析袋、100ml烧杯、试管夹、铁架台、5％Nacl溶液，
1％淀粉溶液、碘液。
四、实验过程和数据分析：
1.将透析袋两端对折。
向透析袋中加入约20ml 5％Nacl溶液，
5 ml淀粉溶液。
向100ml烧杯中加入50 ml蒸馏水。
2.连接计算机、数据采集器及电导率传感器，打开计算机，进入
V6.5实验软件系统。
点击“通用软件”，系统自动识别所接入的传感器，并显示电导率值。
3.将电导率传感器电极置于烧杯中，打开“组合图线”，添加“时
间—电导率”图线表示烧杯中的溶液电导率变化。
4.将盛有Nac和淀粉溶液的透析袋置于烧杯中，用试管夹夹住透
析袋口。
通过图线会发现烧杯中的电导率值逐渐上升。
在烧杯中加入5 ml碘液，数分钟后观察透析袋内溶液，透析袋中溶液变蓝；而烧杯中溶液不变色。
五、实验结论：
透析袋具有选择透过性。
该实验中Na+、Cl-、K+、I2能通过透析袋，而淀粉大分子则不能。
注：透析袋现实验室没有，用时需要购买。
半透膜与选择透过性膜
半透膜与选择透过性膜半透膜与选择透过性膜杨新而高中生物课本“绿色植物水分代谢”这一节中，讲到渗透作用是水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。
典型的渗透装置必须具备两个条件：一是具有半透膜；二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。
而本节内容讲的是绿色植物细胞主要通过渗透作用从外界吸收水分，当水分进入细胞时，人必须通过细胞壁和原生质层，细胞壁是全透性的，原生质层由于细胞膜和液泡膜是选择透过性膜，因此可以看作一层选择透过性膜。
这里，学生往往造成概念错误，把选择透过性膜当作半透膜。
事实上，两者之间是有区别的。
渗透作用原先是一种物理和化学现象。
中国中学教学百科全书中对半透膜有具体解释。
化学中的半透膜是指：只允许某种混和物中的一些物质透过，而不容许另外一些物质透过的薄膜。
如膀胱膜、动植物细胞的细胞膜；物理中的半透膜是指：只允许某种混和物(溶液、混和气体)中的一些物质透过，而不允许另一些物质透过的薄膜。
例如动物的膀胱、动植物细胞膜；生物上的半透膜是指：只让溶剂分子透过而不让溶质分子透过的薄膜。
如膀胱膜等。
从上述概念中可以看出，半透膜是指只允许某些分子(或离子)透过而不让别的分子(或离子)透过的膜。
植物生理学中通过杜南氏平衡不消耗能量使某种离子在细胞内累积的现象是用半透膜理论来解释的。
由于植物细胞的质膜是一个半透膜，细胞内含有一些大分子带电化合物(如蛋白质)，这些蛋白质带负电而又不能向细胞外扩散，但它可与一些阳离子形成盐(如K+)，当这种细胞放于KCl溶液中，如果细胞内没有Cl-，则Cl-进入细胞内，同时K+也跟着进入细胞内以保持细胞内外一定的电位差，最后达平衡时细胞内的K+远远高于细胞外。
细胞膜选择透性是由于膜上具有一些吸收与运输物质的载体。
一般认为这种载体是蛋白质大分子，它有专门运送物质的功能，象酶一样，故称运输酶或称透过酶。
因不同植物细胞膜含有不同类型透过酶，同一细胞膜上对不同物质的透过酶性质不同，数量也不同，甚至对同一种盐类的阳离子与阴离子的透过酶也不同，因而表现了细胞膜的高度选择性。
半透膜与选择透过性膜
半透膜与选择透过性膜
半透膜是指一些物质可以透过，另一些物质不能透过的多孔性薄膜。
例如：玻璃纸，花生种皮，猪肠衣，鸡卵的卵壳膜，离体的膀胱膜，蚕豆种皮，鱼鳔，青蛙皮，火棉胶等。
根据半透膜是否具有生命现象可分为生物膜和非生物膜。
选择性透过膜是具有活性的生物膜，它对物质的通过既具有半透膜的物理性质，还具有主动的选择性，如细胞膜。
因此，具有选择透过性的膜必然具有半透性，而具有半透性的膜不一定具有选择性透过，活性的生物膜才具有选择透过性。
小分子和大分子的界定依据膜种类的不同而划分范围不同。
例如，对于鸡蛋的膜来说，葡萄糖分子就是大分子物质；而对于透析管来说，葡萄糖是小分子物质；对于肠衣来说，碘以及葡萄糖是小分子物质，而淀粉是大分子物质。
在日常生活中，常见的半透膜有鸡蛋膜、鸡的嗉囊、鱼鳔、蚕豆种皮、玻璃纸、青蛙皮、动物膀胱、肠衣、蛋白质胶膜，火棉胶膜以及其他一些可从生物体上剥离的薄膜类物质。
活细胞内的生物膜只允许水分子自由通过，它所选择的离子、小分子物质可以通过，而其他的离子、小分子和大分子不能透过，是严格的半透膜。
细胞丧失活力后生物膜的选择透过能力丧失。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《例析半透膜与选择透过性膜的差异性》
张建尚/江苏
半透膜是指某些物质可以自由通过，而另一些物质则不能通过的多孔性薄膜，如玻璃纸、胶棉膜等。
物质能否通过半透膜，一是取决于膜两侧的浓度差，即只能从高浓度的一侧向低浓度的一侧移动；二是取决于该物质颗粒直径的大小，即某物质颗粒直径只有小于半透膜的孔径才能自由通过，否则不能。
选择透过性膜是具有生物活性的生物膜，这种膜可以让水分子自由通过，选择吸收的离子和小分子也可以通过，其它的离子和小分子和大分子物质则不能通过。
物质通过选择透过性膜不仅与被运送物质的颗粒大小和膜两侧的浓度差有关，而且与该物质的极性和膜上的载体、提供的能量也密切相关。
物质出入细胞膜不仅可以以自由扩散、协助扩散方式从高浓度的一边进入低浓度的一边，也可以根据生理需要以主动运输的方式从低浓度一边到高浓度一边有选择地吸收某些物质。
综上所述，半透膜与选择透过性膜的根本区别在于有无主动运输过程。
选择透过性膜并不是典型的半透膜，因为它只是对各种物质的透性有差别。
成熟的植物细胞一般都有大液泡，其液泡膜和细胞外的细胞膜都是选择透过性膜，它们与细胞内的细胞质一起组成的整个原生质层就是一层选择透过性膜，可以当作“半透膜”。
【例题】（2013•江苏卷•T27）右图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：
（1）漏斗内溶液（S 1）和漏斗外溶液（S 2）为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。
渗透平衡时液面差为△h，此时S 1和S 2浓度的大小关系为 。
（2）图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的 ，
两者在物质透过功能上的差异
是 。
（3）为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。
实验材料：紫色洋葱。
实验器具：如图所示的渗透装置（不含溶液），光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号
笔等。
实验试剂：蒸馏水，0.3g/mL 的蔗糖溶液和与其等渗的KNO 3溶液，部分实验步骤和结果如下： ①选两套渗透装置，标上代号X 和Y 。
在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X 和Y 的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO 3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。
渗透平衡时出现液面差的装置有 （填代号）
②选两片洁净的载玻片， ，在载玻片中央分别滴加 ，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO 3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是 。
（4）上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是 。
【解析】（1）因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，故两者浓度关系仍是S 1>S 2（2）图中半透膜模拟成熟植物细胞的原生质层。
半透膜只是利用孔径大小控制物质进出，而原生质层具有生物活性，是选择透过性膜，靠载体和能量控制物质出入，可以完成逆浓度梯度的主动运输（3）①蔗糖分子较大，不能通过半透膜，
膜两侧溶液浓度不会发生变化，所以装置Y 不会出现液面差。
而KNO 3解离的K +和NO 3-能够通
过半透膜，使得膜两侧溶液浓度发生变化，所以装置X 会出现液面差②洋葱鳞片叶表皮细胞为成熟植物细胞，能够发生质壁分离和复原现象。
用洋葱鳞片叶和蒸馏水制作临时装片，先观察洋葱表皮细胞的初始状态，以便与之后的实验进行对照③蔗糖分子不能透过原生质层，Ah S 1溶液 S 1溶液
半透膜
蔗糖溶液中的细胞质壁分离后不会自动复原，KNO3解离的K+和NO3-通过主动运输被细胞吸收，导致细胞液和外界溶液的浓度差被消除，从而发生质壁分离自动复原的现象。
【答案】（1）S1>S2（2）原生质层原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能（3）①X ②标号蒸馏水③质壁分离（4）KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原。