4.1 物质跨膜运输的实例(二)

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(1)漏斗内液面的上升是由细胞吸水引起的， 水从溶液浓度低的一 侧向浓度高的一侧移动，因此，由图甲中漏斗内液面上升可知， a 侧液体的浓度小于 b 侧；图乙反映的是随吸水时间的延长，漏 斗内液面升高的速率逐渐下降，这是由浓度差缩小造成的。考虑 到漏斗内液柱压力的作用，当液面不再上升时，a 侧的浓度小于 b 侧。(2)图甲中 c 为半透膜，在图丙中可将细胞膜③、液泡膜⑤ 和两层膜之间的细胞质④视作一层半透膜，结构②当中充满的液 体是外界溶液；由于无法判断图丙的细胞是在吸水还是失水，因 此，无法确定此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系。(3) 对于植物细胞而言，由于细胞壁的存在，且细胞壁的弹性有限， 因此，细胞不可能无限吸水，当细胞因吸水体积增大到细胞壁所 能膨大的最大限度时， 细胞将不再吸水。 (4)液泡体积不再增大时， 细胞液浓度不一定和外界溶液的浓度相等，原因与(3)小题相同。
③④⑤ (2)图丙中相当于图甲中 c 结构的是________(填序号)， 结构②当 外界溶液 中充满的液体是__________。此时细胞液的浓度与外界溶液的
浓度大小关系是________。 D A．细胞液>外界溶液 C．细胞液＝外界溶液 B．细胞液<外界溶液 D．都有可能
(3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中，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？
突破考点·提炼技法
易 错 警 示
与细胞质壁分离及复原有关的5个总结
(1)实验材料的选择 ①不选择细菌细胞和动物细胞做实验材料
(2)实验试剂使用 ①浓度过高蔗糖溶液(0.5 g/mL)，质壁分离现象明显 但不能复原，因细胞过度失水死亡。 ②质量浓度为1 mol/L的KNO3溶液，因为K＋和NO可被 细胞吸收，使细胞液浓度增大，所以细胞先发生质壁 分离后又自动复原(尿素、甘油、乙二醇等现象同上)
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13．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。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)。请据图回 答下列问题：
半透膜与选择透过性膜的比较 区别：①半透膜是无生命薄膜，物质能否通过 取决于分子的大小。如：动物膀胱、玻璃纸 、肠衣等 ②选择透过性膜是有生命的生物膜，载体蛋白 的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。 细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过 性丧失。如：细胞膜,液泡膜等各种生物膜 共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物 大分子物质通过。
人教版必修1
第4章 细胞的物质输入与输出
第1节 物质跨膜运输的实例
三、植物细胞的吸水和失水
细胞液 1
类比学习
?
原 生 质 层
液泡膜 2 细胞质 3 细胞膜 4
5 细胞壁
清水
三、植物细胞的吸水和失水 探究：
1、将白菜剁碎做馅时,常常放一些盐,一会儿 后就可看到水分渗出。 2、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。 提出问题：
进行试验 ⑴显微、亚显微结构图像的判断
设计实验
实验结果：
中央液泡大 原生质层的位 细胞大 小 置 小 蔗糖溶 原生质层脱 基本 变小 液 不变 离细胞壁 水的进出方向——顺相对含量的梯度进出植物细胞
清水
逐渐恢复 原来大小
原生质层恢 复原来位置
基本 不变
植物细胞质壁分离和复原现象
外界溶液浓度 外界溶液浓度
液泡和细 胞体积、 大小的变 化
设计方案：
将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液中 和清水中，观察其大小的变化。
预期实验的结果 ：
由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可 以自由通过，而蔗糖分子则不能通过，因此 在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会缩小， 细胞皱缩；在清水中植物细胞的液泡又会变 大，细胞膨胀。
1、植物细胞会出现失水的情况吗？（渗出 的水是细胞内的水还是间隙的水） 2、植物细胞在什么情况下会失水？ 3、原生质层是否相当于一层半透膜？
作出假设： 原生质层相当于半透膜
理由是：植物细胞膜和液泡膜都是生物膜，（P49） 他们具有与红细胞的细胞膜基本相同的化学组成 和结构。上述的事例与红细胞的失水和吸水很相 似。 原生质层是细胞层次的结构，要观 察它，我们必须借助于什么工具？ 那么我们应该选用什么样的实验材 料才能使实验成功呢？
不同植物对同种离子吸收有差异性
I－ 20 —25倍
人体甲状腺滤泡上皮细胞
血液 250mg/L
结论： 物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的。
根据资料分析 5 微生物 P2O
大肠杆菌 33.99 圆褐固氮菌 4.93
K2O 12.95ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2.41
酵母菌 米曲菌
51.00 48.55
38.66 28.16
2．测定细胞液浓度范围
待测细胞 ＋ 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 镜检⇓ 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶 液浓度之间
实验六
核心突破
命题探究
技法提炼
突破考点·提炼技法
3．比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞 ＋ 同一浓度的蔗糖溶液 镜检⇓ 发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞 液浓度越大
不能 细胞壁对原生质层有支持和保护的作用 _______，原因是_____________________________________。
(4)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中， 发现细胞液泡体积在增大。当液泡体积不再增大时，细胞液浓
不一定 度是否一定和外界溶液浓度相等？_________。
(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
小于 a________b(大于、小于、等于)。由图乙可知漏斗中溶液吸水速 下降 率在________，最终液面不再上升。当液面不再上升时，c 两侧
小于 浓度大小是 a________b。
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结论： 细胞对于物质的输出和输入有选择性。
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。
从以上实例可看出： 1.物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的 2.细胞对物质的输入和输出有选择性
细胞膜的功能特点
细胞膜是一种选择透过性膜。 这种膜可以让水分子自由通过，细 胞要选择吸收的离子和小分子也可 以通过，而其他的离子、小分子和 大分子则不能通过。
4．鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)
成熟植物细胞 ＋ 不同种类溶液 ⇓
只发生质壁分离→蔗糖溶液 镜检 质壁分离后自动复原→KNO3溶液
实验六
核心突破
命题探究
技法提炼
四.物质跨膜运输的其他实例
培养液中的离子浓度 初始浓度 水稻 番茄
0
Mg2＋
Ca2+
Si4+
离子
结论：
1.在培养过程中，水稻吸收水分及Si4+离子较多， 吸收Ca2+、Mg2+较少，结果导致水稻培养液里的 Ca2+、Mg2+浓度增高。 2.在番茄的培养液中， Ca2+、Mg2+的浓度下降， 而Si4+的浓度升高，证明番茄吸收的Ca2+、Mg2+ 比Si4+ 多。 3.同种植物对不同离子吸收具有选择性
细胞液的浓度，细胞失水 细胞液的浓度，细胞吸水 实验结论：
实验结论： 原生质层相当于半透膜
渗透系统装置
半透膜 长颈漏斗中有蔗糖液 烧杯中有清水
成熟的植物细胞
原生质层 (选择性透过膜)
细胞内有细胞液 外界溶液
3．质壁分离的原因分析
⑴原因
宏观：坚挺→萎蔫 ⑵表现 微观
液泡：大→小 细胞液颜色：浅→深 原生质层：与细胞壁分离
③高浓度的盐、醋、糖等溶液能使细胞脱水而死亡
(3)发生质壁分离时在细胞壁和细胞膜之间充满 的是外界溶液，原因是细胞壁具有全透性。
核心突破 命题探究 技法提炼
实验六
突破考点·提炼技法
技法提炼
质壁分离实验的拓展应用
1．判断成熟植物细胞是否有生物活性
待测成熟植物细胞 ＋ 一定浓度的蔗糖溶液 ⇓
发生质壁分离→有生物活性 镜检 不发生质壁分离→无生物活性