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- 2021-09-24 发布
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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