1、第1课时物质跨膜运输的实例1.尝试探究实验中的“提出问题,作出假设”。2.进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计。3.初步学会进行植物细胞质壁分离与复原实验的方法。4.举例说出细胞膜是选择透过性膜。一、动物细胞的吸水和失水1.渗透作用产生的条件(1)有一层 。(2)半透膜两侧的溶液具有 。2.动物细胞吸水和失水的条件(1)外界溶液浓度 细胞质浓度时,细胞吸水膨胀。(2)外界溶液浓度大于细胞质浓度时,细胞 。(3)外界溶液浓度等于细胞质浓度时,水分进出细胞处于 。二、植物细胞的吸水和失水1.结构(1)细胞壁: ,即水分子和溶解在水里的物质都能自由通过。(2)原生质层: 、 以及两层膜之间的 组成原
2、生质层,相当于一层 。(3)细胞内的液体环境:主要指液泡内的 。2.植物细胞自身条件:成熟植物细胞中具有中央大液泡。3.验证(1)质壁分离:当细胞液的浓度 外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的 ,当细胞不断失水时, 就会与 逐渐分离开。(2)质壁分离复原:将已发生质壁分离的细胞放在外界溶液浓度比较低的环境中时,外界溶液中的水分就透过 进入细胞液中,整个原生质层就会慢慢恢复成原来的状态。三、物质跨膜运输的其他实例1.对无机盐的吸收实例(1)水稻和番茄对同一离子的吸收量 。(2)水稻和番茄对 的吸收量不同。2.
3、细胞膜和其他生物膜都是 膜,可以让 自由通过,细胞选择吸收的一些 也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。1.下列现象属于渗透作用的是()。A.水分子通过植物细胞的细胞壁B.水分子或其他溶剂分子通过细胞膜C.干大豆种子泡在清水中逐渐涨大D.夏天新鲜蔬菜在空气中萎蔫2.一个成熟植物细胞的原生质层包括()。A.细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质B.细胞壁、液泡膜和这两层膜之间的细胞质C.细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质D.细胞膜和液泡膜之间的细胞质3.能在30%蔗糖溶液中发生质壁分离的细胞是()。A.动物的上皮细胞B.人的红细胞C.根尖分生组织细胞D.成熟的植物细胞4.小刚以紫色洋
4、葱的鳞茎表皮为材料,进行“植物细胞质壁分离”实验。在发生质壁分离的细胞中,他观察到()。A.紫色的中央液泡逐渐缩小B.白色的中央液泡逐渐缩小C.紫色的细胞明显膨胀D.白色的细胞明显膨胀5.质壁分离和复原实验可以说明或证明()。植物细胞的死活原生质层的伸缩性比细胞壁伸缩性大当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞渗透失水;反之,细胞则渗透吸水原生质层具有选择透过性细胞壁的主要成分是纤维素A.B.C.D.知识点一:认识渗透作用1.什么是半透膜?渗透作用的实质是什么?2.请叙述动植物细胞发生渗透作用的条件。3.请完成原生质层的构成图解。4.请利用长颈漏斗、半透膜、铁架台、具有浓度梯度的蔗糖溶液、清水等材
5、料用具,绘制一个渗透作用装置图。若按照设计的装置进行实验,预计漏斗中的液面是上升了还是下降了?此时漏斗内溶液的渗透压变大了还是变小了?例1若将人类的红细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中,浸泡半小时之后的结果如下图,依照细胞外形的变化判断蔗糖溶液的浓度,由高到低排列,正确的是()。A.abcdB.dabcC.adbc D.cbda知识点二:植物细胞质壁分离与复原实验解读1.请叙述实验原理。2.以下是简单的实验流程: 制作洋葱鳞片叶临时装片高倍镜下观察滴0.3 g/mL 的蔗糖溶液高倍镜下观察滴清水高倍镜下观察结论其中过程中可观察到细胞有两方面的变化,它们是什么?请绘出一个处于过程中洋葱鳞片叶结构示意图
6、。3.应选择怎样的实验材料?请举例说明。例2洋葱是常用的生物学实验材料,请结合下图回答相关问题:实验名称取材部位观察方式显微镜细胞形态一观察植物细胞鳞片叶外表皮A高倍镜长方形二观察植物细胞的质壁分离与复原B原色观察低倍镜长方形三观察植物细胞有丝分裂根尖分生区染色观察高倍镜方形(1)填写字母所代表的内容:A.;B.。(2)实验一使用高倍显微镜观察的步骤和要点是:先用低倍镜找到要观察的物像,将物像移到视野的;转动转换器换上高倍物镜,调节准焦螺旋,直至看清楚物像为止。(3)实验二中将临时装片用0.3 g/mL的蔗糖溶液处理5 min后,细胞发生质壁分离,此时可见细胞内处颜色变深,用清水处理5 min
7、后,可见细胞发生现象。1.右图为某学生在做一定浓度的蔗糖溶液对细胞影响的实验中所观察到的细胞图,下列有关叙述中正确的是()。A.图中1、2、6组成了细胞的原生质层 B.图中细胞处于质壁分离状态,此时6处的浓度一定大于7处的浓度C.图中1是细胞壁,6中充满了蔗糖溶液 D.图中7是细胞液,在细胞发生质壁分离过程中,其颜色逐渐变浅2.关于植物根系吸收营养物质的叙述,正确的是()。A.不同生长阶段植物根系吸收水分的速率相同B.土壤温度不影响植物根系对无机盐离子的吸收C.植物根尖细胞吸收水分主要依靠渗透作用D.植物根细胞能逆浓度梯度吸收土壤中的无机盐离子3.半透膜类似于细胞膜等选择透过性膜。为了了解细胞
8、膜内、外溶液浓度的差异对水分扩散的影响,设计了如下实验:在一长方体密封箱内(如图所示),正中的P为一个可以左右无摩擦滑动的半透膜,A室与B室空间相同,A室内充满2 mol/L蔗糖溶液,B室内充满1 mol/L的蔗糖溶液。实验开始后,P将移动的方向是()。A.不移动B.向右C.向左D.不能确定4.如右图所示,在U形管中部c处装有半透膜,在a侧加入细胞色素d分子(分子量为1.3万道尔顿的蛋白质)水溶液(红色),b侧加入蒸馏水,并使a、b两侧液面高度一致,经一段时间后,实验结果将是()。A.a、b液面一致,b侧无色B.a、b液面一致,b侧红色C.a液面低于b,b侧红色D.a液面高于b,b侧无色5.下
9、图表示处于不同生理状态的同一个洋葱鳞茎中的三个洋葱鳞片叶表皮细胞,请回答:(1)如图所示,A、B、C三细胞处于不同浓度的溶液中,则A图与B图细胞所处的外界溶液的浓度是 。(2)图中细胞的细胞液浓度依次是 。(3)C图中标号指的物质是。参考答案知识体系梳理半透膜浓度差小于失水皱缩动态平衡全透性细胞膜液泡膜细胞质半透膜细胞液小于伸缩性大原生质层细胞壁原生质层不同不同离子选择透过性水分子离子和小分子预习效果检测1.B【解析】发生渗透作用所具备的条件是具有半透膜和浓度差。由于细胞壁是全透性的,所以A项不属于渗透作用;C项是吸胀吸水;D项中新鲜蔬菜在空气中萎蔫是由蒸发所致。2.A【解析】原生质层是指细胞
10、膜、液泡膜以及它们之间的细胞质。3.D【解析】成熟的植物细胞才能发生质壁分离,A、B为动物细胞,C为新生细胞。4.A【解析】质壁分离的细胞失去水分,使液泡体积减小,材料选择的是紫色洋葱鳞茎表皮,液泡呈紫色。5.B【解析】质壁分离和复原实验依据的原理是渗透作用,当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞渗透失水;反之,细胞则渗透吸水,同时由于原生质层的伸缩性比细胞壁伸缩性大,所以当其失水后,就会发生质壁分离。其中原生质层相当于半透膜,原生质层的选择透过性存在与否决定于细胞的死活,所以,只要细胞发生了质壁分离或复原,就能证明实验原理是正确的,同时也能证明细胞是活的。重点难点探究知识点一:认识渗透作用1.
11、半透膜是指只允许某些分子或离子透过而不允许其他分子或离子透过的膜;渗透作用的实质是水分子顺相对含量梯度的扩散。2.动物细胞发生渗透作用的条件:细胞膜相当于半透膜;细胞膜两侧溶液具有浓度差。植物细胞发生渗透作用的条件:原生质层相当于半透膜;原生质层两侧溶液具有浓度差。3.细胞壁细胞膜细胞质液泡膜细胞液(具有一定浓度)4.如下图所示。液面上升。渗透压变小。例1D【解析】成熟的植物细胞置于高浓度的外界溶液中,会因渗透失水过度而失去活性,动物细胞过度吸水会因无细胞壁的支持作用而涨破。根据细胞形态的变化情况可判断外界溶液浓度的高低。知识点二:植物细胞质壁分离与复原实验解读1.成熟的植物细胞与外界溶液接触
12、时,就会通过原生质层与外界溶液发生渗透作用,从而吸水或失水。当细胞液浓度小于外界溶液浓度时,植物细胞渗透失水,发生质壁分离;反之,渗透吸水,发生质壁分离复原。2.细胞有两方面的变化:(1)中央大液泡逐渐变小,颜色变深;(2)原生质层与细胞壁逐渐分离。如下图:3.应选择活的、成熟的植物细胞,最好是液泡有颜色的,如选择紫色洋葱鳞片叶表皮细胞为实验材料。例2(1)A.原色观察B.鳞片叶外表皮(2)中央细(3)液泡质壁分离复原【解析】(1)洋葱鳞片叶表皮有颜色,因此不需要染色即可观察细胞形态;观察植物细胞质壁分离和复原时,取洋葱鳞片叶外表皮作实验材料;根尖分生区细胞的特点是细胞排列紧密,细胞呈方形。(
13、2)高倍镜的使用方法是先用低倍镜找到物像,将物像移至视野中央,转动转换器,换成高倍物镜,同时调节细准焦螺旋,使物像清晰。(3)在质壁分离过程中,水从液泡中出来,使细胞液浓度变深;当将质壁分离后的活细胞置于清水中,细胞吸水,发生质壁分离复原。当堂知能检测1.C【解析】考查对质壁分离实验的理解与应用。图中结构1为细胞壁,2为细胞膜,3为细胞核,4为液泡膜,5为细胞质,6充满蔗糖溶液,7为细胞液。其中2、4和5组成原生质层;细胞在质壁分离的过程中细胞液颜色由浅变深;此时的细胞可能正在发生质壁分离。2.D【解析】不同生长阶段植物根系吸收水分的速率不同,A错;温度影响酶的活性和能量供应,进而影响植物根系
14、对无机盐离子的吸收,B错;植物根尖成熟区细胞吸收水分主要依靠渗透作用,C错;植物根细胞可以逆浓度梯度吸收无机盐离子,D正确。3.B【解析】水分子可以自由通过P,蔗糖分子不能通过半透膜。由于A室内溶液浓度高于B室,依据渗透作用原理,A室内水分子向B室的扩散速度比B室向A室的扩散速度慢,又由于P能左右滑动,所以P应由A室向B室移动。4.D【解析】此题以简单的实验情景模拟现实,全面考查了渗透作用原理。图中已知条件有:c处为半透膜,半透膜两侧溶液具有浓度差,且a侧浓度b侧浓度,依据渗透作用原理,水分子总的渗透方向表现为b侧a侧,故一段时间后,结果将是a侧液面高于b侧液面。另外,根据半透膜的性质,水分子能通过,但大分子的细胞色素d分子不能通过,故b侧仍为无色。全新视角拓展5.(1)AB(2)CAB(3)外界溶液【解析】根据图示可知,三个图中细胞的细胞液浓度为CAB。
