1、第四章细胞的物质输入和输出第13课时物质跨膜运输的实例目标导航1.举例说出细胞膜是选择透过性膜。2.尝试提出问题、作出假设，进行探究活动设计。3.进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。一、细胞的吸水和失水1原理：渗透作用。该作用必须具备两个条件：(1)具有_；(2)半透膜两侧溶液具有_。2动物细胞的吸水和失水原理(1)外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞_膨胀。(2)外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞_皱缩。(3)外界溶液浓度_细胞质浓度时，水分子进出细胞处于动态平衡。3植物细胞的吸水和失水(1)成熟的植物细胞的结构细胞壁：_，即水分子和溶解在水里的物质都能够自由通过。细胞内的液体环境：主要指
2、液泡内的_。原生质层(2)原理和现象外界溶液浓度_细胞液浓度时，细胞失水，发生_现象。外界溶液浓度_细胞液浓度时，细胞吸水，发生_现象。二、物质跨膜运输的其他实例1细胞对无机盐离子吸收实例(1)水稻吸收_多，吸收_较少，番茄吸收_较多，吸收_较少。(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显_血液中碘的含量。(3)不同微生物对不同_的吸收表现出很大的差异。2物质跨膜运输的特点(1)物质跨膜运输并不都是_的。(2)细胞对于物质的输入和输出有_。3细胞膜的功能特点细胞膜和其他生物膜都是_膜。知识点一渗透现象及其原理1如右图所示，烧杯内装有蒸馏水，下部封有半透膜的长颈漏斗内装有淀粉和食盐溶液，开始时，
3、漏斗颈内的液面与烧杯内蒸馏水的液面相同。过一段时间后，用碘液和硝酸银溶液分别检测蒸馏水中的物质。整个实验过程中所观察到的现象是 ()漏斗颈内的液面下降漏斗颈内的液面上升烧杯内的液体遇硝酸银溶液有白色沉淀生成烧杯内的液体遇碘液变蓝ABCD知识点二细胞的吸水和失水2假定将甲乙两个同种植物的成熟细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液均比细胞液的浓度高，蔗糖分子不能透过膜，甘油分子可以较快地透过膜。在显微镜下连续观察，甲乙两细胞的变化是 ()A甲、乙两细胞发生质壁分离后，不再发生质壁分离复原B甲、乙两细胞发生质壁分离，但乙细胞随后又发生质壁分离复原C甲、乙两细胞发生质壁分离，但随后甲细胞又发生质壁
4、分离复原D甲、乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原知识点三物质跨膜运输的其他实例3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 h后原培养液中部分离子浓度发生了如下表所示的变化(表中数据为72 h后溶液中部分离子浓度占实验开始时的百分比)。分析下表不能得出的结论是 ()KMg2Ca2SiO水稻17.010511719.5番茄19.18559.6118A.不同植物对同一离子的需要量是不同的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类和数量是不同的D植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关基础落
5、实1我国民间用盐渍法保存食品的原理是 ()A食盐水中的Cl有杀菌作用B浓盐水中含O2少，细菌无法生存C渗透作用使细菌失水死亡D渗透作用使鱼肉细胞过度失水2若向日葵的某种细胞间隙的溶液浓度为a，细胞液浓度为b，细胞质基质浓度为c，则当它因缺水而萎蔫时，三者间的浓度关系是 ()AabcBacbCbcaDbac3下列各项不可以通过质壁分离实验加以证明的是 ()A成熟植物细胞的死活B原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大C成熟的植物细胞能进行渗透吸水D蛋白质、淀粉、纤维素的吸水性依次递减4将紫色洋葱表层细胞置于0.3 g/mL的蔗糖溶液中，光镜下所观察到的现象是 ()液泡逐渐变小，颜色由浅变深液泡逐渐变小
6、，颜色由深变浅原生质层与细胞壁逐渐分离形成球形小团 细胞膜、液泡膜结构明显原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液ABCD5将水稻培养在有各种营养元素的培养液中，发现水稻吸收硅多，吸收钙少。这说明()A水稻培养液中硅和钙的浓度不同B水稻根细胞对于物质的输入和输出具有选择性C水稻根细胞吸收硅的能力弱，吸收钙的能力强D硅是小分子，钙是大分子6质壁分离实验中的“质”和“壁”分别是指 ()A细胞质、细胞壁B原生质层、细胞壁C细胞质基质、细胞壁D原生质、细胞壁能力提升7下列关于生物膜和半透膜说法正确的是 ()A半透膜是生物膜的一种B植物细胞发生质壁分离时，细胞膜相当于半透膜C生物膜和半透膜的主要成分都是脂质和蛋白
7、质D半透膜可以让离子和小分子通过，生物膜只可以让部分离子和部分小分子通过8下列关于植物对离子选择性吸收的叙述，不正确的是 ()A植物对离子选择性吸收的特征与其生活环境相适应B根细胞膜上某种离子的载体蛋白的有无，决定对离子选择吸收的种类C根细胞膜上某种离子的载体蛋白的多少，影响对离子选择吸收的多少D根呼吸强度也影响植物对离子吸收的选择性9.将新鲜的苔藓植物叶片，放入其中加有少量红墨水的质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，在显微镜下观察，你会看到苔藓细胞的状态如右图所示。此时，部位和的颜色分别是 ()A无色、绿色B红色、绿色C红色、无色D红色、红色10紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离后，在显微镜下
8、观察到的正确图示是 ()11用完全培养液在两个相同的容器内分别培养水稻和番茄苗，假设两植物的吸水速率相同，一段时间后，测定培养液中各种离子，与试验开始时各种离子浓度之比如图所示。该试验的结果不能说明 ()A植物根对水分子的吸收和对矿质元素的吸收是两个相对独立的过程B植物对离子的吸收有选择性C植物对离子的吸收与溶液中离子的浓度有关D水稻吸收Si的载体多题号1234567891011答案综合拓展12下表是一组用新鲜洋葱表皮进行的实验处理和结果，请分析回答：(1)洋葱表皮细胞在第1、2、3组实验中均发生了质壁分离现象，其内部结构基础和外在条件分别是_。(2)比较第1和第2组实验结果的差异，说明_。(
9、3)比较第1和第3组实验结果，出现实验结果差异性的原因是_。(4)比较第1和第4组实验结果，出现实验结果差异性的原因是_。答案 知识清单一、1.(1)半透膜(2)浓度差2.(1)小于吸水(2)大于 失水(3)等于3.(1)全透性细胞液细胞液泡半透膜(2)大于质壁分离小于质壁分离复原二、1.(1)SiOMg2、Ca2Mg2、Ca2SiO(2)高于(3)矿物质2.(1)顺相对含量梯度(2)选择性3.选择透过性对点训练1Bks5u淀粉是大分子物质，不能透过半透膜，因此漏斗内液体与烧杯中蒸馏水之间的渗透压不平衡，水分子通过半透膜进入漏斗，使其液面上升；烧杯内的蒸馏水中无淀粉，遇碘不变蓝。食盐溶液中的离
10、子可以透过半透膜，所以烧杯内的液体遇硝酸银溶液有白色沉淀生成。方法点拨(1)渗透和扩散：物质从高浓度一侧向低浓度一侧运动叫做扩散，如氧气从浓度高的地方向浓度低的地方运动，即一种分子顺相对浓度梯度的运动。水分子和一些小分子物质是按照一般扩散作用的原理从分子密度高的地方向分子密度低的地方运动，能够自由通过细胞膜，这种跨膜运输也属于扩散。其中水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透。(2)常用的半透膜有以下材料：玻璃纸、猪膀胱、鱼鳔、鸡蛋内皮等，其特点是允许小分子物质透过，不允许大分子物质透过。2Bks5u成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，可发生渗透作用。甲、乙两细胞均处在外界溶液浓度大
11、于细胞液浓度的环境中，开始时，甲、乙两细胞都要发生质壁分离，但蔗糖分子不能透过原生质层，所以甲细胞不能发生质壁分离复原，而甘油分子可以较快地通过原生质层，到达细胞液，细胞液的浓度升高，细胞吸水，发生质壁分离复原。方法点拨析图：(1)A曲线：由于放在清水中，细胞吸水，体积胀大。(2)B曲线：由于细胞外KNO3溶液浓度高于细胞内，故细胞失水发生质壁分离；又由于细胞向其内部吸收K和NO，使细胞液浓度上升，高于细胞外溶液浓度，细胞吸水，质壁分离复原。(3)C曲线：蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度质壁分离，又由于细胞不吸收蔗糖分子，故不会自动复原。3Dks5u由题干可获取的主要信息有：培养水稻和番茄的原培养液
12、中各离子浓度相同，表中数据的计算方式是实验后离子浓度占实验前同种离子浓度的百分比，比值越大说明对该离子的吸收量越小，反之越大。解答本题时应首先理解表中数据表示的意义，再进行逐项分析。由表中每一列数据分析可知，不同植物对同种离子的需要量及同一植物对不同离子的需要量不同，水稻吸收的SiO多，对Ca2、Mg2吸收少，而番茄吸收的Ca2和Mg2较多，对SiO吸收量少。这体现了植物对无机盐离子的吸收具有选择性，其原因在于不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的。因此选项A、B、C正确，选项D所表述的内容不能从表中数据得出。方法点拨(1)培养溶液中某离子的浓度低于初始浓度，说明植物吸收离子的比例大于吸
13、收水的比例。(2)培养溶液中某离子的浓度高于初始浓度，说明植物吸收离子的比例小于吸收水的比例。(3)植物对不同离子的吸收具有选择性。(4)植物吸收水和吸收离子是两个相对独立的过程。课后作业1Cks5u盐渍法就是人为造成外界溶液浓度大大高于细菌细胞内溶液的浓度，让细菌失水死亡，从而阻止细菌的繁殖来保存食品。2Bks5u细胞因缺水而萎蔫时，必定是渗透失水，即水分子渗透方向是：细胞液细胞质基质细胞间隙。水分子是从低浓度溶液向高浓度溶液扩散，所以acb。3Dks5u渗透吸水的细胞学基础是细胞具有原生质层和原生质层内外的溶液具有浓度差。一个活的、成熟的植物细胞是具备这样的细胞学基础的，所以当这样的植物细
14、胞与外界环境溶液相接触时，细胞液就可以与外界溶液发生渗透作用。质壁分离就是靠渗透作用来实现的。D项为亲水性物质，与吸胀作用有关，故质壁分离不能证明D项内容。4Aks5u因外界蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，洋葱表皮细胞将不断失水，使得液泡变小，而细胞液中色素不能随水透过原生质层，因此颜色加深。由于液泡和原生质层的不断收缩，可见现象出现，光镜下既看不清结构又辨不清蔗糖的存在。5Bks5u水稻吸收硅多，而吸收钙少，体现了细胞对于物质的输入和输出具有选择性。6Bks5u成熟的植物细胞可以发生质壁分离现象。原因是成熟的植物细胞中央有一个大液泡，其内的细胞液有一定浓度，与外界溶液之间可形成浓度差。另外，细胞
15、膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成的原生质层可看做是一层半透膜，它与细胞壁的伸缩性不同，当细胞失水时，原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大，从而导致两者的分离。7Dks5u生物膜相当于半透膜，半透膜不是生物膜；植物细胞发生质壁分离是原生质层相当于半透膜，半透膜可以是人工合成的如玻璃纸。8Dks5u生物膜选择透过性的结构基础是膜上载体蛋白的种类和数量。载体蛋白的种类决定膜对离子是否吸收，载体蛋白的数量决定膜对离子吸收数量的多少，植物与其生存环境是相适应的，不同环境中无机盐离子的种类和数量不完全相同。根呼吸强度影响根对无机盐离子的吸收速率，但不影响选择性。9Bks5u由于细胞壁对溶液具有全透性，故
16、处为红墨水；处有叶绿体，内含叶绿素，为绿色。10Cks5u细胞核应该位于细胞质中；液泡内有花青素导致液泡为紫色。11Cks5u题目中说两植物的吸水速率相等而吸收矿质元素的量有了变化，说明植物吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立的过程；从柱状图中可以看出不同离子的吸收速率有差异，说明植物对离子的吸收具有选择性，而离子的吸收多少与载体数量有关，所以硅离子明显降低，说明水稻吸收Si的载体多。因为离子的吸收是主动运输的过程，所以与溶液离子的浓度没有什么直接的关系。12(1)内部结构基础是有原生质层和原生质层内外两种溶液体系的存在；外在条件是原生质层内外两种溶液体系存在浓度差(2)高浓度的溶液加快质壁分离现象的出现，但由于引起细胞过度失水，导致细胞死亡，使质壁分离复原不能发生(3)尿素是可以被细胞吸收的小分子物质，随着尿素分子不断进入细胞内部，当细胞内外溶液浓度趋于一致时，质壁分离就自动复原(4)高温使细胞死亡，死亡的细胞原生质层失去选择透过性，不能发生质壁分离解析提高从图表中获得信息的能力(如图：该实验自变量有3组，不同浓度的蔗糖溶液、不同溶液、不同温度)；理解植物细胞质壁分离的原理及应用。