物質(zhì)跨膜運(yùn)輸實(shí)例 課件 高一上學(xué)期 生物人教版 必修1

第1節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例醋拌黃瓜糖漬西紅柿溶液濃度30%蔗糖溶液清水高低滲透現(xiàn)象的演示實(shí)驗(yàn)水分流動(dòng)方向蔗糖溶液濃度>清水濃度，單位時(shí)間內(nèi)由清水進(jìn)入蔗糖溶液的水分子數(shù)>由蔗糖溶液進(jìn)入清水的水分子數(shù)，表現(xiàn)為蔗糖溶液頁(yè)面上升。頁(yè)面上升到一定高度后不再升高，水分子運(yùn)動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。

2條件：一滲透作用1概念：指水分子或其它溶劑分子從低濃度的溶液通過半透膜進(jìn)入高濃度溶液中的現(xiàn)象半透膜這層膜兩側(cè)的溶液具有濃度差半透膜：一類可以讓小分子物質(zhì)通過而大分子物質(zhì)不能通過的一類多孔性薄膜的總稱。物質(zhì)能否通過半透膜取決于物質(zhì)分子的直徑與半透膜空隙的大小。3原理:溶液A濃度﹤?cè)芤築，水分子從AB移動(dòng)溶液A濃度﹥?nèi)芤築，水分子從B

A移動(dòng)溶液A濃度=溶液B，水分子從AB移動(dòng)水分子移動(dòng)方向：雙向移動(dòng)，但最終結(jié)果是水分子從單位體積內(nèi)水分子數(shù)多的（低濃度）溶液流向單位體積內(nèi)水分子數(shù)少（高濃度）的溶液。滲透系統(tǒng)：一個(gè)完整的滲透系統(tǒng)，由兩個(gè)溶液體系以及兩者中間的半透膜組成。溫馨提示：

（1）滲透平衡時(shí)兩個(gè)溶液體系產(chǎn)生高度差的原因：由于濃度差的存在，燒杯中的水分子透過半透膜流向蔗糖溶液一側(cè)，當(dāng)水柱高度差產(chǎn)生的壓力和兩個(gè)溶液體系的濃度差產(chǎn)生的水勢(shì)相等時(shí)，滲透達(dá)到平衡。（2）溶液濃度指物質(zhì)的量濃度而非質(zhì)量濃度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的質(zhì)量濃度相同，但10%葡萄糖溶液比10%蔗糖溶液的物質(zhì)的量濃度大，故整體上來看，水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液流動(dòng)。（3）滲透平衡：只是意味著半透膜兩側(cè)的水分子移動(dòng)達(dá)到平衡狀態(tài)，既不可看作沒有水分子移動(dòng)，也不可看作兩側(cè)溶液濃度相等。選擇透過性膜和半透膜

選擇透過性膜是指細(xì)胞膜等具有活性的生物膜。其對(duì)物質(zhì)的吸收與否以及吸收的多少取決于膜上載體蛋白的種類和數(shù)量，因此不能將生物膜看做單純的半透膜。半透膜是指某些物質(zhì)可以通過，而另外一些物質(zhì)不能通過的多孔性薄膜。其可以是有生物活性的選擇透過膜，也可以是無生物活性的物理性膜，物質(zhì)能否通過取決于分子的大小。二、細(xì)胞的吸水和失水：1.動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水：1.外界濃度=細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)：細(xì)胞保持原有狀態(tài)2.外界濃度<細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)：細(xì)胞吸水膨脹3.外界濃度>細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)：細(xì)胞失水皺縮正常狀態(tài)生理鹽水吸水膨脹蒸餾水失水皺縮10%生理鹽水例2人體正常紅細(xì)胞呈兩面凹陷的圓餅狀,現(xiàn)將人體的紅細(xì)胞分別浸入下列a、b、c三個(gè)不同濃度溶液的燒杯內(nèi),一段時(shí)間后,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4-1-4所示,則a、b、c三種溶液濃度大小比較正確的是 ()A.a>b>c B.a<c<b C.a>c>b D.a<b<c

圖4-1-4

B例1[2018·新疆烏魯木齊二中期末]某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的滲透作用實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)開始時(shí)長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)外液面平齊,記作零界面。實(shí)驗(yàn)開始后,長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)部液面的變化趨勢(shì)為 ()ABCD

A與生活的聯(lián)系

吃比較咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感覺？為什么？成熟植物細(xì)胞結(jié)論：成熟的植物細(xì)胞是一個(gè)完整的滲透系統(tǒng)

一個(gè)成熟的植物細(xì)胞是不是一個(gè)滲透系統(tǒng)？問題：對(duì)比分析植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與滲透吸水裝置外界溶液細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡膜細(xì)胞液原生質(zhì)層清水半透膜蔗糖溶液滲透裝置細(xì)胞壁原生質(zhì)層：細(xì)胞膜、液泡膜、及兩膜之間的細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜液泡膜細(xì)胞質(zhì)液泡細(xì)胞核細(xì)胞壁原生質(zhì)層（相當(dāng)于半透膜）（全透性，伸縮性小）成熟的植物細(xì)胞（二）、植物細(xì)胞的吸水和失水1、植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)細(xì)胞吸水的方式吸脹吸水滲透吸水實(shí)例：未成熟植物細(xì)胞、干種子原因：沒有形成大的中央液泡實(shí)例：成熟的植物細(xì)胞條件：有中央液泡機(jī)理：靠細(xì)胞內(nèi)的親水性物質(zhì)（蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素）吸收水分主要的吸水方式植物細(xì)胞的吸水和失水細(xì)胞液濃度小于外界溶液濃度時(shí)細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度時(shí)質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原—細(xì)胞失水—細(xì)胞吸水洋蔥紫色表皮液泡間隙（充滿外界溶液）質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原質(zhì)壁分離的原因①外因:細(xì)胞液濃度小于外界溶液濃度,細(xì)胞通過滲透作用失水。

②內(nèi)因:細(xì)胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層的伸縮性。外界溶液濃度細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞失水植物細(xì)胞——質(zhì)壁分離外界溶液濃度細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞吸水植物細(xì)胞——質(zhì)壁分離復(fù)原植物細(xì)胞質(zhì)壁分離的應(yīng)用待測(cè)細(xì)胞+一定濃度蔗糖溶液___鏡檢_____發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原不發(fā)生質(zhì)壁分離（活細(xì)胞）（死細(xì)胞）（1）判斷細(xì)胞的死活；（2）測(cè)定細(xì)胞液的濃度范圍待測(cè)細(xì)胞+一系列濃度梯度的蔗糖溶液——細(xì)胞液濃度范圍=未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的外界溶液的濃度范圍。(3)比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度。不同植物細(xì)胞+同一濃度的蔗糖溶液發(fā)生質(zhì)壁分離時(shí)間越短，細(xì)胞液濃度越小，反之越大。(4)比較未知溶液濃度的大小同一植物細(xì)胞+幾種未知濃度溶液時(shí)間短，溶液濃度大。鏡檢鏡檢(5)鑒別不同種類的溶液(蔗糖和KNO3溶液)成熟植物細(xì)胞+不同種類溶液

蔗糖不能自動(dòng)復(fù)原KNO3可以自動(dòng)復(fù)原(6)驗(yàn)證原生質(zhì)層和細(xì)胞壁伸縮性的大小鏡檢均能發(fā)生質(zhì)壁分離細(xì)胞的吸水和失水是水分子順相對(duì)含量的梯度跨膜運(yùn)輸?shù)模渌奈镔|(zhì)呢？閱讀P63頁(yè)的資料分析，并回答討論題1、2、3二、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌鼘?shí)例：初始濃度

0Mg2＋

Ca2+Si4+

離子培養(yǎng)液中的離子濃度水稻番茄物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例實(shí)例一1、水稻和番茄對(duì)無機(jī)鹽的吸收是否一樣？說明了什么？番茄吸收鈣和鎂多，吸收硅少，水稻吸收硅多，吸收鈣和鎂少。說明：不同生物對(duì)同一無機(jī)鹽的吸收有差異。同一植物細(xì)胞對(duì)不同的無機(jī)鹽吸收有差異。例

將番茄和水稻分別培養(yǎng)在含有Mg2+、Ca2+、SiO44-的培養(yǎng)液中。一段時(shí)間后,培養(yǎng)液中的離子濃度變化如圖所示。下列有關(guān)分析不正確的是(

)A.水稻對(duì)水的吸收速率大于對(duì)Mg2+的吸收速率B.番茄通過主動(dòng)運(yùn)輸排出SiO44-,使溶液中SiO44-濃度提高C.番茄和水稻對(duì)離子的吸收均具有選擇性D.培養(yǎng)液的初始濃度小于水稻和番茄的細(xì)胞液濃度

B[解析]實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)培養(yǎng)水稻的培養(yǎng)液中Mg2+的濃度大于初始濃度,說明水稻吸收水的速率大于吸收Mg2+的速率,A項(xiàng)正確。番茄吸水速率大于吸收SiO44-的速率,使溶液中SiO44-濃度提高,B項(xiàng)錯(cuò)誤。番茄和水稻對(duì)離子的吸收均具有選擇性,C項(xiàng)正確。培養(yǎng)液的初始濃度小于水稻和番茄的細(xì)胞液濃度,D項(xiàng)正確。物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例實(shí)例二根據(jù)資料分析1.在培養(yǎng)過程中，水稻吸收水分及Si4+離子較多，吸收Ca2+、Mg2+較少，結(jié)果導(dǎo)致水稻培養(yǎng)液里的Ca2+、Mg2+濃度增高。2.在番茄的培養(yǎng)液中，Ca2+、Mg2+的濃度下降，而Si4+的濃度升高，證明番茄吸收的Ca2+、Mg2+比Si4+

多。3.不同作物對(duì)無機(jī)鹽的吸收是有差異的。結(jié)論：細(xì)胞對(duì)于物質(zhì)的輸出和輸入有選擇性。28.1648.55米曲菌38.6651.00酵母菌2.414.93圓褐固氮菌12.9533.99大腸桿菌K2OP2O5微生物細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜。其特性是：水分子自由通過，細(xì)胞需要的一些離子和小分子也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過。結(jié)論：細(xì)胞膜有選擇透過性。1.下列敘述,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)發(fā)生滲透作用的兩個(gè)條件是存在半透膜、膜兩側(cè)存在質(zhì)量濃度差。 (

)(2)達(dá)到滲透平衡時(shí),半透膜兩側(cè)的水分子進(jìn)行的是雙向運(yùn)動(dòng)。 (

)(3)成熟紅細(xì)胞在低濃度溶液中一定會(huì)吸水漲破。 (

)×√

×(4)原生質(zhì)層是指細(xì)胞膜和液泡膜。 (

)(5)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí),洋蔥表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離,細(xì)胞液顏色變淺。 (

)(6)物質(zhì)通過細(xì)胞膜的跨膜運(yùn)輸都必須是順相對(duì)含量梯度進(jìn)行的。 (

)(7)同一細(xì)胞對(duì)不同離子的吸收量不同,體現(xiàn)了細(xì)胞膜的選擇透過性。 (

)(8)用培養(yǎng)液培養(yǎng)植物,一段時(shí)間后培養(yǎng)液中離子的濃度都比初始濃度低。(

)××××√

習(xí)題1、將一塊新鮮馬鈴薯切成5塊，放在一定濃度的蔗糖溶液中，通過顯微鏡觀察細(xì)胞，結(jié)果是蔗糖濃度g/ml0.050.100.150.200.25質(zhì)壁分離情況不發(fā)生不發(fā)生剛發(fā)生發(fā)生發(fā)生則馬鈴薯的細(xì)胞液濃度大約為

g/mlA、0.05—0.10B、0.10-0.15C、0.15-0.20D、0.20-0.25B2．將人類的紅血球置于不同濃度蔗糖液中，浸泡半小時(shí)之后的結(jié)果如圖4－3。依照血球外形的變化判斷蔗糖液的濃度，由高到低排列，正確的是（）。A．甲＞乙＞丙＞丁B．?。炯祝疽遥颈鸆．丙＞丁＞甲＞乙D．丙＞乙＞?。炯譊3.將甲乙兩種不同植物的成熟活細(xì)胞置于0.3mol/l的蔗糖溶液中，用顯微鏡觀察其形態(tài)，如圖所示A、甲細(xì)胞液濃度較高不適應(yīng)鹽堿地栽培B、甲細(xì)胞液濃度較高更適應(yīng)鹽堿地栽培C、乙細(xì)胞液濃度較高更適應(yīng)鹽堿地栽培D、乙細(xì)胞液濃度較高不適應(yīng)鹽堿地栽培甲乙B4、食醋中的醋酸分子是活細(xì)胞不需要的小分子物質(zhì)，蔗糖是活細(xì)胞需要的大分子物質(zhì)，用食醋和蔗糖可將新鮮的大蒜腌制成糖醋蒜，其原因是：A、醋酸和蔗糖分子均能被活細(xì)胞選擇吸收B、因腌制時(shí)間過久兩種物質(zhì)慢慢進(jìn)入活細(xì)胞C、醋酸將活細(xì)胞殺死后使細(xì)胞膜失去了選擇性D、兩種物質(zhì)通過細(xì)胞壁，附著在細(xì)胞膜的外表面C5、a、b、c是三個(gè)相鄰的細(xì)胞，已知a細(xì)胞液濃度>b細(xì)胞液濃度>c細(xì)胞液濃度,如圖所示，能正確表示水分在三者之間關(guān)系的是（）CacbacbacbacbABCD6、田間一次施肥過多，作物變得枯萎發(fā)黃，俗稱“燒苗”。其原因是（）A、根細(xì)胞從土壤中吸收的養(yǎng)分過多B、根細(xì)胞不能從土壤中吸水C、根系不能將水向上運(yùn)輸D、根系被肥料分解釋放的熱能燒毀B7、利用高濃度鹽水（NaCl溶液）殺菌防腐的原理是（）A、鹽水中的Cl－有殺菌防腐的作用B、鹽水中的Na＋不利于細(xì)菌的生活C、鹽水是中性的，不適于細(xì)菌的生活D、由于滲透作用使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的水分滲出而死亡D8、圖示滲透作用裝置，裝置溶液A、B、a、b濃度分別用MA、MB、Ma、Mb表示，圖2、圖4分別表示一段時(shí)間后，圖1、圖3液面上升的高度h1、h2。如果A、B、a、b均為蔗糖溶液，且MA>MB，Ma=Mb>MA，則達(dá)到平衡后

A．h1＞h2Ma＞MbB．h1＞h2Ma＜MbC．h1＜h2Ma＜MbD．h1＜h2Ma＞MbD9、下圖表示多種植物成熟細(xì)胞，在不同濃度的蔗糖溶液中質(zhì)壁分離的百分率，圖中曲線表明這些植物細(xì)胞

A．細(xì)胞液濃度大于蔗糖溶液濃度

B．細(xì)胞液濃度小于蔗糖溶液濃度

C．有不同濃度的細(xì)胞液

D．細(xì)胞膜有不同的選擇透性C10、取一段蔥莖，將其縱切。由于縱切的蔥莖使薄壁的皮層細(xì)胞擺脫了厚壁的表皮細(xì)胞的束縛，皮層細(xì)胞擴(kuò)張得更快，從而使蔥莖向表皮外彎曲，切后的形狀如下圖，將它作為對(duì)照。再取另外四節(jié)蔥莖做同樣的處理，將它們分別置于a至d的不同濃度的蔗糖溶液中，30分鐘后，蔥莖形狀記錄如下。據(jù)此判斷蔗糖溶液濃度的大小為

A．a(chǎn)>b>c>dB．a(chǎn)>c>d>bC．b>d>c>aD．b>a>c>dB11..一U形管中有兩種不同的溶液R和S(R和S為生物大分子),并被一半透膜(X)隔開。與S相比,R為低滲溶液,圖中灰色的深淺代表濃度高低。當(dāng)圖中的U形管內(nèi)達(dá)到平衡時(shí),溶液表面是一樣高還是不一樣高?滲透壓(或滲透勢(shì))是相等還是不相等 (

)A.右側(cè)較高,兩溶液等滲,即濃度相等B.右側(cè)較高,且右側(cè)為高滲,即濃度較高C.左側(cè)較高,且右側(cè)為低滲,即濃度較低D.兩側(cè)高度相等,且為等滲B12.下列關(guān)于原生質(zhì)層的說法,正確的是(

)A.原生質(zhì)層是由細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核組成的B.原生質(zhì)層是由細(xì)胞膜、液泡膜和這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)組成的C.原生質(zhì)層的結(jié)構(gòu)和功能與細(xì)胞膜相同D.動(dòng)植物細(xì)胞均有原生質(zhì)層B13.在紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的失水和吸水實(shí)驗(yàn)中,顯微鏡下可依次觀察到甲、乙、丙三種細(xì)胞狀態(tài),如圖所示。下列敘述正確的是 (

)A.由觀察甲到觀察乙須將5倍目鏡更換為10倍目鏡B.甲、乙、丙可在同一個(gè)細(xì)胞內(nèi)依次發(fā)生C.與甲相比,乙所示細(xì)胞的細(xì)胞液濃度較低D.由乙轉(zhuǎn)變?yōu)楸倪^程中,沒有水分子從胞內(nèi)擴(kuò)散到胞外B[解析]本題考查觀察植物細(xì)胞的失水與吸水和顯微鏡使用的有關(guān)知識(shí)。圖甲為觀察的初始狀態(tài),圖乙為洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的狀態(tài),圖丙為洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原的狀態(tài)。在觀察的過程中不需要更換目鏡,A項(xiàng)錯(cuò)誤。在實(shí)驗(yàn)的過程中,這三種狀態(tài)可以在同一個(gè)細(xì)胞中依次發(fā)生,B項(xiàng)正確。乙所示細(xì)胞處于失水狀態(tài),與甲相比,乙細(xì)胞液濃度較高,C項(xiàng)錯(cuò)誤。由乙轉(zhuǎn)變?yōu)楸倪^程中,進(jìn)入細(xì)胞的水分子多,從細(xì)胞中出來的水分子少,因此總體表現(xiàn)為細(xì)胞吸水,D項(xiàng)錯(cuò)誤。14.將洋蔥表皮細(xì)胞置于一定濃度的KNO3溶液中,一段時(shí)間后用顯微鏡觀察,未觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象。以下推測(cè)不合理的是 (

)A.所取洋蔥表皮細(xì)胞可能是死細(xì)胞B.KNO3溶液濃度可能低于細(xì)胞液濃度C.細(xì)胞在鹽溶液中不發(fā)生質(zhì)壁分離D.細(xì)胞可能發(fā)生質(zhì)壁分離后又自動(dòng)復(fù)原C15.利用0.5g/mL蔗糖溶液