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學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE25-版權(quán)所有@高考資源網(wǎng)學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第1節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗龑W(xué)習(xí)目標核心素養(yǎng)1.掌握滲透作用發(fā)生的條件。（重點）2.描述質(zhì)壁分離與復(fù)原的過程。(重點）3。理解植物細胞的失水和吸水在實驗中的應(yīng)用。(難點)1。通過對滲透作用和動植物細胞的吸水和失水的學(xué)習(xí)，養(yǎng)成模型與建模的科學(xué)思維方式.2。通過實驗觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原，提高實驗設(shè)計和實驗結(jié)果分析的能力.一、滲透作用與細胞的吸水和失水1．滲透作用具備的兩個條件(1）具有③半透膜。（2）膜兩側(cè)①②具有濃度差。2．動物細胞的吸水和失水（1)動物細胞的細胞膜相當于半透膜。(2)條件及現(xiàn)象過程條件現(xiàn)象吸水外界溶液的濃度＜細胞質(zhì)的濃度失水外界溶液的濃度＞細胞質(zhì)的濃度平衡外界溶液的濃度＝細胞質(zhì)的濃度3。植物細胞的吸水和失水(1）成熟植物細胞的結(jié)構(gòu)(2）原理和現(xiàn)象①外界溶液濃度大于細胞液濃度時,發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。②外界溶液濃度小于細胞液濃度時，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。二、植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原1．實驗原理成熟的植物細胞的原生質(zhì)層相當于一層半透膜,細胞液具有一定的濃度，能夠滲透失水和吸水。2．實驗步驟及現(xiàn)象3．發(fā)生質(zhì)壁分離的原因（1)外因:外界溶液濃度大于細胞液濃度。（2）內(nèi)因：原生質(zhì)層比細胞壁的伸縮性大。三、物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?．實例(1)番茄和水稻吸收無機鹽離子的比較科學(xué)家將番茄和水稻分別放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiOeq\o\al（4－,4)的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結(jié)果及分析如下：①不同植物對同一種無機鹽離子的吸收有差異，同一種植物對不同種無機鹽離子的吸收也有差異，說明植物細胞膜對無機鹽離子的吸收具有選擇性。②水稻吸收水的相對速率比吸收Ca2＋、Mg2＋的大，造成培養(yǎng)液中Ca2＋、Mg2＋濃度上升；番茄吸收水的相對速率比吸收SiOeq\o\al(4－，4)的大,造成培養(yǎng)液中SiOeq\o\al（4－,4)濃度上升。（2)人體甲狀腺濾泡上皮細胞中碘含量明顯高于血液中碘的含量。（3）不同微生物對不同礦物質(zhì)的吸收表現(xiàn)差異較大。2．特點（1）物質(zhì)跨膜運輸并不都是順相對含量梯度的。(2)細胞對物質(zhì)的輸入和輸出有選擇性。3．結(jié)論細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜。1．動物細胞的細胞膜相當于半透膜。 （)2．當外界溶液與細胞質(zhì)濃度相同時,水分不進不出。 （)3．植物細胞的原生質(zhì)層指去掉細胞壁的部分。 （）4．物質(zhì)跨膜運輸都是順相對含量梯度的。 (）5．細胞對于物質(zhì)的輸入和輸出具有選擇性. （)提示：1。√2．×外界溶液與細胞質(zhì)濃度相等時，水分進出達到平衡。3．×植物細胞去掉細胞壁的部分叫原生質(zhì)體，原生質(zhì)體包含細胞液.4．×物質(zhì)運輸可以逆相對含量梯度進行。5．√滲透現(xiàn)象及原理分析[問題探究]根據(jù)“人教版生物必修1”P60“問題探討”，思考討論下列問題：1．漏斗內(nèi)液面升高的原因是什么？漏斗內(nèi)的液面會一直上升嗎？為什么？提示：單位體積的清水中水分子數(shù)大于蔗糖溶液中的水分子數(shù),單位時間內(nèi)由清水進入蔗糖溶液的水分子多于由蔗糖溶液進入清水的水分子。但漏斗內(nèi)的液面不會一直上升。因為隨著漏斗內(nèi)液面的上升，漏斗內(nèi)液面與燒杯內(nèi)液面差產(chǎn)生的靜水壓會增大，由于靜水壓的作用，漏斗內(nèi)的水分子向燒杯擴散的速度會加快，當水分子由蔗糖溶液向清水擴散的速度與由清水向蔗糖溶液擴散的速度相等時，擴散達到平衡狀態(tài)，漏斗內(nèi)的液面不再上升。2．滲透裝置中，當漏斗內(nèi)溶液不再上升時，半透膜兩側(cè)的溶液濃度相同嗎？提示：不同。滲透作用達到平衡時,水分子通過半透膜的雙向擴散速率相等，但漏斗內(nèi)蔗糖溶液的濃度仍高于燒杯中清水的濃度.這是漏斗內(nèi)液面升高產(chǎn)生的作用力加大，阻止燒杯中水分子向漏斗擴散的緣故。3．如果用紗布代替玻璃紙,漏斗液面還會升高嗎？如果燒杯內(nèi)不是清水，而是同濃度的蔗糖溶液，漏斗液面還會升高嗎？提示：不會，因為紗布是全透性的，水分子和蔗糖溶液都能通過。如果燒杯內(nèi)是同濃度的蔗糖溶液則液面不會升高，因為半透膜兩側(cè)溶液沒有濃度差。4。根據(jù)以上的探討，思考發(fā)生滲透作用需要具備哪些條件?提示：半透膜和濃度差。［歸納總結(jié)］1．滲透現(xiàn)象的分析(1）圖示（2）原理分析(3)分析上圖②可知：Δh產(chǎn)生的壓強與水和蔗糖溶液產(chǎn)生的滲透壓差達到平衡，使半透膜兩側(cè)水分子的交換速率相等時，液面不再升高。2．動植物細胞都是滲透系統(tǒng)3．滲透作用的應(yīng)用（1）比較不同溶液濃度的大小漏斗內(nèi)燒杯內(nèi)溶液濃度MN現(xiàn)象及結(jié)論①若漏斗內(nèi)液面上升，則M〉N②若漏斗內(nèi)液面不變，則M＝N③若漏斗內(nèi)液面下降，則M<N（2）判斷細胞質(zhì)濃度或者細胞液濃度將動植物細胞放在不同濃度的溶液中，觀察細胞的吸水和失水狀態(tài),可以根據(jù)細胞的形態(tài)判斷細胞液或細胞質(zhì)濃度的大小。易錯提醒：有關(guān)滲透現(xiàn)象的兩點提醒(1)兩溶液間的水分子進行雙向運動，實際觀察到的只是水分子雙向運動差異所導(dǎo)致的液面變化.（2)當液面高度不再變化時，水分子仍進出半透膜,但進出達到平衡。1.右圖為滲透裝置示意圖，a、b分別為不同濃度的蔗糖溶液.據(jù)圖判斷，下列敘述錯誤的是(）A．若c為一層紗布,則不會發(fā)生此現(xiàn)象B．實驗開始時,c兩側(cè)的溶液濃度大小是a〉bC．實驗過程中漏斗管內(nèi)的液面先上升后保持穩(wěn)定D．當漏斗管內(nèi)的液面停止上升時，水分子進出漏斗達到動態(tài)平衡B［紗布不能作為半透膜，則漏斗內(nèi)的蔗糖會擴散到外界溶液中，濃度差無法維持,液面不會上升，A項正確；由圖知，b漏斗液面上升，故實驗開始時溶液濃度大小是b>a，B項錯誤；實驗過程中漏斗管內(nèi)的溶液濃度較大，水分子進入漏斗內(nèi)的多于從漏斗出來的，液面先上升，達到一定高度后液面不再上升，水分子進出漏斗達到動態(tài)平衡，C、D項正確。](1）漏斗管內(nèi)的液面保持穩(wěn)定后，若吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液，則達到平衡時，漏斗中液面上升的高度與原來相比有什么變化？提示：吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液，由于滲透作用液面會繼續(xù)上升，上升的時候?qū)⒙┒分械娜芤合♂?，因此上升的高度會下降?2）若向漏斗中滴入清水,漏斗中液面的高度有什么變化？提示：若向漏斗中滴入清水,漏斗內(nèi)溶液的濃度降低,漏斗內(nèi)的液面會降低.（3）若向燒杯內(nèi)加入適量的清水，漏斗內(nèi)的液面有什么變化?提示：向燒杯內(nèi)加入清水，燒杯內(nèi)溶液的濃度降低，漏斗內(nèi)液面會上升。2．圖1表示兩種物質(zhì)擴散的圖解，圖2兩個實驗裝置,實驗結(jié)果應(yīng)是()圖1圖2A．圖甲中水柱a將持續(xù)上升B．圖甲中水柱a將先上升后下降C．圖乙中水柱b上升到一定高度后維持不變D．圖乙中水柱b將先上升后下降D[由于圖甲中的淀粉不能透過半透膜,所以圖甲中的液面高度先上升,達到一定高度后保持不變；圖乙裝置漏斗中葡萄糖溶液濃度大，導(dǎo)致液面上升，由于葡萄糖分子能夠通過半透膜，導(dǎo)致半透膜兩側(cè)濃度差降低，所以漏斗中液面又會降低，最后液面平衡.］植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗［問題探究]1．為什么要用紫色洋蔥外表皮作為實驗材料?根尖分生區(qū)細胞能不能出現(xiàn)質(zhì)壁分離？提示：紫色洋蔥外表皮細胞的細胞液中有花青素,使液泡中的細胞液呈紫色，有利于觀察。根尖分生區(qū)細胞不會發(fā)生質(zhì)壁分離,因為它無大液泡。2．實驗中共涉及三次顯微鏡觀察，其中第一次觀察的目的是什么？提示：觀察正常洋蔥鱗片葉表皮細胞的狀態(tài),以便與處理后的狀態(tài)形成對照。3．細胞質(zhì)壁分離過程中，細胞液的濃度和細胞的吸水能力有什么變化？質(zhì)壁分離復(fù)原過程中，兩者又有什么變化？提示:質(zhì)壁分離過程中,隨著質(zhì)壁分離程度增大,細胞液的濃度增大，植物細胞吸水能力增強；質(zhì)壁分離復(fù)原過程中,隨著質(zhì)壁分離復(fù)原的進行,細胞液的濃度變小,植物細胞吸水能力減弱。4．發(fā)生質(zhì)壁分離的洋蔥表皮細胞的原生質(zhì)層與細胞壁之間是何物質(zhì)？提示：因為細胞壁是全透性的，所以洋蔥表皮細胞原生質(zhì)層與細胞壁之間是蔗糖溶液。5．本實驗選用0.3g/mL的蔗糖溶液作試劑,若濃度過高或過低分別對實驗有何影響?提示:選用0.3g/mL的蔗糖溶液作試劑，既明顯出現(xiàn)質(zhì)壁分離，又不會殺死細胞。若濃度過高，質(zhì)壁分離速度過快，細胞會因失水過多而死亡，不能再進行質(zhì)壁分離復(fù)原；若濃度過低,不能引起質(zhì)壁分離或質(zhì)壁分離速度太慢。6．若用合適濃度的KNO3溶液進行實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)細胞質(zhì)壁分離后,沒有滴加清水，出現(xiàn)了質(zhì)壁分離自動復(fù)原現(xiàn)象.請分析原因是什么?提示：開始外界溶液濃度較大，細胞發(fā)生質(zhì)壁分離；細胞主動吸收K＋和NOeq\o\al(－，3)后,隨著細胞液濃度增大，質(zhì)壁分離又會自動復(fù)原。eq\o（［歸納總結(jié)])1．質(zhì)壁分離的原因及表現(xiàn)分析2．實驗需要注意的問題（1）實驗成功的關(guān)鍵之一是實驗材料的選擇。要選取成熟的、活的且液泡帶有一定顏色的植物組織進行實驗，便于觀察實驗現(xiàn)象。（2）滴加蔗糖溶液或清水時，應(yīng)在載物臺上操作.(3)選用的蔗糖溶液濃度要適宜。過低，不足以引起質(zhì)壁分離或質(zhì)壁分離所需時間過長；過高,可能造成植物細胞失水過多、過快而死亡。（4）當以細胞可吸收的物質(zhì)作溶質(zhì)時(如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等)，可出現(xiàn)質(zhì)壁分離及自動復(fù)原現(xiàn)象.3．質(zhì)壁分離實驗的拓展應(yīng)用(1)判斷細胞的生活情況：只有活的植物細胞才能發(fā)生質(zhì)壁分離。(2)比較不同植物細胞的細胞液濃度所需時間越短，細胞液濃度越小，反之細胞液濃度越大。（3)測定細胞液濃度范圍細胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離的蔗糖溶液濃度之間。1．圖1為質(zhì)壁分離及其復(fù)原實驗流程圖,圖2為光學(xué)顯微鏡下觀察到的某植物細胞質(zhì)壁分離實驗結(jié)果圖，下列說法正確的是（)圖1圖2A．圖1實驗沒有設(shè)置對照B．圖2若視野比較暗，則只能通過調(diào)節(jié)反光鏡使視野變亮C．圖2是圖1中F處的實驗結(jié)果觀察圖D．圖2細胞若繼續(xù)發(fā)生質(zhì)壁分離，則該細胞的吸水能力不斷增強D［圖1中實驗前后形成自身對照，A錯誤；圖2若視野比較暗,可以通過調(diào)節(jié)反光鏡或光圈來使得視野變亮，B錯誤;圖2細胞處于質(zhì)壁分離狀態(tài)，可能是圖1中D處的實驗結(jié)果觀察圖，C錯誤；細胞在質(zhì)壁分離的過程中，不斷失水，其吸水能力不斷增強，D正確.]2．將同一成熟植物細胞依次浸入蒸餾水、0.3mol/L的蔗糖溶液和0。4mol/L的KNO3溶液中，測得液泡的體積隨時間的變化曲線如圖所示，則曲線A、B、C分別代表細胞所處的溶液是（)A．蒸餾水、蔗糖溶液、KNO3溶液B．KNO3溶液、蒸餾水、蔗糖溶液C．蒸餾水、KNO3溶液、蔗糖溶液D．蔗糖溶液、KNO3溶液、蒸餾水C［浸入蒸餾水，細胞吸水膨脹，一段時間達到平衡，為A曲線。浸入0.3mol/L的蔗糖溶液，細胞失水發(fā)生質(zhì)壁分離，細胞體積縮小,一段時間后達到平衡，為C曲線.浸入0。4mol/L的KNO3溶液，開始一段時間細胞失水發(fā)生質(zhì)壁分離，細胞體積縮小，后來由于K＋、NOeq\o\al（－,3)進入細胞液，導(dǎo)致細胞液濃度增加，重新吸水,發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，為B曲線。故C正確.］物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗蹎栴}探究］1．細胞對水的吸收和對無機鹽的吸收是同一過程嗎？提示:不是同一過程，但無機鹽必須溶解在水中才能被吸收.2．在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,不同作物及同一作物在不同生長發(fā)育時期要施用不同的肥料,其中的生物學(xué)原理是什么？提示：植物對無機鹽的吸收具有選擇性。3．蔗糖和醋酸分子都不能被細胞吸收，不能通過細胞膜，但糖和醋能把大蒜腌成糖醋蒜，原因是什么?提示:醋和高濃度蔗糖溶液使細胞因過度失水而死亡，原生質(zhì)層失去選擇透過性，故蔗糖分子能進入細胞內(nèi)。eq\o（［歸納總結(jié)］)1．選擇透過性膜具有選擇性的原因不同細胞膜上運輸物質(zhì)的載體蛋白的種類和數(shù)量不同，從而使細胞膜對物質(zhì)透過表現(xiàn)出高度的選擇性。2．半透膜、選擇透過性膜及生物膜比較概念范疇特點半透膜物理學(xué)上的概念物質(zhì)能否通過半透膜只取決于半透膜孔隙直徑的大小選擇透過性膜生理學(xué)上的概念具有生物活性，即使是小分子，只要不是細胞選擇吸收的，也不能通過。選擇透過性膜可以看成是功能完善的一類半透膜生物膜活的生物膜屬于選擇透過性膜.當細胞死亡時，細胞膜等生物膜的選擇透過性就變?yōu)槿感?．下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運輸實例的敘述中，不正確的是（)A．細胞吸水和失水是水分子順相對含量的梯度跨膜運輸?shù)倪^程B．水分子跨膜運輸?shù)姆较蚴怯傻蜐舛热芤合蚋邼舛热芤篊．無機鹽離子可以逆相對含量的梯度進行跨膜運輸D．生物膜是選擇透過性膜,小分子物質(zhì)都能通過,而大分子物質(zhì)則不能通過D［生物膜是選擇透過性膜，水分子可自由通過，一些離子和小分子可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過；水分子的跨膜運輸方向是順相對含量梯度，即由低濃度溶液向高濃度溶液擴散；細胞對于物質(zhì)的輸入和輸出具有選擇性，對于所需要的無機鹽離子可以逆相對含量梯度運輸，細胞不需要的小分子不能通過。］2．用完全培養(yǎng)液在兩個相同的容器內(nèi)分別培養(yǎng)水稻和番茄幼苗,假設(shè)水稻和番茄幼苗的吸水速率相同，一段時間后，測定培養(yǎng)液中各種離子濃度與實驗前之比如下圖所示。該實驗的結(jié)果不能說明（)A．植物根對水分的吸收和對離子的吸收是兩種不同的跨膜運輸方式B．與番茄相比，水稻對Si離子需要量大C．同一植物吸收不同離子的數(shù)量是不同的D．植物對各種離子的吸收速率與溶液中離子的濃度有關(guān)D[由圖中植物對離子的吸收情況對比可知，不同植物對同一離子的吸收量不同，同一植物對不同離子的吸收量不同.水稻吸收Si離子多,吸收Ca、Mg離子少，而番茄吸收Ca、Mg離子相對較多，吸收Si離子相對較少.這體現(xiàn)了植物對無機鹽離子的吸收具有選擇性，這些與植物生命活動的需要有關(guān)，而與溶液中離子的濃度無關(guān)。][課堂小結(jié)]知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語句歸納1.滲透作用發(fā)生的兩個條件：一是半透膜，二是濃度差。2。原生質(zhì)層包括細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)。3.植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離的原因：(1）外界溶液濃度大于細胞液濃度.（2）原生質(zhì)層的伸縮性大于細胞壁。4。只有活的成熟植物細胞才可發(fā)生質(zhì)壁分離,動物細胞和根尖分生區(qū)細胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離。5。細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜,選擇透過性是活細胞的功能特性。6.生物膜具有選擇透過性的原因是膜上運輸物質(zhì)的載體蛋白的種類和數(shù)目不同。1．某同學(xué)擬選擇一種半透性的膜材料,用于自制滲透計.他采用如圖1所示的裝置(示意圖),對收集到的四種材料甲、乙、丙和丁進行實驗,得到了倒置漏斗中的液面高度隨時間變化的曲線(如圖2)。據(jù)圖分析，該同學(xué)應(yīng)選擇的膜材料是（)圖1圖2A．甲 B．乙C．丙 D．丁A［圖1是滲透裝置，構(gòu)成滲透作用的條件:有半透膜,半透膜兩側(cè)有濃度差，所以圖中的膜允許水分子透過，不允許糖分子透過，最終導(dǎo)致漏斗中液面升高，所以選A。］2．下圖為滲透作用實驗,開始時如圖甲所示,A代表清水，B、C代表蔗糖溶液，過一段時間后結(jié)果如圖乙，漏斗管內(nèi)液面不再變化,h1、h2表示漏斗內(nèi)液面與清水的液面差。下列說法錯誤的是(）A．圖甲中B的濃度一定大于C的濃度B．圖乙中B的濃度一定等于C的濃度C．圖甲A中的水分子擴散到B的速度大于A中水分子擴散到C的速度D．圖乙A中水分子擴散到B的速度等于B中水分子擴散到A的速度B[由圖乙可知，B中吸水比C中多，所以圖甲中B的濃度比C的濃度大，A正確；圖乙中B和C的濃度大小比較還要考慮液體壓力的作用，液體壓力的作用與濃度差的作用達到平衡狀態(tài),所以B與清水的濃度差要大于C與清水的濃度差，因此B的濃度一定大于C的濃度，B錯誤;圖甲中由于B的濃度大于C的濃度，所以水分子從A擴散到B的速度比從A擴散到C的速度快，C正確；圖乙中達到動態(tài)平衡時,水分子由A擴散到B的速度和由B擴散到A