(全國通用版)2018-2019版高中生物-第四章-細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出-第1節(jié)-物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗n件-新人教版

第1節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?章

細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出[學(xué)習(xí)目標(biāo)]

1.舉例說出細(xì)胞膜是選擇透過性膜。2.嘗試提出問題，作出假設(shè)，對探究活動進行設(shè)計。3.進行關(guān)于植物細(xì)胞吸水和失水的實驗設(shè)計和操作。新知導(dǎo)學(xué)達標(biāo)檢測內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)1.概念：是指

分子或其他溶劑分子通過

進行的擴散。2.滲透作用發(fā)生的條件一、滲透作用水半透膜(或選擇透過性膜)濃度差有一層

半透膜半透膜兩側(cè)的溶液具有

條件3.滲透作用發(fā)生的原理(1)以半透膜為界面，單位體積清水中的水分子數(shù)

蔗糖溶液中的水分子數(shù)，所以在單位時間內(nèi)由清水進入蔗糖溶液的水分子數(shù)

由蔗糖溶液進多于多于清水的水分子數(shù)。因此，一段時間后，漏斗管內(nèi)的液面會

。(2)水分子通過半透膜由

濃度溶液向

濃度溶液擴散。上升低高例1如圖1所示的甲、乙、丙三個滲透裝置中，三個漏斗頸的內(nèi)徑相等，漏斗內(nèi)盛有濃度相同的蔗糖溶液，且漏斗內(nèi)液面高度相同，漏斗口均封以半透膜，置于同一個水槽的清水中。三個滲透裝置的半透膜的面積和所盛蔗糖溶液的體積不同，如下表所示。裝置編號甲乙丙半透膜面積SS/2S蔗糖溶液體積TT2T圖2中曲線1、2、3表示漏斗液面高度隨時間的變化情況。則曲線1、2、3與甲、乙、丙三個裝置的對應(yīng)關(guān)系是A.1—丙；2—甲；3—乙 B.1—乙；2—甲；3—丙C.1—甲；2—乙；3—丙 D.1—丙；2—乙；3—甲√答案解析解析

甲、乙漏斗內(nèi)盛有濃度相同的蔗糖溶液且體積相同，置于同一個水槽的清水中，故甲、乙漏斗液面高度最終一樣高，甲的半透膜面積是乙的兩倍，達到同一高度所需時間更短，因此甲對應(yīng)曲線2，乙對應(yīng)曲線3，則丙對應(yīng)曲線1。例2如圖，甲、乙為兩個滲透裝置。甲圖是發(fā)生滲透作用時的初始狀態(tài)，乙圖是較長時間之后，漏斗內(nèi)外的水分子達到動態(tài)平衡時的狀態(tài)。判斷下列有關(guān)敘述錯誤的是A.圖甲中③為半透膜，水分子能自由通過B.圖甲中溶液②的濃度大于溶液①的濃度C.圖乙中溶液①的濃度與溶液②的濃度相等D.圖甲中溶液①和②濃度差越大，則圖乙中的水柱越高解析

在圖乙中，高出液面的水柱所產(chǎn)生的壓力與滲透壓達到平衡，此時即漏斗內(nèi)液體②的濃度應(yīng)比溶液①的濃度高?！檀鸢附馕鲆族e提醒有關(guān)滲透作用的三個誤區(qū)(1)半透膜兩側(cè)的水分子進行的是雙向運動，而不是單向運動，觀測到的現(xiàn)象是由雙向水分子運動的差別所導(dǎo)致的液面改變。(2)當(dāng)半透膜兩側(cè)的溶液達到平衡時，是指兩側(cè)的水分子運動達到平衡，而兩側(cè)溶液的濃度并不一定相同，兩側(cè)的液面高度也不一定相同。(3)水分子通過半透膜由低濃度溶液向高濃度溶液擴散。此處的濃度是指物質(zhì)的量濃度，是單位體積中微粒的多少，不是質(zhì)量分?jǐn)?shù)。二、細(xì)胞的吸水和失水1.動物細(xì)胞的吸水和失水半透膜濃度差細(xì)胞狀態(tài)

相當(dāng)于一層半透膜外界溶液濃度＞

的濃度_____＜膨脹＝_____細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)皺縮不變2.植物細(xì)胞的滲透系統(tǒng)(1)半透膜：植物細(xì)胞的細(xì)胞膜、_____膜以及兩層膜之間的

，稱為

，具有選擇透過性，相當(dāng)于一層半透膜。(2)濃度差：細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要是指植物液泡內(nèi)部的

，當(dāng)它和外界溶液有濃度差時，發(fā)生吸水或失水。(3)原理和現(xiàn)象①外界溶液濃度

細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞失水，發(fā)生

現(xiàn)象。②外界溶液濃度

細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞吸水，發(fā)生

現(xiàn)象。液泡原生質(zhì)層細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞液大于質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原小于例3若如圖表示植物細(xì)胞滲透作用的圖解，下列說法中錯誤的是A.植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜B.一定條件下，活的、成熟的植物細(xì)胞能發(fā)生滲透失水或吸水C.當(dāng)溶液濃度甲>乙時，細(xì)胞發(fā)生滲透失水，當(dāng)溶液濃度乙>甲時，細(xì)

胞發(fā)生滲透吸水D.當(dāng)溶液濃度甲＝乙時，細(xì)胞處于動態(tài)平衡狀態(tài)，不發(fā)生滲透作用√答案解析解析

植物的原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜；當(dāng)溶液濃度甲>乙時，細(xì)胞發(fā)生滲透失水，當(dāng)溶液濃度乙>甲時，細(xì)胞發(fā)生滲透吸水；活細(xì)胞處于外界溶液中，滲透作用就會發(fā)生，即當(dāng)溶液濃度甲＝乙時，也發(fā)生滲透作用，此時處于動態(tài)平衡狀態(tài)。三、探究植物細(xì)胞的吸水和失水1.實驗原理(1)植物細(xì)胞的

相當(dāng)于半透膜，細(xì)胞壁與原生質(zhì)層具有一定的伸縮性，原生質(zhì)層的伸縮性

細(xì)胞壁的伸縮性。(2)外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度→細(xì)胞

，原生質(zhì)層

→發(fā)生___________。(3)外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度→細(xì)胞

→已發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞發(fā)生

現(xiàn)象。原生質(zhì)層大于失水質(zhì)壁皺縮分離吸水質(zhì)壁分離復(fù)原2.實驗步驟紫細(xì)胞壁質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖縮小原生質(zhì)層變深清水變大變淺細(xì)胞壁3.實驗結(jié)論(1)成熟植物細(xì)胞能與外界溶液進行滲透作用，當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度____細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離。(2)當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度

發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。4.注意事項(1)實驗成功的關(guān)鍵之一是實驗材料的選擇。要選取_________________

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

上操作，通過前后對比觀察某個細(xì)胞的吸水和失水情況。小于大于成熟的、液泡帶有一定顏色載物臺(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

；過高，可能造成植物細(xì)胞

而死亡，不能發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。(4)判斷細(xì)胞能否發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原①具有

的成熟植物細(xì)胞才能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。②死細(xì)胞、動物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)胞(如根尖分生區(qū)細(xì)胞)

(填“能”或“不能”)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。失水過多、過快過長不能中央大液泡5.質(zhì)壁分離實驗的應(yīng)用(1)判斷成熟植物細(xì)胞的死活鏡檢發(fā)生質(zhì)壁分離→

生物活性不發(fā)生質(zhì)壁分離→

生物活性無有(3)比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度鏡檢細(xì)胞液濃度介于

的蔗糖溶液濃度之間未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離(2)測定細(xì)胞液濃度范圍鏡檢發(fā)生質(zhì)壁分離所需時間越

，質(zhì)壁分離程度越

，細(xì)胞液濃度越小，反之則細(xì)胞液濃度越大。短大例4在觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原的過程中，某同學(xué)在視野中看到生活著的洋蔥表皮細(xì)胞正處于如圖所示的狀態(tài)。a、b表示該部位的溶液濃度，由此可推測A.a>b，細(xì)胞滲透吸水B.a＝b，滲透系統(tǒng)保持動態(tài)平衡C.a<b，細(xì)胞滲透失水D.上述三種情況都有可能√解析

該細(xì)胞可能正處于質(zhì)壁分離過程中(如C項)，也可能處于質(zhì)壁分離后的動態(tài)平衡過程中(如B項)，也可能正處在發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原的過程中(如A項)。答案解析答案例5用0.5g/mL蔗糖溶液、0.3g/mL蔗糖溶液、一定濃度的尿素溶液分別處理洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞10min，三組細(xì)胞體積變化如圖所示。下列有關(guān)分析不正確的是A.a曲線為0.5g/mL蔗糖溶液處理組B.a、b、c三組洋蔥細(xì)胞失水的方式相同C.若將細(xì)胞轉(zhuǎn)移到蒸餾水中，有兩組能夠發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原D.若實驗繼續(xù)進行，只有一組細(xì)胞能夠發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原√解析解析

分析圖示可知，a、b、c的細(xì)胞體積依次減小，說明失水量依次增大，0.5g/mL蔗糖溶液中的洋蔥表皮細(xì)胞比0.3g/mL中的失水多，故a曲線不是0.5g/mL蔗糖溶液處理組；在較高濃度的外界溶液中，洋蔥細(xì)胞失水的方式都是滲透失水；將細(xì)胞轉(zhuǎn)移到蒸餾水中，0.3g/mL蔗糖溶液、一定濃度的尿素溶液處理的細(xì)胞，能夠吸收外界的水分發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，而0.5g/mL蔗糖溶液濃度過高，細(xì)胞失水過多而死亡；尿素是小分子，可進入細(xì)胞，從而發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原，蔗糖不能被吸收進入細(xì)胞液，細(xì)胞不會自動復(fù)原。思維啟迪從溶液角度分析質(zhì)壁分離及復(fù)原(1)在一定濃度的溶液(溶質(zhì)不能穿膜)中只發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。(2)在一定濃度的溶液(溶質(zhì)可穿膜)中發(fā)生質(zhì)壁分離后可自動復(fù)原，如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等。(3)在高濃度溶液中質(zhì)壁分離現(xiàn)象明顯，但溶液濃度過高時不能發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，因為溶液濃度過高，細(xì)胞會因過度失水而死亡。(4)鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細(xì)胞，不適于做質(zhì)壁分離實驗的溶液。四、物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗?.番茄和水稻吸收離子的比較科學(xué)家將番茄和水稻分別放在含Mg2＋、Ca2＋和

的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結(jié)果如圖所示，據(jù)圖回答相關(guān)問題：(1)圖示反映同一植物對不同離子的吸收量

，不同植物對同一離子的吸收量

。即植物細(xì)胞對無機鹽離子的吸收具有

性。不同不同選擇(2)水稻培養(yǎng)液中Mg2＋、Ca2＋濃度和番茄培養(yǎng)液中

濃度超過初始濃度的原因是什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________________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＋、2.人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘的特點人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞內(nèi)碘濃度比血液中高20～25倍，說明碘進入甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞時從

濃度向

濃度運輸。3.結(jié)論細(xì)胞對物質(zhì)的輸入和輸出具有

性，這種特性是通過

實現(xiàn)的，細(xì)胞膜和其他生物膜都是

膜。選擇低細(xì)胞膜選擇透過性高例6將等量的、微量的

、K＋、Ca2＋共同置于100mL蒸餾水中，再放入一些新鮮的水稻根尖，一段時間后，測定溶液中上述四種離子和水的含量變化(見下表)。實驗結(jié)果可以說明項目H2OK＋Ca2＋減少量0%23%12%37%14%①根對水的吸收和對礦質(zhì)離子的吸收是兩個相對獨立的過程②根對礦質(zhì)離子的吸收不是等比例進行的③根吸收礦質(zhì)離子的過程不受溫度的影響A.只有①②

B.只有①③C.只有②③

D.都正確√答案解析解析

從表中可以看出，水沒有減少，而礦質(zhì)離子不同程度的減少，所以根吸收水和吸收礦質(zhì)離子是兩個相對獨立的過程，且不同礦質(zhì)離子的吸收不是等比例進行的；表中不能看出根尖對礦質(zhì)離子的吸收是否受溫度的影響。膨脹質(zhì)壁分離復(fù)原濃度差半透膜質(zhì)壁分離學(xué)習(xí)小結(jié)漲破皺縮原生質(zhì)小選擇透過性層達標(biāo)檢測1.下列敘述，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)發(fā)生滲透作用的兩個條件是存在半透膜、膜兩側(cè)存在濃度差(

)(2)達到滲透平衡時，半透膜兩側(cè)的水分子進行的是雙向運動(

)(3)成熟紅細(xì)胞在低濃度溶液中一定會吸水漲破(

)(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，洋蔥表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離，細(xì)胞液顏色變淺(

)(6)物質(zhì)通過細(xì)胞膜的跨膜運輸都必須是順相對含量梯度進行的(

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

)答案12345√√××√××(8)用培養(yǎng)液培養(yǎng)植物，一段時間后培養(yǎng)液中離子的濃度都比初始濃度低(

)(9)動植物細(xì)胞都能吸水漲破(

)(10)水分子、離子、小分子物質(zhì)都能通過細(xì)胞膜(

)答案12345×××2.如圖甲燒杯中是5%的淀粉液，圖乙燒杯中是5%的葡萄糖液，將裝有蒸餾水的透析袋分別放入圖甲、乙燒杯中(水和葡萄糖分子能通過透析袋的膜)放置一小時后A.圖甲燒杯中透析袋外的淀粉液濃度不變B.圖乙燒杯中透析袋外的葡萄糖液濃度降低C.圖甲燒杯中透析袋內(nèi)的液體加入碘液后呈藍色D.圖乙燒杯中透析袋內(nèi)的液體加入斐林試劑后呈磚紅色12345答案解析√12345解析

圖甲燒杯中透析袋外的淀粉液濃度大于透析袋內(nèi)蒸餾水的濃度，由于淀粉不可以通過透析袋，所以水分子從透析袋出來進入燒杯，導(dǎo)致透析袋外的淀粉液濃度降低，A錯誤；圖乙燒杯中透析袋外的葡萄糖可以進入透析袋，而透析袋內(nèi)的水分子可以出來進入燒杯，所以燒杯中水分子增多，葡萄糖分子減少，則圖乙燒杯中透析袋外的葡萄糖液濃度降低，B正確；由于淀粉不可以通過透析袋，所以圖甲燒杯中透析袋內(nèi)沒有淀粉，加入碘液后不會出現(xiàn)藍色，C錯誤；圖乙燒杯中葡萄糖可以進入透析袋，葡萄糖是還原糖，所以圖乙燒杯加入斐林試劑后需水浴加熱才可以變成磚紅色，D錯誤。3.(2018·成都模擬)五個大小相同的馬鈴薯幼根與物種A的幼根分別放入甲～戊五種不同濃度的蔗糖溶液中，數(shù)小時后，取出稱重，重量變化如圖所示。以下關(guān)于該實驗結(jié)果的說法不正確的是12345答案解析A.與馬鈴薯幼根細(xì)胞液等滲的溶液是甲溶液B.馬鈴薯比物種A更耐旱C.物種A幼根的細(xì)胞在甲濃度溶液中一定會發(fā)生明顯的質(zhì)壁分離D.在這五種蔗糖溶液中，濃度最大的是乙溶液√12345解析

在甲溶液中，馬鈴薯幼根細(xì)胞的重量不變，說明馬鈴薯吸水和失水處于動態(tài)平衡，甲溶液是馬鈴薯幼根細(xì)胞液的等滲溶液，A正確；由圖可知，馬鈴薯吸水能力比物種A強，所以馬鈴薯更耐干旱，B正確；幼根細(xì)胞的發(fā)育程度不同，因此物種A幼根的細(xì)胞在甲濃度溶液中不一定會發(fā)生明顯的質(zhì)壁分離，C錯誤；在這五種蔗糖溶液中，乙溶液中的馬鈴薯幼根細(xì)胞的重量減少最大，說明乙溶液的濃度最大，D正確。4.當(dāng)你連續(xù)吃咸菜時，你的口腔黏膜會有干澀的