1、一、渗透作用一、渗透作用三、植物细胞的吸水和失水三、植物细胞的吸水和失水四、实验：观察植物细胞的吸水和失水四、实验：观察植物细胞的吸水和失水五、物质进出细胞的方式五、物质进出细胞的方式二、动物细胞的吸水和失水二、动物细胞的吸水和失水一一.渗透渗透作用：作用：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，从溶液浓度低的一侧水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，从溶液浓度低的一侧到溶液浓度高的一侧扩散的现象，到溶液浓度高的一侧扩散的现象，(1)概念：概念：1.1.水分子的流动方向：(1)当溶液浓度 S1 S2时，水分子通过半透膜由 S2流向 S1数目多于由 S1流向S2的数目，液面上升；(2)当溶液浓度 S1
2、 S2时，水分子通过半透膜由 S1流向 S2数目多于由 S2流向 S1的数目，液面下降。当渗透平衡时，通过半透膜的水分子达到平衡，液面不再发生变化。温馨提示：渗透平衡时，不是没有水分子通过半透膜，而是进、出漏斗的 水分子相同。2.h 不变时，S1、S2的大小关系为 S1 S2(假设溶质不能透过半透膜)。渗透作用的模型分析1.在图 所示的 U 形玻璃管内，左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。初始时两管中液面相平，假设溶质不能透过半透膜。(1)一段时间后，两管中液面的变化为：左管液面升高，右管液面降低。(2)如同时向两管内加入等量的麦芽糖酶，两管中液面的变化分别为：左管液面先升高，后
3、下降，右管液面先下降，再升高，最后稳定在一定高度。细胞质细胞质细胞膜细胞膜 清水清水半透膜半透膜蔗糖溶液蔗糖溶液渗透装置渗透装置清水清水动物细胞依靠渗透作用吸水和失水动物细胞依靠渗透作用吸水和失水二、动物细胞的吸水和失水二、动物细胞的吸水和失水成熟植物细胞成熟植物细胞一个成熟的植物细胞和外界构成一个渗透系统一个成熟的植物细胞和外界构成一个渗透系统外界溶液外界溶液细胞膜细胞膜细胞质细胞质液泡膜液泡膜细胞液细胞液原原生生质质层层清水清水半透膜半透膜蔗糖溶液蔗糖溶液渗透装置渗透装置细胞壁细胞壁原生质层原生质层：细胞膜细胞膜、液泡膜、及两膜之间的细胞质。、液泡膜、及两膜之间的细胞质。不包括细胞核。不包
4、括细胞核。三、植物细胞的吸水和失水三、植物细胞的吸水和失水2.细胞的吸水和失水细胞类型动物细胞成熟植物细胞原理渗透作用条件半透膜细胞膜原生质层半透膜两侧有浓度差(膜两侧溶液浓度分别为a、b)细胞质与外界溶液间有浓度差细胞液与外界溶液间有浓度差现象ab吸水膨胀,甚至涨破吸水膨胀,体积略大a=b细胞形态不变细胞形态不变ab细胞皱缩液泡失水,可能发生质壁分离1.2020全国卷,T3B探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时,可用肉眼直接观察。()2.2020全国卷,T4C改编哺乳动物的红细胞可用于观察细胞的吸水和失水。()答案 1.2.3.相似概念辨析:(1)原生质体和原生质层原生质体特指去除细胞壁的
5、植物细胞。原生质层由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成,不包括细胞核和液泡内的细胞液两部分,且仅存在于成熟的植物细胞中。(2)半透膜和选择透过性膜半透膜是指无生物活性的多孔性薄膜。决定物质进出的因素是分子的大小。选择透过性膜是指有生物活性的生物膜,决定物质进出的因素包括载体的种类和数目。两者都允许水分子自由通过。(3)渗透作用与扩散渗透作用:水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散.条件：a.半透膜;b.半透膜两侧具有浓度差.扩散扩散:物质从相对含量高的地方向相对含量低的地方运动浓度差.四四、观察植物细胞的质壁分离和复原观察植物细胞的质壁分离和复原1.实验原理：(1)成熟的植物细胞的原生质层
6、相当于一层半透膜。(2)细胞液具有一定的浓度,能渗透吸水和失水。(3)原生质层比细胞壁的伸缩性大得多。四、实验：观察植物细胞的吸水和失水四、实验：观察植物细胞的吸水和失水1.实验选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的原因是其细胞液中含有色素,使液泡呈现紫色,便于实验现象的观察。无色洋葱鳞片叶内表皮细胞也可以发生质壁分离,只不过实验现象不容易观察到。2.质壁分离过程中,植物细胞吸水能力的变化取决于细胞液浓度的变化:失水质壁分离细胞液浓度变大细胞吸水能力变强。3.当给出某细胞的质壁分离状态图时,不可盲目地确定此细胞一定正在发生质壁分离。因为此时细胞可能正在发生质壁分离,也可能正在发生质壁分离复原,或正处于
7、水分子进出平衡状态。4.该实验中进行了三次显微镜观察,并存在两次自身对照:第一次是质壁分离状态与自然状态对照,第二次是复原状态与质壁分离状态对照。5.在一定浓度的溶液(溶质可穿膜)中发生质壁分离后可自动复原,如甘油、尿素、KNO3溶液等。温馨提示：温馨提示：考情回顾 判断正误:1.2020全国卷,T4A改编大蒜根尖分生区细胞可用于观察细胞的质壁分离与复原。()2.2020山东,T3C质壁分离过程中,黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。()3.2020江苏,T25B改编用0.3 g/mL蔗糖溶液处理的紫色洋葱鳞片叶外表皮装片,紫色的液泡逐渐变小,颜色逐渐变深。()4.2019海南,T7B需在高倍镜下
8、才能观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离。()5.2019江苏,T22B在蔗糖溶液中加入适量红墨水,可用于观察白洋葱鳞片叶表皮细胞的质壁分离。()答案 1.(提示:根尖分生区细胞无中央大液泡,不能用于观察质壁分离与复原)2.(提示:质壁分离过程中细胞吸水能力逐渐增大)3.4.(提示:用紫色洋葱鳞片叶外表皮制作临时装片,在低倍镜下就能观察到细胞的质壁分离)5.(提示:在蔗糖溶液中加入适量红墨水后,由于细胞壁是全透的,细胞膜具有选择透过性,红墨水不能通过细胞膜进入细胞中,细胞壁与原生质层之间充满着红色溶液,白洋葱鳞片叶表皮细胞的原生质层为无色,因此可以用于观察细胞的质壁分离)示例4 新课标全国卷高
9、考,4,6分下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述,错误的是A.与白色花瓣相比,采用红色花瓣有利于实验现象的观察B.用黑藻叶片进行实验时,叶绿体的存在会干扰实验现象的观察C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素,有利于实验现象的观察答案 1.(提示:根尖分生区细胞无中央大液泡,不能用于观察质壁分离与复原)2.(提示:质壁分离过程中细胞吸水能力逐渐增大)3.4.(提示:用紫色洋葱鳞片叶外表皮制作临时装片,在低倍镜下就能观察到细胞的质壁分离)5.(提示:在蔗糖溶液中加入适量红墨水后,由于细胞壁是全透的,细胞膜具有选择透过性,红墨水不能通过
10、细胞膜进入细胞中,细胞壁与原生质层之间充满着红色溶液,白洋葱鳞片叶表皮细胞的原生质层为无色,因此可以用于观察细胞的质壁分离)示例4 新课标全国卷高考,4,6分下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述,错误的是A.与白色花瓣相比,采用红色花瓣有利于实验现象的观察B.用黑藻叶片进行实验时,叶绿体的存在会干扰实验现象的观察C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素,有利于实验现象的观察拓展延伸1.对于质壁分离过程的图像,需要注意细胞核一直在原生质层内,细胞液的颜色深浅变化能够反映质壁分离的程度。2.做质壁分离和复原实验时,可根据实际情况对实验材
11、料进行选择,但是实验材料应该满足以下三个条件之一:液泡有颜色;液泡没颜色时,原生质层有颜色(叶绿体);液泡和原生质层都没有颜色,外界溶液有颜色(加有颜色的溶液)。因此,可以选用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,也可以选用黑藻细胞(液泡没有颜色,但含有叶绿体)。一般不用无颜色的洋葱鳞片叶内表皮细胞。物质跨膜运输的其他实例物质跨膜运输的其他实例实验结果：不同植物不同植物(每种离子中黑白柱相比每种离子中黑白柱相比)，对，对同种无机盐离子的吸收有差异；同种植同种无机盐离子的吸收有差异；同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异物对不同无机盐离子的吸收也有差异(三条白柱高低不同，三条黑柱高低也三条白柱高低不同，三条
12、黑柱高低也不同不同)。实验结论：植物细胞对无机盐离子的吸收具有选择植物细胞对无机盐离子的吸收具有选择性。性。(2)(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆浓度梯度人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆浓度梯度(主动运输主动运输)进行的。进行的。(3)(3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性：不同微生物对不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性：不同微生物对无机盐离子的吸收有选择性；不同微生物对各种无机盐离子的需求量不同。无机盐离子的吸收有选择性；不同微生物对各种无机盐离子的需求量不同。温温温馨提示：物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，而且细胞对于物质的温馨提示：物质跨膜运输
13、并不都是顺相对含量梯度的，而且细胞对于物质的输入和输出有选择性。细胞膜和其他生物膜输入和输出有选择性。细胞膜和其他生物膜 都是选择透过性膜，这种膜可以都是选择透过性膜，这种膜可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分和大分 子则不能通过。生物膜的这一特性，与细胞的生命活动密切相关，子则不能通过。生物膜的这一特性，与细胞的生命活动密切相关，是活细胞的一个重要特征。是活细胞的一个重要特征。三、三、物质运输的实例及方式物质运输的实例及方式误区警示 明辨物质运输的四个“不一定”1.小分子物质的运输方式不
14、一定都是被动运输或主动运输,如神经递质的释放方式是胞吐。2.生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的,如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。3.需要细胞代谢供能的运输方式不一定就是主动运输,胞吞和胞吐也消耗能量。4.无机盐离子的运输方式不一定是主动运输,如兴奋产生过程中的K+外流和Na+内流的方式均为协助扩散。归纳法记忆同一物质的不同运输方式:考情回顾 判断正误:1.2018全国卷,T2A、C、D巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散;()神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于被动运输;()护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输。()2.2018北京理综,T1题干信息:细胞膜的选择透过性
15、保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中,以(自由)扩散方式通过细胞膜的是Na+;()二氧化碳;()RNA;()胰岛素。()3.2017浙江11月选考,T7C(题干信息:下列物质出入细胞过程中,需消耗ATP的是)矿质离子逆浓度梯度转运至根细胞内。()4.2016全国卷,T1A细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的。()答案 1.(提示:巨噬细胞摄入病原体的过程属于胞吞)(提示:护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于自由扩散)2.(提示:Na+通过细胞膜的方式有协助扩散和主动运输)(提示:自由扩散不需要载体蛋白、不消耗ATP,以自由扩散方式通过细胞膜的物质有水、氧气、二氧化碳、脂溶性物质等)(
16、提示:RNA是生物大分子,一般不能以自由扩散的方式通过细胞膜)(提示:胰岛素是蛋白质,以胞吐的方式运出细胞)3.4.(提示:自由扩散顺浓度梯度进行,不能维持细胞膜两侧的浓度差,细胞膜两侧的离子浓度差通过主动运输实现)探究物质运输方式的方法探究物质运输方式的方法1.探究是主动运输还是被动运输的方法探究是主动运输还是被动运输的方法 2.探究是自由扩散还是协助扩散的方法探究是自由扩散还是协助扩散的方法王同学据图认为物质b的跨膜运输方式是主动运输,李同学则认为是协助扩散。请设计实验确定王同学的判断是否正确。要求简要写出实验思路、预期结果和结论。解析 由于协助扩散需要载体,但不消耗细胞代谢产生的能量,而
17、主动运输需要载体和细胞代谢产生的能量,所以可以通过改变细胞呼吸的方式来确定b的跨膜运输方式。取甲、乙两组长势相同的某植物根细胞,放入适宜浓度的含有b的培养液中。甲组根细胞给予正常的呼吸条件,乙组根细胞抑制细胞呼吸,其他条件都相同。一段时间后测定两组根细胞对b的吸收速率。预测实验结果并分析:a.若甲、乙两组根细胞对b的吸收速率基本相同,则说明根细胞吸收b的方式不是主动运输。b.若乙组根细胞的吸收速率明显小于甲组根细胞的吸收速率,说明根细胞吸收b的方式是主动运输。答案(1)实验思路:将长势相同的某植物根细胞平均分为两组,甲组放在氧气充足条件下,乙组放在无氧条件下,将甲、乙两组植物根细胞放在其他条件相同且适宜的条件下培养,并分别测定根细胞对b物质的吸收速率。预期结果和结论:若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组,则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输;若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同,则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。
