10.08.28高三生物《第3章第9课时物质跨膜运输的实例》

1第4章细胞的物质输入和输出第9课时物质跨膜运输实例复习目标：1．渗透系统的组成分析及应用2、植物细胞的吸水和失水的实验探究3、物质跨膜运输的其他实例复习重点：1．渗透系统的组成分析及应用2、植物细胞的吸水和失水的实验探究复习难点：1、细胞吸水和失水的原理2、植物细胞的质壁分离和复原实验课时安排：1.5课时【基础知识整合】一、细胞的吸水和失水1．有关实验实验仪器：烧杯、长颈漏斗；实验材料：半透膜；实验试剂：蔗糖溶液和清水；实验现象：漏斗内液面上升；实验结论：水分子透过半透膜进行渗透作用。2．细胞的吸水和失水（1）哺乳动物红细胞的吸水和失水当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，细胞吸水膨胀；当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时，细胞失水皱缩；当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时，水分子进出细胞处于动态平衡。3．渗透作用（1）概念：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。（2）产生条件：①有一层半透膜；②半透膜两侧的溶液具有浓度差。4．原生质层主要包括：细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质。在植物细胞中，可把原生质层看做一层半透膜。5．渗透作用的条件成熟植物细胞发生质壁分离的条件是细胞液浓度小于外界溶液浓度，发生质壁分离复原的条件是细胞液浓度大于外界溶液浓度。二、物质跨膜运输的其他实例1、水稻和番茄对同一离子的吸收量不同。22、水稻和番茄对不同离子的吸收量不同。3、人体甲状腺滤泡上皮细胞可以主动运输从血液中吸收碘。4、不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异。【知识拓展】一、半透膜与选择透过性膜的比较（1）半透膜、选择透过性膜区别：①半透膜是无生命的物理性膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。②选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。（2）原生质层、原生质体①原生质层是成熟的植物细胞内相当干半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟植物细胞中。②原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，常用作植物细胞融合的材料。二、植物细胞的吸水和失水的实验探究1、实验原理（1）成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性，细胞壁和原生质层具有一定伸缩性，但原生质层的伸缩性大于细胞壁。（2）细胞液浓度＜外界溶液浓度→细胞液中水分经原生质层进入外界溶液→质壁分离。（3）质壁分离细胞的细胞液浓度＞外界溶液浓度→外界溶液中的水分经原生质层进入细胞液→质壁分离复原。【实验流程】2．本实验应注意的问题（1）实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察现象。（2）滴加蔗糖溶液和清水，要在载物台的载玻片上进行，否则不容易对比观察某个细胞的失水和吸水情况。（3）蔗糖溶液溶度不宜过高，否则会引起植物细胞过度失水而死亡。（如用50％的蔗糖溶液做实验）。（4）若用葡萄糖、NaCl、KNO3、尿素、乙二醇等做实验，发生质壁分离后，会自动复原，其原因是上述物质都可转运到细胞内，致使细胞液浓度升高，外界溶液浓度降低，重新吸水3而复原。（5）质壁分离时，在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低了的外界溶液，因为细胞壁是全透性的。3．本实验能验证的问题及拓展应用（1）实验验证问题观察质壁分离和复原：①可以证明一个成熟的植物细胞构成一个渗透系统，质壁分离和复原是细胞渗透失水或吸水的标志；②可以证明渗透作用发生的条件；③可以证明细胞是活的；④还可以大致测出细胞液的浓度；⑤证明原生质层的伸缩性大于细胞壁。（2）实验拓展应用①探究渗透作用的两个条件——半透膜和浓度差。若将教材中实验装置换成纱布（全透性）、薄膜（不透性）、半透膜，两侧换成浓度相等的蔗糖溶液，渗透作用都不发生，即可证明渗透作用发生的两个条件。②探究区分10％和20％蔗糖溶液用教材中实验装置，将两种液体分别装入烧杯和漏斗中，若漏斗液面上升，则烧杯中为20％蔗糖溶液，反之则为10％蔗糖溶液。③探究某种材料的细胞液浓度配制一系列浓度的蔗糖溶液，制作成一系列装片用显微镜观察，视野中约有50％的细胞发生质壁分离时的蔗糖溶液浓度即为细胞液浓度。三、物质跨膜运输的其他实例1．生物膜的结构特点及功能特性生物膜的结构特点——具有一定的流动性，原因是构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子都是可移动的。生物膜的功能特性——具有选择透过性，原因是膜上载体的种类和数量不同。2．分析物质跨期膜运输实例后得出的结论（1）细胞膜和其他生物膜一样都是选择透过性膜。它具有的特点是：①水分子可以自由通过。②一些需要的离子和小分子也可以通过。③其他的离子、小分子和大分子则不能通过。（2）物质通过生物膜的跨膜运输，有的是顺相对含量梯度的，有的是逆相对含量梯度的。（3）细胞对于物质输入和输出及选择性是通过细胞膜实现的。【例题】【例1】（2007年南京模拟）如图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液．一定时间后再加入蔗糖酶。最町能的实验现象是（）A．漏斗中液面开始时先上升，加酶后又下降B．在玻璃槽中会测到蔗糖和蔗糖酶C．漏斗中液面开始时先下降，加酶后一直上升D．在玻璃槽中会测到葡萄糖、果糖和蔗糖酶4【答案】A【例2】（2007·广东高考）用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化，下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是（）A．将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象B．在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂C．用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离复原现象D．当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能【答案】B【例3】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实验开始时各种离子浓度之比如图所示该实验的结果不能说明（）A．不同植物对各种离子的需要量是不同的B．与番茄相比，水稻对Si4+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【答案】D【作业】完成《名师导学》对应部分