渗透作用(M)

第四章第一节、物质的跨膜运输实例考点一、细胞的吸水和失水考点二、观察植物细胞的质壁分离与复原考点三、物质跨膜运输的其他实例溶液浓度30%蔗糖溶液清水高低渗透现象演示1.渗透作用进行时，蔗糖分子是否通过半透膜？2.漏斗的液面会无限上升吗？3.如果用一纱布代替半透膜，结果会怎样？原因？4.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果又会怎样？渗透现象1．渗透系统的组成(如图)(1)半透膜：可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜，也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。(2)半透膜两侧的溶液具有浓度差。2、渗透作用发生条件：（半透膜允许水分子可以通过，而蔗糖等大分子不能通过膜）3、渗透作用的原理：水分子通过半透膜的扩散作用。水扩散的方向：低浓度溶液高浓度溶液一、渗透作用4、渗透作用的发生(1)若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2，外观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。(2)在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2。5、渗透系统的应用(1)比较不同溶液浓度大小漏斗内烧杯内溶液浓度MN现象及结论①若漏斗内液面上升，则：②若漏斗内液面不变，则：③若漏斗内液面下降，则：MNM＝NMN（2）验证渗透作用发生的条件：①具有半透膜：②膜两侧具有浓度差：（3）探究物质能否通过半透膜（以碘和淀粉为例）：烧杯内盛淀粉溶液漏斗内盛碘液结论变蓝不变蓝不变蓝变蓝变蓝变蓝不变蓝不变蓝碘能通过半透膜，而淀粉不能淀粉能通过半透膜，而碘不能淀粉和碘都能通过半透膜淀粉和碘都不能通过半透膜【高考警示钟】④溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相同，但摩尔浓度是10%蔗糖溶液的小，故水由蔗糖向葡萄糖溶液移动。②两溶液间的水分子进行双向运动，我们只是观测出由水分子双向运动的差所导致的液面改变。③达到渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到动态平衡，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度相等①渗透作用模型中特别强调溶质分子不能通过半透膜.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。最可能的实验现象是()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A典例11、已知鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的20%蔗糖溶液、排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10%蔗糖溶液中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是()B对位训练2、如图所示，把体积与质量浓度相同的葡萄糖与蔗糖溶液用半透膜(允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过)隔开，开始时和一段时间后液面情况是（）A．甲高于乙B．乙高于甲C．甲先高于乙，乙后高于甲D．乙先高于甲，甲后高于乙C人的红细胞细胞膜细胞质生理盐水清水?12（标出右装置划部分名称，并找出两装置中构成上的相似性）二、动物细胞吸水或失水分析结果、得出结论：红细胞的细胞膜相当于一层半透膜吸水膨胀失水皱缩吸水和失水动态平衡低浓度溶液中:由于外界溶液浓度＜细胞质的浓度红细胞———————。高浓度溶液中:由于外界溶液浓度＞细胞质的浓度红细胞———————。在等渗溶液中:由外界溶液浓度=细胞质的浓度红细胞————————。实验现象记录低浓度溶液高浓度溶液人的红细胞生理盐水其它动物细胞吸水和失水和原理与红细胞的是一样的。（1）人成熟红细胞中发生渗透作用的条件：①_______相当于半透膜；②_________________之间存在浓度差。细胞膜细胞质与外界溶液二、动物细胞的吸水和失水结论：细胞相当于渗透装置问题探讨：1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？一般不能2、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？不一定，浓度差很大时会涨破浓度差不是很大时不会涨破3、食物较咸时，口腔和唇粘膜有什么感觉？为什么？干燥难受的感觉，外界浓度高，口腔和唇粘膜细胞失水细胞壁细胞膜液泡膜细胞质原生质层（选择透过性，伸缩性大）（全透性，伸缩性小）细胞液（具有一定的浓度）?(1)植物细胞的结构特点三、成熟的植物细胞的吸水和失水①选择有紫色大液泡的洋葱鳞片叶外表皮细胞。②若选择洋葱鳞片叶内表皮（无紫色大液泡）进行实验，采用的外界溶液是一定浓度的大分子有颜色溶液，如胭脂红（水溶性大分子食用色素，呈红色）。③不能选择动物细胞，它无细胞壁，不能发生质壁分离现象。（1）选择实验材料：考点二、观察植物细胞的质壁分离与复原紫色洋葱鳞片细胞选择有大液泡且最好液泡带有颜色的细胞做实验。蔗糖溶液（0.3g/mL）：能使洋葱鳞茎细胞发生质壁分离，对细胞的伤害也较小。清水：可使质壁分离复原实验材料在实验过程中必须保持一定的生理活性，高浓度溶液的浓度不能过高。①使用浓度过高的蔗糖溶液（0.5g/mL），质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡。浓度过低不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢②使用质量浓度为1mol·L-1的醋酸溶液，则不发生质壁分离及复原现象。因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。(盐酸、酒精）（2）实验试剂使用：1.探究性实验的一般过程：根据观察到的现象，提出问题→作出假设→预测结果→进行实验→分析结果得出结论→表达交流→进一步探究。2．假设：原生质层相当于一层半透膜。3．预期结果：由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由透过，而蔗糖分子不能透过，因此，在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。实验探究4．实验流程原生质层紧贴细胞壁（引流法）低观察指标：液泡大小、颜色及原生质层位置的变化思考：植物细胞质壁复原后，仍将细胞继续放置水中，细胞会涨破吗？中央液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液清水变小逐渐恢复到原来的位置逐渐恢复到原来的位置脱离细胞壁基本不变基本不变①现象：__________与___________分离；②外因：_________浓度＞________浓度，导致细胞_______；③内因：_____________________________。细胞壁原生质层外界溶液细胞液失水细胞壁的伸缩性小于原生质层5、植物细胞质壁分离的现象与原因：液泡：大小细胞液颜色：浅深质壁分离产生的条件：质壁分离产生的原因：总结：（1）具有大液泡（2）具有细胞壁(3)活细胞内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性外因：外界溶液浓度细胞液浓度当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。植物细胞原生质层相当于一层半透膜,成熟的植物细胞靠渗透作用吸水。细胞液与细胞外界溶液发生了渗透作用。6．实验结论1.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？2.如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶液，实验结果会有什么不同？不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡，不可能发生质壁分离复原问题讨论:3.为什么植物细胞失水时,原生质层与细胞壁不是一起变化,而是发生质壁分离?原生质层比细胞壁的伸缩性大4、动植物细胞在吸水与失水方面的差异动物细胞没有细胞壁，因此不会有质壁分离现象。植物细胞由于有细胞壁的限制和保护不会因持续吸水而涨破。a过程：第一次对照操作：高浓度溶液处理对照：自然状态与质壁分离状态b过程：第二次对照操作：低浓度溶液处理对照：复原后状态与质壁分离状态实验原则：实验的对照原则——自身对照对照组：实验处理前对象的状态、现象；实验组：实验处理后对象的状态、现象。本实验有两次对照:如果使用质量浓度为KNO3溶液，原生质层具有选择透过性，K+和NO3-可被细胞吸收，使细胞液浓度增大，水分子进入细胞，所以细胞先发生质壁分离后又自动复原。（尿素、甘油、乙二醇等现象同上）注意事项：注意：亲水性：蛋白质淀粉纤维素细胞液浓度外界溶液浓度—-----细胞吸水；细胞液浓度外界溶液浓度—-----细胞失水。总结：植物细胞吸水方式①未形成液泡的细胞：靠吸胀作用吸水吸胀作用：未形成液泡的细胞（干燥的种子和根尖分生区的细胞）主要靠细胞内的蛋白质、淀粉和纤维素等亲水性物质吸收水分。②液泡形成以后的细胞：细胞主要靠渗透作用吸水(1)对农作物的合理灌溉，既满足了作物对水分的需要，同时也降低了土壤溶液的浓度，有利于水分的吸收。感悟拓展：细胞吸水和失水原理在生产生活中的应用(2)盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成“烧苗”现象，都是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过了根细胞液浓度，导致根细胞不易吸水甚至失水造成的。(3)糖渍、盐渍食品不易变质的原因是在食品外面和内部形成很高浓度的溶液，使微生物不能在其中生存和繁殖，所以能较长时间的保存。(4)医用的生理盐水浓度为0.9%，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，可以使人体细胞保持正常的形态和功能。五、渗透作用原理的运用（1）判断植物细胞的生活状况；（2）判断植物细胞的细胞液浓度的大小；（3）判断外界溶液浓度的大小；（4）验证生物膜的选择透过性；（5）验证细胞膜与细胞壁的伸缩性不同；（6）判断外界溶解的成分；（7）生活中杀菌、防腐、腌制食品。1.为探究植物A能不能移植到甲地生长，某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物A细胞液的浓度，实验结果如表。为保证植物A移植后能正常生存，则甲地土壤溶液的浓度应()浓度（mol/L）0.150.20.250.3质壁分离状态不分离刚分离显著分离显著分离A.≤0.15mol/LB.≤0.2mol/LC.≥0.2mol/LD.≥0.3moL/LA2.将人类的红血球置于不同浓度蔗糖液中，浸泡半小时之后的结果如图。依照血球外形的变化判断蔗糖液的浓度，由高到低排列，正确的是（）A.甲＞乙＞丙＞丁B.丁＞甲＞乙＞丙C.丙＞丁＞甲＞乙D.丙＞乙＞丁＞甲D3.浸泡在一定浓度KNO3溶液中的洋葱表皮细胞，发生质壁分离后又出现质壁分离复原，与此过程直接相关的细胞器有()A.液泡B.线粒体、液泡C.线粒体D.线粒体、高尔基体【解析】选B。质壁分离与水分的流失有关，水分的流失与液泡有关。质壁分离的自动复原与细胞吸收K+和NO3-有关，细胞吸收K+是主动运输过程，需要消耗能量，故该过程与线粒体有关。A．aB．bC．cD．d4.下图表示以洋葱表皮为材料，0.3g·mL-1蔗糖溶液、0.5g·mL-1蔗糖溶液、0.3g·mL-1尿素溶液及清水进行相关实验(时间m表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间n表示都用清水处理洋葱表皮)，测得该细胞原生质体体积变化，图中代表尿素溶液处理结果的是（）清水尿素0.3g·mL-1蔗糖溶液0.5g·mL-1蔗糖溶液初始浓度0Mg2＋Ca2+Si4+离子培养液中的离子浓度水稻番茄物质跨膜运输的其他实例实例一1、水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？2、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？•水稻吸收水分及其Si4+较多，吸收Ca2+、Mg2+较少，结果导致水稻培养液离得Ca2+、Mg2+浓度增高。•不同植物细胞对同一种无机盐离子、同一种植物细胞对不同无机盐离子的吸收均有差异，说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有选择性。(2)水稻吸收水的相对速度比吸收Ca2＋、Mg2＋的大，造成培养液中Ca2＋、Mg2＋浓度上升；番茄吸收水的相对速度比吸收Si4＋的大，造成培养液中Si4＋浓度上升。植物细胞在同一时间吸收离子和吸水的量不同，即吸收离子和吸收水是两个相对独立的过程。(1)不同植物细胞对同一无机盐离子、同一植物细胞对不同无机离子的吸收均有差异，说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有选择性。（番茄吸收Ca2＋、Mg2＋多，吸收Si4＋少；水稻吸收Si4＋多，而吸收Ca2＋、Mg2＋少，从营养学角度讲番茄的补钙效果比水稻好。）结论：（与膜上含有的离子载体的种类和数量有关）结论：物质（如碘）的跨膜运输可以是逆浓度（物质浓度或含量）梯度。实例二：20—25