2018_2019学年高中生物第四章细胞的物质输入和输出第1节物质跨膜运输的实例学案新人教版必修1
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人教版高中生物必修1第四章《细胞的物质输入和输出》(物质跨
膜运输的方式)知识点归纳
一、被动运输
物质进出细胞,顺浓度梯度的扩散,称为被动运输。
(1)自由扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞
(2)协助扩散:进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散
二、主动运输
从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫做主动运输。
逆浓度梯度的运输
保证了活细胞能够按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的营养物质,排除代谢废物和有害物质。
方向载体能量举例
自由扩散高→低. 不需要不需要水、CO2、O2、N2、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、维生素
(水,气体小分子,脂溶性有机小分子,脂肪酸,胆固醇,性激素,维D)
协助扩散高→低需要不需要葡萄糖进入红细胞
主动运输低→高需要需要氨基酸、K+、Na+、Ca+等离子、葡萄糖进入小肠上皮细胞三、大分子物质进出细胞的方式
胞吞、胞吐(如蛋白质,体现膜的流动性,需要消耗能量)
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第4章细胞的物质输入和输出第1节物质跨膜运输的实例【基础知识填空】一、细胞的吸水和失水1.哺乳动物红细胞的吸水和失水:红细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜内外__________,其差值较大时,细胞失水或吸水_____________。
红细胞的_____________相当于“问题探讨”中所说的半透膜。
2.植物细胞的吸水和失水(1)植物细胞的原生质层由、和三层构成。
(2)植物细胞的原生质层相当于一层。
当浓度小于外界溶液浓度时,细胞通过失水,细胞壁和原生质层发生分离,此现象称为。
发生质壁分离的细胞,当浓度小于外界溶液浓度时,细胞通过吸水,细胞壁和原生质层慢慢地恢复成原来的状态,此现象称为。
(3)植物细胞的质壁分离和复原证明水分子是可以出入的物质;而且水分子进出细胞的方向取决于两边溶液的浓度,细胞吸水和失水是水分子顺进行跨膜运输的过程。
同时也证明是选择透过性膜,因为,蔗糖分子并未如水分子那样进出细胞膜。
二、物质跨膜运输的其他实例阅读教材“资料分析”后回答:(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。
(2)水稻培养液里的Mg2+和Ca2+浓度增高的原因。
(3)水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的,其他物质的跨膜运输并不都是这样,这取决于的需要。
(4)植物细胞在同一时间吸收离子和吸收水的量不同,说明了吸收离子和吸收水是的过程。
总结:通过分析可以说明,细胞膜和其他生物膜都是____________________膜. 水分子可以自由通过, ___________________也可以通过, ______________不可以通过.【考点整合】考点一渗透系统的组成分析及应用1.渗透系统的组成(1)具有半透膜(2)半透膜两侧的溶液具有浓度差2.1.如图实验装置所示,一段时间后,含液体②的半透膜袋萎缩,而含液体①的半透膜袋坚挺变硬,请推测三种溶液的浓度关系为 ( )A.①>②>③ B. ①>③>②C.③>①>② D.①<②<③2.(2009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。
第四章细胞的物质输入和输出第一节物质跨膜运输的实例一、渗透作用(1)渗透作用:(2)发生渗透作用的条件:①②是半透膜两侧具有二、细胞的吸水和失水(原理:渗透作用)1、动物细胞的吸水和失水外界溶液浓度细胞质浓度时,细胞吸水膨胀外界溶液浓度细胞质浓度时,细胞失水皱缩外界溶液浓度=细胞质浓度时,水分进出细胞处于2、植物细胞的吸水和失水细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。
原生质层指:外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞质壁分离外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞质壁分离复原外界溶液浓度=细胞液浓度时就,水分进出细胞处于动态平衡1、质壁分离产生的条件:(1)具有大液泡(2)具有细胞壁(3)外界溶液浓度>细胞液浓度2、质壁分离产生的原因:内因:原生质层伸缩性细胞壁伸缩性外因:外界溶液浓度>细胞液浓度一、物质跨膜运输的其他实例1、对矿质元素的吸收逆相对含量梯度——主动运输对物质是否吸收以及吸收多少,都是由细胞膜上载体的种类和数量决定。
2、细胞膜是一层选择透过性膜,水分子可以自由通过,一些离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
二、比较几组概念1、扩散:物质从高浓度到低浓度的运动叫做扩散(扩散与过膜与否无关)(如:O2从浓度高的地方向浓度低的地方运动)2、渗透:水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透(如:细胞的吸水和失水,原生质层相当于半透膜)3半透膜:物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小(如:动物膀胱、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜等)4选择透过性膜:细胞膜上具有载体,且不同生物的细胞膜上载体种类和数量不同,构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性。
(如:细胞膜等各种生物膜)5、半透膜只具有半透性而不具备选择透过性;选择透过性膜具有选择透过性也具有半透性。
第二节生物膜的流动镶嵌模型一、应牢记知识点1、欧文顿(E .Overton)的发现和结论⑴、发现:细胞膜对不同物质的通透性不同。
第4章细胞的物质输入和输出第1节物质跨膜运输的实例知识点一、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扩散。
※扩散:指分子于存在的介质或容器中四处分散的趋势。
分子运动受碰撞驱使,分子之间相互作用,向碰撞发生较少的区域运动。
渗透是扩散的一种特殊形式。
渗透作用与扩散作用的相同点:都是由单位体积分子数多的向单位体积分子数少的地方移动。
不同点:渗透作用多指溶剂分子(主要是水分子)的移动,扩散作用多指溶质分子(如甘油等)或气体分子(如O2、CO2等),也可以是溶剂分子(如水、酒精)的运动。
渗透作用必须通过半透膜,扩散作用可以不通过半透膜。
如肺泡中的O2通过毛细血管壁细胞进入毛细血管通常称为扩散。
2、渗透作用发生的两个必备条件:(1)有半透膜;(2)半透膜两侧溶液存在浓度差。
3、常见渗透装置:①漏斗与烧杯组成的渗透装置;②“U”形管中间隔有半透膜。
4、常见半透膜:动物膀胱膜、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜、花生种皮、鱼鳔等。
5、渗透作用发生中水分子净移动方向:低浓度溶液→高浓度溶液6、理解渗透原理,明确原理的应用与探究方法:(1)漏斗与烧杯渗透系统内的液面高度差与浓度差的关系①溶质不同溶液中溶质的物质的量浓度大的一侧渗透压(溶剂分子跨膜运动存在的压力—渗透压)高,小的一侧渗透压低,水分子由低浓度一侧向高浓度一侧移动。
如蔗糖溶液中蔗糖水解。
②注意半透膜两侧溶液中的溶质是否能透过半透膜。
若不能,则半透膜两侧溶液只是高浓度一侧液面升高;若能,则先是高浓度一侧液面升高,随后另一侧液面升高,最后两侧液面相平。
③半透膜两侧浓度不同的溶液中溶质不能透过半透膜的情况下,达到渗透平衡时,一般两侧溶液浓度并不相等,因为液面高的一侧形成的静水压,会阻止水由低浓度一侧向高浓度一侧进一步渗透。
※补充说明:任何物质的浓度是指特定环境中一定体积内该物质的量。
摩尔定义为mg表示的物质的摩尔质量。
摩尔浓度指1L溶液中溶解的物质的摩尔数。
《物质的跨膜运输》教学设计一、教材分析本章着重介绍细胞膜的控制物质进出这一重要功能,其中第一节主要说明细胞膜是选择透过性膜,而这种功能与膜的结构有关,这样进入本章的第二节内容,能进入膜的物质跨膜运输的方式是否相同,这正是本节课要探讨的问题。
任何一个生命系统都是开放的系统,都与外界有物质的交换,可见这节内容对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要意义。
另外,本节内容又与本模块第五章的第2节《细胞的能量“通货”——ATP》以及前面所学的“分泌蛋白的合成和运输”有关联的地方,同时又是对生物膜具有流动性的一个很好的例证。
二、教学目标本节课内容是普通高中课程标准实验教科书《必修1》第四章第三节内容。
(物质跨膜运输的方式)课程标准中与本节内容相关的具体内容标准是:“说明物质进出细胞的方式”。
1、知识目标(1)举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点;(2)说出被动运输与主动运输方式的异同点;2、技能目标另外根据本节课的具体内容分析,本节课制定的技能方面的目标是:能够正确解读坐标数据图表。
3、情感态度与价值观(1)强调积极思考,大胆提出问题、回答问题;(2)参与讨论与交流,学会合作;(3)培养科学的探究精神。
三、教学重点(1)物质进出细胞膜的方式(2)图表数据的解读确定的依据:该重点是由本节所学内容的教学目标所决定的。
本节课的内容就是围绕物质进出细胞膜的几种方式展开的,因此应该将其确定为教学的重点。
另外根据《标准》所提倡的“落实对学生科学探究能力的培养,”和“利用数学方法处理、解释数据”的观点,本节内容在对坐标图表分析上有较好的教学价值,因此我将“图表数据的解读”也作为了本节课的一项重点内容。
四、教学难点(1)主动运输(2)图表数据的解读确定的依据:难点(1)主动运输与其他两种运输方式相比,较为复杂,为逆浓度梯度、消耗能量需要载体的跨膜运输,学生容易受“自由扩散”和“协助扩散”的浓度差与它们运输速率的关系的定向思维影响,认为也是成正比关系,故为难点;另外,“主动运输”是物质跨膜的主要方式,它涉及到能量和载体的利用。
第四章细胞的物质输出和输入第1节物质跨膜运输的实例一、教学目标:知识方面:举例说出细胞膜是选择透过性膜能力方面:1、尝试提出问题,做出假设,对探究活动进行设计2、进行关于职务细胞吸水和失水的实验设计和操作二、教学重点、难点及解决方法1、教学重点:举例说出细胞膜是选择透过性膜,相当于半透膜。
解决方法:(1)通过渗透作用的演示实验,组织引导学生分析渗透现象。
归纳总结渗透作用的概念、条件、原理、结果,指出半透膜的特性。
(2)通过分析水分进出红细胞的状况,总结出细胞膜相当于半透膜。
2、教学难点:尝试提出问题,作出假设。
解决方法:(1)通过名人名言使学生认识到提出问题的重要性。
爱因斯坦曾说过,“提出一个问题比解决一个问题更重要。
”(2)充分利用学生已有的知识和生活经验,引导学生对有关知识现象深入思考,提出相关问题,开展合作学习,利用小组活动讨论确定有价值的问题。
三、教学用具:ppt、实验材料四、课时安排:2课时五、教学方法:直观教学法、讲述法、启示法、演示法自学讨论法六、教学程序引言:细胞是一个开放的系统,每时每刻与环境进行着物质的交换,物质的进进出出都要细胞的边界——细胞膜。
这一节课我们共同来探究水分进出细胞的情况。
首先我们来探究渗透现象。
第1课时(一)、渗透现象[问题探讨]:演示“渗透作用实验”——介绍实验装置,指导观察实验结果。
在屏幕上打出渗透现象示意图提问:⑴漏斗管内的液面为什么会升高?⑵如果用一层纱布代替玻璃纸,漏斗管内的液面还会升高吗?⑶如果烧杯中不是清水,而是同样浓度的蔗糖溶液,结果会怎样?学生讨论总结。
教师归纳讲述:⑴半透膜的特性:水分子等小分子可以通过,蔗糖等大分子则不能通过。
⑵渗透作用的概念:渗透作用是指水分子或其它溶剂分子通过半透膜的扩散。
⑶发生渗透作用的条件:一是具有半透膜,二是半透膜两侧的溶液有浓度差。
⑷原理:当溶液浓度A>B时,水分子就通过半透膜由B流向A;当溶液浓度A<B时,水分子就通过半透膜由A流向B;当溶液浓度A=B时,则处于动态平衡。
第四章细胞的物质输入和输出第1节物质跨膜运输的实例三维目标知识与技能:1.通过模拟实验探究膜的透性。
2.尝试提出问题、作出假设,进行探究活动设计。
3.进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。
即观察植物细胞的质壁分离和复原过程与方法:比较、认识、动手实践情感态度与价值观: 体验科学探究过程,培养学生质疑、求实、创新的科学态度和精神。
教学用具: ppt幻灯片重点和难点:渗透作用和观察植物细胞的质壁分离和复原课时安排:2课时具体过程:第1节物质跨膜运输的实例引言:问:与正常萝卜比较,腌制的萝卜为什么形态上会发生这样的变化?(观看多媒体课件)从而引出教材60页课题,进而研究问题探讨,即渗透作用多媒体展示渗透现象,引导同学们在渗透作用探究实验的基础上,由学生分析实验现象,总结出渗透作用发生的条件,体现“学生是学习的主体”。
一、渗透作用问:1、漏斗内的液面为什么会升高?(1)从结构上看,半透膜能否使蔗糖分子和水分子都能通过?(2)两边的水分子都在运动吗?(3)两边水分子通过半透膜的数量一样吗?(4)从整体看,水分子从哪里运动到哪里?学生相互讨论,回答略2、如果用一层纱布代替玻璃纸,漏斗管内的液面还会升高吗?学生回答,并归纳出渗透作用的条件一3、如果烧杯中不是清水,而是相同浓度的蔗糖溶液,漏斗管内的液面还会升高吗?学生回答,并归纳出渗透作用的条件二归纳并板书:渗透作用原理:1、发生条件(1)半透膜(2)膜两侧溶液的浓度差2、概念:溶剂分子透过半透膜,从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散,叫渗透作用二、细胞的吸水与失水1、动物细胞的吸水与失水:类比渗透装置与细胞,提出问题:细胞是一个渗透系统吗?从生活中的例子入手,例如,连续嗑带盐的瓜子,你的口腔会有什么感觉? 引出动物细胞的吸水和失水。
作出假设:动物细胞是一个渗透系统。
设计实验,验证假设(学生课前自己完成)预期结果(学生完成):红细胞在浓盐水中失水皱缩,在生理盐水中保持原有形态,在清水中吸水膨胀。
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第一节物质跨膜运输的实例课时自测·基础达标1.下列现象利用渗透作用原理的是()A.氧气进入红细胞B。
水分子通过细胞壁C。
K+通过原生质层D。
红细胞在高浓度盐水中皱缩【解析】选D。
渗透作用是指溶剂的跨膜运输,氧气是气体,K+是溶质,因此A项、C项均不属于渗透作用.由于细胞壁是全透性的,不是半透膜,因此B项也不属于渗透作用.2。
一个典型的渗透装置必须( )①具有半透膜②具有液泡③半透膜的两侧溶液具有浓度差④具有细胞结构A.①②B.①③C。
③④D。
②④【解析】选B。
渗透装置必须具备的条件为半透膜和半透膜的两侧具有浓度差.3.(2017·湖南学考真题)成熟植物细胞中原生质层是指( )①细胞膜②细胞壁③液泡膜④细胞膜和液泡膜之间的细胞质A。
②③④ B.①②③C。
①③④ D.①②④【解析】选C。
原生质层是指细胞膜、液泡膜和二者之间的细胞质,细胞壁具有全透性,不属于原生质层。
4。
下列有关细胞吸水和失水的叙述,正确的是( )A.水分子进出细胞,取决于细胞内外溶液的浓度差B.当外界溶液的浓度比细胞内溶液的浓度低时,哺乳动物红细胞失水皱缩C.当外界溶液的浓度比细胞液的浓度低时,洋葱鳞片叶的表皮细胞吸水涨破D。
第1节物质跨膜运输的实例[自主预习·探新知] 一、渗透作用与细胞的吸水和失水1.渗透作用具备的两个条件(1)具有③半透膜。
(2)膜两侧①②具有浓度差。
2.动物细胞的吸水和失水(1)动物细胞的细胞膜相当于半透膜。
(2)条件及现象3.(1)成熟植物细胞的结构(2)原理和现象①外界溶液浓度大于细胞液浓度时,发生质壁分离现象。
②外界溶液浓度小于细胞液浓度时,发生质壁分离复原现象。
二、植物细胞的质壁分离和复原1.实验原理成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,细胞液具有一定的浓度,能够渗透失水和吸水。
2.实验步骤及现象3.发生质壁分离的原因(1)外因:外界溶液浓度大于细胞液浓度。
(2)内因:原生质层比细胞壁的伸缩性大。
三、物质跨膜运输的实例1.实例(1)水稻吸收SiO4-4多,吸收Ca2+、Mg2+较少;番茄吸收Ca2+、Mg2+较多,而吸收SiO4-4较少。
(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘含量明显高于血液中碘的含量。
(3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现差异较大。
2.特点(1)物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的。
(2)细胞对物质的输入和输出有选择性。
3.结论细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。
[基础自测]1.判断对错(1)动物细胞的细胞膜相当于半透膜。
( )(2)当外界溶液与细胞质浓度相同时,水分不进不出。
( )(3)植物细胞的原生质层指去掉细胞壁的部分。
( )(4)物质跨膜运输都是顺相对含量梯度。
( )(5)细胞对于物质的输入和输出具有选择性。
( )提示:(1)√(2)×外界溶液与细胞质浓度相等时,水分进出达到平衡。
(3)×植物细胞去掉细胞壁叫原生质体,原生质体包含细胞液。
(4)×物质运输可以逆相对含量梯度进行。
(5)√2.渗透作用发生的条件是( )A.有半透膜B.有浓度差C.要有完整的细胞结构D.有半透膜和浓度差[答案]D3.植物细胞的质壁分离过程中,与细胞壁分离的是( )【导学号:92172115】A.细胞核B.原生质层C.细胞质D.液泡膜[答案]B[合作探究·攻重难][思考交流]1.根据材料P60“问题探讨”,思考讨论下列问题:漏斗内液面升高的原因是什么?漏斗内的液面会一直上升吗?为什么?提示:单位体积的清水中水分子数大于蔗糖溶液中的水分子数,单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子多于由蔗糖溶液进入清水的水分子。
但漏斗内的液面不会一直上升。
因为随着漏斗内液面的上升,漏斗内液面与烧杯内液面差产生的静水压会增大,由于静水压的作用,漏斗内的水分子向烧杯扩散的速度会加快,当水分子由蔗糖溶液向清水扩散的速度与由清水向蔗糖溶液扩散的速度相等时,扩散达到平衡状态,漏斗内的液面不再上升。
2.渗透装置中,当漏斗内溶液不再上升时,半透膜两侧的溶液浓度相同吗?提示:不同。
渗透作用达到平衡时,水分子通过半透膜的双向扩散速率相等,漏斗内蔗糖溶液的浓度仍高于烧杯中清水的浓度。
3.如果用纱布代替玻璃纸,漏斗液面还会升高吗?如果烧杯内不是清水,而是同浓度的蔗糖溶液,漏斗液面还会升高吗?提示:不会,因为纱布是全透性的,水分子和蔗糖溶液都能通过。
如果烧杯内是同浓度的蔗糖溶液则液面不会升高,因为半透膜两侧溶液没有浓度差。
4.根据以上的探讨,思考发生渗透作用需要具备哪些条件?提示:半透膜和浓度差。
1.渗透现象的分析(1)图示(2)原理分析(3)分析上图②可知:Δh产生的压强与水和蔗糖溶液产生的渗透压差达到平衡,使半透膜两侧水分子的交换率相等时,液面不再升高。
2.动植物细胞都是渗透系统3.渗透作用的应用(1)比较不同溶液浓度的大小(2)将动植物细胞放在不同浓度的溶液中,观察细胞的吸水和失水状态,可以根据细胞的形态判断细胞液或细胞质浓度的大小。
述错误的是( )A .若c 为一层纱布,则不会发生此现象B .实验开始时,c 两侧的溶液浓度大小是a>bC .实验过程中漏斗管内的液面先上升后保持稳定D .当漏斗管内的液面停止上升时,水分子进出漏斗达到动态平衡[技巧点拨] (1)如图的渗透装置发生了渗透作用,具备发生渗透作用的条件。
(2)明确水分子的渗透方向。
(3)明确达到渗透平衡时,水分子进出漏斗的情况。
[解析] 纱布不能作为半透膜,则漏斗内的蔗糖会扩散到外界溶液中,浓度差无法维持,液面不会上升,A 项正确;由图知,b 漏斗液面上升,故实验开始时溶液浓度大小是b>a ,B 项错误;实验过程中漏斗管内的溶液浓度较大,水分子进入漏斗内的多于从漏斗出来的,液面先上升,达到一定高度后液面不再上升,水分子进出漏斗达到动态平衡,C 、D 项正确。
[答案] B(1)漏斗管内的液面保持稳定后,若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液,则达到平衡时,漏斗中液面上升的高度与原来相比有什么变化?提示:吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液,由于渗透作用液面会继续上升,上升的时候将漏斗中的溶液稀释,因此上升的高度会下降。
(2)若向漏斗中滴入清水,漏斗中液面的高度有什么变化?提示:向漏斗中滴入清水,漏斗内溶液的浓度降低,漏斗内的溶液面会降低。
(3)若向烧杯内加入适量的清水,漏斗内的液面有什么变化?提示:向烧杯内加入清水,烧杯内溶液的浓度降低,漏斗内液面会上升。
[活学活用]1.小明用玻璃槽、饱和蔗糖溶液和清水做成如图所示的实验装置,进行生物膜通透性的模拟实验。
甲、乙两槽间的隔板中央圆圈为玻璃纸,玻璃纸是一种半透膜,蔗糖分子不能透过,而水分子能自由通过。
几小时后,发现( )A.甲槽内水的体积减小B.乙槽内溶液的体积减小C.甲槽内水的体积无变化D.乙槽内水的体积无变化A[玻璃纸是半透膜,水分总体由清水向饱和蔗糖溶液渗透,所以甲槽内水的体积减小,乙槽内溶液的体积增多。
]2.图1表示两种物质扩散的图解,图2是为了验证图1物质扩散成立的实验装置,实验结果应是( )图1 图2A.图甲中水柱a将持续上升B.图甲中水柱a将先上升后下降C.图乙中水柱b上升到一定高度后维持不变D.图乙中水柱b将先上升后下降D[由于图甲中的淀粉不能透过半透膜,所以图甲中的液面高度先上升,达到一定高度后保持不变;图乙装置漏斗中葡萄糖溶液浓度大,导致液面上升,由于葡萄糖分子能够通过半透膜,导致半透膜两侧浓度差降低,所以漏斗中液面又会降低,最后液面平衡。
][思考交流]1.为什么要用紫色洋葱外表皮作为实验材料?根尖分生区细胞会不会出现质壁分离?提示:紫色洋葱外表皮细胞的细胞液中有花青素,使液泡中的细胞液呈紫色,有利于观察。
根尖分生区细胞不会发生质壁分离,因为它无大液泡。
2.实验中共涉及三次显微镜观察,其中第一次观察的目的是什么?提示:观察正常洋葱鳞片叶表皮细胞的状态,以便与处理后的状态形成对照。
3.细胞质壁分离过程中,细胞液的浓度和细胞的吸水能力有什么变化?质壁分离复原过程中,两者又有什么变化?提示:质壁分离过程中,随着质壁分离程度增大,细胞液的浓度增大,植物细胞吸水能力增强;质壁分离复原过程中,随着质壁分离复原的进行,细胞液的浓度变小,植物细胞吸水能力减弱。
4.发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是何物质?提示:因为细胞壁是全透性的,所以洋葱表皮细胞原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液。
5.本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂,若浓度过高或过低分别对实验有何影响?提示:选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂,既明显出现质壁分离,又不会杀死细胞。
若浓度过高,质壁分离速度过快,细胞会因失水过多而死亡,不能再进行质壁分离复原;若浓度过低,不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。
6.若用合适浓度的KNO3溶液进行实验,结果发现细胞质壁分离后,没有滴加清水,出现了自动质壁分离复原现象。
请分析原因是什么?提示:开始外界溶液浓度较大,细胞发生质壁分离;细胞主动吸收K+和NO-3后,随着细胞液浓度增大,质壁分离又会自动复原。
1.质壁分离的原因及表现分析2.实验需要注意的问题(1))实验成功的关键之一是实验材料的选择。
要选取成熟的、活的且液泡带有一定颜色的植物组织进行实验,便于观察实验现象。
(2)滴加蔗糖溶液或清水时,应在载物台上操作。
(3)选用的蔗糖溶液浓度要适宜。
过低,不足以引起质壁分离或质壁分离所需时间过长;过高,可能造成植物细胞失水过多、过快而死亡。
(4)当以可吸收的物质作溶质时(如甘油、尿素、KNO 3、乙二醇等),可出现质壁分离及自动复原现象。
3.质壁分离实验的拓展应用(1)判断细胞的生活情况:只有活的植物细胞才能发生质壁分离。
(2)防腐杀菌:在高浓度的溶液中,细菌等微生物将因失水过多而死亡,从而有效防止了食品腐烂变质。
(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度―→镜检发生质壁分离 所需时间越短,细胞液浓度越小,反之细胞液浓度越大。
(4)测定细胞液浓度范围 待测细胞+一系列浓度梯度的蔗糖溶液――→镜检细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间。
[活学活用]1.紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离后,在显微镜下观察到( )C[解此题的关键是观察图中细胞核的位置及液泡颜色深浅。
紫色洋葱表皮细胞色素分布在液泡中,细胞质无色;洋葱表皮细胞的细胞核在细胞质中,不在液泡内;发生质壁分离的细胞,液泡紫色变深,故C正确。
]2.将同一成熟植物细胞依次浸入蒸馏水、0.3 mol/L的蔗糖溶液和0.4 mol/L的KNO3溶液中,测得液泡的体积随时间的变化曲线如图所示,则曲线A、B、C分别代表细胞所处的溶液是( )A.蒸馏水、蔗糖溶液、KNO3溶液B.KNO3溶液、蒸馏水、蔗糖溶液C.蒸馏水、KNO3溶液、蔗糖溶液D.蔗糖溶液、KNO3溶液、蒸馏水C[浸入蒸馏水,细胞吸水膨胀,一段时间达到平衡,为A曲线。
浸入0.3 mol/L的蔗糖溶液,细胞失水发生质壁分离,细胞体积缩小,一段时间后达到平衡,为C曲线。
浸入0.4 mol/L的KNO3溶液,开始一段时间细胞失水发生质壁分离,细胞体积缩小,后来由于K +、NO-3离子进入细胞液,导致细胞液浓度增加,重新吸水,发生质壁分离复原,为B曲线。
故C正确。
][思考交流](教师用书独具)1.细胞对水的吸水和对无机盐的吸收是同一过程吗?提示:不是同一过程,但无机盐必须溶解在水中才能被吸收。
2.在农业生产中,不同作物及同一作物在不同生长发育时期要施用不同的肥料,其中的生物学原理是什么?提示:植物对无机盐的吸收具有选择性。
3.蔗糖和醋酸分子都不能被细胞吸收,不能通过细胞膜,但糖和醋能把大蒜腌成糖醋蒜,原因是什么?提示:醋和高浓度蔗糖溶液使细胞因过度失水而死亡,原生质层失去选择透过性,故蔗糖分子能进入细胞内。
1.选择透过性膜具有选择性的原因不同细胞膜上运输物质的载体蛋白的种类和数量不同,从而使细胞膜对物质透过表现出高度的选择性。