内容正文:
第1节 被动运输
一、水进出细胞的原理
1.渗透作用
(1)概念:是指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。
拓展提升 活细胞内的生物膜只允许水分子自由透过,其所选择的离子及一些小分子物质也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子物质均不能透过,是严格的半透膜。
(2)渗透作用发生的条件
(3)渗透作用发生的原理
①原理:以半透膜为界面,单位体积清水中的水分子数多于蔗糖溶液中的水分子数,所以在单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水的水分子数。因此,一段时间后,漏斗管内的液面会升高。
②渗透的方向:水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
思维点拨 (1)渗透系统中水分子透过半透膜的移动是双向的,最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。
(2)组成渗透系统的两种溶液,浓度差越大,最终形成的液面高度差越显著。
(3)相同质量浓度的两种溶液组成的渗透系统,水分子向溶质分子相对较小的溶液中流动较多。
2.水分子进出动物细胞
半透膜
浓度差
细胞形态
细胞膜相当于一层半透膜[来源:学科网]
外界溶液浓度[来源:学科网ZXXK][来源:学.科.网Z.X.X.K][来源:Zxxk.Com][来源:Z§xx§k.Com]
>
细胞质的浓度
失水皱缩
<
吸水膨胀
=
不变
3.植物细胞的渗透系统
(1)达到渗透平衡时,半透膜两侧的水分子进行的是双向运动( )
(2)动物细胞和植物细胞放在蒸馏水中会吸水涨破( )
(3)植物细胞壁是全透性的,其作用是保护和支持细胞( )
(4)原生质层由细胞壁、细胞膜、液泡膜及所有细胞质组成( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)×
1.如果渗透实验中,烧杯内不是清水,而是同浓度的蔗糖溶液,漏斗管内液面还会升高吗?
提示 漏斗管内液面不会升高,因为半透膜两侧溶液没有浓度差。
2.渗透实验中,液面高度差H会不会一直升高,为什么?
提示 不会。漏斗管中的液面升高时,液体产生的静水压也随之变大,当静水压增大到和渗透压相等时(以半透膜为界,二者的方向相反,静水压向外、渗透压向内),单位时间内透过半透膜进出长颈漏斗的水分子数相等。因此,液面高度差不会一直升高。
3.如果渗透实验中,半透膜的面积增大一倍,其他条件不变,液面高度差H会不会变化?达到H的时间会不会变化?
提示 半透膜两侧溶液的浓度差不变,液面高度差H不会变,但是由于半透膜面积增大,因此达到H的时间会变短。
拓展提升 渗透原理在生产、生活中的应用
(1)对农作物合理灌溉,降低了土壤溶液浓度,促进水分的吸收,满足农作物对水分的需要。
(2)盐碱地中植物更易缺水或不易存活;一次施肥过多,会造成“烧苗”现象。这些都是因为土壤溶液浓度过高,根细胞不易吸水,甚至失水造成的。
(3)糖渍、盐渍食品(如盐渍新鲜鱼、肉)不易变质的原因是在食品的表面和内部形成了高浓度的糖、盐溶液,使微生物(如细菌)不能生存、繁殖。
(4)医用生理盐水的质量浓度为0.9%,与人体细胞生存的液体环境的浓度基本相等,可以维持细胞的正常形态。
二、探究植物细胞的吸水和失水
1.实验原理
(1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,细胞壁与原生质层均具有一定的伸缩性,但原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。
(2)外界溶液浓度>细胞液浓度→细胞失水,原生质层收缩程度比细胞壁大→发生质壁分离。
(3)外界溶液浓度<细胞液浓度→细胞吸水→已发生质壁分离的细胞发生质壁分离复原现象。
2.实验步骤
3.实验结论
(1)成熟植物细胞能与外界溶液进行渗透作用,当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,发生质壁分离。
(2)当细胞外溶液浓度小于发生质壁分离的细胞的细胞液浓度时,细胞吸水,发生质壁分离的复原。
4.注意事项
(1)实验成功的关键之一是实验材料的选择。要选取成熟的、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,通过前后对比观察某个细胞的吸水和失水情况。
(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,不能发生质壁分离复原现象。
(1)动物细胞不能发生质壁分离现象( )
(2)质壁分离的过程中,细胞的失水速率逐渐加快( )
(3)用0.5 g/mL的蔗糖溶液与用0.3 g/mL的蔗糖溶液进行实验,实验现象可能不同( )
(4)用适宜浓度的蔗糖溶液与用适宜浓度的KNO3溶液处理成熟植物细胞,实验现象相同
( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)×
1.发生质壁分离的洋葱鳞片叶外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