内容正文:
第4讲 物质的跨膜运输
1.物质出入细胞的方式(Ⅱ)
2.实验:通过模拟实验探究膜的透性
3.实验:观察植物细胞的质壁分离和复原
1.理解细胞内物质运输与能量供应的关系(生命观念)
2.分析不同物质跨膜运输实例,归纳跨膜运输的方式与特点;模型
与建立:建立渗透作用的实验模型(科学思维)
3.设计实验探究膜的透性;分析植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验(科学探究)
4.根据渗透作用和物质运输的原理指导灌溉和施肥(社会责任)
考点一 细胞的吸水和失水
1.渗透
(1)概念:在细胞膜等结构的两侧,较多的水分子从溶质分子相对较少的区域向溶质分子相对较多的区域扩散的现象,称为渗透。
(2)明确渗透系统的组成及条件
①具有半透膜。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。浓度差的实质是单位体积溶液中溶质分子数的差,即物质的量浓度之差,而不是质量分数浓度差。
(3)常见渗透装置图分析
①水分的流动判断:当溶液浓度S1>S2时,水分就通过半透膜由S2流向S1;当溶液浓度S1<S2时,水分就通过半透膜由S1流向S2。
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。因为液面高的一侧形成的压强,会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
2.动物细胞的吸水和失水
(2)原理和现象
①外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀。
②外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞失水皱缩。
③外界溶液浓度=细胞质浓度⇒水分进出细胞处于动态平衡。
3.植物细胞的吸水和失水
(1)成熟植物细胞的结构
(2)原理和现象
①外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞失水,发生质壁分离现象。
②外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞吸水,发生质壁分离复原现象。
1.(人教版教材必修1 P61“与生活的联系”)为什么吃比较咸的食物口唇感觉比较干?
提示:这是因为与细胞内液体相比,外界溶液浓度高,口腔上皮细胞失水导致的。
2.(人教版必修1 P63“资料分析”拓展)科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2+、Mg2+和SiO的培养液中培养,结果如图所示,据图分析:
请解释水稻培养液中Mg2+、Ca2+浓度升高的原因及SiO浓度降低的原因。
提示:水稻根部细胞吸收水的相对速率大于吸收Mg2+、Ca2+的相对速率,而小于吸收SiO的相对速率。
1.渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度。
(×)
提示:该浓度是指物质的量浓度。
2.植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。
(×)
提示:原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
3.将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中,不能发生渗透作用。
(×)
提示:动物细胞的细胞膜相当于半透膜,将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中,能发生渗透作用。
4.质壁分离过程中水分子扩散只能单向进行。
(×)
提示:质壁分离过程中水分子扩散是双向进行的。
5.成熟的植物细胞发生质壁分离过程中,细胞的吸水能力逐渐减小。
(×)
提示:发生质壁分离过程中,细胞的吸水能力逐渐变大。
1.原生质层与原生质体的区别是___________________________________
________________________________________________________________。
提示:原生质层由细胞膜、液泡膜以及两层膜间的细胞质组成,原生质体是指去除植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构
2.成熟植物细胞在一定浓度的溶液中能发生质壁分离的原因是
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提示:外界溶液的浓度大于细胞液浓度,且原生质层比细胞壁伸缩性大
1.如图甲是一个典型的渗透装置,作为成熟植物细胞也应符合渗透系统的全部条件。请指出图乙中与图甲a、b、c对应的分别是什么?
甲 乙
提示:a对应①细胞液,b对应⑥原生质层,c对应外界溶液。
2.对于植物细胞来说,单位时间内,水分子进出细胞的数量相等时,细胞内外液体的浓度一定相等吗?
提示:不一定。植物细胞有细胞壁的支持、保护作用,当单位时间内水分子进出植物细胞数量相等时,有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度。
3.温度的高低会提高或降低水分通过半透膜的扩散速率吗?请你提出假设,并设计检验该假设的实验方案。材料及用具:有如图所示相同的渗透装置三个,酒精灯(或水浴锅)、冰块及用具若干。
(1)你的假设是___________________________