2014高考新课标高中总复习第1轮生物必修1物质跨膜运输的实例和方式.pptx
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1、第第8 8讲讲 物质跨膜运输的实例物质跨膜运输的实例和方式和方式(对照原则自身对照)一、渗透作用的原理 1渗透作用的概念:渗透作用是指水分子(或)其他溶剂分子通过半透膜的扩散。2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具有浓度差。即一个完整的渗透系统由两种溶液(A和B),以及隔在两者中间的半透膜这三者构成。3原理:对于被半透膜隔开的两个溶液体系S1和S2:当S1浓度S2浓度时:单位时间内由S2S1的水分子数多于单位时间内由S1S2的水分子数。当S1浓度S2浓度时:单位时间内由S1S2的水分子数多于单位时间内由S2S1的水分子数。当S1浓度S2浓度时:单位时间内由S1S2的水分子
2、数等于单位时间内由S2S1的水分子数。S1、S2进行双向的水分子移动,但我们只能从外观上观测双向水分子移动的数量差。4渗透作用的结果:从微观水平分析,水分子可以通过半透膜进行双向扩散;从宏观水平观察,水分却是从低浓度溶液流向高浓度溶液,直至达到动态平衡。【例1】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,一段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,加蔗糖酶后又下降 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,加蔗糖酶后一直上升 D在玻璃槽中会测到葡萄糖、果糖和蔗糖酶A 【解析】实验开始时,蔗糖不能透过半透膜,所以
3、单位时间内通过半透膜渗透进长颈漏斗中的水分子数比渗透出来的多,漏斗内液面上升。而加入蔗糖酶后,将蔗糖分解为单糖,单糖分子能透过半透膜进入玻璃槽中,使玻璃槽内液体浓度升高,一段时间后,水分子从长颈漏斗内渗出的较多,漏斗内液面下降。二、动植物细胞的吸水和失水 1植物细胞的原生质层(由细胞膜、液泡膜以及两层之间的细胞质构成)相当于一层半透膜。2动植物细胞吸失水比较 【例2】下图表示多种植物成熟细胞在不同浓度的蔗糖溶液内质壁分离的百分率,图中曲线表明这些植物细胞()A细胞液浓度蔗糖溶液浓度 B细胞液浓度蔗糖溶液浓度 C有不同浓度的细胞液 D有不同的选择透过性C 【解析】本题考查对质壁分离实验的理解。读
4、图可知,在不同浓度的蔗糖溶液中质壁分离的细胞数量是不同的,说明这些植物细胞有不同浓度的细胞液。三、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的水分经原生质层进入外界溶液质壁分离。(3)质壁分离复原: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。2实验流程 3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,必须选择有大液泡的植物细胞(最好有颜色),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
5、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)蔗糖溶液浓度不宜过高,否则会引起植物细胞过度失水而死亡。(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。4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: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;可以证明渗透作用发生的条件;可以证明细胞是活的;还可以大致测
6、出细胞液的浓度;证明原生质层的伸缩性大于细胞壁。(2)实验拓展应用 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。探究区分10%和20%蔗糖溶液 用教材中的实验装置,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10%蔗糖溶液,反之则为20%蔗糖溶液。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。【例3】(2011天津卷)将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0.3
7、 g/mL的蔗糖溶液中,1分钟后进行显微观察,结果见下图。下列叙述错误的是()【例3】(2011天津卷)将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中,1分钟后进行显微观察,结果见下图。下列叙述错误的是()A图中L是细胞壁,M是液泡,N是细胞质B将视野中的细胞浸润在清水中,原生质体会逐渐复原C实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异D洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料A 【解析】洋葱紫色的鳞片叶表皮细胞中有一个大而且呈紫色的液泡,当发生质壁分离时,液泡体积缩小,原生质层与细胞壁发生分离,M表示液泡,所以图示中的N表示的应是原生质层与细胞壁之间的部分,此处为外界溶液;发生
8、质壁分离的细胞若处于清水中,外界水分将通过原生质层向液泡中渗透,原生质层(或原生质体)逐渐恢复原来的状态;成熟植物细胞的细胞壁是全透性的,而细胞膜是选择透过性的;由于洋葱根尖分生区细胞没有形成大液泡,同时颜色较浅,故不适合作为质壁分离及复原的实验材料。四、物质跨膜运输的其他实例 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选择性。2植物细胞在同一时间吸收离子和吸收水的量不同,即吸收离子和吸收水是两个不同的过程。【例4】用完全相同的培养液,在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。在两者吸水速率几乎相同的情况下,72小时后培养液中部分
9、离子浓度发生了如下表的变化(表中数据为72小时后溶液中部分离子浓度占开始时的百分比)。分析下表能不得出的结论是()【例4】用完全相同的培养液,在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。在两者吸水速率几乎相同的情况下,72小时后培养液中部分离子浓度发生了如下表的变化(表中数据为72小时后溶液中部分离子浓度占开始时的百分比)。分析下表能不得出的结论是()A不同植物对矿质元素的吸收量是不同的B不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的C与番茄相比,水稻对SiO的吸收量大,对Ca2的吸收量小D植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度呈正相关D 【解析】本题考查细胞对矿质离子的吸收。由表可见,水稻、番茄对
10、各种离子的吸收量不同,其原因是根细胞表面的相应离子载体的数量不同,水稻对 吸收量比番茄大,而番茄对Ca2吸收量较水稻大。不能得到离子的吸收速率与溶液中离子的浓度的关系。五、物质出入细胞的方式物质出入细胞的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散运输方向高浓度低浓度高浓度低浓度一般为低浓度高浓度是否需要载体不需要需要需要是否消耗能量不消耗不消耗消耗 1自由扩散、协助扩散和主动运输的比较续表物质出入细胞的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散图例是否需要载体O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入细胞红细胞吸收葡萄糖小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 2.胞吞、胞吐:是大分子和颗粒物质进出细
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