41物質(zhì)跨膜運(yùn)輸實(shí)例（新）

1、第四章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例演示實(shí)驗(yàn)：演示實(shí)驗(yàn)：請同學(xué)們仔細(xì)觀察現(xiàn)象，分析現(xiàn)象的原因。請同學(xué)們仔細(xì)觀察現(xiàn)象，分析現(xiàn)象的原因。半透膜：一類可以讓小分子物質(zhì)通過而大分子物質(zhì)不能通過的一類薄膜的總稱。3.3.如果燒杯中不是清水如果燒杯中不是清水, ,而是同樣濃度的蔗糖溶液而是同樣濃度的蔗糖溶液液面會升高嗎液面會升高嗎? ?1.漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高?2.如果用一層紗布代替玻璃紙如果用一層紗布代替玻璃紙,漏斗管內(nèi)的液面還會升漏斗管內(nèi)的液面還會升高嗎高嗎?液面不會升高，因紗布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透。液面不會升高，因紗布的孔隙很大，蔗糖分

2、子也可以自由通透。液面不會升高，半透膜兩側(cè)溶液的濃度相等時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)透過液面不會升高，半透膜兩側(cè)溶液的濃度相等時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)透過半透膜進(jìn)入長頸漏斗的水分子數(shù)量等于滲出的水分子數(shù)量。半透膜進(jìn)入長頸漏斗的水分子數(shù)量等于滲出的水分子數(shù)量。閱讀課本閱讀課本P60“問題探究問題探究”，思考、討論完成下列問題，思考、討論完成下列問題科學(xué)探究科學(xué)探究-滲透現(xiàn)象滲透現(xiàn)象由于單位時(shí)間內(nèi)透過半透膜進(jìn)入長頸漏斗的水分子數(shù)量由于單位時(shí)間內(nèi)透過半透膜進(jìn)入長頸漏斗的水分子數(shù)量多于多于滲滲出的的水分子數(shù)量。出的的水分子數(shù)量。一、滲透作用一、滲透作用 1 1滲透作用發(fā)生的條件滲透作用發(fā)生的條件 (1)(1)具有具有 。 (

3、2)(2)半透膜兩側(cè)的溶液具有半透膜兩側(cè)的溶液具有 。半透膜半透膜濃度差濃度差 2 2滲透作用發(fā)生的原理滲透作用發(fā)生的原理 (1)(1)宏觀：由宏觀：由低濃度低濃度溶液向溶液向高濃度高濃度溶液擴(kuò)散溶液擴(kuò)散 (2)(2)微觀：單位體積的水分子由多向少擴(kuò)散。微觀：單位體積的水分子由多向少擴(kuò)散。（1）生物膜、全透膜、半透膜、選擇透過性膜）生物膜、全透膜、半透膜、選擇透過性膜（2）溶液濃度是指物質(zhì)的量濃度）溶液濃度是指物質(zhì)的量濃度特別提醒： 自由擴(kuò)散自由擴(kuò)散：自由擴(kuò)散是指物質(zhì)從相對含量多的地自由擴(kuò)散是指物質(zhì)從相對含量多的地方向相對含量較少的地方的運(yùn)動方向相對含量較少的地方的運(yùn)動 滲透作用滲透作用：滲透

4、作用是指水（或其他溶劑性的分滲透作用是指水（或其他溶劑性的分子，如酒精，苯等有機(jī)溶劑）通過半透膜，順相子，如酒精，苯等有機(jī)溶劑）通過半透膜，順相對含量梯度（從低濃度到高濃度一側(cè)）的擴(kuò)散對含量梯度（從低濃度到高濃度一側(cè)）的擴(kuò)散 現(xiàn)象。 綜上所述，從廣義上面講：“滲透作用滲透作用”實(shí)實(shí)質(zhì)上是質(zhì)上是“自由擴(kuò)散自由擴(kuò)散”的一種特殊形式的一種特殊形式 。 3 3滲透作用與自由擴(kuò)散的辨析滲透作用與自由擴(kuò)散的辨析 (1) (1)當(dāng)外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，細(xì)胞當(dāng)外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，細(xì)胞 。 (2)(2)當(dāng)外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，細(xì)胞當(dāng)外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，細(xì)胞 。 (3)(3)當(dāng)當(dāng) 時(shí)，水分進(jìn)出

5、平衡。時(shí)，水分進(jìn)出平衡。吸水吸水失水失水外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度 1 1動物細(xì)胞的吸水和失水動物細(xì)胞的吸水和失水 清水清水鹽水鹽水0.9%0.9%生理鹽水生理鹽水二、細(xì)胞的吸水和失水二、細(xì)胞的吸水和失水 2 2 植物細(xì)胞的吸水和失水植物細(xì)胞的吸水和失水 植物細(xì)胞是一個滲透系統(tǒng)植物細(xì)胞是一個滲透系統(tǒng)細(xì)胞吸水的方式細(xì)胞吸水的方式吸脹吸水吸脹吸水滲透吸水滲透吸水實(shí)例：實(shí)例：未成熟植物細(xì)胞、干種子未成熟植物細(xì)胞、干種子原因：原因：沒有形成大的中央液泡沒有形成大的中央液泡實(shí)例：實(shí)例：成熟的植物細(xì)胞成熟的植物細(xì)胞條件：條件：有中央液泡有中央液泡機(jī)理：機(jī)理：靠細(xì)胞內(nèi)的親水性物質(zhì)靠細(xì)胞內(nèi)的

6、親水性物質(zhì)（蛋（蛋 白質(zhì)、淀粉、纖維素）吸收水分白質(zhì)、淀粉、纖維素）吸收水分主要的吸水方式主要的吸水方式3 3植物細(xì)胞的吸水和失水植物細(xì)胞的吸水和失水細(xì)胞膜細(xì)胞膜液泡膜液泡膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)液泡液泡細(xì)胞核細(xì)胞核細(xì)胞壁細(xì)胞壁 原生質(zhì)層原生質(zhì)層（半透膜）（半透膜）（全透性，伸縮性?。ㄈ感?，伸縮性?。┏墒斓闹参锛?xì)胞成熟的植物細(xì)胞三、探究植物細(xì)胞的吸水和失水三、探究植物細(xì)胞的吸水和失水提出問題提出問題得出結(jié)論得出結(jié)論分析結(jié)果分析結(jié)果 進(jìn)行試驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)作出假設(shè)作出假設(shè)1.1.探究植物細(xì)胞的吸水和失水過程探究植物細(xì)胞的吸水和失水過程探究實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)：植物細(xì)胞的吸水和失水：植物細(xì)胞的吸水和失

7、水提出問題提出問題作出假設(shè)作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果分析結(jié)果表達(dá)與交流表達(dá)與交流（原生質(zhì)層是一層半透膜嗎原生質(zhì)層是一層半透膜嗎？）？）（原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜）設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案方案（按預(yù)定方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）（按預(yù)定方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）（分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：）（總結(jié)，寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告并適當(dāng)交流）（總結(jié)，寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告并適當(dāng)交流）預(yù)期預(yù)期結(jié)果結(jié)果將植物細(xì)胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液將植物細(xì)胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察其大小的變化；再將細(xì)胞浸潤中，觀察其大小的變化；再將細(xì)胞浸潤在清水中，觀察其大小的變化。在清水中，觀察其大小的變化。在蔗糖溶液中

8、植物細(xì)胞的中央液泡會變在蔗糖溶液中植物細(xì)胞的中央液泡會變小，細(xì)胞皺縮；在清水中植物細(xì)胞的中小，細(xì)胞皺縮；在清水中植物細(xì)胞的中央液泡會變大，細(xì)胞膨脹。央液泡會變大，細(xì)胞膨脹。外界溶液濃度外界溶液濃度 細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞失水失水植物細(xì)胞植物細(xì)胞質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離外界溶液濃度外界溶液濃度 細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞吸水吸水植物細(xì)胞植物細(xì)胞質(zhì)壁分離復(fù)原質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 中央液中央液泡大小泡大小原生質(zhì)層與細(xì)胞壁原生質(zhì)層與細(xì)胞壁的距離的距離原生質(zhì)體原生質(zhì)體大小變化大小變化蔗糖蔗糖溶液溶液清水清水變小變小逐漸恢復(fù)原逐漸恢復(fù)原來大小來大小原生質(zhì)層恢復(fù)原來原生質(zhì)層恢復(fù)原來位

9、置位置原生質(zhì)層脫離細(xì)原生質(zhì)層脫離細(xì)胞壁胞壁由小變由小變大大由大變由大變小小1.如果沒有細(xì)胞壁，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會有什么不同？如果沒有細(xì)胞壁，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會有什么不同？2.如果滴加的是如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶液，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會的蔗糖溶液，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會 有什么不同？有什么不同？不會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，只發(fā)生滲透作用不會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，只發(fā)生滲透作用的吸水或失水的吸水或失水高濃度的蔗糖溶液導(dǎo)致植物細(xì)胞嚴(yán)重失水而死亡，高濃度的蔗糖溶液導(dǎo)致植物細(xì)胞嚴(yán)重失水而死亡，不可能發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原不可能發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原3、動植物細(xì)胞在吸水與失水方面的差異、動植物細(xì)胞在吸水與失水方面的差異 動物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，因此不會有質(zhì)壁

10、分離現(xiàn)象。動物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，因此不會有質(zhì)壁分離現(xiàn)象。植物細(xì)胞由于有細(xì)胞壁的限制和保護(hù)不會因持續(xù)吸水植物細(xì)胞由于有細(xì)胞壁的限制和保護(hù)不會因持續(xù)吸水而漲破。而漲破。（1 1）原因）原因原生質(zhì)層具半透性且其伸縮性比原生質(zhì)層具半透性且其伸縮性比細(xì)胞壁大細(xì)胞壁大內(nèi)因：內(nèi)因：外因：外因：外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度（2 2）表現(xiàn)）表現(xiàn)植物細(xì)胞由堅(jiān)挺植物細(xì)胞由堅(jiān)挺萎蔫萎蔫宏觀：宏觀：微觀：微觀： 質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離液泡體積（大液泡體積（大?。┬。┘?xì)胞液顏色（淺細(xì)胞液顏色（淺深）深）原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離原理:失水:細(xì)胞液濃度外界溶液濃度 質(zhì)壁分離的復(fù)原滲透作用條件有

11、半透膜概念半透膜兩側(cè)溶液有濃度差動物細(xì)胞細(xì)胞的吸水和失水吸水:細(xì)胞質(zhì)濃度外界水溶液失水:細(xì)胞質(zhì)濃度外界水溶液動態(tài)平衡：細(xì)胞質(zhì)濃度=外界水溶液植物細(xì)胞總結(jié)總結(jié): : (2)(2)滴加蔗糖溶液和清水時(shí)，必須在實(shí)驗(yàn)桌上進(jìn)行，滴加蔗糖溶液和清水時(shí)，必須在實(shí)驗(yàn)桌上進(jìn)行， 不能在顯微鏡的載物臺上進(jìn)行。不能在顯微鏡的載物臺上進(jìn)行。(1)(1)實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)材料的選擇，必須選擇有實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)材料的選擇，必須選擇有 大液泡并有顏色的植物細(xì)胞，便于在顯微鏡下觀大液泡并有顏色的植物細(xì)胞，便于在顯微鏡下觀 察現(xiàn)象。察現(xiàn)象。(3)(3)本實(shí)驗(yàn)所用的方法為引流法，采用了自身對照。本實(shí)驗(yàn)所用的方法為引流法，采

12、用了自身對照。2 2生物膜的特性生物膜的特性 細(xì)胞膜和其他生物膜可以讓水分子自由通過，細(xì)胞膜和其他生物膜可以讓水分子自由通過，一些一些 也可以通過，而其他的離也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過，因此它們都子、小分子和大分子則不能通過，因此它們都是是膜。膜。離子和水分子離子和水分子選擇透過性選擇透過性 功能特性功能特性半透膜與選擇性透過膜有何異同？半透膜與選擇性透過膜有何異同？(4)(4)當(dāng)以植物細(xì)胞可吸收的物質(zhì)作溶質(zhì)當(dāng)以植物細(xì)胞可吸收的物質(zhì)作溶質(zhì)( (如甘油、尿如甘油、尿素、素、KNO3KNO3、乙二醇等、乙二醇等) )時(shí)，可出現(xiàn)質(zhì)壁分離及自動復(fù)時(shí)，可出現(xiàn)質(zhì)壁分離及自動復(fù)原現(xiàn)象

13、。原現(xiàn)象。 (3)(3)本實(shí)驗(yàn)選用本實(shí)驗(yàn)選用0.3 g/mL0.3 g/mL的蔗糖溶液的蔗糖溶液( (此濃度下既明此濃度下既明 顯出現(xiàn)質(zhì)壁分離，又不致殺死細(xì)胞顯出現(xiàn)質(zhì)壁分離，又不致殺死細(xì)胞) )。鹽酸、酒。鹽酸、酒 精、醋酸等溶液能殺死細(xì)胞，不適于做質(zhì)壁分離精、醋酸等溶液能殺死細(xì)胞，不適于做質(zhì)壁分離 的溶液。的溶液。 證明成熟植物細(xì)胞發(fā)生滲透作用；證明成熟植物細(xì)胞發(fā)生滲透作用； 判斷細(xì)胞的死活判斷細(xì)胞的死活測定細(xì)胞液濃度范圍測定細(xì)胞液濃度范圍 測比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度測比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度鑒別不同種類的溶液鑒別不同種類的溶液( (如如KNOKNO3 3和蔗糖溶液和蔗糖溶液) )比

14、較一系列溶液的濃度的大小比較一系列溶液的濃度的大小將紫色洋蔥表皮細(xì)胞放入一定濃度硝酸鉀溶液將紫色洋蔥表皮細(xì)胞放入一定濃度硝酸鉀溶液 中，在顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)開始液泡顏色逐漸變中，在顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)開始液泡顏色逐漸變 深，后來又逐漸變淺，能夠反映細(xì)胞液含水量深，后來又逐漸變淺，能夠反映細(xì)胞液含水量 隨時(shí)間變化的圖是隨時(shí)間變化的圖是 ( )( )C（20082008上海卷，上海卷，2020）在保持在保持 細(xì)胞存活的條件下，蔗糖溶液細(xì)胞存活的條件下，蔗糖溶液 濃度與蘿卜條質(zhì)量變化的關(guān)系濃度與蘿卜條質(zhì)量變化的關(guān)系 如右圖。若將處于如右圖。若將處于b b濃度溶液中濃度溶液中 的蘿卜條移入的蘿卜條移入a a

15、濃度溶液中，則該蘿卜條的質(zhì)量濃度溶液中，則該蘿卜條的質(zhì)量 將將 ( )( ) A. A.不變不變 B.B.增大增大 C.C.減小減小 D.D.先增后減先增后減 解析解析 b b濃度溶液中，蘿卜條質(zhì)量減小，說明蘿濃度溶液中，蘿卜條質(zhì)量減小，說明蘿 卜條在失水，重新放在濃度小于卜條在失水，重新放在濃度小于b b的的a a濃度溶液濃度溶液 中，蘿卜條會吸水，質(zhì)量將增大。中，蘿卜條會吸水，質(zhì)量將增大。B考點(diǎn)考點(diǎn)3 3：物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例：物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例1 1對無機(jī)鹽的吸收實(shí)例對無機(jī)鹽的吸收實(shí)例 K+M2+Ca2+SiO44-水稻水稻17%105%117%19.5%番茄番茄19.1%85%5

16、9.6%118%1 1、（、（20112011全國卷）將紫色洋蔥在完全營養(yǎng)液中浸泡全國卷）將紫色洋蔥在完全營養(yǎng)液中浸泡 一段時(shí)間，撕取外表皮，先用濃度為一段時(shí)間，撕取外表皮，先用濃度為0.3g/mL0.3g/mL的的 蔗糖溶液處理，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，立即將外蔗糖溶液處理，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，立即將外 表皮放入蒸餾水中，直到細(xì)胞中的水分不再增加。表皮放入蒸餾水中，直到細(xì)胞中的水分不再增加。 在該實(shí)驗(yàn)中，蔗糖溶液處理前外表皮細(xì)胞液的濃在該實(shí)驗(yàn)中，蔗糖溶液處理前外表皮細(xì)胞液的濃 度為甲，細(xì)胞中的水分不再增加時(shí)外表皮細(xì)胞液度為甲，細(xì)胞中的水分不再增加時(shí)外表皮細(xì)胞液 的濃度為乙，則甲、乙的關(guān)系，以及實(shí)

17、驗(yàn)過程中的濃度為乙，則甲、乙的關(guān)系，以及實(shí)驗(yàn)過程中 水分進(jìn)細(xì)胞的方式為水分進(jìn)細(xì)胞的方式為( )( ) A A甲甲 乙，被動運(yùn)輸乙，被動運(yùn)輸 C C甲甲 乙，主動運(yùn)輸乙，主動運(yùn)輸 D D甲甲= =乙，主動運(yùn)輸乙，主動運(yùn)輸B B 高考鏈接高考鏈接2 2、（、（1111年重慶卷）圖為某種植物幼苗（大小、長勢相同）年重慶卷）圖為某種植物幼苗（大小、長勢相同）均分為甲、乙兩組后，在兩種不同濃度均分為甲、乙兩組后，在兩種不同濃度KNOKNO3 3溶液中培養(yǎng)溶液中培養(yǎng)時(shí)鮮重的變化情況（其它條件相同且不變時(shí)鮮重的變化情況（其它條件相同且不變),),下列有關(guān)敘下列有關(guān)敘述，錯誤的是述，錯誤的是( )( )A A

18、3h3h時(shí)，兩組幼苗均已時(shí)，兩組幼苗均已 出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，直接出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，直接 原因是蒸騰作用和原因是蒸騰作用和 根細(xì)胞失水根細(xì)胞失水B B6h6h時(shí)，甲組幼苗因根系時(shí)，甲組幼苗因根系 開始吸收開始吸收K K+ +、NONO3 3，吸，吸 水能力增強(qiáng)，使鮮重逐漸提高水能力增強(qiáng)，使鮮重逐漸提高C C12h12h后，若繼續(xù)培養(yǎng)，甲組幼苗的鮮重可能超過后，若繼續(xù)培養(yǎng)，甲組幼苗的鮮重可能超過 處理前，乙組幼苗將死亡處理前，乙組幼苗將死亡D D實(shí)驗(yàn)表明，該植物幼苗對水分和礦質(zhì)元素的吸收實(shí)驗(yàn)表明，該植物幼苗對水分和礦質(zhì)元素的吸收 是兩個相對獨(dú)立的過程是兩個相對獨(dú)立的過程B B 1 1、以下可以發(fā)生滲透作用的是、以下可以發(fā)生滲透作用的是_._.A.A.煮熟的馬鈴薯?xiàng)l放入水中煮熟的馬鈴薯?xiàng)l放入水中 B.B.把干種子放在清水中把干種子放在清水中C.C.烈日下菠菜