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第4章細胞的物質(zhì)輸入和輸出______細胞的吸水與失水第1節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗凉B透裝置半透膜：半透膜是一類可以讓小分子物質(zhì)通過而大分子物質(zhì)不能通過的多孔性薄膜一、滲透作用水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜從低濃度溶液向高濃度溶液的擴散，稱為滲透作用滲透裝置半透膜：半透膜是一類可以讓小分子物質(zhì)通過而大分子物質(zhì)不能通過的多孔性薄膜一、滲透作用（玻璃紙）水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜從低濃度溶液向高濃度溶液的擴散，稱為滲透作用分析實驗現(xiàn)象1.漏斗管內(nèi)液面為什么會升高？由于單位時間內(nèi)透過玻璃紙進入長頸漏斗的水分子數(shù)量多于從長頸漏斗滲出的水分子數(shù)量，使得管內(nèi)液面升高。2、如果燒杯中的清水,換成同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會怎樣？半透膜兩側(cè)溶液的濃度相等時，單位時間內(nèi)透過玻璃紙進入長頸漏斗的水分子數(shù)量等于滲出的水分子數(shù)量，液面也不會升高。1、滲透作用：

水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜從低濃度溶液向高濃度溶液的擴散，稱為滲透作用2、產(chǎn)生滲透作用的條件①具有半透膜（主要）半透膜兩側(cè)的溶液濃度不同（具有濃度差）3.滲透作用的原理低濃度溶液滲透高濃度溶液水（1）水含量高水含量低擴散（2）滲透的速度取決于半透膜兩側(cè)的溶液的濃度差（滲透壓）對相近易混淆概念理解辨析1.擴散作用、自由擴散和滲透作用的關(guān)系

擴散作用：物質(zhì)從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域的運動。

滲透作用：是一種特殊方式的擴散，它是指水或其他溶劑分子通過半透膜（或選擇透過性膜）進行的擴散。

自由擴散：物質(zhì)通過生物膜（選擇透過性膜）的擴散作用。聯(lián)系：自由擴散和滲透作用都是擴散作用2.半透膜、選擇透過性膜（1）區(qū)別①半透膜是無生物活性的物理性膜，即指小分子可以透過，而大分子不能透過的多孔性薄膜，物質(zhì)能否通過取決于分子的大小。②選擇透過性膜是具有生物活性的生物膜，載體的存在決定了其對不同物質(zhì)是否吸收的選擇性。細胞死亡或膜載體蛋白失活后，其選擇透過性喪失。（2）共性都允許水分子自由通過，而不允許大分子物質(zhì)通過。二、細胞的吸水與失水（一）動物細胞的吸水與失水：外界溶液濃度<細胞質(zhì)濃度外界溶液濃度>細胞質(zhì)濃度外界溶液濃度＝細胞質(zhì)濃度外界溶液濃度<細胞質(zhì)濃度

吸水外界溶液濃度>細胞質(zhì)濃度

失水外界溶液濃度＝細胞質(zhì)濃度水分子的進出處于動態(tài)平衡1、紅細胞（動物細胞）吸水和失水的條件2、動物細胞相當于一個滲透系統(tǒng)細胞膜：選擇透過性膜細胞質(zhì)：膠體溶液外界溶液濃度細胞膜是選擇透過性膜，相當于一層半透膜；細胞質(zhì)和外界溶液的濃度不同。1、成熟的植物細胞細胞膜(選擇透過性)細胞質(zhì)液泡膜(選擇透過性)原生質(zhì)層細胞壁(全透性)濃度差：細胞液濃度與外界溶液濃度不同（二）植物細胞的吸水與失水成熟的植物細胞的原生質(zhì)層相當于半透膜實驗材料：紫色的洋蔥鱗片的外表皮

紫色的洋蔥表皮細胞中有紫色的大液泡，這有利于在實驗中觀察液泡的變化。0.3g/ml的蔗糖溶液質(zhì)壁分離失水質(zhì)壁分離復原清水吸水預(yù)期結(jié)果成熟的植物細胞吸水和失水的實驗

------質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復原實驗1.將新鮮的苔蘚植物葉片放入有少量紅墨水、含量為30%的蔗糖溶液中，在顯微鏡下觀察，你會看到細胞的狀態(tài)如圖所示，此時部位①②的顏色分別是

A.①無色②綠色B.①紅色②綠色

C.①紅色②無色D.①紅色②紅色實例點撥實驗步驟1.制作洋蔥鱗片葉外表皮的臨時裝片

2.用低倍鏡觀察洋蔥鱗片葉外表皮細胞中的液泡的大小,以及原生質(zhì)層的位置.3.用小滴管在蓋玻片的一側(cè)滴一滴質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液，在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸引,這樣重復幾次.4.在低倍鏡下觀察，可見液泡慢慢縮小,原生質(zhì)緩慢收縮，逐漸出現(xiàn)質(zhì)壁分離的現(xiàn)象。5.在蓋玻片的一側(cè)滴加清水，用吸水紙在蓋玻片的另一側(cè)吸收，使清水置換蔗糖溶液。6.在顯微鏡下觀察，可見質(zhì)壁分離現(xiàn)象緩慢復原。正常狀態(tài)下發(fā)生質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復原滴0.3g/ml的蔗糖溶液滴加清水實驗現(xiàn)象：變小逐漸恢復原來大小原生質(zhì)層恢復原來位置原生質(zhì)層脫離細胞壁逐漸恢復原來大小略有變小

現(xiàn)象試劑中央液泡大小原生質(zhì)層的位置細胞大小蔗糖溶液清水（1）能發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞

———活的成熟的植物細胞①活細胞②植物細胞（有細胞壁）③有大液泡（成熟的植物細胞）：原生質(zhì)的伸縮性大于細胞壁（2）質(zhì)壁分離實驗的意義①證明成熟的植物細胞是一滲透系統(tǒng)②判斷植物細胞的死活③觀察植物細胞的細胞膜④測定細胞液的濃度(當有50%的細胞發(fā)生質(zhì)壁分離時，細胞液濃度等于外界溶液的濃度）

例題：將洋蔥細胞放入大于細胞液濃度的KNO3溶液中，一段時間后用顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)該細胞未發(fā)生質(zhì)壁分離，其原因可能是該細胞(

)①是死細胞②大量吸水③是根尖分生區(qū)細胞④大量失水⑤質(zhì)壁分離后又自動復原A．①②③

B．①③⑤

C．②③⑤

D．②④⑤B2、幼嫩的植物細胞細胞膜：選擇透過性膜細胞膜是選擇透過性膜，相當于一層半透膜；細胞質(zhì)和外界溶液的濃度不同。是一滲透系統(tǒng)結(jié)論：幼嫩的植物細胞也是一滲透系統(tǒng)，可以通過滲透作用吸水和失水。不同的是，成熟的植物細胞有中央大液泡，可大量的吸水和失水，因此，成熟的植物細胞在高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離。推論：任何活細胞都是一滲透系統(tǒng)，可以通過滲透作用吸水和失水（因為：細胞膜是選擇透過性膜，相當于一層半透膜）1．把體積與質(zhì)量濃度相同的葡萄糖（甲液）和蔗糖（乙液）用半透膜（允許溶劑和葡萄糖通過，不允許蔗糖通過）如右下圖隔開，開始和一段時間后液面情況是A．甲高于乙

B．先甲高于乙，后乙高于甲C．乙高于甲

D．先甲低于乙，后乙低于甲B2.將下列細胞置于0.3/ml的蔗糖溶液中，會失水的是（）。會發(fā)生質(zhì)壁分離的是（）A.分生區(qū)細胞B.紅細胞C.根毛細胞D.草履蟲E.導管細胞ABCDC

3.將三個體積都為V0的成熟的植物細胞分別置于清水、0.3g/ml的蔗糖溶液、10%的KNO3溶液中，請畫出其原生質(zhì)體積隨時間變化的曲線。時間0原生質(zhì)體積V04.下圖是E、F、G為3個用半透膜制成的小袋，內(nèi)盛有溶液甲或乙，上端分別接上口徑相同的小玻璃管。E和F體積相同，G體積較大，三者置于盛有溶液丙的大容器內(nèi)。原初3個水玻管內(nèi)的液面高度相同。已知三種溶液濃度高低順序為溶液丙＞溶液乙＞溶液甲。請回答AB（1）1小時后，管e和管f的液面升降變化是（）A.管e下降，管f下降B.管e下降，管f上升C.管e上升，管f上升D.管e上升，管f下降（2）下圖中的曲線能顯示管f（實）和g（虛線）內(nèi)液面可能變化的是（）(2008江蘇生物)5.某同學進行實驗，甲圖為實驗開始狀態(tài)，乙圖為實驗結(jié)束狀態(tài)。請在乙圖所示實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上繼續(xù)實驗，探究蔗糖的水解產(chǎn)物能否通過半透膜。增添的實驗材料：蔗糖酶溶液、斐林試劑、試管、滴管、水浴鍋等。（1）設(shè)計出繼續(xù)實驗的簡要步驟：①②向a、b兩管分別加入等量蔗糖酶溶液，水浴加熱（或隔水加熱）U型管至適宜溫度，觀察a、b兩管內(nèi)液面的變化吸取a、b兩管內(nèi)適量液體，分別加入A、B兩試管中，并加入斐林試劑，（60～65℃）水浴加熱，觀察A、B試管內(nèi)有無磚紅色沉淀(2008江蘇生物)5.某同學進行實驗，甲圖為實驗開始狀態(tài)，乙圖為實驗結(jié)束狀態(tài)。請在乙圖所示實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上繼續(xù)實驗，探究蔗糖的水解產(chǎn)物能否通過半透膜。增添的實驗材料：蔗糖酶溶液、斐林試劑、試管、滴管、水浴鍋等。（2）預(yù)測實驗現(xiàn)象并作出結(jié)論如果a、b兩管液面高度差縮小且A、B試管內(nèi)均有磚紅色沉淀，則蔗糖的水解產(chǎn)物能通過半透膜；如果a、b兩管液面高度差增大且A試管內(nèi)無磚紅色沉淀、B試管內(nèi)有磚紅色沉淀，則蔗糖的水解產(chǎn)物不能通過半透膜6.如圖所示P1.P2為半透膜,P1.P2將怎么移?平衡時3的體積是多少?1232mol/L1mol/L1.5mol/LP1P2VVVP1右移,P2先左移后右移3的體積是V7.將新鮮的馬鈴薯切成5厘米的長條(粗細相同),再將長條置于濃度不同的溶液中，4小時后，測量每長條的長度，下圖表示長度與甘露醇濃度的關(guān)系，下列說法正確的是（）1）在40g/l濃度，4小時后，細胞仍處于膨脹狀態(tài)。2）在100g/l濃度，4小時后，細胞處于質(zhì)壁分離狀態(tài)。濃度g/l4080100120長度/厘米51和28：如圖是有關(guān)物質(zhì)擴散的圖解：（1）設(shè)計一個實驗，證明圖解是成立的。（要求：直接在上圖的裝置1和裝置2的括號內(nèi)，填上適當?shù)娜芤夯蛟噭┑拇?，以表明你的設(shè)計）.

可供選擇的溶液及試劑：①淀粉溶液；②葡萄糖溶液；③蒸餾水；④I2-KI溶液；⑤少量斐林試劑（斐林試劑能跨膜擴散，葡萄糖遇斐林試劑形成磚紅色沉淀）。（2）根據(jù)你的設(shè)計方案，預(yù)測一定時間后兩個透析袋內(nèi)的顏色變化：

裝置1：

；裝置2：

。（3）若想明顯觀察到水分子擴散的結(jié)果，裝置應(yīng)如何改進？

①③④②③⑤袋內(nèi)溶液變藍袋內(nèi)溶液變?yōu)榇u紅將有刻度的玻璃管插入透析袋內(nèi)完1.如下圖所示，在U型管中部c處裝有半透膜，在a側(cè)加入紅色的細胞色素c（分子量為1.3萬道爾頓的蛋白質(zhì)）水溶液，b側(cè)加入清水，并使a、b兩側(cè)液面高度一致，經(jīng)過一段時間后，實驗結(jié)果將是（）A.a、b兩側(cè)液面高度一致，b側(cè)無色。B.a、b兩側(cè)液面高度一致，b側(cè)紅色。C.a液面低于b液面，b側(cè)無色。D.a液面高于b液面，b側(cè)無色。

D例題三、物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗?.番茄和水稻吸收無機鹽離子的比較科學家將番茄和水稻分別放在含有Ca2+、Mg2+

和Si4+的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結(jié)果及分析如下：

（1）水稻吸收水的相對速度比吸收Ca2+、Mg2+

,

造成培養(yǎng)液中Ca2+、Mg2+濃度

；番茄吸收水的相對速度比吸收Si4+

，造成培養(yǎng)液中Si4+濃度

。大上升大上升（2）不同植物對

的吸收有差異,

同一種植物對

的吸收也有差異,

說明植物細胞膜對無機鹽離子的吸收具有

。

同一種無機鹽離子不同種無機鹽離子選擇性（3）.吸水為

，吸收離子為

，且無機鹽離子必須溶于水后才能被吸收，所以吸水和吸收無機鹽離子是兩個

的過程自由擴散主動運輸相對獨立3.已知洋蔥表皮細胞的細胞液濃度介于0.5－0.6mol/L之間，請利用必要的器材準確測定細胞液的濃度。（提示：當50%的細胞發(fā)生質(zhì)壁分離時，細胞液的濃度就等于外界溶液的濃度。實驗步驟：

（2）微生物吸收無機鹽離子的特點不同微生物對不同無機鹽離子的吸收表現(xiàn)出較大的差異：（1）不同微生物對無機鹽離子的吸收有

。（2）不同微生物對各種無機鹽離子的

不同。選擇性需要量二、物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌鼘嵗?.細胞對物質(zhì)的吸收有選擇嗎?如果有，這種選擇性有普遍性嗎？1.水稻培養(yǎng)液里的Ca2＋和Mg2＋濃度為什么會增高？水稻培養(yǎng)液被水稻吸收的成分中水分所占比例,高于原水稻培養(yǎng)液里的水分所占比例。2.不同作物對無機鹽的吸收有差異嗎？不同作物對無機鹽的吸收是有差異的。3.水分子跨膜運輸是順相對含量梯度的，其他物質(zhì)的跨膜運輸也是這樣嗎？水分子跨膜運輸是順相對含量梯度的，其他物質(zhì)的跨膜運輸并不都是這樣，這取決于細胞生命活動的需要。細胞對物質(zhì)的吸收是有選擇的。這種選擇性具有普遍性。1、以下可以發(fā)生滲透作用的是____.A.煮熟的馬鈴薯條放入水中B.把干種子放在清水中C.烈日下菠菜葉子下垂D.放在鹽水中的蘿卜變軟D練習2、a、b、c是三個相鄰的細胞，已知a細胞液濃度>b細胞液濃度>c細胞液濃度,如圖所示，能正確表示水分在三者之間運輸關(guān)系的是（）CacbacbacbacbABCD3、田間一次施肥過多，作物變得枯萎發(fā)黃，俗稱“燒苗”。其原因是（）A、根細胞從土壤中吸收的無機鹽過多，細胞被無機鹽毒害B、根細胞從土壤中吸收的水量不足，植物繼續(xù)散失水分，植物體嚴重缺水C、水分留在根系，不能向上運輸，莖葉缺水枯萎發(fā)黃D、根系被肥料分解釋放的熱能燙傷，難以吸水B4、利用高濃度食鹽水（NaCl溶液）殺菌防腐的原理是（）A、鹽水中的Cl－有殺菌防腐的作用B、鹽水中的Na＋不利于細菌的生活C、鹽水是中性