《物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例》 省賽獲獎(jiǎng)

物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出一、滲透作用：1、概念：水分子等溶劑分子透過半透膜，從相對(duì)含量較高的一側(cè)向相對(duì)含量較低的一側(cè)擴(kuò)散的現(xiàn)象蔗糖溶液雞蛋膜(半透膜)蔗糖溶液雞蛋膜(半透膜)蔗糖溶液氣球膜(不透膜)蔗糖溶液多層紗布(全透膜)小組合作探究將兩個(gè)大小一樣的蘿卜條分別放入A、B兩種溶液中，10分鐘后取出與桌上的打孔器的孔徑進(jìn)行比較。向燒杯內(nèi)加清水至液面與漏斗內(nèi)平齊向燒杯內(nèi)加等濃度蔗糖液至液面與漏斗內(nèi)平齊向長頸漏斗內(nèi)加入蔗糖液向燒杯內(nèi)加清水至液面與漏斗內(nèi)平齊組號(hào)第一組第二組第三組第四組實(shí)驗(yàn)操作探究實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象液面上升液面不變液面不變蔗糖液漏出由第一組實(shí)驗(yàn)可判斷水分子能否通過半透膜？

。由第一、第三、四組實(shí)驗(yàn)可得出發(fā)生滲透作用的條件之一為

。由第一、第二組實(shí)驗(yàn)可得出發(fā)生滲透作用的條件之一為

。由第一組實(shí)驗(yàn)可得出發(fā)生滲透作用水分子的總體擴(kuò)散方向?yàn)?/p>

。1、概念：水分子等溶劑分子透過半透膜，從相對(duì)含量較高的一側(cè)向相對(duì)含量較低的一側(cè)擴(kuò)散的現(xiàn)象2、發(fā)生條件：①半透膜②膜兩側(cè)溶液有濃度差一、滲透作用：3、水分運(yùn)輸方向：相對(duì)含量高→相對(duì)含量低例一：如圖，在U形管中部c處裝有半透膜，在a側(cè)加入紅色的細(xì)胞色素(相對(duì)分子質(zhì)量13000的蛋白質(zhì))的水溶液，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(shí)間后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將是()

A．a(chǎn)、b兩液面高度一致，b側(cè)為無色

B．a(chǎn)、b兩液面高度一致，b側(cè)為紅色

C．a(chǎn)液面低于b液面，b側(cè)為紅色

D．a(chǎn)液面高于b液面，b側(cè)為無色D例二：向豬膀胱內(nèi)注入一半質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的蔗糖溶液，扎緊入口，然后將其浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的蔗糖溶液中，每隔10min稱一次重量，能正確表示測定結(jié)果的是下圖中的（

）。B外界溶液濃度

細(xì)胞質(zhì)濃度外界溶液濃度

細(xì)胞質(zhì)濃度外界溶液濃度

細(xì)胞質(zhì)濃度㈡、動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)

小于

大于

等于細(xì)胞吸水膨脹細(xì)胞失水皺縮保持原狀態(tài)類比推理細(xì)胞膜細(xì)胞內(nèi)溶液1、如果將裝置中的漏斗換成細(xì)胞還會(huì)不會(huì)吸水？2、如果吸水會(huì)發(fā)生什么？如果細(xì)胞吸水脹破則說明細(xì)胞也能滲透吸水、細(xì)胞膜相當(dāng)于

。半透膜㈡

、動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:當(dāng)細(xì)胞質(zhì)濃度>外界溶液：動(dòng)物細(xì)胞發(fā)生了滲透作用細(xì)胞吸水膨脹細(xì)胞失水皺縮當(dāng)細(xì)胞質(zhì)濃度<外界溶液：結(jié)果說明:細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜結(jié)果分析：思考？：如果換成植物細(xì)胞會(huì)如何？植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)細(xì)胞壁細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡膜細(xì)胞液外界溶液細(xì)胞壁細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡膜細(xì)胞液外界溶液濃

度

差細(xì)胞壁細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡膜細(xì)胞液外界溶液原生質(zhì)層濃

度

差半透膜科學(xué)探究的步驟提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果，得出結(jié)論表達(dá)與交流進(jìn)一步探究

1、將白菜剁碎做餡時(shí),常常放一些鹽,一會(huì)兒后就可看到水分滲出。

2、對(duì)農(nóng)作物施肥過多，會(huì)造成“燒苗”現(xiàn)象。1、植物細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)失水的情況嗎？（滲出的水是細(xì)胞內(nèi)的水還是間隙的水）

2、植物細(xì)胞在什么情況下會(huì)失水？

3、原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜？探究：提出問題：原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜作出假設(shè)：理由是：植物細(xì)胞膜和液泡膜都是生物膜，他們具有與紅細(xì)胞的細(xì)胞膜基本相同的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)。上述的事例與紅細(xì)胞的失水和吸水很相似。設(shè)計(jì)方案：將植物細(xì)胞分別浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中和清水中，觀察液泡大小的變化。

預(yù)期實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：由于原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，水分子可以自由通過，而蔗糖分子則不能通過，因此在蔗糖溶液中，植物細(xì)胞的中央液泡會(huì)縮小，細(xì)胞皺縮；在清水中植物細(xì)胞的液泡又會(huì)變大，細(xì)胞膨脹。

1）細(xì)胞在什么情況下失水導(dǎo)致液泡變??？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：選材上，你覺得要考慮些什么？1）細(xì)胞在什么情況下失水導(dǎo)致液泡變小？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：選材上，你覺得要考慮些什么？洋蔥鱗片葉的紫色外表皮細(xì)胞1）細(xì)胞在什么情況下失水導(dǎo)致液泡變??？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：選材上，你覺得要考慮些什么？試劑呢？應(yīng)該有什么要求？1）細(xì)胞在什么情況下失水導(dǎo)致液泡變??？器具：顯微鏡、載玻片、蓋玻片鑷子、吸水紙等材料：洋蔥鱗片葉試劑：0.3g/mL的蔗糖溶液（高濃度），清水設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：0.3g/ml的蔗糖溶液處理1）細(xì)胞在什么情況下失水導(dǎo)致液泡變??？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：器具：顯微鏡、鑷子、吸水紙等材料：洋蔥鱗片葉試劑：0.3g/mL的蔗糖溶液（高濃度），清水0.3g/ml的蔗糖溶液處理1）細(xì)胞在什么情況下失水導(dǎo)致液泡變小？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：器具：顯微鏡、鑷子、吸水紙等材料：洋蔥鱗片葉試劑：0.3g/mL的蔗糖溶液（高濃度），清水0.3g/ml的蔗糖溶液處理1）細(xì)胞在什么情況下失水導(dǎo)致液泡變??？2）細(xì)胞在什么情況下吸水導(dǎo)致液泡變大？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：0.3g/ml的蔗糖溶液處理1）細(xì)胞在什么情況下失水導(dǎo)致液泡變小？2）細(xì)胞在什么情況下吸水導(dǎo)致液泡變大？清水處理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

中央液泡大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小蔗糖溶液清水變小逐漸恢復(fù)原來大小原生質(zhì)層恢復(fù)原來位置原生質(zhì)層脫離細(xì)胞壁基本不變基本不變水的進(jìn)出方向——順相對(duì)含量的梯度進(jìn)出植物細(xì)胞1、植物細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象

細(xì)胞失水時(shí)細(xì)胞壁和原生質(zhì)層都會(huì)出現(xiàn)一定程度的收縮,但原生質(zhì)層的伸縮性更大,故原生質(zhì)層會(huì)與細(xì)胞壁發(fā)生分離。外界溶液濃度細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞滲透失水>結(jié)果分析：外界溶液濃度細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞滲透吸水<結(jié)果分析：2、植物細(xì)胞質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜；植物細(xì)胞是通過滲透作用吸水和失水的。實(shí)驗(yàn)結(jié)論半透膜內(nèi)側(cè)有蔗糖液半透膜外側(cè)有清水半透膜滲透系統(tǒng)裝置成熟的植物細(xì)胞與外界溶液可以構(gòu)成滲透系統(tǒng)。成熟的植物細(xì)胞與外界溶液能否構(gòu)成滲透系統(tǒng)？原生質(zhì)層內(nèi)側(cè)有細(xì)胞液原生質(zhì)層外側(cè)有外界溶液成熟的植物細(xì)胞原生質(zhì)層原生質(zhì)層外界溶液細(xì)胞液⑥②雞蛋膜(半透膜)蔗糖溶液清水你可選擇以下任一問題進(jìn)行探究：（1）植物細(xì)胞會(huì)由于過多吸水而漲破嗎？（2）給你一塊洋蔥表皮，你能通過實(shí)驗(yàn)確定表皮細(xì)胞的大概濃度嗎？（3）現(xiàn)有兩瓶蔗糖溶液，一瓶0.3g/L，一瓶0.6g/L，可是標(biāo)簽掉了，你能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)將他們區(qū)分開嗎？四、應(yīng)用

1、測定細(xì)胞液的濃度。

2、可用于判斷細(xì)胞的死活。因?yàn)榛罴?xì)胞的原生質(zhì)層具有選擇透過性，死細(xì)胞的原生質(zhì)層不具有選擇透過性，而變成了全透性，所以死亡的植物細(xì)胞就不可能有質(zhì)壁分離現(xiàn)象。因此這一原理是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判斷植物細(xì)胞死活的理論依據(jù)。

3、可觀察植物細(xì)胞的細(xì)胞膜。

4、可驗(yàn)證成熟的植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)或成熟植物細(xì)胞能發(fā)生滲透作用。

5、動(dòng)物細(xì)胞能發(fā)生滲透作用，但因無細(xì)胞壁，故動(dòng)物細(xì)胞不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。而滲透原理在動(dòng)物細(xì)胞中也有廣泛的應(yīng)用，例如，要得到細(xì)胞膜，可將哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞置于純水中，使細(xì)胞因滲透吸水過多而脹破，從而得到細(xì)胞膜。四、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例Mg2+Ca2+Si4+離子培養(yǎng)液中離子濃度水稻Mg2+Ca2+Si4+培養(yǎng)液中離子濃度離子番茄四、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例Mg2+Ca2+Si4+離子培養(yǎng)液中離子濃度水稻同種植物對(duì)不同離子的吸收不同不同植物對(duì)同種離子的吸收不同Mg2+Ca2+Si4+培養(yǎng)液中離子濃度離子番茄1.在培養(yǎng)過程中，水稻吸收水分及Si4+離子較多，吸收Ca2+、Mg2+較少，結(jié)果導(dǎo)致水稻培養(yǎng)液里的Ca2+、Mg2+濃度增高。2.在番茄的培養(yǎng)液中，Ca2+、Mg2+的濃度下降，而Si4+的濃度升高，證明番茄吸收的Ca2+、Mg2+比Si4+

多。3.不同作物對(duì)無機(jī)鹽的吸收是有差異的。根據(jù)資料分析結(jié)論：細(xì)胞對(duì)于物質(zhì)的輸出和輸入有選擇性。28.1648.55米曲菌38.6651.00酵母菌2.414.93圓褐固氮菌12.9533.99大腸桿菌K2OP2O5微生物其他物質(zhì)跨膜運(yùn)輸實(shí)例二結(jié)論：物質(zhì)（如碘）的跨膜運(yùn)輸并不都是和水一樣順相對(duì)含量梯度的運(yùn)輸?shù)?。物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例三20—25倍人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞具有很強(qiáng)的攝取碘的能力250mg/L血液中碘的濃度I－

水分子的運(yùn)輸是順相對(duì)含量梯度的，其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸也是這樣的嗎？由此你能得出什么結(jié)論？細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜1.滲透作用是有大液泡的植物細(xì)胞吸收水分的主要方式，下列能夠稱之為滲透作用的是（

）。A.鉀通過原生質(zhì)層B.氧氣通過細(xì)胞膜C.水通過原生質(zhì)層D.水分子通過細(xì)胞壁⒈2.利用高濃度鹽水（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(xì)菌的生活C、鹽水是中性的，不適于細(xì)菌的生活D、由于滲透作用使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的水分滲出而死亡3.成熟區(qū)的外層細(xì)胞不斷吸收水分到根內(nèi)部的導(dǎo)管中，水分之所以能由外到內(nèi)逐層滲過各層細(xì)胞，是因?yàn)楦鲗蛹?xì)胞的細(xì)胞液濃度（

）。

A.逐層降低

B.逐層升高

C.不變

D.取決于土壤溶液濃度BCD4.a、b、c是三個(gè)相鄰的細(xì)胞，已知a細(xì)胞液濃度>b細(xì)胞液濃度>c細(xì)胞液濃度,如圖所示，能正確表示水分在三者之間關(guān)系的是()acbacbacbacbABCDC

上圖示處于不同生理狀態(tài)的三個(gè)洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞，請回答：5:自我評(píng)價(jià)：

圖A細(xì)胞處于何種生理狀態(tài)？

。

如是洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)中觀察到的圖，先后觀察到的圖示順序?yàn)?/p>

→

→

。

圖中標(biāo)號(hào)①指的物質(zhì)是

。

如上圖是同一細(xì)胞處于不同濃度的溶液中，則A、B細(xì)胞所處外界溶液濃度是

>

。質(zhì)壁分離外界溶液ABBAC6.將洋蔥表皮細(xì)胞浸入濃度為1mol/L的KNO3溶液中，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離。但過一段時(shí)間后，自動(dòng)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，表皮細(xì)胞又恢復(fù)到原來狀態(tài)。分析（1）發(fā)生質(zhì)壁分離的原因是。（2）自動(dòng)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原的原因是。（3）以上事實(shí)表明細(xì)胞膜對(duì)

的通透性存在差異，所以它是一種選擇透過性膜。（1）洋蔥表皮細(xì)胞液的濃度小于外界溶液濃度，細(xì)胞滲透失水；又由于細(xì)胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層的伸縮性，便導(dǎo)致質(zhì)壁分離.（2）由于細(xì)胞可選擇性地吸收K＋和NO3－，導(dǎo)致細(xì)胞液濃度增加直至大于外界溶液的濃度，細(xì)胞開