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1、第四章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入輸出 第一節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例一.生活現(xiàn)象滲透作用半透膜:半透膜是一類可以讓小分子物質(zhì)通過而大分子物質(zhì)不能通過的一類薄膜的總稱一、滲透作用一、滲透作用(1)概念:概念:滲透作用:指滲透作用:指水分子水分子或其他或其他溶劑分子溶劑分子通過半透膜的擴(kuò)散通過半透膜的擴(kuò)散。(2)發(fā)生滲透作用的條件:)發(fā)生滲透作用的條件: 一是一是具有半透膜具有半透膜 二是二是半透膜兩側(cè)具有濃度差半透膜兩側(cè)具有濃度差二.細(xì)胞的吸水和失水紅細(xì)胞的正常狀態(tài)(一)動物細(xì)胞的吸水與失水二.細(xì)胞的吸水和失水細(xì)胞吸水膨脹外界溶液濃度外界溶液濃度(水多水多)細(xì)胞質(zhì)濃度時細(xì)胞質(zhì)濃度時(水多水多),細(xì)胞失水皺縮細(xì)

2、胞失水皺縮二.細(xì)胞的吸水和失水 保持原狀態(tài)外界溶液濃度外界溶液濃度=細(xì)胞質(zhì)濃度時細(xì)胞質(zhì)濃度時,水分進(jìn)水分進(jìn)出細(xì)胞處于出細(xì)胞處于動態(tài)平衡動態(tài)平衡(一)(一)動物細(xì)胞動物細(xì)胞的吸水和失水的吸水和失水1、外界溶液濃度外界溶液濃度(水多水多)細(xì)胞質(zhì)濃度時細(xì)胞質(zhì)濃度時(水多水多),細(xì)胞失水皺縮細(xì)胞失水皺縮3、外界溶液濃度外界溶液濃度=細(xì)胞質(zhì)濃度時細(xì)胞質(zhì)濃度時,水分進(jìn)出細(xì)水分進(jìn)出細(xì)胞處于胞處于動態(tài)平衡動態(tài)平衡二、細(xì)胞的吸水和失水二、細(xì)胞的吸水和失水(原理:滲透作用(原理:滲透作用)(二)植物細(xì)胞的吸水與失水 原生質(zhì)層:原生質(zhì)層:細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)之間的細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞

3、內(nèi)的液體環(huán)境細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是主要指的是液泡里面液泡里面的的細(xì)胞液細(xì)胞液. 1、探究:成熟的植物細(xì)胞吸水和失水的探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果 *換成0.5克ml的蔗糖溶液可以嗎? *用紫色洋蔥的原因 *硝酸鉀溶液 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 液泡為紫色,便于觀察。 即可使細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離,又可以使它自動復(fù)原(鉀離子、硝酸根離子:被吸收回細(xì)胞內(nèi))植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離原理:原生質(zhì)層伸縮性大于細(xì)胞壁伸縮性質(zhì)壁分離產(chǎn)生的條件:質(zhì)壁分離產(chǎn)生的條件: (1)具有大液泡)具有大液泡 (2

4、)具有細(xì)胞壁)具有細(xì)胞壁質(zhì)壁分離產(chǎn)生的原因質(zhì)壁分離產(chǎn)生的原因: 內(nèi)因:原生質(zhì)層伸縮性內(nèi)因:原生質(zhì)層伸縮性大于大于細(xì)胞壁伸縮性細(xì)胞壁伸縮性 外因:外界溶液濃度外因:外界溶液濃度細(xì)胞液濃度細(xì)胞液濃度植物吸水方式有兩種:植物吸水方式有兩種:吸脹作用(未形成液泡)如:干種子、吸脹作用(未形成液泡)如:干種子、根根尖分生區(qū)(親水性物質(zhì)吸水尖分生區(qū)(親水性物質(zhì)吸水,如如蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)、 淀粉、纖維素等淀粉、纖維素等)滲透作用滲透作用(形成液泡形成液泡)1、外界溶液濃度外界溶液濃度(水少水少)細(xì)胞液濃度細(xì)胞液濃度(水多水多)時時,細(xì)胞質(zhì)壁分離細(xì)胞質(zhì)壁分離 2、外界溶液濃度外界溶液濃度(水少水少) b c,如

5、圖所示,能如圖所示,能正確表示水分在三者之間關(guān)系的是正確表示水分在三者之間關(guān)系的是( )acbacbacbacbABCD3、田間一次施肥過多,作物變得枯萎、田間一次施肥過多,作物變得枯萎發(fā)黃,俗稱發(fā)黃,俗稱“燒苗燒苗”,其原因是(其原因是( ) A、根細(xì)胞從土壤中吸收的養(yǎng)分過多、根細(xì)胞從土壤中吸收的養(yǎng)分過多 B、根細(xì)胞不能從土壤中吸水、根細(xì)胞不能從土壤中吸水 C、根系不能將水向上運(yùn)輸、根系不能將水向上運(yùn)輸 D、根系被肥料分解釋放的熱能燒毀、根系被肥料分解釋放的熱能燒毀4、利用高濃度鹽水(、利用高濃度鹽水(NaCl溶液)殺菌溶液)殺菌防腐的原理是(防腐的原理是( ) A、鹽水中的、鹽水中的Cl有

6、殺菌防腐的作用有殺菌防腐的作用 B、鹽水中的、鹽水中的Na不利于細(xì)菌的生不利于細(xì)菌的生活活 C、鹽水是中性的,不適于細(xì)菌的、鹽水是中性的,不適于細(xì)菌的生活生活 D、由于滲透作用使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的、由于滲透作用使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的水分滲出而死亡水分滲出而死亡5、植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離、植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原復(fù)原時,水時,水分子依次通過的結(jié)構(gòu)是分子依次通過的結(jié)構(gòu)是 ( ) A細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、液細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、液泡膜泡膜 B細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、液泡膜細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、液泡膜C液泡膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜、細(xì)液泡膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜、細(xì)胞壁胞壁 D.細(xì)胞膜、液泡膜、細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜、液泡膜、細(xì)胞質(zhì)6、對植物細(xì)胞質(zhì)

7、壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)、對植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析,下列敘述中得不到證實(shí)的進(jìn)行分析,下列敘述中得不到證實(shí)的是是 ( ) A.原生質(zhì)層具有選擇透過性原生質(zhì)層具有選擇透過性 B.細(xì)胞處于生活狀態(tài)或已死亡細(xì)胞處于生活狀態(tài)或已死亡C.細(xì)胞液和周圍溶液的關(guān)系細(xì)胞液和周圍溶液的關(guān)系 D.溶質(zhì)分子進(jìn)出細(xì)胞的方式溶質(zhì)分子進(jìn)出細(xì)胞的方式7 7、一個成熟的植物細(xì)胞,它的原生質(zhì)、一個成熟的植物細(xì)胞,它的原生質(zhì)層主要包括層主要包括 ( ) ( )A A細(xì)胞膜、核膜和這兩層膜之間細(xì)胞膜、核膜和這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)的細(xì)胞質(zhì) B B細(xì)胞膜、液泡膜和這兩層膜之細(xì)胞膜、液泡膜和這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)間的細(xì)胞質(zhì) C C細(xì)胞膜和

8、液泡膜之間的細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜和液泡膜之間的細(xì)胞質(zhì)D D細(xì)胞壁、液泡膜和它們之間的細(xì)胞壁、液泡膜和它們之間的細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)8 8、能在、能在3030蔗糖溶液中發(fā)生質(zhì)壁蔗糖溶液中發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞是分離的細(xì)胞是( )( )A A動物的上皮細(xì)胞動物的上皮細(xì)胞 B B人的紅細(xì)胞人的紅細(xì)胞 C C根尖的分生組織根尖的分生組織 D D成熟的植物細(xì)胞成熟的植物細(xì)胞9 9、植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離是指、植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離是指 ( ) ( ) A A原生質(zhì)層與細(xì)胞膜分離原生質(zhì)層與細(xì)胞膜分離 B B原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離 C C細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞壁分離細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞壁分離 D D細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞膜分離細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞膜分離

9、10、當(dāng)你連續(xù)嗑帶鹽的瓜子,你的口腔和唇、當(dāng)你連續(xù)嗑帶鹽的瓜子,你的口腔和唇的黏膜會有干澀的感覺的黏膜會有干澀的感覺,其原因是其原因是 ( ) A口腔和唇的黏膜細(xì)胞質(zhì)濃度大于細(xì)胞口腔和唇的黏膜細(xì)胞質(zhì)濃度大于細(xì)胞外液濃度,細(xì)胞失水外液濃度,細(xì)胞失水 B口腔和唇的黏膜細(xì)胞質(zhì)濃度小于細(xì)胞口腔和唇的黏膜細(xì)胞質(zhì)濃度小于細(xì)胞外液濃度,細(xì)胞失水外液濃度,細(xì)胞失水 C口腔和唇的黏膜細(xì)胞質(zhì)濃度大于細(xì)胞口腔和唇的黏膜細(xì)胞質(zhì)濃度大于細(xì)胞外液濃度,細(xì)胞吸水外液濃度,細(xì)胞吸水 D口腔和唇的黏膜細(xì)胞質(zhì)濃度小于細(xì)胞口腔和唇的黏膜細(xì)胞質(zhì)濃度小于細(xì)胞外液濃度,細(xì)胞吸水外液濃度,細(xì)胞吸水11、右圖所示為在植物細(xì)胞吸水和失、右圖所

10、示為在植物細(xì)胞吸水和失水的實(shí)驗(yàn)中,植物細(xì)胞經(jīng)過了水的實(shí)驗(yàn)中,植物細(xì)胞經(jīng)過了0.3 gmL蔗糖溶液的處理后的變化示意圖,蔗糖溶液的處理后的變化示意圖,正確的變化順序是正確的變化順序是 ( ) A B C D課后習(xí)題答案四、答案和提示四、答案和提示(一)問題探討1.由于單位時間內(nèi)透過玻璃紙進(jìn)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.用紗布替代玻璃紙時,因紗布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由通透,因而液面不會升高。3.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(jìn)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。(二)思考與討論1.紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有

11、機(jī)物一般不能透過細(xì)胞膜。2.紅細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于“問題探討”中的半透膜。3.當(dāng)外界溶液的濃度低于紅細(xì)胞內(nèi)部的濃度時,紅細(xì)胞一般會因持續(xù)吸水而漲破。4.紅細(xì)胞吸水或失水的多少主要取決于紅細(xì)胞內(nèi)外濃度的差值。一般情況下,差值較大時吸水或失水較多。(三)資料分析1.在培養(yǎng)過程中,水稻吸收水分及其他離子較多,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.不同作物對無機(jī)鹽的吸收是有差異的。3.水分子跨膜運(yùn)輸是順相對含量梯度的,其他物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸并不都是這樣,這取決于細(xì)胞生命活動的需要。4.細(xì)胞對物質(zhì)的吸收是有選擇的。這種選擇性具有普遍性。(四)練習(xí)基礎(chǔ)題1.。 2.。

12、 3.。拓展題提示:農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的輪作正是針對不同作物根系對礦質(zhì)元素的選擇性吸收而采取的生產(chǎn)措施。如果長期在同一塊田里種植同種作物,地力就會下降(俗稱傷地),即某些元素含量下降,這樣就會影響作物的產(chǎn)量同步習(xí)題2、例題精析、例題精析:例1甜菜塊根細(xì)胞的液泡中有花青素,使塊根變?yōu)榧t色。將塊根切成小塊放在蒸餾水中,水無明顯的顏色變化。但用鹽酸處理這些根后,則能使水變紅。其原因是( )A花青素不溶于水而溶于鹽酸B鹽酸破壞了細(xì)胞膜的選擇透過性C鹽酸破壞了原生質(zhì)層的選擇透過性D細(xì)胞壁被鹽酸破壞解析:鹽酸能夠殺死甜菜的塊根細(xì)胞,破壞了細(xì)胞的原生質(zhì)層,所以經(jīng)鹽酸處理后的甜菜塊根細(xì)胞的原生質(zhì)層不再具有選擇透過性,

13、花青素就可以從細(xì)胞液中出來而使水變紅。答案:C例2食醋中的醋酸分子是活細(xì)胞所不選擇的小分子物質(zhì),蔗糖是被選擇的大分子物質(zhì)。用食醋和蔗糖可將鮮蒜腌制成糖醋蒜。這是因?yàn)椋?) A.醋酸和蔗糖分子均存在于活細(xì)胞間隙中 B.醋酸和蔗糖分解后被細(xì)胞吸收 C.腌制時間長,兩種物質(zhì)緩慢地滲入細(xì)胞內(nèi)部 D.醋酸殺死細(xì)胞,使細(xì)胞膜失去選擇透過性的功能解析:解析:細(xì)胞膜的生理功能是活細(xì)胞所具有的功能,只有細(xì)胞是活的,細(xì)胞膜才具有選擇性。通常情況下,不被細(xì)胞選擇的離子、小分子等,多為對細(xì)胞有害的物質(zhì),這些物質(zhì)濃度較高或較長時間包圍細(xì)胞,會將細(xì)胞殺死,從而改變細(xì)胞膜的通透性,成為全透性。這時醋酸與蔗糖分子均進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)

14、。答案:答案: D【自我診斷】【自我診斷】基礎(chǔ)題1、下列現(xiàn)象中屬于滲透作用的是 ( )A、水分子通過細(xì)胞壁 B、葡萄糖分子通過細(xì)胞膜C、K+離子通過原生質(zhì)層D、水分子通過原生質(zhì)層答案:D2、放在0.3g/ml的蔗糖溶液中,會發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞是 ( )A、人的口腔上皮細(xì)胞B、干種子細(xì)胞 C、洋蔥分生區(qū)的細(xì)胞D、洋蔥表皮細(xì)胞答案:D3、下列四項(xiàng)中除了( )外,其余都是一個植物細(xì)胞組成的滲透系統(tǒng)的理由。A、纖維素和果膠構(gòu)成的細(xì)胞壁是全透性的B、由細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、液泡膜構(gòu)成的原生質(zhì)層是選擇透過膜C、液泡中具有一定濃度的細(xì)胞液 D、細(xì)胞液的濃度大于(或小于)外界溶液的濃度答案:A4、植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離

15、過程中,與細(xì)胞壁分離的是( )A、細(xì)胞核 B、原生質(zhì)層 C、細(xì)胞質(zhì) D、液泡膜答案:B5、鹽堿地栽種植物,其出苗率和成活率均較低,原因是( )A、土壤溶液pH太小B、土壤中缺肥C、土壤溶液的濃度高于植物細(xì)胞液的濃度D、土壤溶液的濃度低于細(xì)胞液的濃度答案:C6、將人類的紅血球置于不同濃度蔗糖液中,浸泡半小時之后的結(jié)果如下圖。依照血球外形的變化判斷蔗糖液的濃度,由高到低排列,正確的是A.甲乙丙丁 B.丁甲乙丙C.丙丁甲乙 D.丙乙丁甲答案:D7、將紫色蘿卜的塊根切成小塊放入清水中,水的顏色無明顯變化,若進(jìn)行加溫,隨著水溫的升高,水的顏色逐漸變深,分析其原因是( )A、細(xì)胞壁在高溫中受到破壞B、生物

16、膜在高溫時失去了選擇透過性C、高溫使花青素的溶解度加大D、高溫使細(xì)胞內(nèi)形成有色物質(zhì)答案:B8、新鮮魚、肉用鹽漬不易變質(zhì),其作用是( )A、食鹽水有殺菌作用B、濃鹽水中含水少,細(xì)菌無法生存C、由于滲透作用使細(xì)菌死亡D、原生質(zhì)層與細(xì)菌發(fā)生了質(zhì)壁分離答案:C9、在做質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)時,將復(fù)原后的植物細(xì)胞置于清水中,植物細(xì)胞也不會再吸水了;可當(dāng)把因失水皺縮的紅細(xì)胞置于清水中時,紅細(xì)胞復(fù)原后會因繼續(xù)吸水而漲破。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是( )A、植物細(xì)胞的細(xì)胞膜比動物細(xì)胞堅(jiān)韌B、植物細(xì)胞有液泡,紅細(xì)胞沒有C、植物細(xì)胞能對吸水進(jìn)行調(diào)節(jié)D、植物細(xì)胞有細(xì)胞壁,紅細(xì)胞沒有答案:D10. 對海水淡化處理是模擬生物膜的

17、何種功能( )A、對物質(zhì)運(yùn)輸功能 B、選擇透過功能 C、保護(hù)功能 D、信息傳遞功能答案:B拓展題11、構(gòu)成細(xì)胞的生物膜是選擇透過性膜,其特點(diǎn)是水分子可以自由通過,被選擇的小分子和離子可以通過,請根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)材料和用具簡要寫出第二步及以后的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證細(xì)胞膜的選擇透過性功能。 實(shí)驗(yàn)材料及用具:新鮮的紅色康乃馨 燒杯 玻璃鉛筆 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸 清水 量筒第一步:選兩只大小相同的燒杯,用玻璃鉛筆標(biāo)上A、B第二步: _。第三步:_。結(jié)果:_。問題:鹽酸溶液中結(jié)果出現(xiàn)的原因是_。答案:第二步:在A、B兩只燒杯中,分別加入等量15%的鹽酸或清水。第三步:選等量的紅色康乃馨花瓣,分別放

18、入A、B兩只燒杯中,經(jīng)過一段時間后觀察。結(jié)果:水中花瓣仍為紅色,水呈無色。鹽酸中花瓣的顏色逐漸褪去,而溶液變紅。問題:在酸性環(huán)境中生物膜上的載體蛋白變性失活,細(xì)胞膜失去了選擇透過性的能力,大分子的色素分子進(jìn)入溶液。12.請根據(jù)下述條件設(shè)計一實(shí)驗(yàn),鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液,寫出實(shí)驗(yàn)步驟并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。一瓶10%的蔗糖溶液。一瓶30的蔗糖溶液,250ml燒杯1個,半透膜制成的透析袋一個,刻度玻璃管一支。細(xì)線一根,支架一個。 (1)實(shí)驗(yàn)步驟:_ _ (2)實(shí)驗(yàn)分析:_答案:(1)實(shí)驗(yàn)步驟:將一瓶中的溶液倒人燒杯中;將另一瓶中的溶液裝滿透析袋,刻度玻璃管插人袋內(nèi)溶液中,用線將袋口和玻璃管扎緊。將插有刻度玻璃管的透析袋放人有溶液的燒杯中垂直固定于支架上,記錄玻璃管液面刻度。一段時間后,觀察玻璃管液面刻度,確定液面是升還是降。 (2)結(jié)果分析:如液面升高,則透析袋中的溶液是30蔗糖溶液,燒杯中的溶液為10的蔗糖溶液;反之,可推知透析袋中是10蔗糖溶液,燒杯中的溶液為30蔗糖溶液?!鞠嚓P(guān)鏈接】半透膜與選擇透過性膜半透膜與選擇透過性

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