1、第三节第三节 物质进出细胞的运输方式物质进出细胞的运输方式 第第 1 1 课时课时 细胞质膜具有选择透过性细胞质膜具有选择透过性 一、渗透作用 1渗透现象的分析 烧杯中是质量分数为 5%的蔗糖溶液， 溶质分子少(水的相对含量高)； 漏斗中是质量分数为 10% 的蔗糖溶液，溶质分子多(水的相对含量低)；所以水分子从烧杯向漏斗中扩散。 2选择透过性膜：又叫半透膜，对物质进出具有选择作用的膜。 3渗透作用：在细胞质膜等结构的两侧，较多的水分子从溶质分子相对较少的区域向溶质分 子相对较多的区域扩散，这一现象称为渗透作用。 (1)液面高度不再变化时，即达到渗透平衡状态，此时水分子不再进出半透膜( ) (
2、2)当达到渗透平衡时，半透膜两侧的溶液溶度一定相等( ) (3)漏斗内液面升高的原因是通过半透膜进入漏斗内的水分子多于通过半透膜进入烧杯中的 水分子( ) 答案 (1) (2) (3) 易错警示 有关渗透现象的两点提醒 (1)两溶液间的水分子进行双向运动，实际观察到的只是水分子双向运动差异所导致的液面变 化。 (2)当液面高度不再变化时，水分子仍进出半透膜，但进出达到平衡。 观察教材中的渗透示意图，思考下列问题： (1)液面高度差会不会一直升高，为什么？ 提示 不会。长颈漏斗中的液面升高时，液体产生的静水压也随之变大，当静水压增大到和 渗透压相等时(二者的方向相反，静水压向外、渗透压向内)，通
3、过半透膜进出长颈漏斗的水 分子数相等，因此，液面就不再升高了。 (2)当液面不再升高时，长颈漏斗内外液体的浓度相等吗？ 提示 不相等。当水分子进出达到动态平衡时，长颈漏斗中溶液浓度仍高于烧杯中的液体浓 度。 (3)如果烧杯中是 10%蔗糖溶液，结果会怎样？ 提示 漏斗中的液面将保持不变。 归纳总结 渗透作用的对象、实质 (1)渗透对象：渗透作用的对象是指溶剂分子，而不是溶质分子。 (2)扩散方向：渗透时溶剂分子的扩散是双向的。 (3)平衡实质：渗透平衡是指半透膜两侧的水分子移动到达平衡状态。 二、植物细胞的质壁分离和复原现象 1植物细胞的吸水或失水 (1)成熟植物细胞的结构 (2)条件 过程
4、条件 吸水 外界溶液的渗透压细胞液的渗透压 失水 外界溶液的渗透压细胞液的渗透压 平衡 外界溶液的渗透压细胞液的渗透压 2.观察植物细胞的质壁分离和复原现象 (1)材料选择 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡为紫色，易于观察。 (2)实验过程 制作装片：制作紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的临时装片 低倍镜观察：有一个紫色大液泡，原生质层紧贴细胞壁 滴加蔗糖溶液：在盖玻片的一侧滴加质量浓度为 0.3 g/mL 的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸 引 低倍镜和高倍镜观察：观察紫色大液泡的体积以及细胞质膜的变化 滴加清水：在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引 低倍镜和高倍镜观察：观察紫色大液泡的体积以及细
5、胞质膜的变化 (3)质壁分离和复原现象的原因分析 原生质层具有选择透过性，水分子能自由通过，蔗糖分子不能通过。 细胞液和外界溶液之间的渗透压差，以及原生质层和细胞壁的伸缩性不同，都会影响植物 细胞的质壁分离和复原。 a 当细胞液渗透压外界溶液渗透压时，细胞吸水，发生质壁分离复 原。 3细胞质膜对不同物质的通透性不同 (1)一般来说，气体分子、相对分子质量小的不带电的极性分子、脂溶性分子等容易通过细胞 质膜；离子、相对分子质量大的不带电的极性分子和各种带电的极性分子都难以自由通过细 胞质膜。 (2)细胞内的其他细胞器膜和细胞质膜一样，都是选择透过性膜。 (1)洋葱鳞片叶内表皮细胞不能发生质壁分离
6、现象( ) (2)动物细胞不能发生质壁分离( ) (3)植物的导管细胞、洋葱根尖分生区细胞也能发生质壁分离现象( ) (4)用质量浓度为 0.3 g/mL 的蔗糖溶液和质量浓度为 0.5 g/mL 的蔗糖溶液做试剂实验结果相 同( ) 答案 (1) (2) (3) (4) 易错警示 (1)死细胞、动物细胞不发生质壁分离。 (2)具有中央大液泡的成熟植物细胞能发生质壁分离，未成熟的植物细胞(未形成中央液泡)不 易发生质壁分离或不明显。 如图所示为某学生利用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行的某实验的基本操作步骤。请据图回答问 题： (1)你认为他做该实验的目的是观察植物细胞的质壁分离与复原， 该实验有(填
7、“有”或“无”) 对照实验。 (2)B 步骤主要观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色大液泡的大小和细胞质的分布情况。 (3)C 步骤中吸水纸的作用是使细胞浸润在蔗糖溶液中。 (4)某学生在 F 步骤观察时， 视野中的细胞与 D 步骤看到的完全一样， 最可能的原因是细胞失 水过多而死亡。 (5)浸泡在一定浓度的 KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞，发生质壁分离后又自动复原， 其自动复原是因为 K 和 NO 3会进入细胞内，使细胞外液渗透压低于细胞液渗透压，细胞重 新吸水。 方法指导 (1)判断细胞能否发生质壁分离和复原的方法 若溶质分子不能通过细胞质膜，在一定浓度的该种溶液中细胞只发生质壁分离，不能
8、自动 复原。 若溶质分子能通过细胞质膜，在一定浓度的该种溶液中，细胞先发生质壁分离，后自动复 原，如一定浓度的 KNO3溶液、尿素溶液等。 在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离，但时间过久或溶液浓度过高，细胞会因过度失水而 死亡。 (2)质壁分离及复原实验的应用 判断细胞的死活：在一定浓度的蔗糖溶液中，植物细胞若发生质壁分离，则证明细胞处于 存活状态。 测量细胞液的浓度 a测量原理：植物细胞在低渗溶液和等渗溶液中均不会发生质壁分离，只有在高渗溶液中才 会发生质壁分离的现象。 b测量关键：配制一系列浓度梯度的溶液，分别镜检。 1原生质层包括细胞质膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。 2植物细胞发生质壁
9、分离的原因 (1)原生质层具有选择透过性。 (2)外界溶液渗透压大于细胞液渗透压。 (3)原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。 3 只有活的成熟植物细胞才可发生质壁分离， 动物细胞和根尖分生区细胞不能发生质壁分离。 4细胞内的其他细胞器膜和细胞质膜一样，都是选择透过性膜。 1.如图为某同学制作的渗透装置及实验结果，下列有关分析正确的是( ) A若 a、b 中均为蔗糖溶液，则两者起始浓度相同 B若 a、b 中均为蔗糖溶液，则两者当前浓度相同 C若将水槽中水换为 b 中溶液，则 a 液面将上升 D若将水槽中水换为 b 中溶液，则 b 液面将下降 答案 D 解析 若 a、b 中均为蔗糖溶液，b 中液
10、面高于 a，说明 b 的起始浓度大于 a，b 的当前浓度高 于 a，A、B 错误；b 中溶液浓度大于 a，当水槽中水换为 b 中溶液时，a 中的水将进入水槽使 液面下降，C 错误；将水槽中水换为 b 中溶液，由于半透膜两侧溶液种类一样，浓度一样，b 液面将下降，D 正确。 2(2020 天津滨海新区塘沽第一中学高一期末)利用高浓度的盐水杀菌的原理是( ) A盐水中的氯与钠具有杀菌作用 B由于渗透作用，细菌脱水死亡 C由于渗透作用，细菌因吸水过多而涨破 D高浓度盐水中水分不足，不利于细菌生长 答案 B 解析 细菌的细胞质膜相当于半透膜，所以当其和外界溶液接触时会发生渗透作用，在高浓 度的盐水中会
11、导致细胞失水过多而死亡。 3 在探究植物细胞质壁分离及复原实验中， 某同学绘制的显微镜下紫色洋葱鳞片叶外表皮细 胞示意图如图。下列叙述错误的是( ) A图中阴影部分不呈现紫色 Ba/b 值可作为细胞失水程度的指标 C实验初始浓度大小：外界溶液浓度大于细胞液浓度 D图示时刻浓度大小：外界溶液浓度等于细胞液浓度 答案 D 解析 题图为处于质壁分离状态的细胞，如果液泡继续变小，则外界溶液浓度大于细胞液浓 度，如果液泡大小不变，则外界溶液浓度等于细胞液浓度，如果液泡逐渐变大，则外界溶液 浓度小于细胞液浓度，D 错误。 4假定将甲、乙两个同种植物的成熟细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液均比细 胞
12、液的浓度高，蔗糖分子不能透过原生质层，甘油分子可以较快地透过原生质层。在显微镜 下连续观察，甲、乙两细胞的变化是( ) A甲、乙两细胞发生质壁分离后，不再发生质壁分离复原 B甲、乙两细胞发生质壁分离，随后乙细胞又发生质壁分离复原 C甲、乙两细胞发生质壁分离，随后甲细胞又发生质壁分离复原 D甲、乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原 答案 B 解析 甲细胞放入较高浓度的蔗糖溶液中，细胞失水发生质壁分离，且发生质壁分离后不能 复原，原因是蔗糖分子不能透过原生质层改变细胞液的浓度；乙细胞放入较高浓度的甘油溶 液中，开始时细胞失水发生质壁分离，在发生质壁分离的过程中有甘油分子进入细胞，使细 胞
13、液浓度逐渐增大，当细胞液浓度大于甘油溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。 5 (2020 济南市历城区第二中学高一期末)在“观察洋葱表皮细胞质壁分离及质壁分离复原” 的实验中，某同学在显微镜下观察到紫色洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。下列有关叙 述不正确的是( ) A图中细胞可能处于质壁分离中，也可能正处于质壁分离复原过程中 B图中表示细胞壁 C本实验中质壁分离的细胞和分离前的细胞相互对照 D图中结构的伸缩性小于图中的结构 答案 D 6某校研究性学习小组利用如下实验材料做相关实验，请分析回答下列问题： (1)用上述材料进行质壁分离实验，应选择的最佳实验材料是_(填序号)。 (2)在观察质
14、壁分离实验中，将取自同一材料同一区域的三个细胞分别放在 A、B、C 三种不 同浓度的蔗糖溶液中，实验结果分别如下图 1、2、3 所示，这三种蔗糖溶液的浓度由大到小 依次是_(用字母表示)。 (3)将图 3 细胞放入_中，细胞能由图 3 恢复成图 1 的状态，此过程称为 _。 答案 (1) (2)C B A (3)清水 质壁分离复原 解析 (1)紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞具有大液泡，在较高浓度的外界溶液中可以发生质壁 分离，其紫色液泡便于观察。(2)当蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞渗透失水，会发生 质壁分离，而且蔗糖溶液浓度越高，细胞失水越多，质壁分离越明显；当蔗糖溶液浓度小于 或等于细胞液浓度时，细胞不会发生质壁分离。据图可知，蔗糖溶液浓度的大小关系是 C BA。(3)将发生质壁分离的活细胞放入清水中后，细胞会发生渗透吸水，最终完成质壁分 离复原。