1、第14课时 细胞内外的物质交换(一),第4章 细胞的物质代谢,目标导读 1.通过教材P67模拟实验，了解渗透作用的条件和机理，理解细胞膜 的选择透过性。 2.结合教材P6971探究，观察植物细胞的质壁分离与复原。 重难点击 1.渗透作用的条件和机理，细胞膜的选择透过性。 2.植物细胞的质壁分离与复原实验。,一、细胞膜的选择透过性,二、探究细胞质壁分离和复原与外界溶液浓度的关系,内容索引,达标检测,一、细胞膜的选择透过性,植物细胞的细胞壁和细胞膜构成了细胞最外层的两道屏障，这两道屏障起的作用不同，细胞壁是全透性的，而细胞膜具有选择透过性。结合教材P67模拟实验，分析膜的通透性原理。,(1)A装置
2、中 开始时长颈漏斗内的溶液呈现 色，这是铜离子的颜色，一段时间后，烧杯中原本无色的蒸馏水变为 色，这说明 。 漏斗内的液面会 ，最终A装置内外的液面 。 像这样某种物质从 的地方向 的地方移动的过程叫做 。,蓝,蓝,铜离子通过玻璃纸进入烧杯中,下降,浓度高,浓度低,扩散,相平,(2)B装置中 烧杯内的蒸馏水不变红，这说明 。 长颈漏斗内的液面上升，这说明 可以通过玻璃纸向漏斗内扩散。,红墨水中的染料分子不能透过玻璃纸,水分子,(3)通过A、B装置实验可以判定，玻璃纸允许 通过，不允许 分子通过，像玻璃纸这样某些物质可以透过，另一些物质不能透过的多孔性膜，叫 膜。 (4)这种 通过 的扩散，叫做
3、渗透作用。,水分子和铜离子,染料,半透,水分子(或其他溶剂分子),半透膜,(5)渗透作用的条件 B装置中，如果将玻璃纸换成塑料布，漏斗内液面将 (会、不会)上升；如果漏斗内也注入蒸馏水，渗透作用将 (会、不会)发生。 这说明渗透作用的产生必须具备两个条件：一是具有 ；二是_ 两侧的溶液具有 。,不会,不会,半透膜,半,透膜,浓度差,(6)渗透作用的原理：以半透膜为界面，B装置漏斗内蔗糖溶液中单位体积内的水分子数比清水中单位体积内的水分子数 ，所以在单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数比由蔗糖溶液进入清水的水分子数 。因此，一段时间后，漏斗管内的液面会 。,少,多,上升,(7)B装置的液面高度
4、差会不会一直升高，为什么？,答案 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。,答案,(8)当B装置液面不再升高时，长颈漏斗内外液体的浓度相等吗？,答案 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。,答案,(9)如果增加蔗糖溶液的浓度，最终形成的液面高度差会 。,增大,1.渗透系统的组成 (1)半透膜；(2)半透膜两侧的溶液具有浓度差。 2.扩散作用和渗透作用的关系 物质从高浓度区域向低浓度区域的运动称为扩散作用。
5、渗透作用是一种特殊方式的扩散，它是指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜(或选择透过性膜)进行的扩散。,3.渗透作用的原理,1.“人造细胞”是用羊皮纸或火棉胶等半透性膜材料做成的一个密闭的囊，囊里面装了等量的不同浓度的蔗糖溶液。假设有三个这样的“人造细胞”，分别用A、B、C表示，它们中的蔗糖溶液浓度分别是10%、20%和30%。其中A、B细胞的外面套一金属网笼，C细胞的外面没有套金属网笼，如图把三个“人造细胞”同时放在浓度为15%的蔗糖溶液的玻璃槽中，据图回答下列问题：,(1)经过一段时间后，三个“细胞”的变化分别是 A.A变大，B稍微变小，C不变 B.A变小，B稍微变大，C不变 C.A变小，B
6、稍微变大，C变大 D.A变大，B稍微变小，C变大,解析 由于水分子能够通过半透膜由低浓度向高浓度溶液渗透，因此可以判断A失水体积缩小，B和C会吸水膨胀，但由于B的外面套有金属网笼，体积会被限制在金属网笼的大小范围内，只是稍微变大。,答案,解析,(2)一段时间后，A、B的体积不再变化，此时A内蔗糖溶液的浓度和外界蔗糖溶液的浓度相比_(较高、较低、相等)。B内蔗糖溶液的浓度和外界蔗糖溶液的浓度相比_(较高、较低、相等)。,解析 A体积不再变化时，说明此时A内蔗糖溶液的浓度和外界蔗糖溶液的浓度相等，水分进出平衡，而B的体积只能稍微增大，内部的蔗糖溶液浓度仍然高。,答案,解析,相等,较高,问题导析,问
7、题导析 (1)A细胞内的蔗糖溶液浓度为10%，而A细胞外的蔗糖溶液浓度为15%，所以A细胞会 。 (2)B细胞内的蔗糖溶液浓度为20%，而B细胞外的蔗糖溶液浓度为15%，所以B细胞会 ，但由于B细胞的外面套一金属网笼，所以B细胞的体积 。 (3)C细胞内的蔗糖溶液浓度为30%，而C细胞外的蔗糖溶液浓度为15%，所以C细胞会 ，由于C细胞的外面没有套一金属网笼，所以C细胞的体积 。,失水变小,吸水,稍微变大,吸水,变大,返回上页,答案,二、探究细胞质壁分离和复原 与外界溶液浓度的关系,植物细胞也具有类似于渗透装置的结构，也能发生渗透作用，阅读教材P6971内容，结合植物细胞结构特点，探究以下内容
8、： 1.结合植物细胞的结构分析渗透现象,细胞膜,液泡膜,细胞液,(1)植物细胞的细胞膜、 膜以及两层膜之间的 ，称为_ ，具有选择透过性，相当于一层半透膜。,液泡,细胞质,原生质,层,(2)植物细胞内的液体环境主要是指 内部的细胞液。当细胞液浓度_ 外界溶液浓度时，细胞失水， 和 分离，发生质壁分离。 (3)发生质壁分离的细胞，当细胞液浓度 外界溶液浓度时，细胞吸水，发生 。,液泡,原生质层,细胞壁,质壁分离复原,(4)植物细胞在清水中会不会和动物细胞一样发生涨破的现象？,答案 不会。植物细胞具有细胞壁，细胞壁伸缩性较小，所以植物细胞不能无限地吸水，不会涨破。,答案,2.探究细胞质壁分离和复原
9、与外界溶液浓度的关系的相关实验 实验一 细胞质壁分离实验 将一定量的 的蔗糖溶液分别加入不同的培养皿中(如图所示),不同浓度梯度,洋葱鳞片 叶表皮,洋葱鳞片叶表皮的临时装片,实验二 细胞质壁分离复原实验 将实验一中发生质壁分离的细胞做如下处理,(1)假设所用的洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液浓度在0.150.18 g/mL之间，推测不同浓度蔗糖溶液中细胞的变化，填入下表：,吸水,不发生,失水,失水,失水,轻微,明显,很明显,(2)要进一步探究细胞开始质壁分离的准确浓度，应该怎样做？,答案 在0.1 g/mL和0.2 g/mL浓度之间设置更小的浓度梯度，进行相同的实验。,答案,(1)实验成功的关键是实
10、验材料的选择，必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察。 (2)质壁分离和质壁分离复原中水分子移动是双向的，结果是双向水分子运动的差别所导致的现象。 (3)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，因为细胞壁是全透性的，且有水分子通过原生质层渗出来。,小贴士,1.实验原理 (1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 (2)细胞液具有一定的浓度，与外界溶液形成浓度差。 (3)原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。 2.实验试剂 (1)若使用质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液，则质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水，导致死亡。,(2)若使
11、用质量浓度为1 mol/L的KNO3溶液(或乙醇、尿素、NaCl溶液)，则细胞能发生质壁分离，并能自动复原。因为K和 可被细胞吸收，使细胞液浓度增大，细胞渗透吸水。 (3)若使用质量浓度为1 mol/L的醋酸溶液，则不发生质壁分离及复原现象。因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。,2.在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。a、b表示该部位的溶液浓度，由此可推测 A.可能ab，细胞渗透吸水 B.ab，渗透系统保持动态平衡 C.ab，细胞渗透失水 D.上述三种情况都有可能,答案,解析,问题导析,问题导析 (1)图中a为 ，b为
12、，二者之间为 。 (2)若细胞渗透失水，则a b。 (3)若细胞渗透吸水，则a b。 (4)若细胞水分子的进出处于动态平衡，则a b。,细胞液,外界溶液,原生质层,返回上页,答案,解析 图示细胞正处于“质壁分离”状态，要注意此状态下一步可以是液泡继续增大，也可以是液泡继续变小，也可以是液泡不发生变化。该细胞可能正处于质壁分离过程中，也可能处于质壁分离后的动态平衡过程中，也可能正处于发生质壁分离复原的过程中，故答案D正确。,返回上页,学习小结,半透膜,浓度差,选择透过性,原生质层,小,达标检测,1.下列叙述，正确的打“”，错误的打“”。 (1)发生渗透作用的两个条件是存在半透膜、膜两侧的溶液存在
13、浓度差( ) (2)达到渗透平衡时，半透膜两侧的水分子进行的是双向运动( ) (3)成熟红细胞在低浓度溶液中一定会吸水涨破( ) (4)原生质层是指细胞膜和液泡膜( ) (5)外界溶液浓度大于细胞液浓度时，洋葱表皮细胞质壁分离，细胞液颜色变浅( ) (6)物质通过细胞膜的跨膜运输都必须是顺相对含量梯度进行的( ),2,3,4,1,答案,2,3,4,1,2.最能证明植物细胞发生渗透作用原理的实验是 A.将萎蔫的青菜放入清水中会变得硬挺 B.将根尖细胞放入清水中会吸水 C.将土豆放入盐水中会变软 D.观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原,答案,3.质壁分离和复原实验可以说明或证明下列中的 植物细胞的死
14、活 原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大 当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞渗透失水；反之，细胞则渗透吸水 原生质层具有选择透过性 细胞壁的主要成分是纤维素 A. B. C. D.,答案,解析,解析 质壁分离和复原实验可以证明、，说明原生质层具有选择透过性，从而可以判断细胞的死活，因死亡细胞的原生质层具有全透性。另外还可以测定细胞液浓度。,2,3,4,1,2,3,4,1,4.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)。,答案,解析,解析 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
15、发生质壁分离，其紫色液泡便于观察。,解析 当蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞渗透失水，会导致质壁分离，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CBA。,2,3,4,1,(2)在观察质壁分离实验中，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)。,C,B,A,答案,解析,2,3,4,1,(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,清水,质壁分离复原,解析 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。,解析,
