第7讲 物质跨膜运输的实例和方式

C
考点三：物质跨膜运输的实例及影响因素
一、水分的跨膜运输 二、物质跨膜运输的其他实例(课本P63)
1.水稻培养液里的Ca2+和Mg2+浓度为什么会增高？ 在培养过程中，水稻吸收水分及其他离子较多， 吸收Ca2+、Mg2+较少，结果导致水稻培养液里的 Ca2+、Mg2+浓度增高。 2. 不同作物对无机盐的吸收有差异吗？ 不同作物对无机盐的吸收是有差异的。
半透膜等于选择透过性膜吗？
半透膜是一类可以让小分子物质（分子直径小于“孔”） 通过（如水分子），而较大分子物质（分子直径大于 “孔”）不能通过（如蔗糖）的一类多孔性膜。半透膜 包括物理性过滤膜（无生物活性，如动物膀胱、玻璃纸、 肠衣、鸡蛋的卵壳膜）和选择透过性膜（具有生物活性， 如细胞膜、原生质层等），可以说“选择透过性膜属于 半透膜”
第7讲
物质跨膜运输的实例和方式
考点一：渗透作用 考点二：质壁分离及复原实验 考点三：物质跨膜运输的实例及影响因素 考点四：物质跨膜运输的方式
考点一：渗透作用
水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的 1.概念：
扩散，称为渗透作用
2.水分运输方向： 从低浓度到高浓度 3.条件
（1）半透膜 (玻 璃纸、细胞膜、原 生质层) （2）膜两侧的溶 液具有浓度差（渗 透压差）
3.水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其 他物质的跨膜运输也是这样吗？
水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其 他物质的跨膜运输并不都是这样，这取决 于细胞生命活动的需要。 4.细胞对物质的吸收有选择吗?如果有，这种 选择性有普遍性吗？ 细胞对物质的吸收是有选择的。
பைடு நூலகம்
具有普遍性。
细胞对离子吸收的选择性的原因
三、影响物质跨膜运输的因素
(1)物质浓度(在一定的浓度范围内)
(2)氧气浓度
(3)温度
D
考点四：物质跨膜运输的方式
三种跨膜运输方式的比较
物质跨膜运输
的方式 物质运输方向 是否需要载体 是否消耗能量
被动运输
自由扩散 高浓度→低浓 度 不需要 不消耗 协助扩散
主动运输
高浓度→低浓 低浓度→高浓 度 需要 不消耗 度 需要 消耗ATP
10、质壁分离自动复原现象
如果外界溶液是一定浓度无机盐溶液（如KNO3溶液）或小分 子溶液（如尿素溶液、葡萄糖溶液、甘油溶液、乙醇溶液等）， 细胞先失水出现质壁分离现象，由于无机盐离子（K+和NO3-） 通过主动运输或小分子（尿素分子、葡萄糖分子、甘油分子、 乙醇分子）通过自由扩散进入细胞，使细胞液浓度逐渐增大， 细胞开始吸水，又出现质壁分离自动复原现象
D
下列现象属于渗透作用的是（ ） ①水分子通过植物细胞的细胞壁 ②水分子或其他溶剂分 子通过细胞膜 ③蔗糖分子通过细胞壁 ④水分子或其他溶 剂分子通过液泡膜 ⑤水分子或其他溶剂分子通过原生质 层 ⑥干大豆种子泡在清水中逐渐胀大 ⑦暑天新鲜蔬菜在 空气中萎蔫 A.①②③ B.③④⑤ C.②④⑤ D.①③⑤
图
例
动力
举例
浓度差
O2、CO2、 H2O、甘油、 乙醇、苯等
浓度差
红细胞吸收 葡萄糖
能量
小肠吸收葡 萄糖、氨基 酸、无机盐
表示曲 线（一 定浓度 范围内）
运 输 速 率
运 输 速 率
细 胞 内 浓 度 细胞外浓度
细胞外浓度 时间
细胞外浓度
实验流程：
1.制作临时装片：紫色的洋葱鳞片叶表皮细胞
2.低倍镜观察：①有紫色液泡
3.
０.３ｇ／ｍｌ蔗糖溶液
②原生质层紧贴细胞壁
吸水纸吸引
4.低倍镜观察： ①中央液泡逐渐变小（紫色加深）
②原生质层与细胞壁逐渐分离 5.
清水 吸水纸吸引
6.低倍镜观察： ①中央液泡逐渐胀大 ②原生质层逐渐贴近细胞壁
原因分析： ⑴质壁分离：
8、实验用的蔗糖溶液浓度？ 0.3g/ml（或描述为30%） 9、当外界溶液浓度为0.1g/ml 、0.5g/ml时分别是什么 结果 ？
无特别说明情况下，我们这样考虑：0.1g/ml（10%）时，细胞 吸水，体积变大； 0.5g/ml（50%）时，细胞失水出现质壁分离， 由于失水过多死亡，无法再复原,膜也失去选择透过性，变为全 透性。
渗透作用原理的应用
（1）判断植物细胞的死活
（2）测定植物细胞的细胞液浓度范围
配置一系列梯度浓度的蔗糖溶液，当植物细胞既不吸水也不 失水时，此时的蔗糖溶液浓度范围即为细胞液浓度范围
（3）比较不同细胞的细胞液浓度大小
将要比较的细胞置于同一浓度的蔗糖溶液中，比较发生质壁 分离的程度，质壁分离越明显的细胞的浓度越低。浓度差越 大，失水越快
知识延伸：渗透和扩散
渗透：指溶剂分子（如水、酒精、丙酮等） 穿过半透膜从低浓度一侧向高浓度一侧移动 的过程。 扩散：指一些小分子物质（如水、O2、CO2、 苯、乙醇、甘油等）从浓度高的一侧向浓度 低的一侧运输的过程。
A
如下图所示，在U型管中部c处装有半透膜，在a侧加 入红色的细胞色素c（分子量为1.3万道尔顿的蛋白质） 水溶液，b侧加入清水，并使a、b两侧液面高度一致， 经过一段时间后，实验结果将是（ ）D
比较单位体积
0.3g/mL蔗糖溶液、
0.3g/mL葡萄糖溶液 的溶质分子数
半透膜两侧的溶液浓度差是指单位体 积中溶质分子数的差，即物质的量
浓度差
4、渗透系统的应用
(1).比较不同溶液浓度大小
漏斗内 溶液浓度 M
烧杯内 N
> N
①若漏斗内液面上升,则M
②若漏斗内液面不变，则M = N 现象及结论 ③若漏斗内液面下降，则M < N (2).验证渗透作用发生的条件 ①具半透膜。 ②具有浓度差。
运用上述装置，在烧杯中加入蔗糖溶液A，在漏斗 中装入蔗糖溶液B，观察其液面变化，若液面上升， 则A是10%，B是20%；若液面下降，则结果相反。
如何证明淀粉和碘液哪种物质可以通过半透膜？ 请用上述装置，设计实验加以证明？
运用上述装置，在烧杯中加入淀粉溶液，在漏斗中装入 碘液，观察颜色变化。若漏斗内变蓝，则说明淀粉可以透 过半透膜而碘液不能透过；若烧杯内变蓝，则说明碘液可 以透过半透膜而淀粉不能透过；若漏斗内和烧杯内都变蓝， 则说明淀粉和碘液都可以透过半透膜；若漏斗内和烧杯内 都不变蓝，则说明淀粉和碘液都不可以透过半透膜。
C
下列能够表示洋葱表皮细胞在质壁分离及复原过程 中液泡体积变化的图形是 ( )
B
用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验” 的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果 的叙述，正确的是（ ）
B
A.将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象 B.在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂 C.用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质 壁分离复原现象 D.当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能
以紫色洋葱鳞茎表皮为材料观察植物细胞质壁分 离现象，下列叙述错误的是 ( ) A.在发生质壁分离的细胞中能观察到紫色中央液泡逐 渐缩小 B.滴加30%的蔗糖溶液比10%蔗糖溶液引起细胞质壁 分离所需时间短 C.发生质壁分离的细胞放入清水中又复原，说明细胞 保持活性 D.用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起细胞质 壁分离
水分子只进不出吗？
半透膜两侧溶液的水分子是进行双向运动的，我们只是观察由 双向水分子运动快慢的差异所导致的液面改变。水分子进入的 速率大于出来的速率，液面升高，当二者速率相等时，液面不 再升高。
液面停止上升后，漏斗内外溶液浓度相等吗？
内部（蔗糖溶液）浓度高于外部（清水）浓度。 随着液面升高液注产生的压力逐渐增大使水分子向外出速率 逐渐增加，同时由于内外溶液浓度差逐渐减小导致水分子由 于渗透压向内进的速率逐渐减小，直到进出速率相等时，液 面不再升高。
失水
外界溶液
现象：液泡体积(变小 );液泡颜色(变深 ) 内因： 原生质层收缩性大于细胞壁
条件、外因： 当外界溶液浓度＞细胞液浓度时，植物
通过渗透作用失水，发生质壁分离
⑵ 质壁分离复原：
吸水
现象：液泡体积(变大 )；液泡颜色( 变浅 )。 条件、原因： 当外界溶液浓度＜细胞液浓度，植物细胞
5、动植物细胞是一个渗透系统
动物细胞
半透膜 浓度差
成熟植物细胞
细胞膜
细胞质与外界溶液
原生质层
细胞液与外界溶液
细胞吸水还是失水取决于外界溶液浓度 与细胞质浓度的差值 外界溶液浓度＞细胞质浓度 外界溶液浓度＜细胞质浓度 细胞失水 细胞吸水
【知识运用】
有两瓶蔗糖溶液，一瓶10%，一瓶20%，可是标 签掉了，请用上述装置，设计实验将它们区分？
4、质壁分离后在细胞膜与细胞壁之间是什么？ 外界溶液
5、实验材料有什么要求？ 成熟的、活的、植物细胞 6、实验材料为什么选择紫色洋葱鳞片叶外表皮？ 液泡呈紫色，便于观察 7、用什么方法改变外界溶液？ 引流法，在盖玻片一侧滴加液体，用吸水纸在盖玻片 另一侧用吸水纸吸引，重复两到三次，直到将洋葱鳞 片叶完全浸润
通过渗透作用吸水，发生质壁分离的细胞 会出现质壁分离复原现象
探究的一般过程：
1、提出问题：根据现象提出有价值的问题。 2、作出假设：对问题进行假设。 3、设计实验：设计思路，预期结果，制定方案。 4、进行实验：观察想象，记录结果。 5、分析结果：结果与预期一致，可得出结论。 6、表达和交流：交流、质疑、解释。
（4）鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)
只出现质壁分离现象的为蔗糖溶液；出现质壁分 离现象后又自动复原的为KNO3溶液
放入30%蔗糖溶液中不会发生质壁分离的一组细胞是 （ ） ①洋葱根尖生长点细胞 ②人的口腔上皮细胞 ③洋葱 表皮细胞 ④干种子细胞 ⑤蛔虫卵细胞 ⑥洋葱根毛细 胞 A.①④⑤⑥ B.②③④⑤ C.①②④⑤ D.①②④⑥