生物一轮复习物质跨膜运输的实例

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
1．渗透作用原理解读(渗透装置如下图)
(1)若S1浓度>S2浓度，单位时间内由S2→S1的水分 子数_______S 多于 上升 。 1→S2，外观上表现为S1液面_____ (2)若S1浓度<S2浓度，则情况相反， 外观上表现为
结论
1）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
2）细胞吸水还是失水取决于外界溶液浓度与 细胞质(细胞液)浓度的差值 外界溶液浓度＞细胞质(液)浓度 细胞失 水 外界溶液浓度＜细胞质(液)浓度 细胞吸 水
三、实验：观察植物细胞的质壁分离和质壁分离复原现象
（1）渗透作用：成熟的植物细胞的原生质 1、实验原理？层相当于一层半透膜，细胞液具有一定的浓 度，能够渗透失水和吸水。 （2）原生质层伸缩性大于细胞壁
2、“质”、“壁”、分别指什么？ 原生质层 细胞壁 3、“质壁分离复原现象”不要简说成“复原现象” 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、实验过程中用什么方法改变外界溶液？
结论
碘能通过半透膜，而淀粉不能 淀粉能通过半透膜，而碘不能 淀粉和碘都能通过半透膜 淀粉和碘都不能通过半透膜
总结： ：水分子或其他溶剂分子透过半透 概念
渗 透 条件 作 用
膜的扩散，称渗透作用.
有半透膜
玻璃纸、细胞膜、原生质层
半透膜两侧的溶液存在浓度差
半透膜 高浓度溶液 低浓度溶液
方向：
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。
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。
具有普遍性。
细胞对离子吸收的选择性的原因
1.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。
2.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。
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。
2.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？
烧杯内 盛淀粉 溶液 变蓝 不变蓝 变蓝 不变蓝
漏斗内 盛碘液 不变蓝 变蓝 变蓝 不变蓝
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
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
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。
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
• 5.比较未知浓度溶液的大小
同一植物的成熟细胞+未知浓度溶 液 ,刚刚发生质壁分离所需时间 比较所用时间长短 判断溶液浓度 大小(时间越短,未知溶液浓度越大)
四、物质跨膜运输的其他实例 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。
第四章 细胞的物质输入和输出
第一节 物质跨膜运输的实例
一、渗透系统的组成分析及应用
1.渗透作用 水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散， 称为渗透作用 方向： 从低浓度溶液到高浓度溶液
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）
半透膜等于选择透过性膜吗？
生物膜的特性:
1.细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，它具 有的特点是： 1）水分子可以自由通过 2）细胞需要的离子和小分子也可以通过 3）其他的离子、小分子和所有大分子则不能通过 2.物质通过生物膜的跨膜运输，并非都是顺相对 含量梯度的。 3.选择透过性是“活细胞”的一个重要特征。
形管下部c为半透膜，a、b为不同溶液。
问题常包括： ①两侧液面的变化； ②两侧溶液的物质的量浓度是否相等； ③两侧吸水力的大小是否相等等。
(2)在分析此类问题时，需要注意以下信息：
①两侧溶液的物质的量浓度谁大谁小。水分子由物质的
量浓度小的一侧流向物质的量浓度大的一侧。
②两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只
二、细胞的吸水和失水方式： 渗透作用
动植物细胞吸水和失水原理都是渗透作用吗？
YES!
【补充—吸胀吸水：实际上，幼嫩的植物细胞 （如分生区细胞）和干种子由于没有大液泡，而 是靠细胞内的亲水性物质（如蛋白质、淀粉、纤 维素）吸收水分，这种方式称为吸胀吸水。成熟 的植物细胞靠的是渗透吸水，如不特别说明，我 们都指的是成熟植物细胞，所以渗透吸水是植物 细胞吸水的主要方式】
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
1．细胞是否发生质壁分离及其复原的判断 (1)从细胞角度分析： ①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不 发生质壁分离现象。 ②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质 壁分离现象。 ③盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不 适于用做质壁分离的外界溶液。
是物质的量浓度高的一侧液面升高；若能，则先是物质
的量浓度高的一侧液面升高，随后另一侧液面升高。
③在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的渗透压并不相等，
因为液面高的一侧液面差形成的静水压会阻止溶剂由物
质的量浓度低的一侧向物质的量浓度高的一侧扩散。
【知识运用】
1.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？
(2)从溶液角度分析： ①在一定浓度(溶质不能透膜)的溶液中可发生质壁 分离现象。
②在一定浓度(溶质可透膜)的溶液中可发生质壁分
离后自动复原。如甘油、尿素、乙二醇、KNO3等。 ③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发
生质壁分离复原现象。
11、质壁分离的应用
（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
原因分析： ⑴质壁分离：
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：
Байду номын сангаас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
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”
动物细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
成熟的植物细胞就是一个渗透系统
内 溶 液 细 胞 液
外 界 溶 液
半 透 膜
原 细胞质 生 液泡膜 质 层 细胞膜
细 胞 壁 （全透性、 伸缩性小）
细胞膜、细胞质、细胞核统称为原生质； 原生质层与原生质体的区别 所以：原生质层相当于半透膜 去掉细胞壁的植物细胞特称为原生质体。
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
（4）鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)
观察动物细胞的吸水和失水
细胞膜 动物细胞的什么结构相当于半透膜？ 细胞质与外界溶液 动物细胞的膜两侧溶液是什么？ （人：细胞内液与细胞外液）
动物细胞什么条件下失水，什么条件下吸水？
外界浓度 < 细胞质浓度 外界浓度 > 细胞质浓度 外界浓度 = 细胞质浓度