文档介绍：必修1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 细胞与环境进行物质交换必须经过细胞膜。渗透作用1、渗透系统的组成条件 ①具有半透膜 种类:可以是生物性的选择透过性膜;也可以是物理性的过滤膜。 特性:允许水分子及小分子通过,不允许蔗糖等大分子通过。 ②半透膜两侧为溶液体系(S1,S2),且两侧溶液具有浓度差。2、渗透作用的发生①若S1浓度>S2浓度,单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2的水分子数,外在表现为S1液面上升。②若S1浓度<S2浓度,则情况相反,外在表现为S1液面下降。③Δh到达一定高度后,由半透膜进出漏斗的水分子数相等,渗透系统达到平衡,液面不再变化。 注:在达到平衡后,只要存在液面差Δh,则S1溶液浓度仍然大于S2溶液浓度,且Δh的高低决定于S1与S2的浓度差。水分子不但从低浓度溶液向高浓度溶液移动,同时从高浓度溶液向低浓度溶液移动,只是由低溶度溶液向高浓度溶液移动的水分子数量相对较多。二、细胞的吸水和失水1、动物细胞的吸水和失水(以红细胞为例) 红细胞的膜相当于一层半透膜。动物细胞的吸水相当于成熟植物细胞的渗透吸水。①当外界溶液浓度<细胞质浓度时,细胞吸水膨胀。②当外界溶液浓度>细胞质浓度时,细胞失水皱缩。③当外界溶液浓度=细胞质浓度时,水分进出平衡。 2、植物细胞的吸水和失水 吸水的原理:细胞壁、细胞质中含大量的亲水性物质(蛋白质、淀粉、纤维素等),这些物质能从外界吸水。 细胞结构特点及实例:没有液泡的细胞,如干种子。干种子吸水膨胀有小液泡单未形成中央大液泡的细胞,如根尖、茎尖分生区的细胞,茎形成层细胞,燕麦胚芽鞘细胞。成熟植物细胞的吸水和失水:(渗透作用)①植物细胞的结构与动物细胞有明显的区别,成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间,将细胞质挤成一薄层,所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。 细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。 水分进出细胞要经过原生质层,原生质层相当于一层半透膜。 ②当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,也就是逐渐发生了质壁分离。③当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水分就透过原生质层进入细胞液中,整个原生质层就会慢慢恢复成原来的状态,使植物细胞逐渐发生质壁分离的复原。3、植物细胞质壁分离和复原现象的应用①判断细胞的死活分别镜检②测定细胞液浓度范围 待测细胞+一系列浓度梯度的分离剂细胞浓度范围等于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围。 (单一变量:不同浓度的分离剂)分别镜检③比较不同植物细胞的细胞液浓度 不同植物细胞+同一浓度的分离剂刚发生质壁分离时所需时间比较—判断质壁分离速度(或细胞液浓度)。 (单一变量:不同植物细胞)分别镜检④比较未知浓度的溶液浓度大小 同一植物的成熟细胞+未知浓度的溶液刚刚发生质壁分离所需时间→比较所用时间长短—判断溶液浓度的大小(时间越短,位置溶液的浓度越大)。 (单一变量:未知浓度的溶液)⑤验证原生质层和细胞壁伸缩性大小 (单一变量:植物细胞结构特性)⑥鉴别不同种类的溶液4、实验探究:植物细胞的吸水和失水①实验原理成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性,细胞壁和原生质层具有一定的伸缩性,但原生质层的伸缩性大于细胞壁。细胞液浓度<外界溶液浓度→细胞液中水分经原生质层进入外界溶液→质壁分离。质壁分离细胞的细胞液浓度>外界溶液浓度→外界溶液中的水分经原生质层进入细胞液→质壁分离复原。②材料 、 紫色的新鲜洋葱鳞片叶。③实验步骤制作洋葱鳞片叶表皮临时装片。↓低倍显微镜下观察:有一个紫色的中央大液泡。原生质层紧贴细胞壁。↓一侧3g/mL的蔗糖溶液→临时装片→另一侧吸水纸吸引。↓低倍显微镜下观察:中央液泡逐渐变小(紫色加深)。原生质层与细胞壁逐渐分离。↓一侧滴入清水→临时装片→另一侧吸水纸吸引。↓低倍显微镜下观察:中央液泡逐渐胀大(紫色变浅)。原生质层逐渐贴近细胞壁。④质壁分离的原因分析⑤实验结论成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用;当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水;当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水;⑥注意事项 实验试剂:。,则质壁分离现象明显,但不能复原。因为溶液浓度过高,则细胞失水,导致死亡。若使用质量浓度为1mol/L的KNO3溶液,则细胞能发生质壁分离,并能自动复原。因为K+和NO3-可被细胞吸收,使细胞液浓度增大,细胞渗透吸水。若使用质量浓度为1mol/L的醋酸溶液,则不发生质壁分离复原现象。因为醋