第4章　 第1节　物质跨膜运输的实例

(共34张PPT)
第 4 章 细胞的物质输入和输出
知识目标 1.了解细胞膜是选择透过性膜
2 .熟悉细胞膜的流动镶嵌模型
3 .掌握物质进出细胞的方式
能力目标 1.学会发现问题，提出假设，并且尝试解决问题
2 .学习设计并操作植物细胞的吸水和失水实验
第1节
物质跨膜运输的实例
1．动物细胞的吸水和失水
(1) 当 外 界 溶 液 的 浓 度 比 细 胞 质 的 浓 度 低 时 ， 细 胞
______________。
吸水膨胀
失水皱缩
动态平衡
(2) 当 外 界 溶 液 的 浓 度 比 细 胞 质 的 浓 度 高 时 ， 细 胞
______________。
(3)当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时，水分进出细
胞处于______________。
2．成熟的植物细胞的特点
(1) 大液泡中含____________ ，它与外界溶液具有一定的
____________。
细胞液
浓度差
原生质层
半透膜
(2) 细 胞 膜 与 液 泡 膜 以 及 膜 之 间 的 细 胞 质 称 为
________________，它相当于一层__________。
3．植物细胞的吸水和失水的实验
(1)细胞壁是____________的，水分子和能____________的
物质都能自由通过。
全透性
溶解于水
(2)质壁分离
①指的是____________与____________的分离。
② 原 因 ： 细 胞 失 水 时 ， ____________ 的 伸 缩 性 较大，
____________的伸缩性较小，导致质壁分离发生。
原生质层
细胞壁
原生质层
细胞壁
紫
观察
将蔗糖溶液浸润到整个标本上
(3)注意事项
①选用______色的洋葱鳞片叶，便于__________。
②实验时引入蔗糖溶液到标本上要用引流法，这样便于
______________________________________________。
4．生物膜都是__________________膜，____________可以
自由通过，某些离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子
和______分子则不能通过。
选择透过性
水分子
大
1．(2012 年中山期末统考)一个成熟的植物细胞，它的原生
质层主要包括(
)
A．细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质
B．细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质
C．细胞膜和液泡膜之间的细胞质
D．细胞壁、液泡膜和它们之间的细胞质
【解析】原生质层是指细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细
胞质。
【答案】B
2．将盛有一定浓度蔗糖溶液的透析袋口扎紧后浸于蒸馏水
中，下列选项表示透析袋中蔗糖溶液浓度与时间的关系，正确的
是(
)
【解析】透析袋膜是半透膜，将盛有一定浓度蔗糖溶液的透
析袋口扎紧后浸于蒸馏水中后，蒸馏水将通过膜进入透析袋。此
时透析袋内的压力将逐渐增加，蒸馏水通过膜进入透析袋的压力
增加。因此蒸馏水进入透析袋的速度逐渐减弱。
【答案】B
3．(2012 年增城期末统考)洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分
离过程中，细胞液的颜色将会(
)
A．不变
B．加深
C．变浅
D．先变浅后变深
【解析】洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离，细胞失水，细
胞液浓度增大，颜色变深。
【答案】B
1．质壁分离及质壁分离复原实验要点
(1)取材
①常常采用紫色洋葱鳞片叶。因为材料容易得到，其外表皮
细胞有较大的紫色液泡，用显微镜能较容易看到质壁分离或质壁
分离复原过程。
②要使用活细胞，因为活细胞的原生质层才具有选择透过
性，才能发生质壁分离及复原。
(2)试剂：具有一定浓度，又不伤害细胞的试剂都可以使用。
①用质量浓度为 0.3 g/mL 的蔗糖溶液时，细胞发生质壁分
离较慢，大约要 5～10 分钟才开始出现质壁分离。
注：试剂浓度要适宜。在一定范围内，浓度越高，发生质壁
分离的速度就越快。但是试剂浓度过高，将导致细胞失水过度而
死亡，不能发生质壁分离复原。
(3)试剂的更换
更换试剂要使用引流法。操作时要注意，一次滴加液体不能
太多，以免蔗糖溶液溢出污染镜头。
【例 1】下图为一个取自紫色洋葱鳞片叶外表皮经处理后的
细胞。下列说法中，不正确的是(
)
A．图示细胞处于初始质壁分离状态或质壁分
离复原过程中或失水和吸水的动态平衡中
B．5 的浓度比正常细胞液的浓度高
C．4 具选择透过性，其主要成分是蛋白质和
磷脂
D．细胞呈紫色的部分是 3，该细胞为成熟植物细胞
【名师点拨】细胞呈紫色的部分不是 3，而是 5，是液泡内
色素的颜色，该细胞为成熟植物细胞，主要通过渗透作用吸水。
【答案】D
【变式训练 1】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
【解析】用高浓度的 NaCl 溶液代替蔗糖溶液能引起细胞质
壁分离，但会出现由于过度失水导致细胞死亡不能复原的现象。
【答案】D
2．半透膜与选择透过性膜的区别
(1)半透膜
①具有半透性，指小物质可以透过，而另一些大分子物质不
能透过的多孔性薄膜(如动物的膀胱膜、肠衣、鸡蛋的卵壳膜等)。
②半透膜可以是生物材料，也可以是物理性的过滤膜。
(2)选择透过性膜
①通常是生物膜，膜上具有一些运载物质的载体。
②不同细胞膜上含有载体的种类和数量不同，同一细胞膜上
运载不同物质的载体数量也不同，因而表现出细胞膜对物质透过
的高度选择性。
③只有某些小分子、离子可以通过，另外一些小分子、离子
和大分子则不能通过。
④当细胞死亡时，膜便失去选择透过性成为全透性。
【例 2】将新鲜的苔藓植物叶片，放入加有少量红墨水的质
量浓度为 0.3 g/mL 的蔗糖溶液中，在显微镜下观察，你会看到
苔藓细胞的状态如右图所示。
)
此时，部位①和②的颜色分别是(
A．无色、绿色
B．红色、绿色
C．红色、无色
D．红色、红色
【名师点拨】苔藓植物叶片的细胞，置于加有少量红墨水的
0.3 g/mL 蔗糖溶液中时，由于蔗糖溶液的浓度大于细胞液的浓
度，细胞发生质壁分离现象。而原生质层具有选择透过性，细胞
壁具有全透性，使得原生质层和细胞壁之间充满了红色的蔗糖溶
液，细胞质中含有的叶绿体使之呈现绿色。
【答案】B
【变式训练 2】下图表示刚施肥后的根尖成熟区表皮细胞在
)
土壤溶液中的状态。请据图判断下列说法中，正确的是(
A．该细胞正处于质壁分离的状态
B．该细胞的细胞液浓度高于土壤溶液的浓度
C．细胞液中的水分进出细胞只经过细胞膜
D.此时该细胞不能吸收水分和无机盐离子
【解析】由图可知土壤溶液的浓度高于细胞液的浓度，所以
该细胞发生质壁分离；细胞液中的水分进出细胞要经过液泡膜、
细胞膜和细胞壁等结构；该细胞仍为活细胞，可以吸收水分和无
机盐离子。
【答案】A
3. 植物细胞质壁分离和质壁分离复原的应用
(1)判断细胞的死活
能发生质壁分离或能发生质壁分离复原的细胞是活细胞，反
之是死细胞。
(2)比较不同的植物细胞的细胞液浓度
将几个植物细胞置于相同浓度的蔗糖溶液中，镜检。比较发
生初始质壁分离所需要时间，据此判断几个细胞的细胞液浓度。
(3) 判断细胞液浓度
配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，将待测浓度的细胞分别置
于溶液中，镜检。介于初始发生质壁分离与未发生质壁分离之间
的溶液浓度，即为该细胞的细胞液浓度。
(4)判断外界溶液的种类(主要用于判别蔗糖溶液和 KNO3 溶
液)
①适宜浓度的蔗糖溶液将引起质壁分离，但不会发生质壁分
离自动复原。
②适宜浓度的 KNO3 溶液将引起质壁分离，并且由于 KNO3
溶液是可以被细胞选择性吸收的物质，因而可能发生质壁分离自
动复原。
(5)判断发生质壁分离时外界溶液的浓度
①一般使用质量浓度为 0.3 g/mL 的蔗糖溶液作为外界溶液，
引起植物细胞发生质壁分离。
②当蔗糖溶液质量浓度超过 0.5 g/mL 时，将使植物细胞失
水过度，加清水后仍不能发生质壁分离复原。
【例 3】假设将标号为 A、B、C 的同一个植物细胞，分别
放在 a、b、c 三种不同的蔗糖溶液中，一段时间后得到如下图所
示的状态(原生质层不再变化)。据图分析下列推理不正确的是
(
)
A．实验前蔗糖溶液浓度为：c>b>a
B．实验后蔗糖溶液浓度为：c＝b≥a
C．实验后细胞的吸水能力：C>B>A
D．实验后细胞浓度为：C>B>A
【名师点拨】将同一个植物细胞分别放在三种不同的蔗糖溶
液中一段时间后，细胞失水的多少与所处环境的蔗糖溶液浓度有
关。外界溶液浓度越大，细胞失水越多；外界溶液浓度越小，细
胞失水越少。
【答案】B
【变式训练 3】下面是关于“探究植物细胞外界溶液浓度与
质壁分离关系”的实验。
(1)制作洋葱鳞片叶表皮细胞装片，选用下表中浓度为
________的蔗糖溶液可以在最短的时间内观察到如下图所示的
细胞形态。在盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液后，需在另一侧用吸水
纸____________，并重复几次。
(2) 要让处于下图状态的细胞复原，可用同样的方法滴加
________。如果用 1%蔗糖溶液处理图中装片的洋葱鳞叶表皮细
胞，重复多次，观察细胞未发生变化，可能原因是_____________。
(3)图中示意利用目镜测微尺测量细胞的长度，某小组同学
测量记录实验的原始数据，见下表：
样本 不同浓度的蔗糖溶液条件下
植物细胞的质壁分离程度
10%蔗糖溶液 20%蔗糖溶液 30%蔗糖溶液
B A B A B A
1 23 24 21 25 19 25
2 24 25 20 25 18 24
3 25 26 22 26 18 24
请根据表中数据分析 A、B 值分别是上图中的__________(填
编号)。
【解析】在一定范围内，外界溶液浓度越大，植物细胞质壁
分离现象越明显。
【答案】(1)30%
引流
(2)清水
细胞质壁分离过度而失活
(3)②、①
※水分子渗透方向的判断
若将两个溶液体系 S1 和 S2 用半透膜隔开，水分子渗透方向
的判断如下：
(1)当 S1 溶液浓度>S2 溶液浓度时，S2→S1 的水分子数多于
S1→S2 的水分子数，总结果：水由 S2 流向 S1。
(2)当 S1 溶液浓度＜S2 溶液浓度时，S1→S2 的水分子数多于
S2→S1 的水分子数，总结果：水由 S1 流向 S2。
总之，水分子总是由相对含量多的地方通过半透膜流向相对
含量少的地方，即由低浓度溶液流向高浓度溶液。