课件32张PPT。[间期][分裂期] 蛋白质 ＤＮＡ核膜核仁染色质染色体外膜内膜核孔细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。螺旋浓缩解旋本节小结细胞核结构功能:同一种物质在不同时期的两种形态 技能训练 ：解释数据细胞无核部分随着培养天数的增加，死亡个数迅速增加，第4天就没有存活的了，这是因为没有细胞核，细胞的生命活动就无法进行。而细胞有核部分存活个数和时间都要比无核部分多和长，说明细胞核对于细胞的生命活动是不可或缺的。 1.如果你是这位科学家，你怎样解释上述数据？你能复出什么绪论？8组2.有人质疑这位生物学家，要求他对这么多细胞有核部分的死亡作出合乎逻辑的解释。请你尝试为这位生物学家辩护，替他作出解释。细胞有核部分出现死亡现象的可能原因有两方面，一是实验过程中人为因素对细胞造成了伤害，导致部分细胞死亡；二是细胞的正常凋亡。技能训练 ：解释数据9组第四章 细胞的物质输入和输出第一节 物质跨膜运输的实例本节聚焦：
细胞在什么情况下吸水与失水。
植物细胞的质壁分离与复原现象说明什么?
为什么说细胞膜是选择透过性膜？学习目标1.理解动物细胞的吸水和失水；通过探究实验了解植物细胞的吸水和失水；举例说出细胞膜是选择透过性膜。
2.自主学习，合作探究，提高运用生物学知识解释生活实际现象的能力。。
3.全力以赴，激情投入，快乐学习，养成良好的探究习惯。。学习重难点1.教学重点
举例说出细胞膜是选择透过性膜
2.教学难点
尝试提出问题，作出假设G1、结合教材P60页“问题探讨”讨论1-3,回答什么是渗透作用及渗透作用发生的条件。
G2、结合教材图4-1，理解并写出红细胞在什么情况下吸水膨胀、失水皱缩或保持原态？
G3、教材P61页“思考与讨论”1-4。
G4、什么叫原生质层，植物细胞的液体环境主要指的是哪里？植物细胞中什么充当“半透膜”。
G5、植物细胞质壁分离及复原的原因。
G6、植物细胞若吸水会涨破吗？植物细胞壁对细胞吸水、失水有没有影响？
G7、教材P63-64页“资料分析”讨论1-2
G8、教材P63-64页“资料分析”讨论3-4
G9、试说明半透膜与选择透过性膜的异同？口头展示问题探讨：蔗糖分子不能透过半透膜，水分子能透过半透膜。半透膜是一类可以让小分子物质通过
而大分子物质不能通过的薄膜的总称。多？单位体积中，蔗糖溶液中水分子的数量______；清水中水分子的数量______；故单位时间内，透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数比从长颈漏斗渗出的水分子数_____，漏斗管液面升高。
水总体的扩散方向：水分子多→水分子少（顺相对含量的梯度）
即低浓度溶液（清水）→高浓度溶液（蔗糖） 多少多问题探讨：1、漏斗管内的液面为什么会升高？渗透作用蔗糖溶液清 水少多水分子总的运动方向从水分子多处走向水分子少处（顺相对含量梯度）扩散：物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移水分子的扩散概念： （或溶剂分子）透过 ， 从 向___________的扩散，叫渗透作用。水分子半透膜低浓度溶液高浓度溶液渗透作用G1【探究2】渗透作用的条件？不会；因纱布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高。半透膜两侧溶液的浓度相等时,单位时间内进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量,液面也不会升高. 2.如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？
3.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？
条件一：半透膜条件二：浓度差G1概念： （或溶剂分子）透过 ， 从 向___________的扩散，叫渗透作用。水分子半透膜低浓度溶液高浓度溶液渗透作用2、产生的条件：
①具有 .
②半透膜两侧溶液具有 。浓度差半透膜G11、如果将装置中的漏斗换成动物细胞，细胞会不会吸水？
2、动物细胞是不是相当于一个渗透系统？清水中小于大于等于细胞吸水膨胀细胞失水皱缩水分进出平衡G2：结合教材图4-1，理解并说出红细胞在什么情况下吸水膨胀、失水皱缩或保持原态？动物细胞吸水与失水的原理：渗透作用
______ 具有控制物质进出细胞的作用，相当于半透膜
当外界溶液浓度______细胞质的浓度，细胞吸水膨胀。（浓度差异大时，会因吸水而涨破）
当外界溶液浓度______细胞质的浓度，细胞失水皱缩。（浓度差异大时，会因失水而死亡）
当外界溶液浓度______细胞质的浓度，细胞保持原态，水分进出细胞处于动态平衡。细胞膜大于等于小于3、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？4、红细胞的吸水和失水的多少取决于什么条件？红细胞一般会因持续吸水而涨破。要看红细胞与外界溶液的浓度差大小红细胞吸水或失水的多少取决于红细胞内外浓度的差值，差值较大时吸水或失水较多。【思考讨论】1、红细胞内的血红蛋白等有机物能通过细胞膜吗？一般不能2、红细胞的细胞膜是不是相当于半透膜？是。细胞膜具有控制物质进出细胞的作用G3：【联系生活】你吃比较咸的食物时，例如你吃腌制的咸菜，连续嗑带盐的瓜子等，你的口腔和唇的粘膜有什么感觉？为什么？口干舌燥。口腔细胞失水植物细胞失水植物细胞的吸水和失水植物细胞吸水细胞壁细胞膜液泡膜细胞质原生质层（全透性，水分子和溶解在水里的物质都能够自由通过）细胞液（具有一定的浓度，细胞内的液体环境主要是指液泡里面的细胞液）植物细胞的吸水和失水G4：细胞液的浓度 外界溶液浓度 植物细胞质壁分离G5细胞液的浓度 外界溶液浓度植物细胞质壁分离复原G5___________相当于一层半透膜。
当细胞液的浓度_________外界溶液的浓度（外因）时，细胞失水，发生质壁分离。
（内因：细胞壁和原生质层都有一定的伸缩性，原生质层比细胞壁的伸缩性大。 细胞不断失水时，原生质层与细胞壁逐渐分离开来。）
当细胞液的浓度__________外界溶液的浓度时，细胞吸水，质壁分离复原。
植物细胞吸水与失水的原理原生质层小于大于质壁分离中的“质”和“壁”代表什么？
原生质层 细胞壁植物细胞若吸水会涨破吗？植物细胞壁对细胞吸水、失水有没有影响？G6（1）不会，细胞壁具有支持和保护作用。
（2）没有影响。1、水稻培养液里的Ca2+和Mg2+浓度为什么会增高?而SiO44-则减少?2、不同作物对无机盐的吸收有差异吗?SiO44-二、物质跨膜运输的其他实例在培养过程中，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。 有G73、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？有，这种选择有普遍性。物质跨膜运输的特点：
1、物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的。
2、细胞对物质的输入和输出有选择性。G8细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜试说明选择透过性膜和细胞膜的异同：
半透膜的特点是小分子能通过，大分子不能通过；选择透过性膜的特点是被选择吸收的小分子能通过，大分子不能通过。
G912、 在紫色洋葱表皮细胞临时装片的盖玻片一侧滴加质量分数为0.3 g/mL的蔗糖溶液后，出现了如图所示的情形，请回答：
此细胞发生了__________现象，是细胞_________的结果。
(2)图中②的结构名称是______，②④⑤共同构成了_________。
(3)图中⑦充满了______。
(4)将此细胞置于清水中，⑥的体积会______，是由于细胞______ 所致。
(5)在滴加质量分数为0.3g/mL的蔗糖溶液后的过程中，显微镜下不可能观察到的现象是（ ）
液泡缩小
细胞壁与原生质层分离
液泡颜色变浅
细胞核位于原生质层内质壁分离渗透失水细胞膜原生质层变大渗透吸水D蔗糖溶液因为细胞壁是全透性的，质壁分离后，在原生质层和细胞壁之间，充斥的液体为外界溶液（如蔗糖溶液）。细胞吸水或失水的多少，取决于细胞内外溶液的浓度差的大小，即：差值越大，吸水或失水越多，速度越快，；反之则越小 ，速度越慢。质壁分离
内因：有细胞壁、大液泡和一定的细胞液浓度
外因：外界溶液的浓度大于细胞液的浓度
第4章 细胞的物质输入和输出
●章节规划
本章和第5章的内容都属于细胞的功能。任何一个生命系统都是开放的系统，都与外界有物质的交换，即物质的输入和输出。而物质进出的大门是细胞膜，所以本章与细胞膜有重要关系。前面第2章已经介绍了细胞膜的化学组成和细胞膜在细胞识别和信息传递上的功能。本章着重介绍细胞膜作为细胞大门在控制物质进出中发挥的作用。第1节主要通过以水和无机盐的跨膜运输为实例，说明细胞膜是选择透过性膜。为什么能实现选择透过性？功能与结构有关，于是第2节内容着重介绍细胞膜的结构。那不同的物质是如何进出细胞膜的呢？在第3节则主要探讨了物质进出细胞的不同方式。三节内容之间存在内在的联系。
本章的知识结构体系：
1.物质的跨膜运输实例
（1）水分的输入和输出：质壁分离与复原的条件、现象、原理、结论
（2）无机盐等其他物质跨膜运输的特点
（3）选择透过性膜的概念
2.生物膜的流动镶嵌模型
（1）对生物膜结构的探索历程
（2）流动镶嵌模型的基本内容
3.物质跨膜运输的方式
（1）离子和小分子的跨膜运输方式：被动运输（自由扩散、协助扩散）和主动运输
（2）大分子的跨膜运输方式：胞吞和胞吐
本章中所含的重要的教学价值：通过对植物细胞失水和吸水的实验，培养学生学会探究问题的一般方法和步骤；通过对生物膜的探索历程的分析，让学生体验人们认识自然世界的一般规律，人们在实验的基础上提出假说，又通过进一步的实验来修正假说，其中方法和技术的进步起关键的作用；通过数学坐标图来表达3种跨膜运输方式的一些规律和特征，培养学生对图表数据的解读能力。
本章中《物质跨膜运输的实例》可用2课时教学，1个课时结合对植物细胞失水和吸水的实验的设计分析，突出教会学生探究问题的一般方法，1个课时用来完成实验并分析结论，突出实验操作的教学。《生物膜的流动镶嵌模型》可用1课时，突出生物学史的教学。《物质跨膜运输的方式》可用1课时，突出比较的方法和对坐标图表的分析。
分离开来的原生质层最外面的是细胞膜。
第1节 物质跨膜运输的实例
●从容说课
本节利用一些具体例子和资料，介绍了两方面的内容：
1.水分子是顺着相对含量的梯度跨膜运输的。
2.一些离子的跨膜运输并不是顺着离子相对含量的梯度来进行的，最后总结出细胞膜是选择透过性膜。实例主要突出的是水的跨膜运输方式——渗透。要让学生明确这几个问题：扩散与渗透的区别；原生质层与原生质的区别；细胞与渗透装置的共同之处（一个成熟的细胞就是一个渗透系统）；半透膜与选择透过性膜的区别和联系；细胞在什么情况下吸水和失水。
本节实验是一个“探究实验”，这也是学生高中阶段第一次接触“探究实验”，要逐步教会学生进行探究的基本方法和步骤。虽然实验本身很简单，关键是要引导学生如何从生活现象中发现问题，提出有价值的问题，引导学生学会如何分析问题作出假设，并根据所做的假设来设计实验，考虑实验操作的具体细节（材料、用具、试剂的选择，操作步骤，结果预期，设计记录表格等），这才是最重要的。
本节可以分2课时进行，第一课时着重介绍探究实验的一般方法和步骤，第二课时则进行实验，分析实验结果，得出结论。结合对实验的分析来介绍渗透装置和渗透作用，指出一个成熟的细胞就是一个渗透装置，最后通过书本中的资料分析得出：（1）离子的跨膜运输并不是顺着离子相对含量的梯度来进行的；（2）细胞膜不仅仅是半透膜，还是选择透过性膜。
●三维目标
1.知识与技能
（1）说出细胞在什么情况下吸水和失水。
（2）举例说明细胞膜是选择透过性膜。
（3）熟练制作临时装片和操作显微镜观察。
2.过程与方法
（1）尝试从生活现象中提出问题，作出假设。
（2）学习进行探究问题的一般方法和步骤。
3.情感态度与价值观
（1）参与课堂讨论与交流。
（2）养成良好的实验习惯，如及时清洗和摆放实验用具，爱护实验室卫生等。
●教学重点
1.如何进行探究实验，其基本方法和一般过程。
2.渗透作用；细胞是一个渗透系统。
3.细胞膜不仅仅是半透膜，还是选择透过性膜。
●教学难点
1.如何发现问题和提出问题。
2.如何设计实验过程（材料、实验用具、试剂的选择，实验结果的预测，操作的细节）。
3.细胞膜不仅仅是半透膜，还是选择透过性膜。
●教具准备
1.渗透演示实验。
2.萝卜条吸水和失水的演示实验。
3.渗透原理的多媒体演示课件。
●课时安排
2课时
第一课时 探究细胞的吸水与失水
●教学过程
［课前准备］
课前老师准备好萝卜条吸水和失水的演示实验，取三块形状大小相同的萝卜条，一块置于盛有清水的烧杯中，一块置于盛有盐水的烧杯中，一块用培养皿盛放以作对照。此实验一般需要半小时就可以有明显的结果。
［情境创设］
今天我们开始学习第4章《细胞的物质输入和输出》，无论是从个体层次还是细胞层次来看，生命系统并不是一个孤立封闭的系统，它要不断与外界发生物质和能量的交换，包括从外界摄入物质（如我们吸入氧气、吃饭等），同时也包括及时地把代谢产生的废物排出体外（如呼出二氧化碳，排尿，出汗等）。那么这一章我们着重探讨在细胞层次上物质是如何输入和输出的。
首先我们来看这样几个生活中的例子：
（1）你吃比较咸的食物时，例如腌制的咸菜、连续嗑带盐的瓜子等，你的口腔和唇的黏膜会有什么感觉？为什么？
学生：会有干燥难受的感觉，因为口腔和唇的细胞失去水分，即水分的输出。
（2）当你把白菜剁碎准备做馅时，常常要放一些盐，过一段时间后就可见有水分渗出，这些水分是从哪里来的？
学生：菜馅细胞失去的水分，即水分的输出。
（3）蔫了的青菜叶放入清水中浸泡一段时间后，会有什么变化？
学生：菜叶又重新变得硬挺起来了，叶面伸展，即水分的输入。
（4）老师展示课前准备好的萝卜条失水和吸水的实验，介绍实验过程，展示实验结果。问：两个烧杯中的萝卜条为什么会出现明显的不同呢？
学生：清水中的萝卜条吸水，即水分的输入；盐水中的萝卜条失水，即水分的输出。
（5）你还能想到哪些类似的例子呢？
……
［师生互动］
1.提出问题
教师：结合上面这些例子，特别是萝卜条吸水和失水的这个演示实验，如果深入思考的话，你可以提出什么问题？将问题写下来。
学生：①细胞会失水吗？（渗出的水是细胞内的水还是间隙的水）
②细胞在什么情况下会失水，什么情况下会吸水呢？
③水分是如何进出细胞的？
……
教师：大家一起来讨论一下提的问题哪些是有价值的，值得探究的？
学生：②和③两个问题提得好，可以探究。
教师：我们要学会善于从生活中的现象中发现新的问题，提出问题。许多科学家发现也就是在平时看似习以为常的现象或者一些偶然巧合的现象中提出来的，例如牛顿就从苹果掉下来的现象中提出地球引力的问题；细菌学家弗莱明从一个长了青霉的细菌培养皿中提出青霉的分泌物是否具有抑制葡萄球菌生活的作用，从而提取出青霉素的。当然这要求我们要有敏锐的观察能力和敏捷的思维。爱因斯坦曾经说过：“提出一个问题比解决一个问题更重要。”可以说“提出问题的能力”是人们素质的一个重要组成部分,是创造发明的源泉之一。
好，提出了一个有价值的问题以后，我们如何去研究它呢？这节课我主要是告诉大家探究问题的一般方法和步骤。
2.作出假设
当一个问题提出来后，首先我们要对现象进行分析，结合已有的知识（必要时还要查找一些资料）和生活经验，对提出的问题作出一个尝试性的回答。我们叫“作出假设”。
比如我们研究“细胞在什么情况下会失水，什么情况下会吸水呢”，综合分析以上几个例子——嗑瓜子引起口干，菜馅渗出水，还有盐水中的萝卜条失水，它们的共同点是细胞外有一定的盐分，所以可以推理“是不是当细胞外界溶液的浓度过大或者说大于细胞内的浓度时，细胞会失水呢？反之如果细胞外溶液低于细胞内溶液的浓度时细胞则会吸水”，作出了一个假设。
那作出的假设正确与否呢？就需要通过实验来验证，那么接下来我们就要设计一个实验，创造我们假设中所提出的条件，来检测细胞是否发生失水或吸水。
3.设计实验
教师：那这个实验的设计上我们需要考虑哪些细节呢？
首先我们要考虑“选择怎样的细胞材料来进行实验”，脱开书本，假如你是第一次碰到这样的问题，你会考虑选择怎样的材料呢？
学生：树叶；菜叶；血细胞；花瓣。
……
教师：大家可以打开思维来想，刚才你们提的材料很好，都可以用来尝试，或许这些材料都能成功，但也可能一些材料不能助你成功。同时你们也想一想这个实验要用到哪些工具，你如何判断细胞失水了还是没有失水？
学生：用显微镜观察。
教师：很好，当你选用了显微镜以后，你的选材就应注意要尽可能选容易做成装片的，在显微镜下容易观察到的（如细胞比较大，或细胞有颜色等，如果没有颜色，能不能染色？染色要注意什么）。比如洋葱表皮细胞有紫色，也很好撕取做成装片，就可以考虑，那大家还能不能想到其他什么好材料呢？
学生：水绵，水绵是绿色的，水绵是单层细胞。
那葫芦藓也可以，它的叶是一层细胞的。
美人蕉的花瓣表皮细胞中液泡颜色呈现鲜红色。
紫鸭跖草表皮容易撕取，紫色液泡大而明显，很容易找到。
……
教师：大家的思路开始打开了，想得很好，那究竟这些材料好不好，大家也可以做为一个课题来研究，多选几种材料都试试，进行比较。
好，那接下来我们还要考虑选用怎样的试剂好呢？
学生：盐水。
教师：还有没有其他的呢？
学生：糖水；
醋酸；
海水。
……
教师：想得很好，这里我们同样也考虑这些问题，我们选的试剂会不会对细胞有伤害？能否保证细胞是活的？如醋酸就可能对细胞产生伤害；试剂的浓度我们最好是能控制的，海水的浓度我们不好控制。还有试剂要是容易获得的。所以这里大家提的盐水和糖水是比较好的。
材料、用具、试剂都选好了，接下来我们要考虑整个实验具体的操作步骤该如何。是先把洋葱泡在盐水中，10分钟后取出做成装片，显微镜下检测；还是先做好装片，再想办法往里加入试剂呢？
学生：先做装片再加试剂好，这样可以在显微镜下监控细胞失水的变化过程。
教师：很好，现在我们还有一个重要的问题，那就是要预期一下实验结果，加了高浓度糖水后细胞会发生怎样的变化呢？
学生：细胞会缩小。
图4－1－1
1.正常细胞 2、3.发生了质壁分离的细胞
教师：对，细胞液中的水分流失，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（包括细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质。注意：原生质层和原生质两个概念是不同的，原生质则指细胞内的生命物质，整个动物细胞都是一团原生质，而植物细胞除细胞壁外的其他所有物质是一团原生质）比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质就会与细胞壁分离开来，也就发生质壁分离。所以观察到质壁分离可以作为细胞失水的表现。
预测了实验结果后，我们可以设计一个表格来记录实验结果。这个实验中的表格就比较简单了。
中央液泡的大小
原生质层的位置
细胞大小
0.3 g/mL蔗糖溶液
清水
4.开展实验
好，当所有这些实验的细节都考虑清楚了以后，我们就可以开始实验了，下节课我们就到实验室完成这个探究实验。
5.记录结果
6.分析结果，得出结论
做完实验后，我们要对实验结果进行分析，实验结果是否与预期相吻合？是否支持了我们最初的假设？
当实验结果与预期不符时，我们要多思考，也不要急于认定假设不成立，要考虑会不会是因为实验操作的不正确导致不能达到预期结果的？会不会有什么干扰因素呢？
例如这个实验中，如果开始使用了0.8 g/mL的蔗糖溶液，很快就观察到了质壁分离，但后来加清水怎么也不能使细胞发生质壁分离复原，能否断定当外界浓度低的时候细胞不能吸水呢？
学生：不能。
教师：那为什么会出现与预期不符的结果呢？就要多思考了，有没有谁能想到呢？
学生：会不会因为蔗糖浓度过高了，导致细胞失水过快而死亡了。
教师：很好，回答得很正确。所以无论实验成功也好，失败也好，都要认真分析。
如果确实找不到实验设计上的原因也找不到实验操作上的原因，始终也未能得到预期的结果，这就要认定假设是错的了。这时又要重新回头做新的假设，然后设计别的实验了。失败不要紧，很多伟大的发现都不可能一次就成功的，都是要经过多次，有的甚至千百次的失败后才成功的。失败是成功之母嘛。
［教师精讲］
进行科学探究的方式是多种多样的。一般来说，其基本过程具有六个要素：提出科学问题；进行猜想和假设；制定计划，设计实验；观察与实验，获取事实与证据；检验与评价；表达与交流。某些探究过程只包含其中的几个要素，而且也不一定按上面呈现的顺序进行。我们进行科学探究主要是领悟科学探究的思想，培养自己进行科学探究所需要的能力，增进对科学探究方法与过程的理解。科学探究能力是通过完成部分探究活动和完整的探究活动而形成和发展的。
［评价反馈］
1.精选练习
（1）酵母菌培养基中，常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而抵制了微生物的生长，原因是
A.改变了酵母菌的pH
B.碳源太丰富
C.细胞失水影响其生活
D.葡萄糖不是酵母菌的原料
（2）当把紫色的洋葱鳞片叶的表皮置于质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中后，原生质层和细胞壁之间将
A.紧紧靠在一起
B.充满细胞液
C.充满蔗糖溶液
D.充满清水
答案：（1）C （2）C
［课堂小结］
我们这节课就到这里，主要是告诉大家探究的一般方法和基本的步骤：提出问题→作出假设→设计实验→开展实验→记录结果→分析结果，得出结论→表达与交流。下节课我们就到实验室来完成这个实验。
［布置作业］
课后完善本实验的设计，理顺操作步骤，预期实验结果并思考：
1.假如细胞壁相当于一层半透膜，实验结果会有什么不同？
2.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？
［课后拓展］
请根据下述条件设计一个实验，鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液，写出实验步骤并分析结果：一瓶10%的蔗糖溶液、一瓶30%的蔗糖溶液、250 mL烧杯1只、半透膜制成的透析袋子只、有刻度玻璃管1支、细线1根、支架1个。
提示：此题主要考查设计实验的能力。设计实验的目的（提出问题）：鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液。设计实验依据的原理：渗透作用原理。实验材料和用品的选择：制作一个渗透装置和进行渗透作用测量的材料、用品。合理安排实验步骤参见下面的答案。对实验结果的预测和分析参见下面答案。得出科学的结论：明确实验目的→实验依据的原理→实验材料和用品的选择→合理安排实验的步骤→对实验结果的预测和分析→得出科学的结论，这是设计实验的基本思路和程序。
（1）实验步骤
①将一瓶中的蔗糖溶液倒入烧杯中。②将另一瓶中的蔗糖溶液装满透析袋，将刻度玻璃管插入袋内溶液中，用线将袋口和玻璃管扎紧。③将插有刻度玻璃管的透析袋放入盛有溶液的烧杯中，垂直固定于支架上，记录刻度玻璃管液面刻度。④一段时间后，观察玻璃管液面刻度，确定液面是升还是降。
（2）结果分析
如液面升高，则透析袋中的溶液是0.3 g/mL的蔗糖溶液，烧杯中的溶液为0.1 g/mL的蔗糖溶液。反之，可推测透析袋中是0.1 g/mL的蔗糖溶液，烧杯中的溶液为0.3 g/mL的蔗糖溶液。
●板书设计
第4章 细胞的物质输入和输出
第1节 物质跨膜运输的实例
第一课时 探究细胞的吸水与失水
第二课时 水分及其他物质的跨膜运输
●教学过程
［课前准备］
老师准备——渗透作用的演示实验：剪取一块平整、无裂痕的羊皮纸（或赛璐珞膜，俗称透明纸或玻璃纸，也可以选用动物的膀胱膜、肠衣，蛋壳内膜等材料）作为半透膜，包在长颈漏斗的口上，用橡皮筋扎紧，然后在漏斗颈上套一段乳胶管（约3～4 cm长），将漏斗口朝下平放在桌面上，用吸管吸取加有红墨水的蔗糖溶液，注满漏斗。取一支0.5 mL的移液管，插在乳胶管的另一端并且与漏斗颈相接。将乳胶管的两端用线扎紧。安装完毕，将漏斗移入盛有清水的烧杯中，并且用铁架台固定如图4－1－2所示：
图4－1－2
实验开始时，选一块色彩鲜艳的纸条贴在移液管上，标明这时的液面位置。几分钟以后，便能够看到明显的实验效果。注意，移液管不能太细，否则液面上升太快。
学生准备——预习实验并写下详细实验方案，复习显微镜的使用方法。
［情境创设］
在上一节课中，我们学习了进行探究实验的一般方法和基本步骤，并且一起分析了“细胞在什么情况下会失水，什么情况下会吸水”的实验设计，那今天我们就来动手做这个探究实验，看我们的假设是否正确。
［师生互动］
1.学生实验，教师指导
大家课前已经做好了预习，实验器材已经发放到大家的桌面上了，下面可以开始动手实验了。注意以下几点：
（1）加蔗糖溶液时不要污染了显微镜。
（2）如果你从盖玻片左侧加蔗糖溶液，接下来加清水时应从右侧加入。
（3）如实记录实验结果，并完成实验评价表（见评价方案）。
（4）实验时间为25分钟，实验结束后要清洗和整理好实验用具。
学生进行实验，老师旁边指导，将实验效果特别好的装片拿到教师显微镜下并通过显微投影投放到大屏幕上展示出来。
2.分析实验结果，得出结论
下面我们看一组同学的实验结果记录，它能否证明我们最初的假设是正确的呢？
中央液泡的大小
原生质层的位置
细胞大小
0.3 g/mL蔗糖溶液
变小
脱离细胞壁
基本不变
清水
逐渐恢复原来的大小
逐渐恢复原来的位置
基本不变
学生：可以，很明显细胞在0.3 g/mL蔗糖溶液下因失水发生了质壁分离，而在清水中因吸水发生了质壁分离的复原。
教师：大家想想，假如没有细胞壁，实验结果会有什么不同，你会联系到之前我们讲的一个什么实验？
学生：细胞会发生破裂，就像之前学的用哺乳动物的红细胞制备细胞膜的实验，红细胞因没有细胞壁，吸水以后会发生破裂。
教师：很好，其实动物细胞也会发生失水和吸水。下面我们看看水分进出哺乳动物红细胞的图片：
图4－1－3 外界浓度与 图4－1－4 外界浓度小 图4－1－5 外界浓度
细胞质浓度相同， 于细胞质浓度， 大于细胞质浓度，
细胞形态正常 细胞吸水膨胀 细胞失水皱缩
那为什么细胞在高浓度的溶液中就会失水呢？原理是什么呢？我们接下来看下面的演示实验。
3.渗透作用
演示“渗透作用实验”——介绍实验装置，指导观察实验结果：
在这个装置中（图见［课前准备］），①倒置漏斗内的是蔗糖溶液（为了便于观察，可加入少量红墨水），烧杯中的是清水。②漏斗口上扎的是玻璃纸（或肠系膜，或蛋壳膜，或鱼鳔），它的特点是一些小分子如水分子可以自由通过，而大分子如蔗糖分子则不能通过，我们把它叫半透膜。③实验之初，漏斗内液面位置我们用一个标志环标示出来了。
图4－1－6
大家看现在液面发生了什么变化？为什么会发生这种变化呢？
通过多媒体动画演示突破难点：
①蔗糖分子不能自由通过半透膜而水分子可以。②两侧的水分子都在运动。③由于下侧（烧杯内）的水分子数量多（相对浓度大），所以由下侧进入上侧（漏斗内）的水分子比由上侧进入下侧的水分子多。④整体表现为水分子由烧杯通过半透膜进入了漏斗。
这种水分子透过半透膜的运动叫渗透作用。这个装置叫渗透装置。
大家总结一下，渗透作用的发生必需的条件有哪些？
引导学生回答：①要有半透膜；②半透膜两侧的溶液浓度不同。
那漏斗内的液面会一直升高吗？
学生：不会，当两侧水分子的数量同时达到一种动态的平衡时，漏斗内液面不再上升。
教师：我们再回到细胞的失水与吸水，那一个细胞相当于一个渗透系统吗？它具备渗透作用的发生必需的条件吗？（展示植物细胞结构图P61图4－2）
从图中可以看出原生质层相当于半透膜，一些分子可以自由通过，一些分子不能自由通过，但由于原生质是具有生命活性的物质，它又与物理意义的半透膜（如玻璃纸也是半透膜）是有区别的。下面我们看看物质跨膜运输的其他实例。
4.半透膜与选择透过性膜
学生阅读课本P63的“资料分析”，并进行讨论：
（1）水稻培养液里的Ca2+和Mg2+浓度为什么会增高？说明什么？
学生：水稻吸收水分和其他离子多，而吸收Ca2+和Mg2+较少。
（2）不同作物对无机盐的吸收有差异吗？
学生：有明显差异，水稻吸收大量的Si4+而番茄几乎不吸收。番茄吸收Ca2+和Mg2+较多。
（3）水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质也是这样的吗？
学生：不是的，比如水稻吸收Si4+，这是根据生物生命活动的需要。
（4）细胞对物质的吸收有选择吗？如果有，这种选择有普遍性吗？
学生：是有选择性的，因为不同生物吸收的离子的量是各不相同的；这种选择也是有普遍性的，如不同微生物对不同矿物的吸收表现出较大的差异。
教师：所以，细胞膜并不是单纯物理意义的半透膜，它是有生理活性的，能对一些物质进行选择性通过，这叫选择透过性膜。
［教师精讲］
典型的渗透装置必须具备两个条件：一是具有半透膜；二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。细胞主要通过渗透作用从外界吸收水分，当水分进入细胞时，人必须通过细胞壁和原生质层，细胞壁是全透性的，原生质层由于细胞膜和液泡膜是选择透过性膜，因此可以看作一层选择透过性膜。这里，往往造成概念错误，把选择透过性膜当作半透膜。事实上，两者之间是有区别的。
渗透作用原先是一种物理和化学现象。化学中的半透膜是指只允许某种混合物中的一些物质透过，而不容许另外一些物质透过的薄膜，如膀胱膜、动植物细胞的细胞膜；物理中的半透膜是指只允许某种混合物（溶液、混合气体）中的一些物质透过，而不允许另一些物质透过的薄膜，例如动物的膀胱、动植物细胞膜；生物上的半透膜是指只让溶剂分子透过而不让溶质分子透过的薄膜，如膀胱膜等。从上述概念中可以看出，半透膜是指只允许某些分子（或离子）透过而不让别的分子（或离子）透过的膜。植物生理学中通过杜南氏平衡不消耗能量使某种离子在细胞内累积的现象是用半透膜理论来解释的。由于植物细胞的质膜是一个半透膜，细胞内含有一些大分子带电化合物（如蛋白质），这些蛋白质带负电而又不能向细胞外扩散，但它可与一些阳离子形成盐（如K+），当把这种细胞放于KCl溶液中，如果细胞内没有Cl－，则Cl－进入细胞内，同时K+也跟着进入细胞内以保持细胞内外一定的电位差，最后达平衡时细胞内的K+远远高于细胞外。细胞膜选择透性是由于膜上具有一些吸收与运输物质的载体。一般认为这种载体是蛋白质大分子，它有专门运送物质的功能。因不同植物细胞膜含有不同类型的载体，同一细胞膜上对不同物质的载体性质不同，数量也不同，甚至对同一种盐类的阳离子与阴离子的透过酶也不同，因而表现了细胞膜的高度选择性。细胞通过选择透性膜吸收物质时需要消耗能量，故称为主动吸收。细胞死亡时膜便失去选择透过性，成为全透性。由此可见半透性膜与选择透性膜是两个明显不同的概念。
［评价反馈］
1.实验过程性评价
实验名称
探究植物细胞在什么情况下失水和吸水
姓名
评价项目
自评
小组互评
老师评价
1.能熟练制作洋葱表皮临时装片
2.能熟练正确操作显微镜
3.整个实验进程有序紧凑
4.实验效果明显
说明：评价采用“A、B、C、D”四个等级
2.精选练习
（1）放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，会发生质壁分离的细胞是
A.人的口腔上皮细胞 B.干种子细胞
C.洋葱根尖分生区细胞 D.洋葱表皮细胞
（2）甜菜块根细胞的液泡中有花青素，使块根为红色。将块根切成小块放在蒸馏水中，水无明显的颜色变化。但用盐酸处理这些块根后，则能使溶液变红。这是因为
A.细胞壁被盐酸破坏 B.盐酸破坏了细胞膜的选择透过性
C.盐酸破坏了原生质层的选择透过性 D.花青素不溶于水而溶于盐酸
（3）当把紫色的洋葱鳞片叶的表皮置于质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中后，原生质层和细胞壁之间将
A.紧紧靠在一起 B.充满细胞液
C.充满蔗糖溶液 D.充满清水
（4）图4－1－7中a、b、c表示某植物体的三个相邻的细胞，它们的细胞液浓度为a>b>c，它们之间的水分渗透方向应是
图4－1－7
（5）将洋葱表皮浸泡在7%的尿素溶液中，表皮细胞发生质壁分离，随后又自发地发生质壁分离复原。你能解释其原因吗？
（6）将洋葱表皮细胞放入一定浓度的硝酸钾溶液中，其细胞便发生质壁分离，不久这些细胞又逐渐发生质壁分离复原，你能解释其原因吗？
参考答案：
（1）D〔动物细胞没有细胞壁不能发生质壁分离，干种子和根尖分生区细胞（没有形成大的中央液泡）主要以吸胀方式吸水〕
（2）C（盐酸破坏了原生质层，选择性功能丧失，液泡中的花青素渗出。B选项不全面）
（3）C（细胞壁是全通透的）
（4）C（根据水分由浓度低的溶液向浓度高的溶液渗透的原理来判断）
（5）因为尿素通过细胞膜的方式是自由扩散，即尿素可在不需要载体、不需要能量的情况下，完全依靠膜两侧的尿素分子的浓度差过膜移动，所以，在洋葱表皮细胞失水而发生质壁分离的同时，尿素分子会顺着浓度差向细胞液内扩散，从而使得在尿素溶液中质壁分离的速率与在相同浓度的蔗糖液中相比要慢一些，当细胞液浓度由于尿素不断增多而与外界尿素溶液浓度一样时，由于细胞本身失水而使细胞液总的浓度高于外界尿素液浓度，从而自发地发生质壁分离复原现象。
（6）当硝酸钾溶液的浓度大于洋葱表皮细胞的细胞液浓度时，细胞液中的水分会更多地向细胞外移动，表现为细胞失水，从而发生质壁分离现象；而后，由于植物细胞可主动运输硝酸根离子和钾离子，使这两种离子进入细胞，结果导致硝酸钾溶液的浓度降低，细胞液浓度升高，当细胞液的浓度大于硝酸钾溶液的浓度时，植物细胞会吸水，从而表现出质壁分离复原的现象。
［课堂小结］
本节课我们通过实验探究了植物细胞在什么情况下失水和吸水，并且学习了其失水和吸水的原理是渗透作用。细胞膜是一种半透膜，一些小分子可以自由通过，一些分子则不能自由通过，但细胞膜又不是纯物理意义上的半透膜，它是有生理活性的，能对一些离子和小分子进行选择性通过。所以细胞膜更是一种选择透过性膜。
那为什么会有选择性呢？细胞膜是靠什么机制来对不同的物质进行选择的呢？这就跟细胞膜的结构有密切的关系，下节课我们再来学习细胞膜的结构特点。
［布置作业］
课后探讨课本P64“与社会的联系”中的问题。
［课后拓展］
质壁分离法测定细胞的渗透势实验
实验原理
将植物组织置于对其无毒害的一系列不同浓度的溶液里处理一定时间，然后镜检发生质壁分离的细胞数，通常把视野中有50％的细胞发生质壁分离时定为初始质壁分离，细胞初始质壁分离时压力势为零，因而可把引起细胞初始质壁分离的外界溶液称之为等渗溶液，其溶液具有的渗透势即为细胞的渗透势。由于很难正好找到引起50％细胞发生质壁分离的浓度。因此通常用插值法求得等渗溶液浓度，代入公式即可计算渗透势。
器材与试剂
器材：显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，培养皿（或具塞试管），记号笔，滴管。
试剂：蔗糖。
方法与步骤
（1）配制质量浓度为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 mol/L蔗糖溶液，放于6个试剂瓶中，必要时配制溶液浓度可相差≤0.05 mol。
（2）取6套干净清洁的小培养皿，用记号笔编号，将配制好的不同浓度的蔗糖溶液按顺序倒入各个培养皿中使之成一薄层，盖好培养皿盖。
（3）将带有色素的植物组织或叶片（可选用有色素的洋葱鳞片的外表皮，紫鸭跖草，蚕豆，小麦，玉米等叶的表皮）撕取表皮分别迅速投入各种浓度的蔗糖溶液中，每个培养皿中放3块左右材料，使其完全浸没，浸泡20～40分钟。
（4）到时间后，取出表皮，放在载玻片上，滴一滴相同浓度的蔗糖，盖上盖玻片，在显微镜下观察质壁分离的细胞数和细胞总数，找出引起50％细胞发生质壁分离的外界溶液浓度，即为细胞渗透浓度值。
●板书设计
第二课时 水分及其他物质的跨膜运输
一、渗透作用：水分子是顺着水分子的相对含量的梯度跨膜运输的
两个条件：1.要有半透膜 2.半透膜两侧的溶液浓度不同
二、离子的跨膜运输并不是顺着离子相对含量的梯度来进行的
细胞膜是一种选择透过性膜
●习题详解
一、练习（课本P64）
（一）基础题
1.√（此题考查对生物膜系统的理解，生物膜系统中各种膜的成分和结构很相似，也都是选择透过性膜）
2.√（此题考查对渗透作用的应用，水分子是通过渗透作用进出细胞的，渗透作用中水分子的运输方向取决于膜两侧的浓度差）
3.×（此题考查对选择透过性膜的理解，并不是所有的小分子都能通过细胞膜；另一些大分子物质可以有选择地通过细胞膜，另一些大分子还可以以胞吞和胞吐的方式通过细胞膜）
（二）拓展题
农业生产上的轮作正是针对不同作物根系对矿物质元素的选择性吸收而采取的生产措施。如果长期在同一块田里种植同种作物，地力就会下降（俗称伤地），即某些元素因被植物吸收过多而含量下降，这样就会影响往后种植的作物的产量。（此题考查细胞膜对矿质离子的选择透过性吸收在实际生产中的应用）
二、问题探讨（课本P60）
1.由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。
2.不会。因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通过。
3.液面不会上升。单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。
三、思考与讨论（课本P61）
1.血红蛋白不能通过细胞膜。
2.红细胞膜相当于半透膜。
3.当外界溶液的浓度低于红细胞内部的浓度时，红细胞一般会因持续吸水而胀破。
4.红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外浓度的差值。一般情况下，差值较大时吸水或失水较多。
四、与生活的联系（课本P61）
会感到口腔黏膜比较干。因为吃过盐的食物，口腔细胞失水过多。
五、与社会的联系（课本P64）
不能过于宣传高浓度饮料的解渴作用，因为过高浓度的饮料反而会导致细胞失水。
六、本节聚焦（课本P60）
1.细胞在外界浓度高于细胞内液体浓度时会失水，反之则细胞吸水。
2.植物细胞的质壁分离与复原说明了细胞的失水和吸水现象。
3.因为细胞膜可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过。而细胞不需要的小分子、离子和大分子则不能通过。
第4章 细胞的物质输入和输出
第1节 物质跨膜运输的实例
一、选择题
1.下列属于渗透作用的是( )
A.水分子通过细胞壁
B.葡萄糖分子通过细胞膜
C.K+通过原生质层
D.水分子通过原生质层
解析:渗透作用是指水分子或其他溶剂分子透过半透膜进行扩散。细胞壁具有全透性,不属于半透膜,A项错误。葡萄糖和K+属于溶质而非溶剂,B、C两项错误。
答案:D
2.要使红细胞破裂,以便观察寄生在红细胞内的微生物,应将红细胞放置在( )
A.质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中
B.质量分数为9%的盐水中
C.质量分数为0.9%的盐水中
D.蒸馏水中
解析:红细胞没有细胞壁,当外界溶液浓度低于细胞内溶液浓度时,红细胞就会因吸水而涨破。
答案:D
3.一个成熟的植物细胞,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.细胞膜、液泡膜及细胞核
答案:B
4.将紫色水萝卜的块根切成小块放入清水中,水的颜色无明显变化,若进行加热,随着水温的增高,水的颜色逐渐变红,其原因是( )
A.细胞壁在加温中受到破坏
B.水温增高,花青素的溶解度加大
C.加温使细胞膜等生物膜失去了选择透过性
D.加温使水中化学物质发生了反应
解析:紫色水萝卜的色素分子存在于液泡中,若进行加热,随着水温的增高,细胞膜、液泡膜将失去其选择透过性,色素分子通过液泡膜、细胞膜进入清水中,使水的颜色变红。
答案:C
5.下列关于选择透过性膜与半透膜关系的叙述,正确的是 ( )
①具有半透性必须具有选择透过性 ②具有选择透过性就必须具有半透性 ③活的生物膜才具有选择透过性 ④只有活的生物膜才具有半透性
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
解析:物质能否通过半透膜往往取决于物质分子的大小,半透膜无选择透过性;而选择透过性膜只让水分子和被细胞选择吸收的离子和小分子物质通过,因此具有选择性就必须具有半透性。
答案:C
6.一个学生做质壁分离和复原实验时,显微镜下只有一个细胞没有发生质壁分离,其他细胞都出现了明显的质壁分离现象,最可能的原因是( )
A.该细胞是正在发育中的细胞
B.该细胞是死细胞
C.蔗糖溶液浓度太小
D.实验操作不正确
解析:因为是同一个学生在同一次实验时的结果,所以A、C、D三项可以排除。死细胞的原生质层失活,不具有选择透过性,不能发生渗透失水,也就观察不到质壁分离的现象。
答案:B
7.紫色洋葱的外表皮细胞能在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离,下列属于发生该现象的必要条件的是( )
A.细胞壁的伸缩性小于原生质层
B.细胞膜外侧有识别水分子的受体
C.液泡中有紫色的水溶性色素
D.水分子不能穿过原生质层进入液泡
解析:紫色洋葱的外表皮细胞在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离的条件有:细胞具有半透膜(原生质层)、半透膜的两侧有浓度差、半透膜和细胞壁的伸缩性不同,A项正确;细胞膜上没有识别水分子的受体;液泡中是否有紫色的水溶性色素并不影响质壁分离的发生,进行实验时选择紫色洋葱表皮细胞是为了便于观察。
答案:A
8.下图表示某植物相邻的3个细胞,其细胞液浓度依次为甲>乙>丙,能正确表示它们之间水分子渗透方向的是( )
解析:当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,细胞就渗透吸水;反之,则失水。而甲细胞液浓度>乙细胞液浓度>丙细胞液浓度,所以三个细胞之间水分子渗透方向如选项A所示。
答案:A
9.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状态,a、b表示两处溶液的浓度,由此推测( )
A.此时a>b,细胞渗透吸水
B.a=b,渗透系统保持动态平衡
C.此时aD.上述三种情况都可能存在
解析:如果该图表示发生质壁分离的过程,则C项正确;如果该图表示质壁分离复原过程,则A项正确;如果该图中原生质层不再变化,说明水分进出细胞处于动态平衡,则B项正确。
答案:D
10.观察紫色洋葱表皮细胞质壁分离和质壁分离复原实验中,能证明发生质壁分离现象的是( )
A.液泡由小变大,紫色变浅
B.液泡由小变大,紫色变深
C.液泡由大变小,紫色变浅
D.液泡由大变小,紫色变深
答案:D
11.下列细胞能发生质壁分离的一组是( )
①食用的糖醋蒜细胞 ②蚕豆叶的表皮细胞 ③植物的根毛细胞 ④人的口腔上皮细胞 ⑤用解离液解离的洋葱根尖细胞 ⑥根尖分生区细胞
A.①⑤ B.②③⑥
C.①②③④⑤⑥ D.②③
解析:能发生质壁分离的细胞为活的成熟的高等植物细胞。①是死细胞;④是动物细胞,没有细胞壁;⑤用解离液解离的洋葱根尖细胞是死细胞;⑥没有大的液泡,这些细胞都不能发生质壁分离。②和③都是活的成熟的高等植物细胞,可以发生质壁分离。
答案:D
12.将相同的4组新鲜马铃薯条分别浸入4种溶液中,1 h后测定薯条质量变化的百分率,结果如下表。下列叙述正确的是( )
溶液
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
质量变化率
+8%
-6%
-4%
0
A.Ⅰ的浓度最低 B.Ⅱ的浓度较Ⅲ低
C.Ⅳ的浓度最高 D.Ⅳ可能是蒸馏水
解析:由题中质量变化率可知,Ⅰ中溶液比马铃薯溶液浓度低,所以马铃薯吸水质量增加,Ⅱ、Ⅲ溶液比马铃薯溶液浓度高,马铃薯失水质量减少,且Ⅱ的浓度高于Ⅲ,Ⅳ溶液与马铃薯溶液浓度相等,马铃薯既不吸水也不失水。
答案:A
二、非选择题
13.下面甲、乙两图是渗透装置示意图,图丙是根毛细胞示意图,请根据甲、乙、丙三图回答下列问题(图甲是发生渗透作用的初始状态,图乙是发生了较长时间的渗透作用之后,通过漏斗内外的水分子达到平衡的状态。图甲中:①为清水,②为30%的蔗糖溶液):
(1)要发生渗透作用必须具备2个条件:
① (指明图甲中相应部位),② 。?
(2)比较图甲中①和②处溶液浓度的大小: 。?
(3)图丙中④的名称为 ,图甲中的③相当于图丙中的 ,它与图丙中相应结构的区别是 。?
(4)若把根毛细胞放入30%的蔗糖溶液中,它将出现 ,再放入清水中,它又出现 。?
(5)若把根毛细胞放入90%的蔗糖溶液中,它会出现什么变化? ,此时根毛细胞与上题中放入清水中的变化一样吗? ,为什么? ?
。?
(6)盐碱地中的植物常出现萎蔫现象,其原因是?
?
。?
解析:植物细胞吸水和失水均是由于发生了渗透作用。其原生质层相当于半透膜,外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,反之,细胞吸水。当细胞失水过多时,会导致细胞死亡。植物根系若处于高浓度的土壤溶液中时,会因为不能吸水而使植物萎蔫。
答案:(1)具有[③]半透膜 膜两侧具有浓度差
(2)②>①
(3)原生质层 ④ 图甲中③属于半透膜,没有选择透过性,而图丙中④属于生物膜,具有选择透过性
(4)质壁分离 质壁分离复原
(5)质壁分离现象 不一样 由于蔗糖溶液浓度过高,根毛细胞失水过多,会导致根毛细胞死亡
(6)土壤溶液浓度大于根毛细胞液的浓度,造成根毛细胞失水,出现萎蔫现象
14.下图为某学生进行某实验的基本操作步骤,请回答下列问题。
(1)你认为他做该实验的目的是 。?
(2)B步骤主要观察洋葱鳞片叶表皮细胞中紫色 的大小以及 的位置。?
(3)请描述C步骤的操作方法: 。?
(4)某学生在F步骤观察时,发现质壁分离不能复原,最可能的原因是?
。?
(5)通过实验发现,蔗糖溶液浓度不适宜会造成实验失败。请据此拟定一个相关的研究课题:?
?
。?
解析:(1)由题图分析可知,该实验是教材中探究植物细胞的吸水和失水实验。(2)低倍镜下观察,目的主要是观察洋葱鳞片叶表皮细胞的液泡大小、原生质层的位置。(3)步骤C是一种典型的引流法操作。(4)质壁分离不能复原,说明植物细胞可能已死亡,原生质层失去了选择透过性。(5)从蔗糖溶液浓度与质壁分离和复原的角度拟定实验课题,答案合理即可。
答案:(1)观察植物细胞的质壁分离与复原(或探究植物细胞在什么情况下会失水或吸水,或证明原生质层相当于一层半透膜等)
(2)(中央)液泡 原生质层
(3)从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液,在另一侧用吸水纸吸引,重复几次
(4)质壁分离时间过长,细胞失水过多而死亡
(5)探究蔗糖溶液浓度对洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离和复原的影响
第四章 细胞的物质输入和输出
第13课时 物质跨膜运输的实例
目标导航 1.举例说出细胞膜是选择透过性膜。2.尝试提出问题、作出假设，进行探究活动设计。3.进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。
一、细胞的吸水和失水
1．原理：渗透作用。
该作用必须具备两个条件：(1)具有__________；(2)半透膜两侧溶液具有__________。
2．动物细胞的吸水和失水原理
(1)外界溶液浓度________细胞质浓度时，细胞________膨胀。
(2)外界溶液浓度________细胞质浓度时，细胞________皱缩。
(3)外界溶液浓度________细胞质浓度时，水分子进出细胞处于动态平衡。
3．植物细胞的吸水和失水
(1)成熟的植物细胞的结构
①细胞壁：__________，即水分子和溶解在水里的物质都能够自由通过。
②细胞内的液体环境：主要指液泡内的__________。
③原生质层
(2)原理和现象
①外界溶液浓度__________细胞液浓度时，细胞失水，发生____________现象。
②外界溶液浓度__________细胞液浓度时，细胞吸水，发生________________现象。
二、物质跨膜运输的其他实例
1．细胞对无机盐离子吸收实例
(1)水稻吸收____________多，吸收____________较少，番茄吸收____________较多，吸收__________较少。
(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显________血液中碘的含量。
(3)不同微生物对不同__________的吸收表现出很大的差异。
2．物质跨膜运输的特点
(1)物质跨膜运输并不都是__________________的。
(2)细胞对于物质的输入和输出有__________。
3．细胞膜的功能特点
细胞膜和其他生物膜都是______________膜。
知识点一 渗透现象及其原理
1．如右图所示，烧杯内装有蒸馏水，下部封有半透膜的长颈漏斗内装有淀粉和食盐溶液，开始时，漏斗颈内的液面与烧杯内蒸馏水的液面相同。过一段时间后，用碘液和硝酸银溶液分别检测蒸馏水中的物质。整个实验过程中所观察到的现象是 ( )
①漏斗颈内的液面下降 ②漏斗颈内的液面上升 ③烧杯内的液体遇硝酸银溶液有白色沉淀生成 ④烧杯内的液体遇碘液变蓝
A．①② B．②③
C．③④ D．①⑤
知识点二 细胞的吸水和失水
2．假定将甲乙两个同种植物的成熟细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液均比细胞液的浓度高，蔗糖分子不能透过膜，甘油分子可以较快地透过膜。在显微镜下连续观察，甲乙两细胞的变化是 ( )
A．甲、乙两细胞发生质壁分离后，不再发生质壁分离复原
B．甲、乙两细胞发生质壁分离，但乙细胞随后又发生质壁分离复原
C．甲、乙两细胞发生质壁分离，但随后甲细胞又发生质壁分离复原
D．甲、乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原
知识点三 物质跨膜运输的其他实例
3．用相同的完全培养液，在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。在二者的吸水率几乎相同的情况下，72 h后原培养液中部分离子浓度发生了如下表所示的变化(表中数据为72 h后溶液中部分离子浓度占实验开始时的百分比)。分析下表不能得出的结论是 ( )
K＋
Mg2＋
Ca2＋
SiO
水稻
17.0
105
117
19.5
番茄
19.1
85
59.6
118
A.不同植物对同一离子的需要量是不同的
B．与番茄相比，水稻对SiO需要量大，对Ca2＋需要量小
C．不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的
D．植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关
基础落实
1．我国民间用盐渍法保存食品的原理是 ( )
A．食盐水中的Cl－有杀菌作用
B．浓盐水中含O2少，细菌无法生存
C．渗透作用使细菌失水死亡
D．渗透作用使鱼肉细胞过度失水
2．若向日葵的某种细胞间隙的溶液浓度为a，细胞液浓度为b，细胞质基质浓度为c，则当它因缺水而萎蔫时，三者间的浓度关系是 ( )
A．a>b>c B．a>c>b
C．b>c>a D．b>a>c
3．下列各项不可以通过质壁分离实验加以证明的是 ( )
A．成熟植物细胞的死活
B．原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大
C．成熟的植物细胞能进行渗透吸水
D．蛋白质、淀粉、纤维素的吸水性依次递减
4．将紫色洋葱表层细胞置于0.3 g/mL的蔗糖溶液中，光镜下所观察到的现象是 ( )
①液泡逐渐变小，颜色由浅变深 ②液泡逐渐变小，颜色由深变浅 ③原生质层与细胞壁逐渐分离形成球形小团 ④细胞膜、液泡膜结构明显 ⑤原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液
A．①③ B．①③④
C．②③ D．①③⑤
5．将水稻培养在有各种营养元素的培养液中，发现水稻吸收硅多，吸收钙少。这说明( )
A．水稻培养液中硅和钙的浓度不同
B．水稻根细胞对于物质的输入和输出具有选择性
C．水稻根细胞吸收硅的能力弱，吸收钙的能力强
D．硅是小分子，钙是大分子
6．质壁分离实验中的“质”和“壁”分别是指 ( )
A．细胞质、细胞壁 B．原生质层、细胞壁
C．细胞质基质、细胞壁 D．原生质、细胞壁
能力提升
7．下列关于生物膜和半透膜说法正确的是 ( )
A．半透膜是生物膜的一种
B．植物细胞发生质壁分离时，细胞膜相当于半透膜
C．生物膜和半透膜的主要成分都是脂质和蛋白质
D．半透膜可以让离子和小分子通过，生物膜只可以让部分离子和部分小分子通过
8．下列关于植物对离子选择性吸收的叙述，不正确的是 ( )
A．植物对离子选择性吸收的特征与其生活环境相适应
B．根细胞膜上某种离子的载体蛋白的有无，决定对离子选择吸收的种类
C．根细胞膜上某种离子的载体蛋白的多少，影响对离子选择吸收的多少
D．根呼吸强度也影响植物对离子吸收的选择性
9.将新鲜的苔藓植物叶片，放入其中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
10．紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离后，在显微镜下观察到的正确图示是 ( )
11．用完全培养液在两个相同的容器内分别培养水稻和番茄苗，假设两植物的吸水速率相同，一段时间后，测定培养液中各种离子，与试验开始时各种离子浓度之比如图所示。
该试验的结果不能说明 ( )
A．植物根对水分子的吸收和对矿质元素的吸收是两个相对独立的过程
B．植物对离子的吸收有选择性
C．植物对离子的吸收与溶液中离子的浓度有关
D．水稻吸收Si的载体多
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
综合拓展
12．下表是一组用新鲜洋葱表皮进行的实验处理和结果，请分析回答：
(1)洋葱表皮细胞在第1、2、3组实验中均发生了质壁分离现象，其内部结构基础和外在条件分别是__________________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
(2)比较第1和第2组实验结果的差异，说明___________________________________
________________________________________________________________________。
(3)比较第1和第3组实验结果，出现实验结果差异性的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)比较第1和第4组实验结果，出现实验结果差异性的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 知识清单
一、1.(1)半透膜 (2)浓度差 2.(1)小于 吸水 (2)大于 失水 (3)等于 3.(1)①全透性 ②细胞液 ③细胞 液泡 半透膜 (2)①大于 质壁分离 ②小于 质壁分离复原
二、1.(1)SiO Mg2＋、Ca2＋ Mg2＋、Ca2＋ SiO
(2)高于 (3)矿物质 2.(1)顺相对含量梯度
(2)选择性 3.选择透过性
对点训练
1．B [淀粉是大分子物质，不能透过半透膜，因此漏斗内液体与烧杯中蒸馏水之间的渗透压不平衡，水分子通过半透膜进入漏斗，使其液面上升；烧杯内的蒸馏水中无淀粉，遇碘不变蓝。食盐溶液中的离子可以透过半透膜，所以烧杯内的液体遇硝酸银溶液有白色沉淀生成。]
方法点拨 (1)渗透和扩散：物质从高浓度一侧向低浓度一侧运动叫做扩散，如氧气从浓度高的地方向浓度低的地方运动，即一种分子顺相对浓度梯度的运动。水分子和一些小分子物质是按照一般扩散作用的原理从分子密度高的地方向分子密度低的地方运动，能够自由通过细胞膜，这种跨膜运输也属于扩散。其中水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透。
(2)常用的半透膜有以下材料：玻璃纸、猪膀胱、鱼鳔、鸡蛋内皮等，其特点是允许小分子物质透过，不允许大分子物质透过。
2．B [成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，可发生渗透作用。甲、乙两细胞均处在外界溶液浓度大于细胞液浓度的环境中，开始时，甲、乙两细胞都要发生质壁分离，但蔗糖分子不能透过原生质层，所以甲细胞不能发生质壁分离复原，而甘油分子可以较快地通过原生质层，到达细胞液，细胞液的浓度升高，细胞吸水，发生质壁分离复原。]
方法点拨
析图：
(1)A曲线：由于放在清水中，细胞吸水，体积胀大。
(2)B曲线：由于细胞外KNO3溶液浓度高于细胞内，故细胞失水发生质壁分离；又由于细胞向其内部吸收K＋和NO，使细胞液浓度上升，高于细胞外溶液浓度，细胞吸水，质壁分离复原。
(3)C曲线：蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度→质壁分离，又由于细胞不吸收蔗糖分子，故不会自动复原。
3．D [由题干可获取的主要信息有：①培养水稻和番茄的原培养液中各离子浓度相同，②表中数据的计算方式是实验后离子浓度占实验前同种离子浓度的百分比，比值越大说明对该离子的吸收量越小，反之越大。解答本题时应首先理解表中数据表示的意义，再进行逐项分析。由表中每一列数据分析可知，不同植物对同种离子的需要量及同一植物对不同离子的需要量不同，水稻吸收的SiO多，对Ca2＋、Mg2＋吸收少，而番茄吸收的Ca2＋和Mg2＋较多，对SiO吸收量少。这体现了植物对无机盐离子的吸收具有选择性，其原因在于不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的。因此选项A、B、C正确，选项D所表述的内容不能从表中数据得出。]
方法点拨 (1)培养溶液中某离子的浓度低于初始浓度，说明植物吸收离子的比例大于吸收水的比例。
(2)培养溶液中某离子的浓度高于初始浓度，说明植物吸收离子的比例小于吸收水的比例。
(3)植物对不同离子的吸收具有选择性。
(4)植物吸收水和吸收离子是两个相对独立的过程。
课后作业
1．C [盐渍法就是人为造成外界溶液浓度大大高于细菌细胞内溶液的浓度，让细菌失水死亡，从而阻止细菌的繁殖来保存食品。]
2．B [细胞因缺水而萎蔫时，必定是渗透失水，即水分子渗透方向是：细胞液→细胞质基质→细胞间隙。水分子是从低浓度溶液向高浓度溶液扩散，所以a>c>b。]
3．D [渗透吸水的细胞学基础是细胞具有原生质层和原生质层内外的溶液具有浓度差。一个活的、成熟的植物细胞是具备这样的细胞学基础的，所以当这样的植物细胞与外界环境溶液相接触时，细胞液就可以与外界溶液发生渗透作用。质壁分离就是靠渗透作用来实现的。D项为亲水性物质，与吸胀作用有关，故质壁分离不能证明D项内容。]
4．A [因外界蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，洋葱表皮细胞将不断失水，使得液泡变小，而细胞液中色素不能随水透过原生质层，因此颜色加深。由于液泡和原生质层的不断收缩，可见③现象出现，光镜下既看不清结构又辨不清蔗糖的存在。]
5．B [水稻吸收硅多，而吸收钙少，体现了细胞对于物质的输入和输出具有选择性。]
6．B [成熟的植物细胞可以发生质壁分离现象。原因是成熟的植物细胞中央有一个大液泡，其内的细胞液有一定浓度，与外界溶液之间可形成浓度差。另外，细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成的原生质层可看做是一层半透膜，它与细胞壁的伸缩性不同，当细胞失水时，原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大，从而导致两者的分离。]
7．D [生物膜相当于半透膜，半透膜不是生物膜；植物细胞发生质壁分离是原生质层相当于半透膜，半透膜可以是人工合成的如玻璃纸。]
8．D [生物膜选择透过性的结构基础是膜上载体蛋白的种类和数量。载体蛋白的种类决定膜对离子是否吸收，载体蛋白的数量决定膜对离子吸收数量的多少，植物与其生存环境是相适应的，不同环境中无机盐离子的种类和数量不完全相同。根呼吸强度影响根对无机盐离子的吸收速率，但不影响选择性。]
9．B [由于细胞壁对溶液具有全透性，故①处为红墨水；②处有叶绿体，内含叶绿素，为绿色。]
10．C [细胞核应该位于细胞质中；液泡内有花青素导致液泡为紫色。]
11．C [题目中说两植物的吸水速率相等而吸收矿质元素的量有了变化，说明植物吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立的过程；从柱状图中可以看出不同离子的吸收速率有差异，说明植物对离子的吸收具有选择性，而离子的吸收多少与载体数量有关，所以硅离子明显降低，说明水稻吸收Si的载体多。因为离子的吸收是主动运输的过程，所以与溶液离子的浓度没有什么直接的关系。]
12．(1)内部结构基础是有原生质层和原生质层内外两种溶液体系的存在；外在条件是原生质层内外两种溶液体系存在浓度差
(2)高浓度的溶液加快质壁分离现象的出现，但由于引起细胞过度失水，导致细胞死亡，使质壁分离复原不能发生
(3)尿素是可以被细胞吸收的小分子物质，随着尿素分子不断进入细胞内部，当细胞内外溶液浓度趋于一致时，质壁分离就自动复原
(4)高温使细胞死亡，死亡的细胞原生质层失去选择透过性，不能发生质壁分离
解析 提高从图表中获得信息的能力(如图：该实验自变量有3组，不同浓度的蔗糖溶液、不同溶液、不同温度)；理解植物细胞质壁分离的原理及应用。
课件56张PPT。 第 4 章 细胞的物质输入和输出第1节 物质跨膜运输的实例自主学习 新知突破1．了解细胞吸水和失水的条件。
2．理解细胞膜是选择透过性膜。
3．质壁分离与复原实验的应用。1．原理：发生了渗透作用。该作用必须具备两个条件：细胞的吸水和失水
2．动物细胞的吸水和失水(以红细胞为例：红细胞膜相当于一层半透膜)
(1)当外界溶液浓度<细胞质浓度时，细胞__________。
(2)当外界溶液浓度>细胞质浓度时，______________。
(3)当外界溶液浓度等于细胞质浓度时，水分进出平衡。吸水膨胀细胞失水皱缩3．植物细胞的吸水和失水
(1)成熟植物细胞的结构。(2)条件：成熟植物细胞中央具有_______。
(3)验证：
①当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生_________现象；
②将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度高于外界清水，植物细胞就吸水，发生______________现象。大液泡质壁分离质壁分离复原[思考探讨] 1.教材渗透装置中，长颈漏斗液面上升的原因是什么？
2．发生渗透一段时间后，长颈漏斗中液面不再上升，水分子还进出半透膜吗？漏斗内外溶液浓度是否相等？
提示： 1.液面上升的原因是单位时间内由清水进入蔗糖溶液中水分子数多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子数。
2．仍有水分子进出半透膜，达到了动态平衡，漏斗内外溶液浓度不相等。
1．渗透作用
水分子(或者其他溶剂分子)通过半透膜，从相对含量高的溶液向相对含量低的溶液扩散。2．渗透作用现象的分析
(1)蔗糖溶液液面上升的原因：
上述现象可以解释为：水分子可以通过半透膜，而蔗糖分子不能通过，单位时间内进入漏斗的水分子数多于进入烧杯的水分子数，漏斗内液面上升。(2)当液面上升到一定程度时，液面不再升高的原因：
分析上图可知：H1产生的压强与水和蔗糖溶液产生的渗透压差达到平衡，使半透膜两侧水分子的交换率相等时，液面不再升高。3．植物细胞与渗透装置的比较
据图分析可知：
(1)原生质层——具有选择透过性，相当于半透膜。
(2)浓度差——细胞液与外界溶液之间具有浓度差。所以一个植物细胞类似于一个渗透装置。1．物质跨膜运输的特点
(1)运输方向与浓度关系：__________________________。
(2)物质进出的特点：物质的输入和输出有________。
2．生物膜的特性
细胞膜和其他生物膜可以让水分子自由通过，一些_____ _________也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过，因此它们都是_______________膜。物质跨膜运输的其他实例并不都是顺相对含量的梯度的选择性离子和小分子选择透过性
1．选择透过性膜具有选择性的原因
不同细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同，从而使细胞膜对物质透过表现出高度的选择性。2．半透膜和选择性透过膜的比较[记知识纲要] [背关键语句]
1．细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。具有选择透过性。
2．质壁分离过程中，低倍显微镜可以观察到洋葱外表皮细胞中液泡逐渐变小，颜色变深，原生质层脱离细胞壁。
3．质壁分离的内因是原生质层比细胞壁的伸缩性大；外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度。
4．发生质壁分离的条件是活的成熟的植物细胞，质壁分离过程中，细胞吸水力逐渐增大。合作探究 课堂互动渗透作用的原理和应用 按下图所示安装渗透作用装置，将半透膜袋缚于玻璃管下端，半透膜袋内部装有50 mL质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液。下列有关说法不正确的是( )A．若换用较大表面积的半透膜，达到平衡所用时间会缩短
B．若将质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液换为质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液，玻璃管内的液面高度会增加
C．达到平衡后，向烧杯中加适量清水，玻璃管中的液面也会上升
D．将玻璃管及缚于其上的半透膜袋适当向上提升一段，玻璃管内的液面位置相对于上端管口的位置不变
[自主解答] ________解析： 半透膜表面积越大，与外界溶液的接触面积就越大，水分子进入半透膜袋的速率就越快，A正确；将质量浓度为0.3 g/mL 的蔗糖溶液换为质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液，其吸水量增加，玻璃管内的液面高度会增加，B正确；如果在平衡后的烧杯中加入适量水，那么烧杯中液面上升，两液面间高度差减小，高度差形成的压力变小，但浓度差不变，即渗透压不变，则玻璃管中的液面会上升，使高度差造成的压力等于渗透压从而达到平衡，C正确；
将玻璃管及缚于其上的半透膜袋适当向上提升一段，玻璃管中液面与烧杯中液面间的高度差增大，而内外浓度差不变，平衡被打破，重新达到平衡时玻璃管内液面位置相对于上端管口的位置降低，D错误。
答案： D【互动探究】 若向半透膜袋内加入适量的蔗糖酶后，玻璃管中液面如何变化？
提示： 加入蔗糖酶后，玻璃管中的液面先上升，而后再 验证渗透作用发生的条件
①具有半透膜：②具有浓度差： 1．如图表示一中间隔一半透膜(只允许水分子通过)的水槽，两侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶(麦芽糖酶只能分解麦芽糖)，在加入麦芽糖酶前后A、B两侧液面的变化是( )
A．加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并高于A侧高度
B．加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并等于A侧高度
C．加酶前后A、B两侧液面不变
D．加酶前A、B两侧液面不变，加酶后B侧液面上升并高于A侧液面
解析： 影响水分子扩散的溶液渗透压的大小取决于溶质微粒的数目。相同物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液渗透压相等，但加入麦芽糖酶后，麦芽糖被分解成葡萄糖，溶液的渗透压将大于A侧的葡萄糖溶液。
答案： D质壁分离和复原实验 为探究茉莉酸(植物生长调节剂)对离体培养的成熟胡杨细胞质壁分离的影响，将细胞分别移至不同的培养液中继续培养3天，结果如下表。下列叙述错误的是( )注：“＋”表示有添加，添加后NaCl浓度为100 mmol·L－1，茉莉酸浓度为10－3 mg·L－1；“－”表示无添加。
A．胡杨细胞通过渗透作用吸水和失水
B．质壁分离的胡杨细胞液泡体积变小
C．NaCl为自变量，茉莉酸为因变量
D．茉莉酸对NaCl引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用
[自主解答] ________解析： 成熟的植物细胞具有中央大液泡，主要通过渗透作用吸水和失水，A正确；胡杨细胞的原生质层相当于半透膜，当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水，此时液泡中水分子渗出，液泡体积将会变小，B正确；根据实验目的及表中信息可知，自变量是茉莉酸的有无，因变量是细胞是否出现质壁分离，C错误；由①②组对照可知，NaCl是无茉莉酸的条件下可引起细胞质壁分离，而在存在茉莉酸的条件下不会引起细胞质壁分离，这说明茉莉酸对NaCl引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用，D正确。
答案： C[实验原理]
(1)原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。
(2)当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，原生质层收缩进而质壁分离。
(3)当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞渗透吸水，使质壁分离复原。 [实验步骤]
[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。2．右图是某同学用紫色洋葱鳞片叶的外表皮做“探究植物细胞的吸水和失水”的实验中所观察到的细胞图。下列叙述正确的是( )
A．图中1、2、6组成了细胞的原生质层
B．图中细胞处于质壁分离状态，此时6处的浓度一定大于7处的浓度
C．图中1是细胞壁，6中充满了外界溶液
D．图中7是细胞液，在细胞发生质壁分离过程中，其颜色逐渐变浅
解析： 图中1为细胞壁，2与4以及两者之间的5共同组成了原生质层，A错误；由于1细胞壁是全透性的，所以6处充满了外界溶液，C正确；细胞处于质壁分离状态但细胞此时不一定正在失水，所以7处的浓度不一定小于6处的浓度，B错误；在质壁分离的过程中7是失水的，所以7的颜色应该是逐渐加深，D错误。
答案： C高效测评 知能提升1．如图中的渗透装置，开始时的液面高度为a，停止上升时的高度为b，若每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部分吸出，则吸出蔗糖溶液的次数与a、b液面间的高度差之间的关系是( )解析： 随着漏斗内蔗糖溶液的不断被吸出和漏斗内不断吸水，漏斗内蔗糖溶液的浓度越来越小，渗透吸水的量越来越少，因而a、b液面的高度差越来越小。
答案： A2．下列关于物质跨膜运输实例的叙述中，不正确的是( )
A．细胞吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程
B．水分子跨膜运输的方向是由低浓度溶液向高浓度溶液
C．无机盐离子可以逆相对含量的梯度进行跨膜运输
D．生物膜是选择透过性膜，小分子物质都能通过，而大分子物质则不能通过
解析： 生物膜是选择透过性膜，水分子可自由通过，一些离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过；水分子的跨膜运输方向是顺相对含量梯度，即由低浓度溶液向高浓度溶液扩散；细胞对于物质的输入和输出具有选择性，对于所需要的无机盐离子可以逆相对含量梯度运输。
答案： D3．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状态，a、b表示两处溶液的浓度，由此推测( )
A．此时a>b，细胞渗透吸水
B．a＝b，渗透系统保持动态平衡
C．此时aD．上述三种情况都可能存在
解析： 如果这个图表示质壁分离复原的过程，A正确；如果这个图中的原生质层既不增大也不缩小，说明水分进出平衡，B正确；如果这个图表示质壁分离的过程，说明外界溶液浓度大于细胞液浓度，C正确。
答案： D4．将同一新鲜马铃薯块茎切成4根粗细相同、长为5 cm的条，再将这4根马铃薯条分别放在不同浓度的KNO3溶液中，依次在30 min和4 h后测量每一根的长度，结果如图所示。下列结论错误的是( )
A．a马铃薯条细胞通过渗透作用吸水
B．b马铃薯条细胞质壁分离逐渐复原
C．c马铃薯条细胞质壁分离
D．d马铃薯条细胞所处的KNO3溶液浓度增加解析： 由图可知，a、b、c马铃薯条4 h后的长度都大于30 min后的长度，说明K＋进入细胞内。b、c马铃薯条细胞质壁分离后复原，a马铃薯条细胞通过渗透作用吸水，使长度大于原长度，A、B、C正确；d马铃薯条4 h后长度未变化，并且马铃薯条所处的KNO3溶液浓度最大，因此d马铃薯条细胞在30 min时就因过度失水而死亡，d马铃薯条因失水而使KNO3溶液浓度降低，D错误。
答案： D5.右图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题。
(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时的液面差为Δh，此时S1和S2浓度大小关系为________。(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的__________，两者在物质透过功能上的差异是__________________________。
(3)为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。
实验材料：紫色洋葱。
实验器具：如图所示的渗透装置(不含溶液)，光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。实验试剂：蒸馏水，0.3 g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。
部分实验步骤和结果如下：
①选两套渗透装置，标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有________(填代号)。
②选两片洁净的载玻片，________，在载玻片中央分别滴加________，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是________。
(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是
_________________________________________________
________________________________________________。解析： (1)从图中实验现象看出：漏斗内液面高于漏斗外液面，漏斗内压强大于漏斗外压强，S1>S2。
(2)成熟的植物细胞有大液泡，原生质层相当于半透膜，在一定浓度的外界溶液中时，就相当于一个渗透装置，图中半透膜模拟的是成熟植物细胞的原生质层；半透膜无选择性，小分子能通过，大分子不能通过，而原生质层由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质构成，细胞膜和液泡膜是生物膜，具有选择透过性，可对物质有选择地吸收、排出。 (4)细胞膜上有运载K＋和NO的载体蛋白，K＋和KNO能进入细胞导致细胞液浓度逐渐增大，当增大到大于KNO3溶液浓度时，细胞开始吸水，发生质壁分离复原现象，最能体现两种膜功能差异的实验现象是KNO3溶液中的质壁分离后会自动复原。
答案： (1)S1>S2 (2)原生质层 原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能 (3)①X ②标号 蒸馏水 ③质壁分离 (4)KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原谢谢观看！
